纳溪沟5000吨货运高桩码头-大学毕业(设计)论文说明书.doc

纳溪沟5000吨货运高桩码头
摘 要

本设计基于重庆公路运输有限公司纳溪沟5000吨 货运码头而提出的。根据地形地貌、地质条件、水位、初步计算、概预算、等决定采用架空直立式高桩码头，以便能够满足今后的使用要求。
该码头由面板、横梁、纵梁、嵌岩灌注桩、靠船柱等构成，各构件安装就位后均采用现浇钢筋混凝土节点连接使其形成连续结构。
本设计内容主要包括码头的总平面布置、码头的结构方案的比选、面板、门机梁的内力计算、码头结构中横向排架的内力计算，桩与横梁的配筋计算。首先，根据设计资料书进行总平布置；接着，进行方案设计及比选，通过全面考虑工程概算、结构的合理性、施工的难易程度及工程经济性等进行比选，提出推荐方案，最终决定所选用的码头结构形式；之后，对前方桩基进行结构尺寸选型，进而对各结构进行内力计算及桩的承载力验算，使结构满足要求。结构设计包括了横向排架、及门机轨道梁结构设计。

关键词：方案设计，结构设计，高桩码头，嵌岩灌注桩

ABSTRACT
The design is based on Chongqing Road Transport Co., Ltd. 5,000 tons of cargo terminals Naxigou put forward. Based on topography, geological conditions, water level, preliminary calculations, budget estimate, and so decided to use aerial vertical wharf, to be able to meet future requirements.
The terminal from the panel, beams, stringers, rock-socketed pile, by the bollards, etc., and all components are installed in place of reinforced concrete with cast nodes are connected to form a continuous structure.
The design mainly includes the general layout of terminals, the terminal structure of the program selection, panel, door beam of the force calculation, Terminal Transverse structure of the force calculation, pile and beam reinforcement calculation. First of all, according to the design data book for the general layout; then, the program design and selection, through full consideration to engineering estimates, the structure is reasonable, the ease of construction and engineering economic comparison, etc., in making the recommendation the plan will eventually determine the choice of terminal structure; after the pile on the table in front of the structure size selection, and thus the structure of the internal force calculation and checking the bearing capacity of piles, to make the structure meet the requirements. Structural design includes a horizontal bent, and the design of gantry crane rail beams.

Keywords: design, structural design, wharf, rock-socketed pile

前 言
为了加快航运建设，重庆市政府出台了加快建设步伐的决定。决定的总体目标为：立足重庆、辐射西部，沟通国内国际市场，以水运为载体，以腹地为支撑，充分依托“一环八射”铁路骨架、“二环八射”高速公路网和“一大两小”机场的强大辐射作用，通过各种运输方式之间的有机衔接，利用长江、嘉陵江、乌江“一干两支”国家高等级航道的巨大通行能力，以高密度的集装箱班轮产生的聚集效应和优越的航运、金融、贸易、信息、口岸等服务，带动临港经济发展，使重庆港形成对周边地区的产业聚集优势。将重庆港建成长江上游辐射西部地区最大的集装箱集并港、大宗散货中转港、旅游客运集散中心、汽车滚装运输主通道、船舶生产基地和交易中心、航运信息中心和人才高地，促进长江上游综合交通枢纽形成，带动重庆市和西部地区经济社会又好又快地发展。
重庆地处我国东西结合部，是我国西部地区唯一集水路、铁路、公路、航空及管道等五大运输方式为一体的综合交通枢纽型城市。重庆市的直辖、中央关于西部大开发战略的持续推进以及成渝统筹城乡综合配套改革实验区的设立，为重庆市的经济社会注入了持续的发展动力。随着长江黄金水道战略的实施,内河港口发展迅速,货物运量迅猛增长。研究开发适合于内河港口大水位差码头的经济实用、高效先进的装卸工艺系统和码头结构型式，具有非常重要的现实意义，也是内河港口的当务之急。
本设计采用架空直立式码头结构，该结构已用于已建的很多码头中，且带来的经济和社会效益显着，具有广阔的推广应用前景。架空直立式码头适用于内河大水位差码头的建设，这种结构型式适合于多种河流特征的码头，对防洪影响较其它型式要小，并且对水流流态、河床冲淤变化影响也较小。
本设计采用SAP2000软件对码头构件进行受力分析，计算结构各部分的受力情况，以确定结构合理的布置、各构件的合理尺寸，并对部分构件（横梁和桩基）进行配筋。
本次毕业设计的目的在于培养我们综合运用大学四年来所学的各种理论知识和基本技能来解决工程实际问题的能力，在大量研究和查阅、收集资料后，进行分析、计算、绘图等一系列的设计环节，有效的培养了独立思考、独立分析和解决问题的能力，技术经济分析的能力，查阅文献及规范的能力，撰写论文和说明书的能力，以及数据处、综合分析、总结归纳的能力。同时让我们对本专业的知识有了更深一步的了解，深刻体会到想成为一名合格的工程师，必须具备实事求是、谦虚谨慎的科学态度和刻苦钻研、勇于创新的科学精神。此次设计使我们各方面的能力都得到了充分地锻炼。

