沉箱码头计算书
沉箱模板设计计算书
泉州肖厝作业区4#泊位工程沉箱模板设计计算书泉州港肖厝作业区4#泊位工程沉箱预制采用分层浇筑施工艺，砼浇筑共分6层，底层高度2700mm，标准层5层，每层高度3400mm，浇筑预制模板采用桁架式钢模板，具体模板尺寸见模板设计图。
模板设计计算取最大受力的标准层模板进行计算。
一、设计依据1、《水运工程混凝土施工规范》人民交通出版JTJ268-962、《组合钢模板施工手册》中国铁道出版社3、《实用建筑五金手册》机械工业出版社4、本工程有关沉箱预制的图纸二、砼侧压力计算1、新浇筑砼作业用于模板的最大侧压力：(1)、Pmax1=8Ks+24KtV1/2Ks：外加剂被动修正系数取2.0Kt：温度校正系数取0.86V：砼浇筑速度（每层浇筑时间5h）取0.68m/sPmax1＝8×2.0+24×0.86×0.681/2=33KN/m2(2)、Pmax1′=25×H=25×3.4=85KN/m2取(1)、(2)的最小值 Pmax1=33KN/m22、倾倒砼时产生的水平荷载Pmax2=2KN/m23、振捣砼时产生和水平荷载Pmax3=2KN/m2砼对模板的侧压力P= Pmax1+ Pmax2+ Pmax3=37 N/m2三、模板受力计算1、面板计划面板采用δ5mm钢板，面板由竖向内钢楞（[10槽钢）及和水平桁架，分成大小均匀的矩形区格，选取最不利的区格计算。
按单向板受力考虑，并将模板视作四跨连续梁计算（取单位宽度b=1m计算）。
(1)按板的正应力计算M max =KwqL2=0.077×39×22σ=M max/w=M ma x/(1/6bh2)=6×0.007×37×L2/(0.5×10-2)2＜[f]=215Mpa则L=√215×(0.5×10-2)2×103/(6×0.077×37)=0.56m=56.0cm (2)按板的挠度计算W max =Kw×ql4/(100EI)=0.186×39×L4/(100×2.1×105×103×I)I=1/12bh3=1/12×(0.5×10-2)3=1.0417×10-8m4L=3√100×2.1×105×103×1.0417×10-8/(500×37×0.186) =0.40m=40cm综合(1)、（2）的最小值L=40cm(3)挠度验算Wmax=0.186×37×0.44/(100×2.1×105×1.0417×10-8)=6.0×10-4=0.6mm＜[W]=400/500=0.8mm 满足要求2、内外楞计算内楞采用[10槽钢,间距a=40mm,计算外楞(水平桁架)间距b.(1)、按拉弯强度计算b=√10fw/(Pma) =√10×215×39.7/(37×400)= 240cm(2)、按拉弯挠度计算b=4√150[f]EI/Pma=4√150×3×2.1×105×198/(37×400×10-3)=188cm取外楞间距b=120cm(3)、验算内楞(水平桁架)强度(按四跨连续梁计算)q=Pma=37×0.4=14.8KN/ma 、验算内楞正应力M max =KmqL2=0.077×14.8×1.02=1.1396KN.mσ=M max/w = 1.1396/39.7×10-6=28705KN/m2=28.7Mpa＜[δ]=215Mp满足要求b 、验算内楞挠度W max =KwqL4/(100EI)=0.632×14.8×1.04/(100×2.1×105×103×198×10-8)=0.00022m=0.22mm＜[F]=L/500=1200/500=2.4㎜3、外楞桁架计算内楞对桁架荷载简化为均布荷载，（桁架间距120㎝）取单位长度桁架计算。
LNG码头沉箱浮游稳定计算
LNG码头沉箱浮游稳定计算共有三种沉箱计算后的干旋高度如下：（1）甲型沉箱干舷高度F=18.40-13.45=4.95米（压水1.80米）（2）乙型沉箱干舷高度F=18.00 -13.24=4.76米（压水1.80米）（3）丙型沉箱干舷高度F=21.00-15.66=5.34米（压水3.50米）（4）丙型沉箱干舷高度F=21.00-15.26=5.81米（压块石2.00米）计算甲型沉箱：高h=18.4m1，沉箱自重时的重心位置沉箱材料体积和体积矩的计算表 2006年 5 月24 日沉箱自重时的重心位置X c=7.75mY c= 4564.36÷635.91=7.18m2，有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重G=2.45×635.91+5+175.13=1738.11t计算沉箱排水体积和趾的排水体积，钢混凝土重度取2.5 