沉箱重力式码头课程设计共43页
重力式码头设计PPT课件
基础 构造
墙身
胸墙 6、变形缝上下垂直通缝，缝宽2050mm，间距墙背 填料
10～30m。码头端部的翼墙，长度超过10m时，
应设变形缝。
现浇结构，变形缝内充填弹性材料。
新旧建筑物衔接处；水深、结构型式、基
床厚度改变处；土质差别较大处、沉箱接缝处
应设变形缝。
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码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
8、建筑材料、回填材料的物理力学指标
宜试验确定，无实测资料，按规范选取。
9、码头水深、顶面高程等总体布置参数
10、码头工艺布置尺度及荷载
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码头概述
设计标准
一般构造
设计计算
典型结构
综合练习
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码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
基础 构造
基础、墙身、胸墙、
棱体、倒滤层、回填
料、面层、码头设施
等。
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码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
组成 特点
设计
重力式码头宜建在较好的地基上，如岩基、砂
条件 土、密实的粘土。如果地基较差，仍需要采用时，
设计 应进行地基处理，并在结构上采取适当措施。
原则 优点：
混和石料倒滤层厚0.4～0.6m，多级棱体
的水下倒滤层厚度宜加大。
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码头概述 设计标准 一般构造 设计计算 典型结构 综合练习
基础
构造 （2）无抛石棱体
填料 5、材料（对耐久性无特殊要求的码头）
混凝土胸墙、方块：C20；
2011沉箱重力式码头课程设计-PPT课件
2、波浪 3、气象 九级风v＝22m/s，垂直于码头前沿线。 4、地震（本次课程设计不考虑） 5、地形地质 见设计任务书自然条件部分。 6、设计船型
第二节、设计内容
一、码头各部分尺寸的初步确定
1、码头顶标高（即胸墙顶标高） 原则：①大潮时不淹没 ②便于作业和码头前后方高程的衔接。 有掩护码头 — 计算水位＋超高值 按以下标准校核并取大值： 基本标准 —— 设计高水位＋超高值（1～1.5m） 复核标准 —— 极端高水位＋超高值（0～0.5m）
沉箱重力式码头课程设计
课程设计的目的： 综合运用《港口水工建筑物》、《港口规划》 等课程的知识，培养分析和解决工程实际问题 的能力。Leabharlann 第一节 设计资料（数据见设计任务书）
1、潮位： 极端高水位 ——重现期为50年的年极值高水位。 极端低水位 ——重现期为50年的年极值低水位。 设计高水位 ——高潮累积频率10%的潮位或多年历时累积频率1%潮位。 设计低水位 ——低潮90%或多年历时累积频率98%潮位。 施工水位：平均水位
4、码头底标高（抛石基床顶标高，或沉箱底标高） ＝设计低水位－码头前沿水深 5、基床底标高
当基床顶面应力大于地基承载力时，由地基承载力确定， 厚度≮1m； 当基床顶面应力不大于地基承载力时，厚度≮0.5m；
6、基床底宽不宜小于码头墙底宽度与2倍基床厚 度之和。
7、抛石棱体顶标高 （和宽度）
抛石棱体坡度 1:1 h 1 h 2 抛石棱体顶面和坡面的表层 1 2 应有0.5～0.8m厚二片石。 H 其上再设倒滤层。 棱体顶面高出预制安装墙身 (土体主动破裂面与水平面夹角) （沉箱顶）不应小于 在62°～65 °之间 0.3m(考虑沉降)。
三、沉箱细部尺寸
1、外形尺寸（长、宽、高）如前定 由于背后有抛石棱体，所以本设计沉箱用平接方式。（沉 箱前后壁厚度一致，对称，便于计算） 2、外壁和底板厚度 ——由计算（水压力、波浪力、填料侧压力等）确定外壁 厚≮250mm（有抗冻要求≮300mm） （本设计0.3，0.35，0.4m三级） 底板厚度（基床反力，底板自重，填料垂直压力，浮托 力）不小于壁厚（一般比壁厚大50～100mm） （0.4，0.45，0.5，0.55m）
重力式码头
二 墙身和胸墙
5. 卸荷板 一般采用预制钢筋混凝土结构 图2－2－5
卸荷板悬臂长和厚度：由稳定性和强度要求决定 一般 长1.5~3.0m 厚度0.8~1.2m
