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 d
E E P G E E P f
γγγψγγγγψγγ++≤
+++
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 G
d
qH E B P H E ψγλγγ
γψγγγ
γ+++≤
++1
o
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；1.40
ψ——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0.55
d 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 G
d
PB 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 V
E PBU U EV E G G
d
EqH E PB P EH E o M M M M M M M ψλγγγ
γγγγγ+++≤
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 d
PBu 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 d
G E E P f
γγγψγγ+++
结论
qH
E
ψ
P γ
B P 结果
d γ
G γ
G
f
V E
qV
E
u γ
BU P
结果
组合1
1 1.35
432.88
20.92 0.7 1.2
179 730 1.1
1 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
B
p P λλ0
()f
E P E G qV E Bu u V E G
d
ψγλγγ
γ+++1
f P G Bu u G )(λλ-
结论
qH
E
ψ
P γ
B P
结果
d γ
G γ
G
f
V E
qV
E
u γ
BU P
结果 组合2 1 1.35 432.88 20.92 0.7 1.2 179
818 1.1 1 3273.23 0.6 110.7 97.21 1.3 0 1917 稳定 短暂组合
1
1.35
20.92
/
1.2
172 206.4
/
1
2311
0.6
1.2
29.82
1365
稳定
γE
γH
E 0
γE
γH
E
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 o
M M M γγγγψ++
()
PBu u Eqv E EV E G G d
M M M M ψλγγγγ+++1
结论
EH M
EqH
M
ψ
P γ
PB M
结果
d γ
G γ
G M
EV M
Eqv
M
u λ
PBu M
结果
组合1
1 1.35
3834 1027.9 0.7 1.3
2361.6 8713 1.35 1 21118.4 1439.1 271.96 1.3
0 17354.3
稳定
组合
项目
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 G
d
M M M M ψλγγγ
γ+++1
G
G d
M λλ1
结
论
EH M P γ
ψ
PB M
EqH
M
PBu M 结果
d γ G γ
G M
EV M
U γ
PBu M
EqV
M
结果 组合2 1
1.35
3834
1.3
0.7
2361.6 1027.9 /
9217 1.35 1
21118.4 1439.1 1.3
0 271.96 17272.7
稳定 短暂组合 1 1.35 0 1.2 / 2052.3
0 217 2723 1.25 1 15136.7
1.2 / 0 12109.4
稳定
γE
γ0
γE
γ
（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)(02.528.43911.805102.3077B
m >=-=
ξ
)(53.102.52
1.13m e =-=
kPa 600)1
.1353.161(1.1328.43915.5749.171max
min =<=?±=λσσ
3.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)(64.5228122697.15136B
m >=-=
ξ
)(91.064.52
1.13m e =-=
kPa 600)1
.1391.061(1.1322817.2469.143max
min =<=?±=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。计算采用
费伦纽斯提出的圆弧滑动法。 最危险滑动面圆心位置的确定：
最危险滑动面圆心位置是任意的，因此求得的K 值并不代表建筑物的最小稳定系 数。需计算一系列的圆心位置和半径。因此，初选圆心位置，以最小半径R(对重力 式码头而言就是圆弧通过岸壁后趾的总半径)，求出O 1 对应稳定安全系数K 1 。然后通 过O 1 作水平线，沿此直线在O 1 的左右逐次取圆心O 2 、O 3 、O 4 等，直到做出一圆心O n ，其左右的安全系数均比它大为此。通过O n 作垂线，沿此直线在O n 的上下逐次取圆心，及其对应稳定安全系数，直到做出一圆心O m 其上下的安全系数均比它大，与O m 相应的安全系数即为所求最小安全系数K min 。
初选圆心位置(?3.40, 4.4) ，以最小半径R=24.9m(对重力式码头而
言就是圆弧通过岸壁后趾的总半径)画出圆弧，圆弧中包括建筑和一部分土的体积，用垂线将圆弧分成6个条体。每个条体的自重力连同作用于其上的垂直荷载
为g。整体稳定安全系数为：
计算图示见图，计算结果见表
土坡稳定计算表
土条编号 1 2 3 4 5 6 ∑
8.58 4.99 4.32 13.1 12.76 0.748
(m
)
b
i
h
)
(m
i
γ
)
kN
(3m
/
(3m
q
kN
/
)
g
r
i
)(?
a
i
α
cos
δ
)(?
i
δ
tg
(kPa
C
)
l(m)
αtg
δ
?cos
g?
cl
gr
（六）沉箱吃水及浮游稳定性计算
根据JTJ290-98《重力式码头设计与施工规范》P36中规定，近程浮运沉箱时，定倾高度0.2m m ≥，沉箱的干舷高度应满足下式：
223
B h F tg S θ≥
++ 式中：F —沉箱的干舷高度(m)；
B —沉箱在水面处的宽度(m)，此处B=11.1m ； h —波高（m ）；
θ—沉箱的倾斜角度，溜放时，采用滑道末端的坡角，浮运时采用008~6； S —沉箱干舷富裕高度，一般取m 0.1~5.0 则11.12 2.2
80.5 2.7423
F tg m ?=
?++= 1.沉箱未灌水之前的浮游稳定性计算
① 沉箱重力及重心高度：
先求得沉箱各部分的重量及其形心高度计算对底板底面的重力矩，进而求得沉箱的重心高度。经计算沉箱的体积：3488.17V m =，重力：2525488.1712204G V KN ==?= 重力矩：68366KN ·m ，重心高度：68366
5.612204
c y m == ② 沉箱吃水及浮心高度
沉箱排水体积：312204
1190.610.25
V m =
= 沉箱前后趾悬臂部分的排水体积：31
(1.10.7)117.7231.862
v m =?+???=
沉箱吃水：119031.86
5.8911.117.7
V v T m A --===? 悬臂形心高度：
12(0.70.80.3)0.50.40.70.720.4870.5(0.7 1.1)1v y S y S y m S ?+?+÷??+?÷===?+?三角形矩形梯形
沉箱浮心高度：
()1190.631.86 5.89/231.860.487()/2 2.881190.6
v w V v T vy y m V -?+?-+=
==
5.6 2.88 2.72c w a y y m =-=-=
定倾半径：33/1217.711.1/12
1.691190.6I LB m V V ρ?==
== 1.69 2.72 1.030.2m a m m ρ=-=-=-<
所以沉箱浮游不稳定，需采取加水措施改善
③ 加1.5m 深的水时浮游稳定性验算
本次6个空仓均加水，通过计算得加水的总体积为2403m ，加水的重力为2460KN ，加水的重力矩为3567KN m ?