t/m3沉箱和压舱水、封舱盖板排水体积V=（2.5×635.91+5+175.13）÷1.025=1726.74m3趾的排水体积v=73.64+3.13=76.77 m3沉箱吃水T=（1726.74-76.77）÷6.252×3.14=13.45m沉箱总体重心高度：Y c1= （2.45×635.91×7.18+5×18.37+175.13×1.6）÷1738.11=6.65m 浮心：Yw1=[（1726.74-76.77）×13.45×0.5+18.76+18.71+51.37]÷1726.74=6.47mρ=[（π/64×12.54=1198.42）-4.85×5.853/36]÷1769.91=0.55a= Y c1- Y w1=6.65-6.47=0.18m=ρ-a=0.55-0.18=0.38m＞0.20稳定m大于0.20计算乙型沉箱：高h=18. m1，沉箱自重时的重心位置沉箱材料体积和体积矩的计算表2006年 5 月24 日沉箱自重时的重心位置X c=7.75mY c= 4371.22÷625.13=6.99m2，有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重G1=2.45×625.13+5+175.03=1711.59t有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重心Y1c=11075.56÷1711.62=6.47（m）1，计算沉箱总体排水体积：钢混凝土重度取2.5 t/m3V 1c =（2.5×625.13+5+175.05）÷1.025=1742.88÷1.025 m3=1700.37t2，沉箱趾的排水体积：v=73.64+3.13=76.77 m3沉箱吃水T=（1700.37-76.77）÷6.252×3.14=13.24m沉箱总体重心高度：= 11075.56÷1711.62=6.47mY1c浮心：Y1w=[（1700.37-76.77）×13.24×0.5+18.76+18.71+51.37] ÷1700.37=6.38mI=π/64×12.54=1198.42；∑Ir=（4.85×5.853÷36）×8=215.61ρ=（1198.42-215.61）÷1700.37=0.55a= Y c1- Y w1=6.47-6.38=0.09m=ρ-a=0.55-0.09=0.49m＞0.20 稳定m大于0.20计算丙型沉箱：高h=21. m1，沉箱自重时的重心位置沉箱材料体积和体积矩的计算表2006年 5 月24 日沉箱自重时的重心位置X c=7.75mY c= 5951.91÷663.18=8.97m2，有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重G1=2.45×663.18+5+340.92=1970.63有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重心Yc= 15512.43÷1970.63=7.87m11，计算沉箱总体排水体积：钢混凝土重度取2.5 t/m3V 0 =（2.5×663.18+5）÷1.025+332.61=1955.002，沉箱趾的排水体积：v=19.83+8.71+5.49=34.03 m3沉箱吃水T=（V0-v）÷AT=（1955-34.03）÷6.252×3.14=15.66m沉箱总体浮心高度：Yw=[（V0-v）×T/2+∑v.y]÷V0Yw1=[（1955-34.03）×15.66×0.5+7.38+6.94+96.12] ÷1955=7.75m ρ=（I-∑Ir）÷V 0I=π/64×12.54=1198.42；∑Ir=（4.85×5.853÷36）×8=215.61 ρ=（1198.42-215.61）÷1955=0.50a= Y c1- Y w1=7.87-7.75=0.12m=ρ-a=0.50-0.12=0.38m＞0.20 稳定（m大于0.20）计算丙型沉箱：高h=21. m 用290t块石压舱本沉箱压水3.5m时吃水15.66m，为减少其吃水，改用290t块石，块石的重度为1.55t/m3。
浮船坞拖运沉箱相关计算
浮船坞拖运沉箱相关计算北海港铁山港西港区北暮作业区5＃、6＃泊位水工工程浮船坞拖运计算书一、计算说明1、船坞拖航状态及航区本次作业在我部铁山港区内预制场出运码头至5#、6#泊位码头前沿调头区水域，属于沿海近海拖航。