作用 : (1) 从构造上减少主动土压力; (2)利用一部分上部填土的重量，增加抗倾力矩， 从而增加主体结构的稳定性。
二 墙身和胸墙
6. 码头端部的处理 (1)码头端部在顺岸方向做成斜坡 适用码头有接长要求的情况 (2)码头端部设置翼墙 适用码头不再接长的情况 图2－2－6
三. 扶壁码头
扶壁结构是由立板、底 板和肋板互相整体连接 而成的钢筋混凝土结构
按肋板数分为单肋、双 肋和多肋
四. 大直径圆筒码头
主要有预制的大直径 薄壁钢筋混凝土无底 圆筒组成。
可沉入地基中，也可 放在抛石基床上。
优点 ：结构简单、混 凝土和钢材用量少、 适应性强，可不作抛 石基床，造价低，施 工速度快。
1.方块码头的断面形式
阶梯形(图2－1－1) 衡重式(图2－1－2) 卸荷板式(图2－1－3)(属衡重式)
2.方块码头的结构型式（按墙身（块体）结构）
实心方块(图2－1－1，图2－1－2) 空心方块（有底板：图2－1－3和图2－1－6；无底板：图2－1－4 ） 异形块体（图2－1－7 ）
二 沉箱码头
平整作用，不宜小于 0.5m
一 基础
3.基床肩宽（特别是外肩）
对夯实基床，不宜小于2m; 对不夯实基床，不应小于1m; 对有冲刷情况，适当加宽
4.基槽底宽及边坡坡度 底宽 不宜小于码头墙底宽度加 两倍基床厚度 坡度 根据土质由经验决定
一 基础
5. 基床夯实 使抛石基床紧密，减少建筑物在施工和使
用时的沉降。一般用重锤夯实。 6. 对抛石基床块石质量和品质要求
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。
第2章 重力式码头
三. 扶壁码头
扶壁结构是由立板、底 板和肋板互相整体连接 而成的钢筋混凝土结构 按肋板数分为单肋、双 肋和多肋
四. 大直径圆筒码头
主要有预制的大直径 薄壁钢筋混凝土无底 圆筒组成。
可沉入地基中，也可 放在抛石基床上。 优点 ：结构简单、混 凝土和钢材用量少、 适应性强，可不作抛 石基床，造价低，施 工速度快。
1.三种设计状况
(1)持久状况
(2)短暂状况
(3)偶然状况
一 重力式码头设计状态和计算内容
2.计算内容
表2－3－1
二 重力式码头上的作用
作用分三类 1.永久作用：建筑物自重、固定机械设 备自重力、墙后填料产生的土压力、剩余 水压力等； 2.可变作用：堆货荷载、流动机械荷载、 码头面可变作用产生的土压力、船舶荷载、 冰荷载和波浪力等；
水平分力标准值：
3 土压力
(2) 粘性土的墙后主动土压力计算
当地面水平时，在铅垂墙背或计算垂 面上按下式计算土压力强度（郎肯公式）： 永久作用部分：
eaH hKa 2c K a
eaqH qKa
可变作用部分：
3 土压力
2) 码头墙前被动土压力
当地面水平时，被动土压力
强度按下式计算（郎肯公式） ：
图2-1-1
图2-1-2
图2-1-3
图2-1-4
图2-1-5
图2-1-6
图2-1-7
工形 空 T形
图2-1-8
深层水泥拌合
图2-1-9
图2-1-10
图2-1-11
图2-1-12
图2-1-13
图2-1-14
图2-1-15
图2-1-16
图2-2-1
图2-2-2
港口水工建筑物课程设计--沉箱
第一篇设计任务书1、概述1.1编制本报告的主要依据和资料《重力式码头设计与施工规范》JTJ290-98、《海港水文规范》JTJ213-98、《水运工程抗震设计规范》JTJ225-98、《港口工程地基规范》JTJ250-98、《港口工程荷载规范》JTJ215-98以及课本《港口水工建筑物》。
1.2建设的必要性和建设规模1.2.1建设的必要性该工程为件杂货码头，将带动周围地区经济社会发展，是综合利用海岸线及海洋资源的需要，也是增加劳动就业，提高当地人民生活水平和促使社会安定的需要。
1.2.2建设的规模该码头结构形式为顺岸沉箱重力式，建筑物等级为二级。
2、自然条件分析2.1地理位置2.2气象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。
2.2.1气温多年平均气温 13℃历年极端最高气温 41℃多年最高月平均气温 28℃历史极端最低气温 -21℃多年最低月平均气温 -6.3℃2.2.2降水本区域年平均降水量640～712mm，最多年降水量1064～1186mm，最小年降水量261～384mm，年降水量集中在夏季（6～8月），其中7月份降水量占全年降水量的30％左右。
2.2.3风况本区域常年主导风向，冬季多东北风，夏季多东南风。
年平均风速为2.8～3.8m/s ，大风多发生于春季，其次为冬季，秋季最少。
年大风天数平均10天，最多24天，最大风速达13～24m/s 。