则沉箱总重力：KN G 14664246012204=+= 沉箱的总重力矩：68366356771933G M KN =+=
重心高度：71933 4.914664c y m =
=，沉箱排水体积：314664
143110.25
V m == 沉箱前后趾悬臂部分的排水体积：31
(1.10.7)117.7231.862
v m =?+???=
沉箱吃水：143131.86
7.1211.117.7
V v T m A --===? 悬臂形心高度：
12(0.70.80.3)0.50.40.70.72
0.4870.5(0.7 1.1)1
v y S y S y m S ?+?+÷??+?÷=
==?+?三角形矩形梯形
沉箱浮心高度：()143131.867.12/231.860.31
()/2 3.481431
v w V v T vy y m V -?+?-+=
== 4.9 3.48 1.41c w a y y m =-=-=
定倾半径：33
123317.711.144512 1.29143112LB l l I i m V V ρ-∑-∑?-??====? 定倾高度： 1.29 1.41 1.120.2m a m m ρ=-=-=-< 所以此时浮游稳定性不满足要求
④ 加2.5m 深的水时浮游稳定性验算
本次6个空仓均加水，通过计算得加水的总体积为4003m ，加水的重力为4100KN ，加水的重力矩为7995KN m ?
则沉箱总重力：KN G 16304410012204=+=
沉箱的总重力矩：68366799576361G M KN =+=
重心高度：76361 4.6816304c y m =
=，沉箱排水体积：316304
159110.25
V m == 沉箱前后趾悬臂部分的排水体积：31
(1.10.7)117.7231.862
v m =?+???=
沉箱吃水：159131.86
7.9311.117.7
V v T m A --===? 悬臂形心高度：
12(0.70.80.3)0.50.40.70.72
0.4870.5(0.7 1.1)1
v y S y S y m S ?+?+÷??+?÷=
==?+?三角形矩形梯形
沉箱浮心高度：()159131.867.93/231.860.487
()/2 3.891591
v w V v T vy y m V -?+?-+=
== 4.68 3.890.78c w a y y m =-=-=
定倾半径：33
123317.711.144512 1.16159112LB l l I i m V V ρ-∑-∑?-??====? 定倾高度： 1.160.780.380.2m a m m ρ=-=-=> 所以此时浮游稳定性满足要求
第七章 沉箱结构内力计算
最不利组合：持久作用Ⅰ 沉箱前壁受由里向外作用的荷载最不利组合 持久作用Ⅱ 设计低水位，沉箱格底板受由下向上的荷载最不利组 合
短暂组合Ⅰ 施工期间沉箱箱壁受由外向里作用的荷载最不利
7.1 施工期沉箱沉放时面板所受水压力计算
经计算分析，沉箱面板所受水压力最大时是在沉箱内灌水1.5l 深度时，故只计算沉
箱下沉时，箱内灌水1.5l (4l m =)深度时的水压力。 (1). 沉箱总重：
根据设计高水位自重作用计算表中沉箱自重力计算的结果得：
=?
=∑25
11425.519042.5()15
i G KN 加入1.5L 深水后的沉箱总重为：
?
?
=+??-???+-?????
????=2211123304560.22(45)0.2642210.25822061.76G KN
(2).沉箱体积
计算：
322061.76
2152.3710.25
G V m γ
=
=
=
减去沉箱前后趾的体积则剩余体积：
'30.7 1.1
2152.372117.72120.512
V m +=-?
??= (3).沉箱吃水计算：
'2120.5110.7911.117.7
V T m A ===?