2、计算依据中国船级社《海上拖航指南》1997-附录2“海上拖航阻力估算方法”3、“防城港”号相关参数：型长：52m；型宽：32m ；型深：3.6m；空载吃水：1.4m二、浮船坞海上拖航阻力估算计算公式如下：1、R T=0.7×(R F+R B)+R A式中：R T为总阻力，kN，R F为摩擦阻力，kN，R F=1.67×A1×V1.83×10-3；R B为剩余阻力，kN，R B=0.147×δ×A2×V-1.74+1.5V；A1为船舶水下湿水表面积，m2；A2为侵水部分的中横剖面面积，m2，V为拖航速度，为保证安全系数，按最大时速4节计算（2.06m/s）;δ为方形系数，本船吃水3.6米时，δ取1.0，R A为空气阻力，kN，R A=0.5ΡV2∑C S S满×10-3；Ρ为空气密度，按Ρ=1.22kg/m3计算；V为风速，取V=20.7m/s计算；A I为受风面积，按顶风计算，m2；C s为受风面积形状系数，按1.0计算。
2、浮船坞装满沉箱时吃水深度为3.1m计算浮船坞露水部分受风面积S满。
S1坞墙面积=11×3×2=66m2S2甲板下于水面上=（3.6-3.1）×32=16m2S3沉箱迎风面积=18.15×17.2=312.18m2S满=S1+S2+S3=394.18m23、浮船坞湿水面积计算满载湿水面积计算：A1满=52×32+（52+32）×2×3.1=2184.8m2浸水部分的中横剖面面积：A2满=32×3.1=99.2m24、摩擦阻力计算RF满=1.67×A1满×V1.83×10-3=1.67×2184.8×2.061.83×10-3=13.7KN 5、剩余阻力计算RB满=0.147×δ×A2满V1.74+0.15V=0.147×1×99.2×2.061.74+0.15×2.06=64.1kN6、空气阻力计算RA满=0.5ΡV2∑C S S满×10-3=0.5×1.22×20.72×1.0×394.18×10-3=103.03kN7、总阻力计算RT满=0.7×（R F满+R B满）+R A满=0.7×（13.7+64.1）+103.03=157.49kN从以上计算得出，当瞬间风力为20.7m/s，选用航速4节时，满载最大拖力为15.7t。
沉箱模板计算书(20130928)
广东惠州港荃湾港区煤炭码头一期工程沉箱模板设计计算书编制：校对：审核：批准：中交三航局惠州工程项目经理部二0一三年十月概述本工程建设2个7万吨级煤炭卸船泊位（水工结构均按靠泊15万吨级散货船设计）及相应配套设施，设计年卸船能力为1500万吨，码头前沿港池底标高为-15.0m(-18.7m)，码头面顶高程为+6.0m。
泊位长度550m，两端过渡段长度均为45.84m。
码头结构采用连片式方沉箱结构，沉箱尺寸为长22.84m×宽16.0m（含趾）×高20.5m，趾长1.2m，沉箱前壁厚400mm，后壁厚350mm，侧壁厚350mm，隔板厚250mm(300mm)，底板厚700mm，单个沉箱重约3327t，共计28件。
根据沉箱总高度及施工经验，整个沉箱分5次浇筑，其中底层浇筑高度为2500mm（1次），墙身标准层浇筑高度为4500mm（4次）。
按照沉箱结构图和混凝土浇筑要求，需要设计底胎模6座，基础外模1套，基础芯模15套，墙身外模2套，墙身芯模15套。
沉箱底胎模采用3肢[25#C槽钢，其中两肢槽口与槽口对焊，另一肢槽口与槽背焊接，详见底胎模布置图纸。
槽钢上满铺100mm*200mm木枋，槽钢长为构件底宽，支座净间距为1.856m，共有12个支座；基础外模主要分前趾（含前壁）模板、后壁模板、侧壁模板，设计高度为2650mm（概值，针对具体情况可调整。
下同），长度有6000mm、4840mm、2800mm三种规格尺寸；基础芯模主要分前后墙芯模和左右侧墙芯模，基础芯模设计高度为1300mm，长度有3698mm和4090mm两种规格。
墙身外模分前后墙模板和侧壁模板，墙身模板设计高度为4630mm，长度有6000mm、4840mm、2800mm三种规格尺寸；墙身芯模主要分前后墙芯模和左右侧墙芯模，墙身芯模设计高度为4630mm，长度有3698mm和4090mm两种规格，沉箱浇筑分层情况如下表所示：沉箱浇筑分层表沉箱高度(m)分层数底层砼浇筑高度(m)标准层砼浇筑高度(m)底层（基础）标准层（墙身）20.5 1 4 2.50 4.50模板设计主要分基础模板、墙身模板、芯模、吊点验算等四个部分。
沉箱码头稳定验算和内力计算
沉箱码头稳定验算和内力计算码头稳定性验算（一）作用效应组合持久组合一：设计高水位（永久作用）+堆货门机（主导可变作用）+波谷压力（非主导可变作用）持久组合二：设计高水位（永久作用）+波谷压力（主导可变作用）+堆货门机（非主导可变作用）短暂组合：设计高水位（永久作用）+波峰压力（主导可变作用）不考虑地震作用去1（二）码头延基床顶面的抗滑稳定性验算根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290-98）第3.6.1规定应考虑波浪作用，堆货土压力为主导可变时：按（JTJ290-98）中公式（3.6.1-4）计算。