III

目 录
摘 要 1
前 言 3
目 录 I
第一章 设计基本资料 1
1.1地理位置 1
1.2 水文 1
1.2.1气温 1
1.2.2 降雨 1
1.2.3风 1
1.2.4雾况 2
1.2.5霜期 2
1.2.6冰况 2
1.2.7影响作业天数 2
1.3.地形地貌及工程泥沙 2
1.3.1地形地貌 2
1.3.2河床演变 3
1.4工程地质情况 4
1.5技术经济 6
1.5.1货种、流量、流向及集输运方式 6
1.5.2设计船型 6
1.5.3设计规模 6
第二章 总平面布置 7
2.1港址选择原则 7
2.2总平面布置原则 7
2.3码头前沿线布置 7
2.4竖向设计 8
2.4.1设计水位 8
2.4.2设计码头面高程 8
2.4.3码头前沿设计河底高程 8
2.5水域布置 9
2.5.1码头前停泊水域 9
2.5.2船舶回旋水域 9
2.6泊位长度和码头长度 9
2.6.1泊位长度 9
2.6.2码头长度 9
2.7泊位通过能力计算 10
2.7.1通过能力计算公式 10
2.7.2设计船时效率 10
2.7.3通过能力 10
2.7.3.1多用途及件杂货泊位 10
2.7.3.2 散货泊位 11
2.8陆域平面布置 11
2.8.1堆场面高程 11
2.8.2堆场容量与面积计算 11
2.9道路布置 13
第三章 码头荷载 14
3.1多用途码头堆货 14
3.2人群荷载 14
3.3起重运输机械荷载 14
3.4流动机械荷载 14
3.5船舶荷载 15
3.5.1作业于船舶上的风荷载 15
3.5.2作用于船舶上的水流力 15
3.5.3系缆力 16
3.5.4挤靠力 17
3.5.5撞击力 18
第四章 码头结构方案设计 19
4.1码头结构形式确定原则 19
4.2码头断面设计 19
4.2.1岸坡设计 19
4.2.2推荐方案码头桩台设计 19
4.2.3比选方案码头桩台设计 21
4.3桩基承载力计算（方案一） 21
4.3.1恒载 21
4.3.2活载 24
4.3.3荷载汇总 24
4.3.4承载力验算 25
4.3.5横向变位计算： 27
4.4桩基承载力计算（方案二） 28
4.4.1恒载 28
4.4.2活载 29
4.4.3荷载汇总 30
4.4.4承载力验算 30
4.5方案工程量计算 32
4.5.1工程量计算（方案一） 32
4.5.2工程量计算（方案二） 33
4.6方案工程概算 33
4.6.1工程概算（方案一） 33
4.6.2工程概算（方案二） 34
4.7方案比较 35
4.8方案推荐 35
第五章 码头结构施工图设计 36
5.1横向排架内力计算 36
5.1.1横向排架材料，截面，尺寸 36
5.1.2横向排架结构简化后总体尺寸 38
5.1.3排架荷载分析 38
5.1.4荷载组合 41
5.1.5承载力极限状态荷载组合分析 42
5.1.6正常使用极限状态效应组合 43
第六章 横梁及桩基配筋计算 45
6.1横梁配筋计算 45
6.1.1材料参数： 45
6.1.2截面尺寸校核 46
6.1.3跨中截面受弯承载力配筋计算 46
6.1.4截面上部受弯承载力配筋计算 47
6.1.5支座截面受剪承载力计算 48
6.1.6正常使用极限状态验算 50
6.2桩基配筋计算 52
6.2.1材料参数： 52
6.2.2纵向钢筋计算 52
6.2.3求桩的承载力 54
6.2.4按轴心受压构件验算(不考虑螺旋箍筋受压) 55
6.2.5抗剪验算 55
6.2.6嵌岩桩轴向抗压承载力核算 56
6.2.7正常使用极限状态验算 57
结 论 60
谢 辞 61
主要参考文献 62
附 录 63
重庆公路运输有限公司5000吨级货运码头施工图设计文件（另行成册）
2011届港口航道与海岸工程专业毕业设计