（4）.沉箱面板所受水压力：
10.0910.25610.2541.92p kpa =?-?=
沉箱底板计算
设计高水位、持久状况，在永久作用、波谷浮托力、地基反力等共同作用下，底板所受作用效应最大。根据JTJ290-98《重力式码头设计与施工规范》P38中6.2.8及6.2.9规定，底板按照四边固定板计算。此处底板计算的分项系数分别取：贮仓压力：1.35；底板自重：1.20；地基反力：1.35，底板计算简图如下所示：
1.承载能力极限状态下的内力计算 前底板受力情况：
kPa p 3.64847.53135.15.102.192.4135.11-=?-?+?= kPa p 85.44081.37735.15.102.192.4135.12-=?-?+?= 后底板受力情况：
kPa p 4.42859.36835.15.102.192.4135.11-=?-?+?= kPa p 96.22093.21435.15.102.192.4135.12-=?-?+?=
（1）取前底板受力状况为控制荷载，其计算见图如下：
前底板内力计算：
对于三角形荷载： kN ql 3319445.20722=?= 对于均布荷载： kN ql 7054485.44022=?= 三角形荷载查《建筑结构静力计算手册》表4-38可得：
8.05
4
==y x l l
对于跨中： m kN M x ?=?=8.4433190135.0 m kN M y ?=?=2433190072.0
对于支座： m kN M x ?-=?-=11033190332.00
m
kN M
m kN M y y ?-=?-=?-=?-=7.5633190171.0129
33190389.00
2
1
均布荷载查《建筑结构静力计算手册》表4-19可得：
对于跨中：m kN M x ?=?=19170540271.0 m kN M y ?=?=10270540144.0
对于支座： 错误！未找到引用源。 m kN M x ?-=?-=46870540664.00
m kN M y ?-=?-=39470540559.00
综上所诉，在三角形和均布荷载共同作用下，前底板的弯矩： 对于跨中： m kN M x ?=+=8.2351918.44错误！未找到引用源。 m kN M y ?=+=12610224错误！未找到引用源。
对于支座： m kN M x ?-=--=5784681100错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。
m
kN M
m N M y y ?-=--=?-=--=7.4503947.56523
3941290
2
1
（2） 取后底板受力状况为控制荷载，其计算见图如下：
后底板内力计算：
对于三角形荷载： kN ql 3319444.20722=?= 对于均布荷载： kN ql 3093496.2202
2
=?= 三角形荷载查《建筑结构静力计算手册》表4-38可得：
8.05
4
==y x l l
对于跨中： m kN M x ?=?=8.4433190135.0 m kN M y ?=?=2433190072.0
对于支座： m kN M x ?-=?-=11033190332.00
m
kN M
m kN M y y ?-=?-=?-=?-=7.5633190171.0129
33190389.00
2
1
均布荷载查《建筑结构静力计算手册》表4-19可得：
对于跨中：m kN M x ?=?=8430930271.0 m kN M y ?=?=4530930144.0
对于支座： 错误！未找到引用源。 m kN M x ?-=?-=20530930664.00
m kN M y ?-=?-=173********.00
综上所诉，在三角形和均布荷载共同作用下，前底板的弯矩： 对于跨中： m kN M x ?=+=2.129848.44错误！未找到引用源。 m kN M y ?=+=694524错误！未找到引用源。
对于支座： m kN M x ?-=--=3152051100
错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。 m
kN M
m
N M y y ?-=--=?-=--=2301737.563021731290
2
01
2.正常使用状态下的内力计算：
地基反力系数取0.85 前底板受力情况：
kPa p 3.39947.53185.05.1092.411-=?-+= kPa p 72.26881.37785.05.1092.412-=?-+= 后底板受力情况：
kPa p 88.26059.36885.05.1092.411-=?-+= kPa
p 3.13093.21485.05.1092.412-=?-+= （1） 取前底板受力状况为控制荷载，其计算见图如下：
前底板内力计算：
对于三角形荷载： kN ql 2089458.1302
2
=?= 对于均布荷载： kN ql 4300472.2682
2
=?=
三角形荷载查《建筑结构静力计算手册》P233表4-37可得
对于跨中： m kN M x ?=?=2820890135.0 m kN M y ?=?=1520890072.0 对于支座： m kN M x ?-=?-=6920890332.00
m
kN M
m kN M y y ?-=?-=?-=?-=3620890171.081
20890389.00
2
01
均布荷载查《建筑结构静力计算手册》表4-19可得：
对于跨中：m kN M x ?=?=11743000271.0 m kN M y ?=?=6243000144.0
对于支座： 错误！未找到引用源。 m kN M x ?-=?-=28643000664.00
m kN M y ?-=?-=24043000559.00
综上所诉，在三角形和均布荷载共同作用下，前底板的弯矩： 对于跨中： m kN M x ?=+=14511728错误！未找到引用源。 m kN M y ?=+=776215错误！未找到引用源。
对于支座： m kN M x ?-=--=355286690错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。 m
kN M
m N M y y ?-=--=?-=--=27624036321
2408102
1
（2） 取后底板受力状况为控制荷载，其计算见图如下：
后底板内力计算：
对于三角形荷载： kN ql 2089458.1302
2
=?= 对于均布荷载： kN ql 2085163.1302
2
=?=
三角形荷载查《建筑结构静力计算手册》P233表4-37可得
对于跨中： m kN M x ?=?=2820890135.0 m kN M y ?=?=1520890072.0
对于支座： m kN M x ?-=?-=6920890332.00
m
kN M
m kN M y y ?-=?-=?-=?-=3620890171.081
20890389.00
2
1
均布荷载查《建筑结构静力计算手册》表4-19可得：
对于跨中：m kN M x ?=?=5720850271.0 m kN M y ?=?=3020850144.0
对于支座： 错误！未找到引用源。 m kN M x ?-=?-=138********.00 m kN M y ?-=?-=11720850559.00
综上所诉，在三角形和均布荷载共同作用下，前底板的弯矩： 对于跨中： m kN M x ?=+=855728错误！未找到引用源。 m kN M y ?=+=453015错误！未找到引用源。
对于支座： m kN M x ?-=--=207138690错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。
m
kN M
m
N M y y ?-=--=?-=--=15311736198117810
2
1
沉箱前后趾内力计算
1 承载能力极限状态下的内力计算 自重均布荷载13.5kN/m
（1）沉箱前趾的受力图示如下：
k P a p 7555.57435.15.135.11-=?-?= k P a p 71477.54335.15.135.12-=?-?=
对于三角形荷载：kPa q 41714755=-=
m m kN ql M /83.66
14162
2?-=?-=-= 对于矩形荷载：kPa q 714=
m m kN ql M /3572
1714222?-=?-=-= 综上所述： m m kN M /83.36335783.6?-=--= ()m m kN Q /5.7342/714755?=+=
2正常使用极限状态下的内力计算：
1 1.350.85574.5487p kpa =-?=-
2 1.350.85543.77461p kpa =-?=- 计算简图如下图示：
对于三角形荷载：
22
48746126261 4.3366
q kpa
ql M KN m
=-=?=-=-=-? 对于均布荷载：
22
4614611230.522
q kpa
ql M KN m
=?=-=-=-? 综上所述，在三角形荷载和均布荷载共同作用下：
k P a M 83.2345.23033.4-=--= ()m kN Q /4742/461487=+=
沉箱前面板受力情况
1 前面板承载能力极限状态的内力计算
（1）沉箱前面板受由外向里的力，由前面计算可知，沉箱下沉过程中，箱内灌水6m 时，沉箱吃水10.79，面板受力最大，此时面板水压力为41.92kPa ，静水压分项系数取1.2 kPa p 3.5092.412.1=?=
A 1.5L 以下板的内力计算
396.009
.104==z x L L kN ql 8.80443.5022=?=
均布荷载查《建筑结构静力计算手册》表4-22可得
对于跨中：m m kN M x /8.328.8040408.0?=?=
0.028804.822.5y M KN m =?=?