01()()E H E qH P B G E V E qV u BU dE E P G E E P fγγγψγγγγψγγ++≤+++应考虑波浪作用，波浪力为主导可变时：()()f E P E G E P E qV E Bu u V E GdqH E B P H E ψγλγγγψγγγγ+++≤++1o短暂组合情况，按《防波堤设计与施工规范》（JTJ298-98）公式5.2.7计算f P G P Bu u G B p )(0λλλλ-≤式中：o γ——结构重要系数，一般港口取1.0；E γ——土压力分项系数；取1.35 PW γ——剩余水压力分项系数；取1.05 PR γ——系缆力分项系数；1.40ψ——作用效应组合系数，持久组合取0.7；V H E E 、——码头建筑物在计算面以上的填料、固定设备自重等永久作用所产生的总主动土压力的水平分力和竖向分力的标准值；W P ——作用在计算面以上的总剩余水压力标准值； RH P ——系缆力水平分力的标准值；qV qH E E 、——码头面上的可变作用在计算面上产生的总主动土压力的水平分力和竖向分力的标准值；RV P ——系缆力垂直分力的标准值；G γ——结构自重力的分项系数，取1.0；G ——计算面以上的结构自重力标准值；f ——沿计算面的摩擦系数设计值，查表可得0.6，胸墙0.55d γ——结构系数，不考虑波浪作用，取1.0（三）码头延基床顶面抗倾稳定性验算根据JTJ290-98第3.6.3规定应考虑波浪作用，堆货土压力为主导可变时，按JTJ290-98公式3.6.3-4计算：()()PBu u Eqv E EV E G GdPB P EqH E EH E o M M M M M M M ψλγγγγγγγγ+++≤ψ++1应考虑波浪作用，且波浪力为主导可变作用时，按JTJ290-98公式3.6.3-3计算：()()E q VE PBU U EV E G GdEqH E PB P EH E o M M M M M M M ψλγγγγγγγγ+++≤ψ++1短暂组合情况，按《防波堤设计与施工规范》（JTJ298-98）公式5.2.5计算 G G dPBu u PB P M M M λλλλλ1)(0≤+抗倾稳定性见表抗滑稳定性计算表组合项目土压力为主导可变作用时0()E H E qH P B E E P γγγψγ++1()G E V E qV u BU dG E E P fγγγψγγ+++结论qHEψP γB P 结果d γG γGfV EqVEu γBU P结果组合11 1.35432.8820.92 0.7 1.2179 730 1.11 3273.23 0.6 110.7 97.21 1.3 0 1938.4稳定组合项目波压力为主导可变作用()qH E B P H E E P E ψγγγγ++o 短暂组合Bp P λλ0()fE P E G qV E Bu u V E Gdψγλγγγ+++1f P G Bu u G )(λλ-结论qHEψP γB P结果d γG γGfV EqVEu γBU P结果组合2 1 1.35 432.88 20.92 0.7 1.2 179818 1.1 1 3273.23 0.6 110.7 97.21 1.3 0 1917 稳定短暂组合11.3520.92/1.2172 206.4/123110.61.229.821365稳定γEγHE 0γEγHE抗倾稳定性验算计算表组合项目土压力为主导可变作用时()PB P EqH E EH E oM M M γγγγψ++()PBu u Eqv E EV E G G dM M M M ψλγγγγ+++1结论EH MEqHMψP γPB M结果d γG γG MEV MEqvMu λPBu M结果组合11 1.353834 1027.9 0.7 1.32361.6 8713 1.35 1 21118.4 1439.1 271.96 1.3 0 17354.3稳定组合波浪力为主导可变作用时 ()EqH E PB P EH E o M M M γγγγψ++短暂组合)(0PBu u PB P M M λλλ+ ()EqV E PBU U EV E G GdM M M M ψλγγγγ+++1GG dM λλ1结论EH M P γψPB MEqHMPBu M 结果d γ G γG MEV MU γPBu MEqVM结果组合2 11.3538340.72361.6 1027.9 /9217 1.35 121118.4 1439.1 1.30 271.96 17272.7稳定短暂组合 1 1.35 0 1.2 / 2052.30 217 2723 1.25 1 15136.71.2 / 0 12109.4稳定γEγ0γEγ（四）基床承载力验算1.