79

第一章 设计基本资料
1.1地理位置
纳溪沟码头位于朝天门下游12km的长江南岸（右岸）的鸡冠石镇纳溪沟中山堂社，下距铜锣峡峡口约2km，在重庆规划的主城区边沿地带，距重庆规划的中央商务区（CBD）南岸片区（盘龙园区）边缘约1km，位于长生—茶园工业园区和盘龙工业园区的连接地段。纳溪沟码头后方有弹子石～广阳坝公路通过，西距渝黔高速公路黄桷湾立交约5km，东连峡口镇约3km。
1.2 水文
1.2.1气温
极端最高气温：44.0℃
极端最低气温：－2.5℃
历年平均气温：18.5℃
历年月平均最高气温：28.1℃ (8月)
历年月平均最低气温：7.2℃(1月)
1.2.2 降雨
多年平均降雨量：1082mm (1916年)
历年最大降雨量：1353.9mm (1970年)
历年最少降雨量：911.7mm (1971年)
年最多雨日174d(1974年)，年最少雨日139d(1978年)，日最大降雨量192.9mm(1956年6月25日)
1.2.3风
风向：常风向为北风，北东北，频率6～15%
风速：最大风速26.7m/s(1981.5.10)
瞬间最大风速：27.0m/s(1961.8.4)
定时(2分钟)最大风速：20m/s(1949.5.16)
本地大风强度不大，并且频率较低，加之受川江峡谷地形影响，对船舶靠离码头和航行影响不大。
1.2.4雾况
根据1979年～1989年11年的资料统计，其雾状特征值如下：
年平均发生天数40.0d
最大年发生天数61.0 d(1979年)
最大月平均发生天数6.4 d(1月份)
最长延时47hr40min(1986年)
因轻雾对船航行影响很少，上述特征值主要是指中雾和浓雾。
1.2.5霜期
本地区霜期较短，影响可以忽略。
1.2.6冰况
本地区无冰冻史
1.2.7影响作业天数
⑴ 港口作业条件：风大于7级停止作业；日降水量大于10mm停止作业；雾能见度小于1000m停止作业。
⑵ 影响作业天数：风影响8～12天，雨影响15～25天，雾影响20～25天。对影响港口作业天数的自然因素进行综合分析，扣除相关因素相互重叠的影响，实际影响作业天数确定为35天，本工程码头作业天数为330天。
1.3.地形地貌及工程泥沙
1.3.1地形地貌
拟建码头处为河漫滩坡积和洪积斜坡地带，地形断面呈上陡下缓。码头上游岸坡较陡，下游岸坡平缓；中间有小丘突立，地形变化较大。发源于南山的纳溪沟在码头区中部横切入江。后方洪水线以上为密集的简易建筑和各种居民住宅区域，河滩标高在156m～178m左右。码头上部有一岩礁伸入江中，岩礁外高程约165左右，顺江长约30 m，横向伸入江中约20 m。
1.3.2河床演变
1、天然情况下河道演变分析
川江为我国大型山区河流，桥区河段两岸多为岩石组成，河床表面有较浅的砂卵石覆盖层；河床变形以推移质运动为主，悬移质几乎不参加造床。河床年际变化不大。总的看来，工程河段河型、河势较为稳定，河床基本保持年内或多年冲淤平衡。
拟建码头工程位于长江纳溪沟河段，该河段为弯曲型河道。为了对工程河段的河床演变作更深入的分析，分别收集了1985年、2004年枯水地形和2005年洪水地形，用以分析该河床长时期以及年内的河床演变情况。通过对河岸及滩槽变化、深泓平面变化、深泓纵向变化、河道横断面变化的详细分析，可以看出，在天然情况下，由于工程河段河床组成为沙卵石，两岸岸坡多为基岩，多年来虽有一定冲淤，但幅度较小，且河道形态基本不变。虽然受人类活动影响，局部岸线有所推进，但自然岸线固定，深泓平面摆动较小，洲滩、主槽以及整个河势稳定。
2、三峡成库后河床演变分析
依据三峡水库回水的计算成果，三峡工程初期蓄水135m回水至涪陵，蓄水145m回水至长寿，蓄水156m回水至铜锣峡，蓄水175m回水至江津的羊角滩。目前已进入了三峡156m蓄水期，即坝前水位按156m-135m-140m方案运行期，该时期三峡蓄水对工程河段基本无影响。
三峡工程蓄水对拟建码头河段的影响主要体现在正常蓄水期，即2009年以后的175m-145m-155m方案调度期，工程河段将处于水库变动回水区中段。届时，坝前水位调度破坏了天然河道中的水流条件和泥沙运动规律，受水库壅水影响，工程河段的河床演变将发生改变。在汛期，本河段基本保持天然河道的特性；在蓄水期以及枯水期，受坝前回水的影响，使得工程河段成为水库的一部分，因此，泥沙冲淤规律既有天然河道性质，又有水库特征。
汛期，工程河段泥沙淤积同天然一样，主要在开阔段，回流、缓流区，以及碛坝、边滩的边缘都属于泥沙的重点淤积区。天然情况下，淤沙在讯后10月或者11月基本可以冲刷完毕；但建库后，10月份开始蓄水，11月份维持高水位运行，减小了回水区河段的水面比降和流速，这部分淤积泥沙难以冲刷，仅在变动回水区的上段能够在10月、11月份完成冲刷，而处于变动回水区中段的工程河段，冲刷完成时间可能要推迟到次年水位下降期，甚至要到第一次洪峰期，此时库水位低，流量大，易发生冲刷。但部分河段仍将残留部分淤积物，从而呈现累积性淤积，随着水库运用时间的增长，库区累积性淤积增加，河床抬高，库水位增加。
根据三峡库区现有研究成果的相关资料分析，水库正常运行后，河床形态将向着高滩深槽方向发展。从长江科学院的研究成果看，拟建工程所在河段深槽淤积量占淤积总量比例较少，大部分泥沙落淤在白沙沱、唐家沱以及铜田坝等回水沱、边滩和碛坝等部位。
拟建工程
随着运行年限的增加，工程河段河床形态将向着高滩深槽方向发展，河床呈现累积性淤积，且累积淤积速度逐年变缓。但据有关科研单位研究成果可知，工程河段深泓线平面摆动不大，其原因在于三峡水库为河道型水库，工程河段为典型的山区河道，河床狭窄，河岸多为硬质砂岩组成，由于河床边界抗冲作用较强，因此深泓线的平面摆动受到限制，河势不易发生大的变化。