对于支座：0
0.0836804.867.2x M KN m =-?=-?
00.0569804.845.8y M KN m =-?=-?
②1.5L 以上板内力计算：(电算
)
对于跨中：m m kN M x /5.39?= 对于支座：m m kN M x /820?-=
(2）前壁板受由里向外的荷载作用时（持久作用）
根据设计高水位波浪压力图，使用期前壁板在设计高水位受波谷压力与贮仓压力作用时计算得前壁板的受力情况：（此处贮仓压力的分项系数取1.35，波谷压力的分项系数取1.5）
1219.42 1.3512.13 1.544.416.57 1.35 5.24 1.530.2p kpa p kpa =?+?==?+?=
其计算简图如下图：
边坡稳定性计算方法 目前的边坡的侧压力理论，得出的计算结果，显然与实际情形不符。边坡稳定性计算，有直线法和圆弧法，当然也有抛物线计算方法，这些不同的计算方法，都做了不同的假设条件。 当然这些先辈拿出这些计算方法之前，也曾经困惑，不做假设简化，基本无法计算。而根据各种假设条件，是会得出理论上的结果，但与实际情况又不符。倒是有些后人不管这些假设条件，直接应用其计算结果，把这些和实际不符的公式应用到现有的规范和理论中。 瑞典条分法，其中的一个假设条件破裂面为圆弧，另一个条件为假设的条间土之间，没有相互作用力，这样的话，对每一个土条在滑裂面上进行力学分解，然后求和叠加，最后选取系数最小的滑裂面。从而得出判断结果。其实，那两个假设条件对吗？都不对！ 第一、土体的实际滑动破裂面，不是圆弧。第二、假设的条状土之间，会存在粘聚力与摩擦力。边坡的问题看似比较简单，只有少数的几个参数，但是，这几个参数之间，并不是线性相关。对于实际的边坡来讲，虽然用内摩擦角①和粘聚力C来表示，但对于不同的破裂面，破裂面上的作用力，摩擦力和粘聚力，都是破裂面的函数，并不能用线性的方法分别求解叠加，如果是那样，计算就简单多了。 边坡的破裂面不能用简单函数表达，但是，如果不对破裂面作假设，那又无从计算，直线和圆弧，是最简单的曲线，所以基于这两种曲线的假设，是计算的第一步，但由于这种假设与实际不符，结果肯定与实际相差甚远。
条分法的计算，是来源于微积分的数值计算方法，如果条间土之间，存在相互作用力，那对条状土的力学分解，又无法进行下去。 所以才有了圆弧破裂面的假设与忽略条间土的相互作用的假设。 其实先辈拿出这样与实际不符的理论，内心是充满着矛盾的。 实际看到的边坡的滑裂，大多是上部几乎是直线，下部是曲线形状，不能用简单函数表示，所以说，要放弃求解函数表达式的想法。计算还是可以用条分法，但要考虑到条间土的相互作用。 用微分迭代的方法求解，能够得出近似破裂面，如果每次迭代，都趋于收敛，那收敛的曲线，就是最终的破裂面。 参照图3，下面将介绍这种方法的求解步骤。
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 ） 183 27.6 10.5 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： 1.1510.51 2.1D 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3 23.5/kN m ，水下为3 13.5/kN m ，则在设计高水位时沉箱的自重为： ()][()5.511 1.51 1 1.5 1.5 5.5123.5 3.11 1.5 5.51 3.113.5 2 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： 25010 178.5714 q 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 ?=-=-。 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：
中交第一航务工程局有限公司 沉箱吊装受力计算书 工程名称：中委合资广东石化2000吨/年重油加工工程产品码头项目部 计算内容：沉箱吊装 审核：校核：计算：
1、沉箱重心计算 图1-1沉箱断面图 图1-2沉箱平面图 表1-2沉箱材料和体积矩计算表
沉箱重量:M=ρV=2.5×198.3=495.75t 沉箱重心:Xc= 1258.95/198.3=6.35m Yc =1110.09/198.3=5.60m 2、沉箱吊装计算 1）主钢丝绳受力计算 沉箱受力简化入图： 2250 2450 F1 F2 G 图1-3隔墙受力简化图 起吊后方块处于平衡状态， 根据受力平衡可得出：F 1+F 2=1.3G ，1.3为动力荷载系数，G=4850KN.............① 根据力矩平衡可得出： 设前沿每根钢丝绳拉力为F 前，后沿每根拉力为F 后，根据力矩平衡得 2.25F 1=2.45F 2...............................................② 解由①、②式得 F 1=3290KN ；F 2=3015KN 根据吊装采用4点吊按3点吊计算可以得出单根销子单侧受力： F 前=F 1/3=1097KN ；F 后=F 2/3=1005KN 因前侧吊孔受力较大，且前后墙所用钢丝绳用同一行型号，故只对前墙钢丝绳进行验算。 钢丝绳安全系数取5，采用公称抗拉强度为1770MPa 的6×37钢丝绳。 五金手册得公称抗拉强度为1770MPa 的6×37纤维芯钢丝绳直径100mm 的在5倍安全系数下容许拉力为5840KN ，满足要求。 2）销子受力计算 销子采用Q345直径210mm 的圆钢。
