港口工程学课程设计

《港口工程学》课程设计计算说明书

学院：海洋科学与工程学院

专业：港口航道与海岸工程

班级：港航113班

姓名：

学号：

指导教师：史旦达

完成日期： 2014年06月21日

目录

摘要 (4)

第一章设计资料 (4)

1.1 工程概况 (4)

1.2 设计船型 (4)

1.3 水文及气象 (4)

1.4 地质条件 (4)

1.5 作用 (5)

第二章码头总体设计 (6)

2.1 码头泊位长度确定 (6)

2.2岸坡坡度 (6)

2.3码头桩台宽度确定 (6)

2.4 结构沿码头长度方向的分段 (6)

2.5 桩基设计与布置 (7)

第三章码头结构的构造形式与布置 (7)

3.1 桩 (7)

3.2 桩帽 (7)

3.3 面板与面层 (7)

3.4 横梁断面 (8)

3.5 纵梁断面 (8)

3.6 桩全长及桩顶高程确定 (8)

3.7 靠船构件 (9)

3.8 接岸结构 (9)

第四章码头附属设施 (9)

4.1 防冲设备 (9)

4.2 系船设备 (9)

4.3 其他设备 (9)

4.3.1 门机轨道 (9)

4.3.2 供水供电管沟 (10)

4.3.3 护轮槛 (10)

第五章计算 (10)

5.1 轨道梁计算 (10)

5.1.1 计算跨度 (10)

5.1.2 计算荷载 (10)

5.1.3 内力计算结果 (12)

5.2 一般纵梁计算 (13)

5.2.1 计算跨度 (13)

5.2.2 计算荷载 (14)

5.2.3 内力计算结果 (14)

5.3 横向排架计算 (16)

5.3.1 计算图示 (16)

5.3.2 横梁计算跨度 (16)

5.3.3 计算荷载 (17)

5.3.4 内力计算结果 (18)

第六章参考文献与规范 (27)

第七章码头横断面附图 (27)

摘要：本设计旨在为1000吨级杂货船停靠和装卸建造一个高桩码头，属于小型码头。考虑码头性质、工程经济和地质条件等因素，选取宽桩台板梁式高桩码头较为适宜，接岸结构选用挡土墙式，桩基选用600600

⨯预应力钢筋混凝土

mm mm

空心方桩。在计算过程中，所用的是易工软件的高桩板梁式码头CAD 模块，计算较为方便快捷，在设计过程中，对各种工程软件的应用十分的重要，应用得当会事半功倍。

1 设计资料

1.1 工程概况

码头结构由码头桩台、接岸结构组成。基桩为600mm×600mm的预应力钢筋混凝土空心方桩。码头前设计底高程-5.25m，码头面顶高程为4.0m。

桩底标高-30.0m。

1.2设计船型

设计船型为1000吨级杂货船。

本工程泊位设计船型根据《海港总平面设计规范》（JTJ211-99）局部修订（航道边坡坡度和设计船型尺度部分）确定：

(1)水位资料

设计高水位： 2.64m

极端高水位： 3.68m

设计低水位：0.2m

极端低水位：-0.94m

(2)波浪

波浪重现期为50年，H1%=1.3m，H13%=0.9m，T=8.4s

(3)水流

水流设计流速：V=1m/s 流向：与船舶纵轴接近平行

(4)风

按九级风设计，风速V=22m/s，超过九级风船舶离港去锚地避风。

1.4地质条件

本工程码头区域土层分布较为规律，根据其成因类型自上而下分为四大层：第一层：海相沉积层；第二层：亚粘土及砂；第三层：亚粘土及粘土；第四层：强风化岩层。具体土层分布及物理力学性质见附表。

土层主要物理力学性质指标

（1）永久作用：码头结构自重 面板：m KN /5.125.025=⨯ 面层：240.05 1.2/KN m ⨯= 横梁自重： 纵梁自重： (2)可变作用

a.堆货荷载：前方承台：50KPa ；后方承台：60KPa

b.门机荷载：425h M --，轨距：10.5m ；支腿纵距：10.5m ，每只腿四个轮子；轮压：海侧轨250kN/轮，陆侧轨250kN/轮

单位：m c. 船舶荷载

撞击力：R =300kN 系缆力：N =180kN

（3）偶然荷载 基本烈度为7度，地震设计烈度取基本烈度。

2码头总体设计

2.1 码头泊位长度确定

根据《海港总平面设计规范JTJ291-98》的有关规定：

4.3.6：码头泊位长度，应满足船舶安全靠离作业和系缆的要求。对有掩护港口的码头，其单个泊位长度可按下式确定：

式中 :

表4-1 富裕长度d

船长L=86m ，按规定取12m ，所以泊位长度为110m 。

2.2 岸坡坡度

码头前设计底高程-5.25m ，码头面顶高程4.0m 。考虑当地的土质条件和设定的码头结构的宽度，岸坡坡度设为1：3。

2.3 码头桩台宽度确定

码头结构总宽度主要取决于岸坡的稳定性和挡土结构位置。开挖岸坡坡度为1:3，挡土结构采用重力式挡土墙，在地形的横断面图中可拟定码头结构的总宽度约为22m。其中，前方桩台宽14.5m，主要用于装卸桥的布置；后方桩台宽7.5m，主要起连接作用；前方桩台与后方桩台，后方桩台与挡土结构之间的变形缝间距为2cm。

2.4 结构沿码头长度方向的分段

为了避免码头结构产生过大的变形应力，需设置变形缝(凹凸缝)，将码头沿长度方向进行分段。变形缝的宽度取为20mm，变形缝内用泡沫塑料填充，以保证结构自由伸缩。变形缝的间距取为56m。由于该地区土质条件不好，为了加强对不均匀沉降的适应性，把结构分段处的两端做成悬臂式上部结构，悬臂的长度为1m。码头沿长度方向分为2段，每段长度56m。

2.5 桩基设计与布置

（1）前桩台：5×10=50根桩（一个计算段长）

前桩台横向排架间距取6m，横向排架桩距取5.25m，则码头一个分段共有10榀横向排架。靠前沿的门机梁下设置双直桩，后门机梁下布置叉桩，斜度3：1，由于两者之间没有铁路，故布置一根直桩。

（2）后桩台：2×10=20根桩（一个计算段长）

后桩台堆货荷载为前方桩台的两倍，为60KPa，故后桩台横向排架间距取6m，横向排架桩距取3m，布置2根直桩，则码头一个分段共有10榀横向排架。

3 码头结构的构造形式与布置

3.1 桩

600mm×600mm的预应力钢筋混凝土空心方桩，空心直径为300mm，混凝土采用C40，桩尖长取600mm，桩尖顶宽100mm，桩尖段箍筋间距加密范围为3d=1.8m，桩顶段箍筋加密范围为4d=2.4m。

3.2 桩帽

桩帽的平面形状采用方形，对于截面尺寸为600mm×600mm 的单桩，桩帽尺寸为1200mm×1200mm，桩帽高度为600mm。

对于双直桩和叉桩上方的桩帽，相邻两根桩在桩顶处的净距取为300mm，桩帽尺寸为2000mm×1200mm。

3.3 面板与面层

面板为5.25m×6m四边支承板，预制层厚度取350mm，现浇层厚度取150mm，磨耗层厚度取50mm。连续板计算跨度：

3.4 横梁断面

前方桩台采用倒T 形截面，下部预制安装，上部采用现浇，构成现场叠合式结构，断面结构尺寸见图。单位：m

3.5 纵梁断面

前方桩台采用矩形截面，断面结构尺寸见图。单位：m