总之，三峡成库后，水位相对壅高，流速减缓，虽河道出现累积性淤积，但河道向归顺单一河道发展，基本维持了天然情况下的河流主槽形态，河势稳定。因此，该河段具备工程建设条件。
1.4工程地质情况
拟建码头处土层为第四系全新统人工回填的素填土（Q4ml）、冲积坡积的粉土（Q4al+dl）、冲洪积的粗砂夹卵石（Q4al+dl），基岩为侏罗系中统下沙溪庙组泥岩（J2S1-MS）、粉砂岩（J2S1-St）、砂岩（J2S1-SS）、钙质页岩（J2S1-SCa）组成。岩土层特征分述如下：
1、素填土（Q4ml）：
褐紫色，成份由粘性土、泥岩、砂岩、碎块石、少量砖瓦、灰渣等组成。硬质物含量占总质量的30～60%，粒径150～530mm，结构松散，稍湿～湿。分布剖面2-2´、3-3´及人工边坡地带，属人工填土，机械抛填形成。填龄约3年，层厚0.82（ZK3）～17.61m（ZK33）。
2、砂夹卵石（Qal+pl）：
杂色，卵石成份由石英岩、砂岩、灰岩、辉绿岩、火山岩等组成，含量约占20%，粒径20～500mm，亚园形，少数呈棱形、椭圆形，稍密。砂粒由中～粗砂为主，颗粒不均匀，级配差，含杂质物高，中密，湿，干燥后松散。夹岩屑、淤泥质粉土充填，分布江岸边及江底，属冲积洪积土，仅ZK2揭露，层厚01.95m。
3、粉土（Qal+dl）：
浅褐黄色，成份由粘粒、粉粒、少量腐植物碎渣等组成。土质均匀性差，含杂质物高，局部夹薄层状粉质粘土、淤泥质粉土、淤泥质粉质粘土，呈可塑状。底部含粉细砂、腐植物高。刀切面粗糙，无光泽，松散，湿，摇振中等、韧性及干强度低。分布岸坡斜坡地带，属冲积坡积土，层厚0.57（ZK41）～5.23（ZK7）m。
4、粉质粘土(Q4el+dl)
褐灰色～褐黄色，成份由粘粒、粉粒、风化残余岩屑等组成。该层土质整体均匀性差，含风化残余岩屑颗粒，含量约占3～15%，粒径3～150 mm，手捻有颗粒感，切面粗糙无规则，底部细粉砂、岩屑含量增加。ZK3、ZK4地段较厚，部份土质较均匀，切面光滑，稍光泽，手搓可成3～7mm土条，干燥后较易剥掉。该层ZK3、ZK4、ZK5地段顶部含淤泥、腐植物，微醒臭，呈软塑状，韧性高，呈褐黑色，层厚0.36～0.44m。摇震无反应，韧性及干强度中等，经室内检测结果：液指0.33～0.50, 为可塑状，属残坡积土。分布涵洞地段，厚度4.53（ZK33）～9.13（ZK37）m。
5、泥岩(J2S1-Ms)
暗紫色～紫红色,成份由粘土矿物、粉砂组成，泥质结构，厚层状构造。岩石含砂质高，部份相变为砂质泥岩，夹灰绿色粉砂团斑。强风化层岩石质软，强度低，岩石完整性差，风化裂隙发育，岩芯均呈碎石状，颜色呈紫褐色。中等风化岩石较完整，质硬，岩芯节长4～40cm，往下岩石强度、完整性更好，裂隙稍发育，中等风化泥岩经室内检测结果：饱和单轴强压强度为3.1～5.2MPa。该层分布场地东侧、西侧地段，厚度1.52（ZK46）～16.80（ZK26）m。
6、粉砂岩（J2S1-St）
褐黄色～浅灰绿色，矿物成份由长石、云母、粘土矿物等组成，细粒结构，中厚层状构造，钙质、泥质胶结。强风化层岩石质软，完整性极差，风化裂隙发育，岩芯均呈块状、碎石状，岩石在天然状态下几小时自然开裂解体，强度极低。该层岩石在东侧受构造褶皱影响岩石强度，完整性较差。局部地段岩石颜色出现一段浅灰黄色，一段浅灰绿色相间，岩石强度差异性较大，层间裂隙较发育，裂面粗糙，充填铁质，少数充填粘土。西侧该层中等风化岩石强度、完整性较好，质硬，锤击声脆，裂隙稍发育，岩芯节长5～60cm。该层岩石整体因受水侵蚀作用，岩石强度、完整性、颜色呈差异性，其中浅灰黄色中等风化岩石强度、完整性稍差。经室内检测结果：饱和单轴强压强度为3.7～6.9MPa。该层分布整体场地，揭露厚度2.62(ZY40)～18.47(ZY11)。
7、砂岩（J2S1-Ss）
浅褐黄色～浅灰色，矿物成份由长石、云母等组成，细粒结构，中厚层状构造，钙质胶结。强风化层岩石完整性差，强度低，风化裂隙发育，岩芯呈碎石状。中等风化岩石质硬，完整，强度高，锤击声脆，岩芯节长5～115cm，裂隙稍发育～较发育，经室内检测结果：饱和单轴强压强度为4.1～6.8MPa。揭露层厚1.43(ZK41)～17.63(ZY32)。
8、钙质泥岩（J2S1-Cas）
灰黑色，矿物成份由粘土矿物、碳酸钙等组成，泥质结构，薄厚层状构造。岩石性脆，经钻进易从层理破碎，完整性较差，裂隙较发育, 部分受水侵蚀，裂面呈褐黄色。岩芯均呈饼状、碎石状，短柱状。 岩石断口面具镜面光泽，假似炭质页岩，不污手，中等风化层。岩石检测结果；天然单轴抗压强度为2.7～4.9MPa。该层分布整个场地，揭露厚度1.42（ZK35）～21.20（ZK4）m。
1.5技术经济
1.5.1货种、流量、流向及集输运方式
此地形规划为3个泊位，1#和2#泊位为件杂货泊位，3#泊位为散货泊位。本设计对1#和2#泊位进行设计。货种为件杂货，装卸方式为装卸桥。
1.5.2设计船型
表1-1 设计船型主尺度表
船类
船型尺度（m）
载重（T）
备注
总长
型宽
吃水
5000吨级驳船
110
19.2
4.3
5000
设计船型
5000T干散货船
110
19.2
4.3
5000
设计船型
1.5.3设计规模
本项目工建设码头泊位3个：
⑴ 件杂货码头泊位2个：5000吨级；设计能力为年吞吐量76万吨，通过能力95万吨。
⑵ 散货码头泊位1个：5000吨级。设计能力为年吞吐量105万吨，通过能力110万吨。
上述码头均按山区河流Ⅱ类河港标准进行建设。