《港口水工建筑物》复习思考题 第一章码头结构型式和荷载 1、码头由那些部分组成？各部分主要作用是什么？ 2、码头按结构型式分类有那些型式？它们各有什么优缺点？按断面型式分又有那些？他们各自的最佳适用条件是什么？ 3、作用的分类有那些？作用的标准值如何确定？ 4、作用效应组合的原则是什么？ 5、堆货的影响因素及分区？ 6、门机荷载的取值原则？ 7、火车荷载的取值原则及加载规定？ 8、系缆力、撞击力产生的因素有那些？在计算中主要考虑什么因素，如何计算？ 9、库仑、朗肯理论的适用条件是什么？各种情况下土压力如何计算？ 10、推导杨森公式，计算储仓压力。 11、什么叫地震荷载，考虑地震荷载的一般规定是什么？地震荷载有那些？ 第二章重力式码头 1、重力式码头的组成部分及各部分的作用式什么？ 2、重力式码头基础的型式及其适用条件是什么？ 3、抛石基床的作用，型式、适用条件是什么？基槽底宽如何确定？ 4、为什么抛石基床顶面要预留沉降量？有些什么要求？ 5、重力式码头为什么要设置变形缝？位置如何考虑？ 6、胸墙有何要求？其底部高程怎样确定？ 7、图示墙后抛石棱体的几种型式，各种型式有何特点？ 8、图示可分层倒滤层的构造，倒滤层的作用是什么？ 9、计算土压力时填料容重按什么原则选取？ 10、地面使用荷载考虑哪几种布置情况，并指出各布置型式的验算内容。 11、重力式码头一般计算内容有那些？考虑荷载有那些？ 12、试说明重力式码头在稳定性验算怎样考虑船舶荷载荷波浪力？ 13、用图说明合力与前趾距离ξ>B/3，eB/6时基床应力如何计算？上述情况相应的地基应力如何计算？规范对ξ和基床应力有什么规定？为什么？ 14、块体码头断面设计的原则有那些？为什么说采用俯斜墙、卸荷板和减压棱体结构时有减小土压力作用？ 15、当采用俯斜墙衡重式断面时，垂直合力作用点距后趾a，对非岩基a≮B/3，岩石地基a
专业 序号 姓名 日期 实验1 算法的数值稳定性实验 【实验目的】 1．掌握用MATLAB 语言的编程训练，初步体验算法的软件实现； 2．通过对稳定算法和不稳定算法的结果分析、比较，深入理解算法的数值稳定性及其重要性。 【实验内容】 1．计算积分 ()dx a x x I n ?+=1 0) (n (n=0,1,2......，10) 其中a 为参数，分别对a=0.05及a=15按下列两种方案计算，列出其结果，并对其可靠性，说明原因。 2．方案一 用递推公式 n aI I n 1 1n + -=- (n=1,2,......,10) 递推初值可由积分直接得)1 ( 0a a In I += 3. 方案二 用递推公式 )1 (11-n n I a I n +-= (n=N,N-1,......,1) 根据估计式 ()()()11111+<<++n a I n a n 当1 n a +≥n 或 ()()n 1 111≤<++n I n a 当1 n n a 0+< ≤ 取递推初值为 ()()()() 11212])1(1111[21N +++=++++≈N a a a N a N a I 当1 a +≥ N N 或
()()]1111[21N N a I N +++= 当1 a 0+< ≤N N 计算中取N=13开始 【解】:手工分析怎样求解这题。 【计算机求解】:怎样设计程序？流程图？变量说明？能否将某算法设计成具有形式参数的函数 形式？ 【程序如下】: % myexp1_1.m --- 算法的数值稳定性实验 % 见 P11 实验课题(一) % function try_stable global n a N = 20; % 计算 N 个值 a =0.05;%或者a=15 % %-------------------------------------------- % % [方案I] 用递推公式 %I(k) = - a*I(k-1) + 1/k % I0 =log((a+1)/a); % 初值 I = zeros(N,1); % 创建 N x 1 矩阵(即列向量),元素全为零 I(1) =-a*I0+1; for k = 2:N I(k) =-a*I(k-1)+1/k; end % %--------------------------------------------
承载能力极限状态 1）根据JTJ250-98《港口工程地基规范》的5.3.2规定，土坡和地基的稳定性验算，其危险滑弧应满足以下承载能力极限状态设计表达式： /Sd Rk R M M γ≤ 式中：Sd M 、Rk M ——分别为作用于危险滑弧面上滑动力矩的设计值和抗滑力矩的标准值； R γ为抗力分项系数。 2）采用简单条分法验算边坡和地基稳定，其抗滑力矩标准值和滑动力矩设计值按下式计算： ()cos tan ()sin Rk ki i ki i ki i ki Sd s ki i ki i M R C L q b W M R q b W α?γα??=+ +?? ??=+?? ∑∑∑ 式中：R ——滑弧半径（m ）； s γ——综合分项系数，取1.0； ki W ——永久作用为第i 土条的重力标准值（KN/m ），取均值，零压线以 下用浮重度计算； ki q ——第i 土条顶面作用的可变作用的标准值（kPa ）； i b ——第 i 土条宽度（m ）； i α——第i 土条滑弧中点切线与水平线的夹角（°）； ki ?、ki C ——分别为第i 土条滑动面上的内摩擦角（°）和粘聚力（kPa ） 标准值，取均值； i L ——第 i 土条对应弧长（m ）。 3）地基稳定性计算步骤 （1） 确定可能的滑弧圆心范围。通过边坡的中点作垂直线和法线，以坡面中点为圆心，分别以1/4坡长和5/4坡长为半径画同心圆，最危险滑弧圆心即在该4条线所包含的范围内。