基床顶面应力计算组合持久组合情况一：设计低水位（永久作用）+波谷压力（主导可变作用）+（堆货+前沿堆货+门机情况）（非主导可变作用）短暂组合情况：设计高水位（永久作用）+波峰期波峰压力（主导可变作用） 2.持久组合一基床顶面应力计算：)/(28.43917.2745.1177.24139021.9722.3547m kN V K =+++++=)/(02.30077934429096.2715.10285.152671.22951m m kN M R ?=+++++=)/(1.805112019.10273.175185.40700m m kN M ?=+++=3)(02.528.43911.805102.3077Bm >=-=ξ)(53.102.521.13m e =-=kPa 600)1.1353.161(1.1328.43915.5749.171maxmin =<=?±=λσσ3.短暂组合情况基床顶面情况计算： )/(228182.292311m kN V k =-=)/(7.15136m m kN M R ?=)/(3.22692173.20520m m kN M ?=+=3)(64.5228122697.15136Bm >=-=ξ)(91.064.521.13m e =-=kPa 600)1.1391.061(1.1322817.2469.143maxmin =<=?±=λσσ满足承载能力要求（五）码头整体稳定性验算按照《港口工程地基规范》第5.1.3 条规定，取设计低水位进行验算。
沉箱码头计算书
任务要求：码头设计高水位12米，低水位7.4米，设计船型20000吨，波高小于1米，地面堆货20kpa ，Mh —16—30门座式起重机，地基承载力不足，须抛石基床。
一．拟定码头结构型式和尺寸1． 拟定沉箱尺寸：船舶吨级为20000吨，查规得相应的船型参数：设计船型总长 （m ） 型宽 （m ） 满载吃水 （m ） 18327.610.5即吃水为10.5米。
其自然资料不足，故此码头的前沿水深近似估算为：1.1510.512.1D kT m ==⨯=，设计低水位7.4米，则底高程：7.412.1 4.7m -=-，因此定底高程-5.1m 处。
由于沉箱定高程即为胸墙的底高程，此处胸墙为现浇钢筋混凝土结构，要求满足施工水位高于设计低水位，因此沉箱高度要高于码头前沿水深12.1m 。
综上，选择沉箱尺寸为： 1310.214l b h m m m ⨯⨯=⨯⨯。
下图为沉箱的尺寸图：2．拟定胸墙尺寸：如图，胸墙的顶宽由构造确定，一般不小于0.8m，对于停靠小型河船舶的码头不小于0.5m。
此处设计胸墙的顶宽为 1.0m。
设其底宽为5.5m，检验其滑动和倾覆稳定性要否满足要求：（由于此处现浇胸墙部分钢筋直接由沉箱顶部插入，可认为其抗滑稳定性满足要求，只需验算其抗倾稳定性）设计高水位时胸墙有效重力小于设计低水位时，对于胸墙的整体抗倾不利，故考虑设计高水位时的抗倾稳定。
沉箱为现浇钢筋混凝土，其重度在水上为323.5/kN m ，水下为313.5/kN m ，则在设计高水位时沉箱的自重为：()][()5.511 1.511 1.5 1.5 5.5123.5 3.11 1.5 5.51 3.113.52 4.6 4.[{]62}G -=⨯+⨯⨯⨯-⨯+⨯+⨯+-⨯⨯⨯（）则 227.83G kN =。
自重G 对O 点求矩：G 77.10.533.4967 5.510.47922/3 5.51/3=733.56M kN m =⨯+⨯-⨯⨯+（）（） 。
沉箱重力式码头课程教学设计计算书
目录第一章设计资料------------------------------------- 3第二章码头标准断面设计------------------------ 5第三章沉箱设计------------------------------------- 11第四章作用标准值分类及计算----------------- 15第五章码头标准断面各项稳定性验算------- 44第一章设计资料(一)自然条件1.潮位：极端高水位：+6.5m；设计高水位：+5.3m；极端低水位：-1.1m；设计低水位：+1.2m；施工水位：+2.5m。
2.波浪：拟建码头所在水域有掩护，码头前波高小于1米（不考虑波浪力作用）。
3.气象条件：码头所在地区常风主要为北向，其次为东南向；强风向（7级以上大风）主要为北~北北西向，其次为南南东~东南向。
4.地震资料：本地的地震设计烈度为7度。