第二章 总平面布置
2.1港址选择原则
港址选择应符合规范，充分利用现有水文、气象、河势、地形、地貌，结合工艺使用要求，合理确定陆域高程、范围和水域。
结合当地经济开发与发展，对自然、社会、运营和建设方面进行比较，综合选定最优方案。
结合水文、地质条件，将码头布置在凹岸弯顶下段，避免淤积。
采用合理的码头结构形式，尽可能减小对水利及航道的影响，在安全可靠的情况下，力求经济合理，节省投资。
合理选择岸线，充分考虑远景发展需要，平面布置满足要求的前提下，尽量减小对河势的影响。
合理利用资源，保护环境，节约用地，在设计中，充分发挥港口的通货能力。
2.2总平面布置原则
港区总平面设计应在港口总体规划基础上，根据港区性质、规模、装卸工艺要求，充分利用自然条件，合理布置水域和陆域。
码头前沿停泊水域、回旋水域、进港航道和锚地等根据具体情况布置。水域布置应满足船舶安全靠离码头、装卸作业、转头、进出港和锚泊等要求。
码头陆域平面布置和竖向设计应根据装卸工艺、港区自然条件、安全、卫生、环保、防洪、拆迁、土石方工程量和节约用地等因数合理确定，并应与城市规划和建港的外部条件相协调。
2.3码头前沿线布置
设计应结合生产基地总平面规划布置，码头使用要求，同时满足航运、水利等政府部门的技术要求，布置码头前沿线，应结合水运要求，防止淤积，合理布置前沿线。
2.4竖向设计
2.4.1设计水位
1、纳溪沟码头设计高水位
5％洪水频率水位： 186.30m（20年一遇）
2、纳溪沟码头设计低水位
最低通航水位： 158.02 m
2.4.2设计码头面高程
根据《河港工程设计规范》，考虑风和波浪的影响，码头面高程 = 设计高水位 + 超高（0.1～0.5m）。综合考虑作业区陆域地形、装卸机械设备起升作业能力等因素，并结合码头布置及结构型式、与进港公路的衔接以及工程投资等条件，将本工程设计码头面高程定为187.00m。
2.4.3码头前沿设计河底高程
码头前沿设计水深