（2） 作滑动滑弧。选定某些滑动圆心，作圆与软弱层相切，则与防波堤及土层相交的圆弧即为滑弧。 （3） 进行条分。对滑弧内的土层等进行条分，选择土条的宽度，并且对土条进行编号。 （4） 计算各个土条的自重力。利用公式ki i i i W h b γ=计算各个土条的自重力。 （5） 计算滑弧中点切线与水平线的夹角。作滑弧的中点切线，读出它与水平线之间的夹角，注意滑弧滑动的方向，确定夹角的正负。 （6） 确定土条内滑弧的内摩擦角与粘聚力。对于不同的土层，内摩擦角与粘聚力取均值。 （7） 计算危险弧面上的滑动力矩与抗滑力矩。利用公式计算抗滑力 矩 和 滑 动 力 矩。 抗滑力矩为 ( )c o R k k i i k i i k i i k i M R C L q b W α???= ++ ?? ∑ ∑；而滑动力矩为()sin Sd s ki i ki i M R q b W γα??=+??∑。 确定是否满足要求。利用承载能力极限状态设计表达式/Sd Rk R M M γ≤判断是否满足稳定性的要求。
港口码头的沉箱及预制块体施工技术研究 发表时间：2018-11-02T14:48:28.667Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第20期作者：王文 [导读] 本文分析港口码头结构特点，重点研究港口码头的沉箱及预制块体施工技术。 中交四航局第二工程有限公司广东广州 050000 摘要：经济全球化促进了经济的飞速发展，尤其是海洋运输行业，因为海洋运输行业的飞速发展，对港口码头的建设也相应有了更高的建设要求，作为海洋行业的装卸平台，港口码头在海洋运输行业中，有着十分重要的地位。正是因为码头具有普通建筑所不具备的特殊功能，因此，在码头建设的过程中，和普通建设工程具有着相当大的差别，码头建筑具有更为特殊的技术要求标准以及建筑工程质量要求，在码头建筑施工的过程中，因为施工环境相对特殊，在港口码头施工的过程中，不仅仅需要特别注意施工技术工艺水平的发挥，还需要时刻关注建筑细节，确保港口码头的施工质量。对此，本文分析港口码头结构特点，重点研究港口码头的沉箱及预制块体施工技术。 关键词：港口码头；沉箱施工；预制块体施工 1港口码头结构特点分析 港口码头作为河运的重要载体，做好港口码头的建设应当严把质量关。港口码头的结构特点决定了其有一部分是分布在水下的，而在水下部分的建设过程中会受到复杂水流等因素的影响，致使港口码头建设中所面临的不确定因素大为增加。港口码头的结构特点决定了港口码头建设过程中所面临着施工难度大、施工标准要求高等的特点。在港口码头的建设过程中根据其特点可以将其分为主体和附属两大结构部分，而主体结构部分在一些特殊性质的码头中又分为码头上、下结构两大部分。在港口码头的施工过程中需要根据各部结构特点及施工中所面临的问题采取针对性的措施，提高港口码头的建设质量。 2港口码头的沉箱施工技术要点 2.1基床抛石施工 （1）安设导标，进行准确定位。港口码头施工时，需布设导标和定位船，重点把控抛石、夯实、补夯等环节的施工质量。导标设立有两点：基床中心导标和顶面坡肩边导标，抛石处需布设定位船，确定定位船的位置处无回淤情况，或控制回淤厚度≤30cm。（2）试抛：基床抛石施工前期需开展试抛工作，并合理把控块石漂流和水深、水流速等因素的关系，结合施工场地地质环境条件和水流情况准确定位抛石船。抛石施工时，需实时进行探水、对标工作，并认真记录抛石过程，结合实际场地情况选取最佳抛石方法，粗抛、细抛或两者结合等，抛石原则是宁低勿高，需预留10%夯沉量。抛石作业完成后，需开展平面图和断面图的绘制工作。（3）基床夯实：基床夯实前期，需由专业潜水员完成基床粗平调整，控制误差为±15cm，基床粗平后可开展夯实工作。夯实过程中，需结合基床厚度以分层分段方式进行基床夯实，控制每层厚度基本一致，测量人员需实时做好对标、探水工作，并于打夯平面准确绘制打夯点。基床夯实施工方式是纵横向均邻接压半锤，夯实次数为2遍。为避免因倒锤发生而引起基床局部漏夯、隆起等问题，夯实后需开展反复检测工作，借助水准仪进行夯实测量，控制平均沉降量≤30mm，若沉降量>30mm，需再次进行夯实，直至满足设计要求。（4）补夯：待完成夯实作业后，当补抛块石面积>1/3，构件底面积或连续面积>30m2，且块石厚度>0.5m时，需进行补夯作业。 2.2沉箱施工要点 2.2.1沉箱安设定位 沉箱在安设时，需借助全站仪和GPS完成沉箱标高的坐标的准确定位，结合沉箱的吃水深度选取最佳潮位，利用施工船舶的顶推和卷扬机完成沉箱的运送，准确移位到安设位置，并于已安设沉箱和待安设沉箱的接缝位置悬挂4个手动葫芦，按照缝隙需求适当修正沉箱间的木方结构。 2.2.2手拉葫芦的安放 本工程在安装沉箱时，使用了4个起重量为10t的手拉护理，各个手拉葫芦钩之间的可以调整的距离为0.96~3.96m。为了可以更好地对沉箱峰宽和前沿线距离进行控制，本工程设计使用钢丝绳对临近沉箱的手拉葫芦和吊鼻进行连接，然后由安装人员手动对4个手拉葫芦钩间距离进行调整，最佳间隔距离应保持在2.5m。 2.2.3沉箱就位 因为工程施工过程中沉箱的纵向高差会对顶面缝宽造成影响。所以要根据实际高差合理的新选择闸板，并控制好缝宽尺寸。本工程在施工时，使用经纬仪来对沉箱前沿线进行控制，并对手拉葫芦的间隔距离进行手动调整，保证沉箱可以前后进行移动，直至沉箱可以安放到确定位置。 