2.2.4 雾况多年平均雾日为11～14天，多发生于冬季，秋季次之。
2.2.5 相对湿度年平均相对湿度为70％～80％。
2.3 水文2.3.1 潮汐、水位设计高水位： 3.8m 设计低水位： 0.32m 极端高水位： 4.9m 极端低水位： -1.1m 施工水位： 2.0m2.3.2 波浪拟建码头所在水域有掩护，码头前波高小于1米。
50年一遇，%1H 波浪高值为： 设计高水位： 6.3s T m 665.1%1== H 设计低水位： 6.3s T m 665.1%1== H 极端高水位： 6.3s T m 665.1%1== H2.3.3 海流 2.3.4 冰凌本区域一般12月下旬至次年2月上旬水面结冰，最大岸冰厚度2～3cm ，最大冻土深度10cm 。
港口水工建筑物课件6重力式码头
河海大学 港口海岸与近海工程学院 12
港口工程
重力式码头的计算—码头上的作用
几种特殊情况下的土压力计算 距墙背一定距离的均布荷载
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港口工程
重力式码头的计算—码头上的作用
几种特殊情况下的土压力计算 距墙背一定距离的集中荷载
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重力式码头的计算—码头上的作用
组合三：考虑波浪力作用，波浪力为主导可变作用
组合四：考虑波浪力作用，堆载土压力为主导可变作用
此为一种水位情况，若将水位作为一个组合条件，则可得十几种组合 情况。
河海大学 港口海岸与近海工程学院 25
港口工程
重力式码头的一般计算
结构承受出现概率很小，且持续期很短的荷载 作用状况。 结 在 一构般使承按用承受期载设遭防能受地力地震极震等限荷状持载态续时时设仅间计按很。承短载的能状力况极。限状 态 结设构计承受。设防地震作用的状况。 在使用期遭受地震荷载时仅按承载能力极限状 态设计。
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港口工程
墙后地下水位
浮重度
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港口工程
重力式码头的计算—码头上的作用
剩余水压力
定义：墙后地下水位高于墙前计算低水位时产生的水压力差值，一般 按静水压力考虑。
确定原则：根据码头排水的好坏和后方填料的透水性来确定。
剩
余 水
墙后为抛石棱体或 粗于中砂的填料
可不考虑剩余水压力
压
潮汐港：剩余水头取1/5～1/3的平均
几种特殊情况下的土压力计算
填料
墙后有抛石棱体
当破裂面通过两种填料 时，出坡点P以上和以 下分别按两种填料的指 标计算土压力。
重力式码头(港口工程)
头断面设计。
港口工程 土木工程学院 11
沉箱码头
港口工程
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沉箱码头
港口工程
土木工程学院 13
沉箱码头
断面形式
港口工程
圆形沉箱（多用于墩式码头） 1）受力条件好 2）按构造配筋，用钢量少 3）腔体内不设隔板，砼用量减少 4）环形箱壁对水流的阻力小
矩形沉箱 制作简单，浮游稳定性好，施工经验丰富， 多用于岸壁式码头。 1）对称式：最常用；2）非对称式：节省 钢筋砼，但制作麻烦，浮游稳定性差；3） 开孔式：对无掩护的港口，消能效果较好。
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扶壁码头
优点：结构简单，施工 速度快，节省材料，造 价低 。
缺点：整体性差，耐久 性差。
适用：有起重运输设备， 有预制能力的情况或有 干地施工条件。
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扶壁码头
组成
立板：挡土,并构成码 头直立岸壁。
底板：将上部荷载传 给基床。
肋板：将立板和底板 连成整体，并
组成：上部结构（即胸 墙）、格形墙体和墙后回 填组成。格形墙体由直腹 式钢板桩形成的主格仓、 副格仓以及格仓内的填料 组成。
格仓形式：圆格形、平格 形、四分格形、偏圆格形
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格形钢板桩码头
港口工程
土木工程学院 23
小结
❖ 主要内容 重力式码头的结构形式 方块码头、沉箱码头、扶壁码头、大圆筒码头特征
受并传递外力、构成整体，
便于安装码头设备。
胸墙
基础：（1）扩散、减小 地基应力，降低码头沉降； （2）有利于保护地基不 受冲刷；（3）便于整平 地基，安装墙身。