式中： —码头前沿设计水深（m）；
—设计代表船型满载吃水（m）；
—龙骨下最小富裕深度（m）；
—其它富裕深度（m）。

码头前沿河底高程

式中： —码头前沿河底高程（m）；
—码头前沿设计水深（m）。
2.5水域布置
2.5.1码头前停泊水域
码头前沿停泊水域宽度按《河港工程设计规范》，取为2.5倍设计船宽；则所需停泊水域宽度为48m。
2.5.2船舶回旋水域
根据规范，回旋水域沿水流方向的长度不小于设计代表船长的2.5倍，沿垂直水流方向的宽度不小于设计代表船长的1.5倍；根据拟建工程区港前水域的流向、航迹图显示，本次设计的码头前沿线至本区的主航迹线之间有约150m的距离，三峡水库正常蓄水后，河面将更加开阔。故本工程各码头泊位前方水域能满足船舶在靠离码头作业时回旋的要求。
2.6泊位长度和码头长度
2.6.1泊位长度
根据规范要求，码头泊位长度
式中：——码头泊位长度（m）；
——设计船长；
、——上、下游的富裕长度。
2.6.2码头长度
件杂货泊位码头长度（2个端部泊位占用岸线长度）：
式中：——码头泊位长度（m）；
——设计船长为110m；
——富裕长度,取0.15L。
考虑将来作业区扩建衔接的可能及陆域的合理布置，经计算确定码头长度如下：Lb为269.5m，取270m;
散货泊位码头长度（1个泊位占用岸线长度）： 取80m
码头宽度，码头前沿3.0米，装卸桥16.0米，后方平台22.75米，总宽度41.75米。
2.7泊位通过能力计算
2.7.1通过能力计算公式
根据泊位性质和设计船型按下列公式计算