2.2.4沉箱的注水施工 待沉箱运送到指定位置后，完成基本准备后，开启水泵或加水阀，对沉箱进行注水而使其平衡下沉。整个下沉过程中，需实时对沉箱位置、水平度进行测量、校验、调整，当沉箱底部距离基床面达到0.2m时，暂停注水不间断测量校核、调整沉箱位置及水平度，至沉箱底与基床面约0.2m时，暂停注水，利用全站仪和GPS完成沉箱标高和坐标的准确定位，确保其满足设计要求后，继续注水直至沉箱完全坐落于基床面上，待测量复核全部达标后，关闭水泵或加水阀。 2.2.5沉箱的回填施工 作为沉箱施工的最后一步，沉箱回填主要是为了保证沉箱的稳定性。条件允许时，沉箱安设后暂停1~2个低潮位，再次测量校验沉箱坐标和标高，达标后开始沉箱回填，要控制沉箱回填砂的均匀性，利用水冲法使箱内振冲达中密状态。 3港口码头的预制块体施工技术要点 安装预制块体也是一项重要的工艺操作，主要包括以下几方面内容： （1）测量安装。确定栅栏板、扭王字块安装基线，并要参照设计安装具体位置与陆上控制点进行安装，控制安装位置与高程可使用全站仪，为了使安装作业更加高效、准确进行，取得更显著的安装效果，可以在低平潮时进行，以减少外界环境对安装造成的干扰。 （2）安装栅栏板。栅栏板的安装要在垫层块石抛埋并成型以后进行，可以使用50t的汽车吊陆上安装，对于A、B型的栅栏板，需要由潜水员的配合完成吊装作业，然后对水下栅栏板位置进行调整，可以避免吊装偏差过大。同时，配合使用25t的轮胎吊与平板车将栅栏运输
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 d E E P G E E P f γγγψγγγγψγγ++≤ +++ 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 G d qH E B P H E ψγλγγ γψγγγ γ+++≤ ++1 o 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；1.40 ψ——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；
重力式码头沉箱安装施工技术的问题和措施 发表时间：2016-12-16T10:21:29.803Z 来源：《基层建设》2016年28期10月上作者：路晓明 [导读] 摘要；随着我国城市化进程的不断加快重力式码头沉箱所起到的作用越来越明显深入的对其进行研究不仅能有效的满足我国当前水运市场船舶大型化的需求同时还能很好的增强港口的市场竞争力进而促进我国城市化进程的快速发展。 中国港湾工程有限责任公司 100027 摘要；随着我国城市化进程的不断加快重力式码头沉箱所起到的作用越来越明显深入的对其进行研究不仅能有效的满足我国当前水运市场船舶大型化的需求同时还能很好的增强港口的市场竞争力进而促进我国城市化进程的快速发展。就目前而言重力式码头的建设正朝着大型化、深水化的趋势发展使得原有的重力式码头已无法满足我国高速发展的市场经济斯以做好每个工程项目的施工设计方案、完善施工人员的施工工艺进而保障码头和相关配套设备的工程的质量具有十分重要的意义。本文通过分析重力式码头沉箱安装施工的关键技术及施工问题提出了相应的处理措施,以促进我国各港口路的工作效率。 关键词：重力式码头；沉箱安装；施工技术；安装问题；预防措施 重力式结构在我国的码头有广泛分布，频繁使用让其在我国目前的终端研究和分析具有非常重要的价值。它是预制沉箱码头的重要组成部分，整体质量和码头的质量对工程质量的密切关系也是一个重要的参考。目前，我国船舶工业取得了巨大的成就，现以实际工程为例对重力式码头沉降施工技术进行探讨，以阐述重力式码头沉箱安装施工技术研究的主要问题、主要内容。 1.工程概况 供拖轮、引航船、交通艇、海事巡逻船等专用的某工作船码头结构采用重力式沉箱结构。下部基础采用基槽开挖和抛石基床，上部结构为预制矩形沉箱、卸荷板和现浇胸墙、面层，结构断面。 码头范围内岩面标高为－26m～－18.00m。岩面呈北高南低、东西两段高中间低的走势。在岩面较低区域，土层以－12.00m左右标高为界；上层为淤泥质黏土，下层为粉质黏土混砂砾，含水量小于26%，可作为抛石基床的持力层。由于码头范围内岩面起伏较大，根据地质的不同，基槽开挖需分别进行炸礁和挖泥。基槽开挖标高为－7.50m～－12.00m；炸礁边坡坡度为1∶0.5，挖泥边坡坡度陆侧为1∶1.5，海侧坡度为1∶5。为了确保码头质量，在施工过程中主要对基床开挖、沉箱预制、基床抛石及整平、沉箱安装、抛石棱体抛填和上部结构施工质量进行了严格控制。 2.重力式码头沉箱的施工要点 （1）基槽与基床的施工要点 重力式码头主要是利用自身重力来维持整个码头的稳定性能,经过对大量码头进行研究之后我们得出码头必须建造在称重能力大的地基之上并对其注入的击数需要在以上,以保障码头地基的绝对安全。如果码头表层的地基承重能力无法满足预定的要求我们还需要利用更换地基或者复合地基的方式对其进行加固。具体施工过程主要是依据不同的下卧硬层埋置深度和均匀程度,采用不同的施工工艺针对性的清除地基表层软土层,并进行换填粗砂、开山石、块石等作业对其进行再次加固。此外我们还可以采用夯实整平与抛石基床相结合的方式提高整个工程的基面可靠性能,进而保障整个工程项目的质量安全。 （2）沉箱的施工要点 在对沉箱进行预制时我们需要根据施工场地自身的条件,利用专业的预制场对其进行针对性的预制。