5.地形地质条件：码头位置处海底地势平缓，底坡平均为1/200，海底标高为-4.0~-5.0m 。
根据勘探资料，码头所在地的地址资料见图1。
图一 地质资料(二)码头前沿设计高程：对于有掩护码头的顶标高，按照两种标准计算：基本标准：码头顶标高=设计高水位+超高值（1.0~1.5m ）=5.30+（1.0~1.5）=6.30~6.80m 复核标准：码头顶标高=极端高水位+超高值（0~0.5m ）=6.50+（0~0.5）=6.50~7.00m(三) 码头结构安全等级及用途：码头结构安全等级为二级，件杂货码头。
(四) 材料指标：拟建码头所需部分材料及其重度、内摩擦角的标准值可按表1选用。
表1(五)使用荷载：1.堆货荷载：前沿q1=20kpa；前方堆场q2=30kpa。
2.门机荷载：按《港口工程荷载规范》附录C荷载代号Mh-10 -25 设计。
3.铁路荷载：港口通过机车类型为干线机车，按《港口工程荷载规范》表7.0.3-2中的铁路竖向线荷载标准值设计。
沉箱重力式码头课程设计计算书
目录第一章设计资料------------------------------------- 3 第二章码头标准断面设计------------------------ 5 第三章沉箱设计------------------------------------- 11 第四章作用标准值分类与计算----------------- 15 第五章码头标准断面各项稳定性验算------- 44第一章设计资料(一)自然条件1.潮位：极端高水位：+6.5m；设计高水位：+5.3m；极端低水位：-1.1m；设计低水位：+1.2m；施工水位：+2.5m。
2.波浪：拟建码头所在水域有掩护，码头前波高小于1米（不考虑波浪力作用）。
3.气象条件：码头所在地区常风主要为北向，其次为东南向；强风向（7级以上大风）主要为北~北北西向，其次为南南东~东南向。
4.地震资料：本地的地震设计烈度为7度。
5.地形地质条件：码头位置处海底地势平缓，底坡平均为1/200，海底标高为-4.0~-5.0m。
根据勘探资料，码头所在地的地址资料见图1。
图一地质资料(二)码头前沿设计高程：对于有掩护码头的顶标高，按照两种标准计算：基本标准：码头顶标高=设计高水位+超高值（1.0~1.5m）=5.30+（1.0~1.5）=6.30~6.80m 复核标准：码头顶标高=极端高水位+超高值（0~0.5m）=6.50+（0~0.5）=6.50~7.00m (三)码头结构安全等级与用途：码头结构安全等级为二级，件杂货码头。
(四)材料指标：拟建码头所需部分材料与其重度、摩擦角的标准值可按表1选用。
表1(五)使用荷载：1.堆货荷载：前沿q1=20kpa；前方堆场q2=30kpa。
2.门机荷载：按《港口工程荷载规》附录C荷载代号Mh-10 -25 设计。
3.铁路荷载：港口通过机车类型为干线机车，按《港口工程荷载规》表7.0.3-2中的铁路竖向线荷载标准值设计。
4.船舶系缆力：按普通系缆力计算，设计风速22m/s。
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任务要求：码头设计高水位12米，低水位7.4米，设计船型20000吨，波高小于1米，地面堆货20kpa ，Mh —16—30门座式起重机，地基承载力不足，须抛石基床。
一．拟定码头结构型式和尺寸1． 拟定沉箱尺寸：船舶吨级为20000吨，查规得相应的船型参数：设计船型总长 （m ） 型宽 （m ） 满载吃水 （m ） 18327.610.5即吃水为10.5米。
其自然资料不足，故此码头的前沿水深近似估算为：1.1510.512.1D kT m ==⨯=，设计低水位7.4米，则底高程：7.412.1 4.7m -=-，因此定底高程-5.1m 处。
由于沉箱定高程即为胸墙的底高程，此处胸墙为现浇钢筋混凝土结构，要求满足施工水位高于设计低水位，因此沉箱高度要高于码头前沿水深12.1m 。
综上，选择沉箱尺寸为： 1310.214l b h m m m ⨯⨯=⨯⨯。
下图为沉箱的尺寸图：2．拟定胸墙尺寸：如图，胸墙的顶宽由构造确定，一般不小于0.8m，对于停靠小型河船舶的码头不小于0.5m。
此处设计胸墙的顶宽为 1.0m。
设其底宽为5.5m，检验其滑动和倾覆稳定性要否满足要求：（由于此处现浇胸墙部分钢筋直接由沉箱顶部插入，可认为其抗滑稳定性满足要求，只需验算其抗倾稳定性）设计高水位时胸墙有效重力小于设计低水位时，对于胸墙的整体抗倾不利，故考虑设计高水位时的抗倾稳定。