其中，
G —某一类型船舶单船的实际载货重量（t）取设计载重量的90%；
—装、卸一艘该类型的船舶所需的纯装、卸时间（h），；
P —船时效率（t/h），按货种、船型、设计能力、作业线数和营运管理等因素综合分析确定。
—该类型船舶装卸辅助与技术作业时间之总合（h）；包括船舶靠离码头时间，装卸作业准备及结束时间，船舶移档时间，综合考虑取=1.5h。
—昼夜泊位非生产作业时间之和（h）,可根据港口实际情况确定，两班制可取2.5～3.5h；取=3.0h。
—昼夜法定工作小时数（h），根据工作班次确定，两班制取=16h。
—泊位年营运天数（d），取Ty=330天；
—港口生产不均衡系数，取。
2.7.2设计船时效率
本工程多通途及件杂货泊位配置4台50吨岸边装卸桥，单台装卸桥平均船时效率取P=75t/h，平均船时效率取P=150t/h；
2.7.3通过能力
2.7.3.1多用途及件杂货泊位
采用装卸作业，泊位平均船时效率取P=150t/h。则单个泊位通过能力为：

故取=47.52万吨
=76万吨/年
N= ＝1.60 故取两个泊位
合计通过能力95.04万吨。
2.7.3.2 散货泊位
采用汽车下河道的装卸工艺，取P=176t/h。

=110.05 (万吨)
=105万吨/年
＝0.95 故取一个泊位
合计通过能力为110万吨。
2.8陆域平面布置
2.8.1堆场面高程
按规范要求，结合地形与设计高水位并且满足装卸工艺与物流要求，减少挖方和填方量，堆场设计高程为：187.00m。
2.8.2堆场容量与面积计算
①库场容量计算
库场容量按下式计算：

式中，
——年吞吐量（万吨／年）；
——堆场不平衡系数，件杂货泊位取，散货泊位取；
——货物最大入库（场）百分比，件杂货泊位取=75％，散货泊位取=90％；
——货物在库（场）的平均堆存期（天），取9天；
——库（场）年营运天数，取365天。
计算结果：
件杂货泊位库场容量

散货泊位库场容量

②库场面积
库场面积按下式计算：

式中，A——堆场面积
E——堆场容量
——单位面积堆存量，件杂货泊位堆场取3.5t/m2，件杂货泊位仓库取2.0t/m2，散货泊位取3.5t/m2。
——库场面积利用率，件杂货泊位考虑30％货物进入货棚，70％货物进入堆场，散货全部进入堆场，堆场取＝0.60，仓库取＝0.65。
计算结果：
件杂货泊位堆场： (m2)
件杂货泊位货棚： (m2)
散货堆场： (m2)
依据陆域条件，在总平面布置中各货种实际布置堆场面积如下
多用途及件杂货泊位堆场9534m2，泊位货棚8274m2，散货堆场18568m2；
2.9道路布置
港内道路布置应满足运输、消防、环境卫生和排水等要求，宜布置成环形。与港区竖向设计和港内建构筑物、管线、铁路设计相协调，并应与装卸工艺要求相适应。道路应有稳固的路基、平整坚实的路面，并应排水通畅
在港区上游的散货泊位中间布置一个出入口，与弹广路的进出港道路宽度30m，坡度6％，散货堆场间的进出港道路宽度20m，坡度6％。散货泊位陆域前沿高程187.00m，后方逐渐抬高，与弹广路相接，前沿至弹广路之间由前到后依次布置散货堆场、停车场及生产、生活辅助建筑及港区综合楼；散货泊位陆域前沿设一50m宽的平台，高程187.00m，平台上游侧按8%的坡度设20m宽的下河道路至高程177.00m处，形成中洪水位作业区；平台下游侧按8％的坡度设20m宽的下河道路至高程177.00m处，然后转向上游方向按5％的坡度设20m宽的下河道路至高程160.00m处，形成中枯水位作业区。
第三章 码头荷载
3.1多用途码头堆货
码头前方平台30kN/ m2，陆域堆场60kN/ m2.
3.2人群荷载
q=2.5kN／m2；
3.3起重运输机械荷载
集装箱装卸桥（岸吊）：轨距16m，轮距0.9m，支腿间距17.8m（最大轮压250kN，4个支腿，32个轮子）。见图3.1