沉箱为现浇钢筋混凝土，其重度在水上为323.5/kN m ，水下为313.5/kN m ，则在设计高水位时沉箱的自重为：()][()5.511 1.511 1.5 1.5 5.5123.5 3.11 1.5 5.51 3.113.52 4.6 4.[{]62}G -=⨯+⨯⨯⨯-⨯+⨯+⨯+-⨯⨯⨯（）则 227.83G kN =。
自重G 对O 点求矩：G 77.10.533.4967 5.510.47922/3 5.51/3=733.56M kN m =⨯+⨯-⨯⨯+（）（） 。
考虑到有门机在前沿工作平台工作时，胸墙的水平土压力最大，此处门机荷载折算为线性荷载为：25010178.5714q kPa ⨯==。
（此处近似用朗肯土压力进行验算）朗肯主动土压力系数：224545350.()7)(=2Ka tan tan ϕ=-=-。
则其土压力分布如上图：如上图，其各点的土压力强度为：()()()()()01112=0.27178.5748.21;10.2718 1.5178.5755.5;120.2718 1.59.5 3.1178.5763.46.a b P Ka h q kPa P Ka h q kPa P Ka h h q kPa γγγγ+=⨯==+=⨯⨯+==++=⨯⨯+⨯+=则其土压力为：()()0.5 1.548.2155.50.5 3.155.563.46262.17E KN =⨯⨯++⨯⨯+=。
作用点至墙底的距离为：221148.21 4.6 2.37.29 3.10.57.96 3.10.50.57.29 1.5 3.11(())3=2.203y E m =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+ 。
则土压力对墙前O 点的弯矩值为：262.17 2.2576.77M KN m =⨯=。
综上：G =733.56576.77M kN m M KN m >= ，即说明在高水位时胸墙能保持抗倾稳定。
即胸墙的尺寸为：顶宽为1.0m ，底宽为5.5m ，高为4.6m 。
则码头的结构形式及尺寸如图：二、计算高低水位时抗滑、抗倾稳定性及地基应力1、荷载作用分类及计算：（1）结构自重力（永久作用）：a、设计高水位情况：设计高水位自重作用计算表项目计算式Gi（KN) Xi(m) Gi*Xi(KN*m) 沉箱前、后面板、纵隔墙(13.05*0.3*+13.05*2)*13*15 2035.80 5.50 11196.90沉箱侧板、横隔墙（13.05*4.25*0.3*4+13.05*4.25*0.2*4）*151663.90 5.50 9151.45沉箱底板（9.3*0.25*13）*15 816.10 5.50 4488.55 沉箱前趾（0.45+0.85）*0.9*0.5*13*15 114.10 0.50 56.60 沉箱填土 4.25*4*13.05*9.5*6 12645.45 5.50 69549.98胸墙[(1+2.5)*1.5*0.5*23.5+(2.5+5.5)*3.1*0.5*13.5]*132979.00 0.40 1191.60胸墙后填土[(4.8+7.8)*3.1*0.5*9.5+(7.8+9.3)*1.5*0.5*18]*135414.00 4.12 22305.68总计25668.35 117940.76 每延米自重作用25668.35/13 1974.49 9072.37b 、设计低水位情况：设计低水位自重作用计算表项目计算式 Gi(kN)Xi(m)GiXi(kN*m)沉箱前面板、后面板、 纵隔墙2*（0.3*12.5*13*15+0.3*1.05*13*25） +0.2*12.5*13*15+ 0.2*1.05*13*25 2223.005.5512337.65沉箱侧板，横隔板2*（0.3*12.4*12.5*15+0.3*12.4*1.05 *25）+0.2*12.4*12.5 *15+0.2*12.4*1.05*252120.405.5511768.22沉箱底板 10.2*0.45*13*15 895.05 5.55 4967.53 沉箱前趾 0.85*0.9*13*15 149.18 0.45 67.13 沉箱填石6*（3.4*3.65*12.5*9.5 +3.4*3.65*1.05*18） 10249.425.5556884.28胸墙 （1+5.5）*4.6/2*13*23.54567.23 2.79 12719.72 胸墙后填土 (3.8+8.3)*4.6/2*13*186512.22 7.04 45819.98 总计26716.49 144564.50 每延米自重作用2055.1111120.35（2）、土压力标准值计算：码头后填料为粗砂，水上水下的摩擦角=35ϕ ，沉箱以下外摩擦角35===11.733ϕδ 。