图3.1 集装箱装卸桥

前轨道梁：

后轨道梁：

3.4流动机械荷载
15T汽车
3.5船舶荷载
3.5.1作业于船舶上的风荷载
船舶风荷载按下列公式计算。

式中：
、——分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力（kN）；
、——分别为船体水面以上横向和纵向受风面积（）；
Vx、Vy——设计风速的横向和纵向分量，分别取22m/s、0；
、——风压不均匀系数，取0.9，1.0。
当货船半载或压载最不利：

式中: ——为船舶载重量，。
代入解得:

、可按最大风速设计，即可取 ，；
船舶在水面以上的最大轮廓尺寸：B=19.2m，L=110m

3.5.2作用于船舶上的水流力
(1)水流对船舶作用产生的水流力船首横向分力和船尾横向分力：

其中 ， ， ，
查表E.0.16-1，；

得到
则：
=0
（2）水流对船舶作用产生的水流纵向分力:

查表E.0.8，取水温为150C，故V=1.14×10-4m/s。

河船方形系数取Cb=0.625,
，

由表E.0.16-2.查得b=0.012
则：

3.5.3系缆力
船舶系缆力按下列公式计算

式中：
、 ——风和水流对船舶作用产生的横向分力总和及纵向分力总和；
K——系船柱分布不均系数取1.3；
N——受力的系船柱数目，取4；
——系船缆的水平投影与码头前沿线所成夹角，取30°；
——系船缆与水平面之间的夹角，取0°；
情况一： ，

情况二： ；

经计算，系缆力N=410.4kN。选用450kN系船柱。
3.5.4挤靠力
本算例橡胶护舷间断布置，护舷间距4m,与船舶接触的橡胶护舷共有67组。

在设计低水位时与船舶接触护舷共有34组：

3.5.5撞击力
（1）船舶靠岸时的撞击力：
船舶撞击力
船舶撞击能量按设计代表船型满载排水量及法向靠船速度计算

式中：
——舶靠岸时的有效撞击能量(kJ)；
——有效动能系数，取0.8；
——船舶质量(T)；
——舶靠岸法向速度(m/s)，取0.2m／s。
满载排水量：

经计算，靠船能量为110KJ，据此选用DA-A500H橡胶护舷，单个护舷反力为516kN，橡胶护舷连续布置，以满足船舶靠泊时的吸能要求
（2）撞击力沿码头长度方向上的分力标准值：

式中:
——船舶撞击力沿码头长度方向的分力标准值(kN)；
——船舶撞击力法向分力标准值(kN)；
——船舶与橡胶护舷之间的摩擦系数，取0.3～0.4。

=516×0.4
=206.4kN
第四章 码头结构方案设计
4.1码头结构形式确定原则
码头的结构形式应根据水文、地质、地形、货种、装卸工艺及施工条件等因素综合分析，进行技术经济比较后确定。
本港区历年水位差比较大，年水位变化达28.3米。地形较多起伏，前沿区岸线较顺直，地质属于中风化岩层，结构比较稳定，岩层表面具有较薄的软土质。本码头泊位主要为件杂货，因此，结合施工条件和装卸工艺，综合分析，技术经济比较决定采用架空直立式码头。
4.2码头断面设计
4.2.1岸坡设计
岸坡设计根据岸坡稳定性分析，中风化岩层取坡度1:1，素填土为1:0.5。
4.2.2推荐方案码头桩台设计
推荐方案：
前轨道梁下设置2200mm嵌岩钻孔灌注桩，其余为1800mm嵌岩钻孔灌注桩。
上部为1600 mm×1600m