主动力系数为：2222cos cos 35==0.2911cos11.7a K ϕ=⎡⎡⎤⎢⎢⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ax =cos 0.29cos11.70.28a K K δ=⨯= ； ax =cos 0.29sin11.70.06a K K δ=⨯=。
土压力标准值按下式计算：11a 0()K cos n n i i i e h γα-==∑2a 0()K cos nn i i i e h γα==∑其中cos =1α 。
a 、 码头后填料土压力（永久作用）： 设计高水位情况：13.50e =；12.018 1.50.297.8a hK kP e a γ===⨯⨯；12.018 1.50.25'87.6a hK kP e a γ===⨯⨯（与12.0e 相差很小，近似忽略） 1-5.1122+18 1.5+9.517.10.2854.94a h h K kPa e γγ=⨯⨯⨯==）（）（。
土压力强度分布图见上图高水位计算作用分布图。
土压力为：()n 117.8 1.57.854.9417.1542.56/22E KN m =⨯⨯+⨯+⨯=；土压力标准值的水平力：Hn n cos 542.56cos11.7=531.29/E E KN m δ==⨯；土压力标准值的竖向力：Vn n sin 542.56sin11.7=110.02/E E KN m δ==⨯；土压力引起的倾覆力矩为：1 1.517.1117.11.57.817.1++7.817.1+54.94-7.817.123223=3540.73(KN m)/m EH M =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯（）（） 。
土压力引起的稳定力矩为：V 110.02=1122.20(0.2)/1E M KN m m =⨯。
设计低水位情况：13.50e =；7.40.2918 6.131.84a hK P e k a γ=⨯⨯==；7.40.2818 6.130'.75a hK kPa e γ=⨯⨯==（相差不大，近似和7.4e 相等）；1-5.1122+18 6.1+9.512.50.2866.28a h h K kPa e γγ=⨯⨯⨯==）（）（。
土压力强度分布图见上图低水位计算作用分布图。
土压力为：116.131.8431.84266.2812.5713.76/22n E KN m =⨯⨯++⨯⨯=（）；土压力标准值的水平力：Hn n cos 713.76cos11.7=698.93/E E KN m δ==⨯；土压力标准值的竖向力：Vn n sin 713.76sin11.7=144.74/E E KN m δ==⨯；土压力引起的倾覆力矩为：1 6.112.5112.56.131.8412.5++31.8412.5+66.28-31.8412.523223=4795.74(KN m)/m EH M =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯（）（） 。
土压力引起的稳定力矩为：V 144.74=1476.35(0.2)/1E M KN m m =⨯。
b 、堆货荷载产生的土压力：各种水位时，堆货荷载产生的土压力强度标准值相同。
13.5~8.9200.29 5.80e kPa =⨯= ；8.9~-5.1200.28 5.60e kPa =⨯=。
（近似相等，均取5.80kPa ）土压力强度分布图见上图高水位计算作用分布图。
堆货荷载引起的水平作用：5.8018.6107.88/qH E KN m =⨯=；堆货荷载引起的竖向作用：V tan11.7107.88tan11.7=22.34/q qH E E KN m =⨯=⨯；堆货荷载引起的倾覆力矩：=18.6107.882006.57()/EqH qH M E KN m m =⨯=；堆货荷载引起的稳定力矩：=18.622.34415.52()/EqH qH M E KN m m =⨯=。
c 、码头前沿堆货引起的竖向作用：码头前沿堆货围按7m 计算。
720140/G KN m =⨯= ；码头前沿堆货产生的稳定力矩：7140(10.27)938()/2G M KN m m ⎡⎤=⨯-+=⎢⎥⎣⎦。
d 、门机荷载产生的土压力计算（可变作用）：沉箱长度为13m ，故考虑时仅按一台门机产生的土压力计算，在吊臂处于不同位置下各种水位中，门机产生的土压力围相同。
如图情况3：A 、B 前腿为1100KN 、400KN ，C 、D 后腿为400KN 、1100KN 。