例如对沉箱进行浇筑时,我们除了可以采用一次立模连续浇筑工艺之外还可以选用分段爬模、翻模预制等施工工艺我们只有根据具体的施工环境采取不同的施工工艺,才能在减少资源消耗的同时增强沉箱的后期质量此外,我们在选择沉箱的堆放场地时需要保持整个堆放地基的平整性最大限度的确保沉箱的质量安全。对沉箱进行浮运时我们还要综合分析施工场地的气候、潮汐、航道深度等因素并将沉箱进行严格的加封仓盖,以确保整个运输过程在绝对安全的环境下进行。在对沉箱进行填仓时,身为施工人员的我们还需要做到增加沉箱的重量减少其产生的位移角度。 （3）沉箱岸壁的施工要点 很多沉箱岸壁都存在一定的安装缝和沉降缝,所以对其进行施工时我们需要做到在墙后利用整体倒滤层以及在沉箱的缝隙之间安置倒滤层等方式从而减少路面产生开口、龟裂的现象。 3. 重力式码头沉箱安装的施工技术 （1）布置沉箱盲板 通过四角隔舱盲板来控制前后高差，设置完高差后，还要将注水速度控制在一个稳定的范围内，这样沉箱才能平稳地下沉。 （2）存放沉箱 沉箱存放区域和安装位置距离有500m最为合适，距离太远则需要时间拖运，过近则对其工序的施工造成影响。如果已经有泊位投入使用，要注意不能影响船舶靠泊操作。在拟储存前，需要进行水深测量，储存区域的高程达到较高水位时，只要能满足沉箱浮游稳定吃水这个条件就可以了。在存放点到放置点这片水域水深要达到一定的深度，确保沉箱拖运时不会出现差错。建议对存放区域进行夯实整平，保证沉箱底面平整且防止沉箱底部带有淤泥。以上两种沉箱浮游稳定吃水在8m范围内，沉箱储存场地抛填高程在-7m左右，水位较高时水不会淹没沉箱，避免起浮沉箱作业进度赶不上。 （3）基床整平结果的分析 顺岸式码头多留有斜坡，由于沉箱高度差的存在，必须严格把控基床平整的质量。根据实际高度预留0.5%斜坡。实际操作时，基床的实际高程与设计值会存在误差，要认真分析基床平整的检测结果，将此作为安装控制基础上的前后高差的重要依据。 （4）沉箱起浮 在外在环境允许的情况下，方可起浮沉箱。要提前计算最大抽水量，便于选择潜水泵和发电机。潜水电泵在仓内布置应合理。抽水过程中，经常检查水位和水位差，发现水位相差过大，要及时进行调整，避免起升后浮起事故的发生。 4.重力式码头沉箱安装施工中的常见问题分析 近年来，随着我国水运市场的快速发展，使得我国重力式沉箱码头建设施工呈现出大型化、深水化的发展趋势，与此同时，人们对重力式沉箱码头的施工要求也越来越高，使其必须在短期内完工，这就迫使重力式沉箱码头施工面临着工期紧、任务重的现状，从而导致重
第一章 扶壁式结构稳定性计算 由设计说明书可知，500吨级泊位设有系缆柱的结构段受到的水平力较大，故取这一段扶壁式结构进行稳定性验算。 1.1设计条件 1.1.1设计船型 长×宽×吃水=68.0m ×10.8m ×2.9m 1.1.2 结构安全等级 采用二级 1.1.3自然条件 （1） 设计水位及码头高程 设计高水位：19.62m 设计低水位：17.83m 码头前沿面高程：19.7m 码头前沿底高程：14.14m （2）波浪： 陆集港建于京杭大运河上，水流平缓，故不考虑波浪作用。 （3）地质资料 见设计说明书。 （4）地震设计烈度 8度 1.1.4 码头作用标准值 （1）码头后方堆载为整体计算时20kpa 。 （2）剩余水压力：按扶壁式码头墙后水位比墙前水位高30cm 计算。 1.1.5建筑材料的重度和内摩擦角标准值 γ：重度；γ'：浮重度；?：内摩擦角。 混凝土：γ=233 /m kN ，γ'=133 /m kN 回填土：γ=19.33 /m kN ，γ'=9.33 /m kN ，c = 0kpa 1.2码头作用分类和及计算 计算段长度5m 。 1.2.1 结构自重力（永久作用）： 1.2.1.1设计高水位（19.62m ）：码头结构见图1-1,1-2 计算结果见表1-1
图1-1 扶壁式码头结构断面 表1-1 设计高水位情况下的结构自重力 设计高水位自重（KN）力臂 (m) 力矩(KN*m) C30砼3.14*1.5^2*0.8*23+0. 08*5*5*13+1.92*5*5*1 3= 780 4 3119.984 C25加石砼139*14 =1946 4 7784基础自重合计2725.99610903.98干砌块石护面0.7*2.25*5*15=118.125 块石（2.25*2+8*1.5）*5*11=907.5 基床自重合计3751.625 1.2.1.1设计低水位（17.83m）：码头结构见图1-1,1-2 计算结果见表1-2
赤湾胜宝旺重力式码头沉箱的施工技术要点探讨 摘要：我国水运事业正在快速发展，各地港口码头的规模在不断扩大。由于重 力式沉箱码头较为耐用，地面荷载变化及水平荷载承受能力较大，在我国沿海港 口中普遍应用。本文根据赤湾石油基地胜宝旺项目对港口重力式码头的施工技术 要点进行分析，望有些许参考价值。 关键词：重力式码头；沉箱预制；技术要点 1.赤湾胜宝旺重力式码头概述、概况 1.1重力式码头整体结构相对稳定，有很强的载荷承受能力，运用于地质基 础较弱的地区进行码头施工建设较为合适。重力式码头依据墙身结构可以分为沉 箱码头、方块码头、大直径圆筒码头等类型。码头主要是为船舶提供停靠以及货 物装卸服务，需要使用各种大型机械设备，具有的较高水平稳固性的重力式码头，得到广泛应用。 1.2本工程位于深圳港赤湾港区胜宝旺，工程规模：本工程包括一个胜宝旺1000t级驳船泊位（结构按照1.5万t级预留），水工主体结构采用重力式沉箱结构，单件沉箱重力174吨，段长50.8m；采用高桩墩台结构作为共高桩结构与重 力式结构的过渡段，过渡段长度为33.2米，Φ1.2m基桩。主要结构型式：沉箱结构、抛石斜坡式结构、道堆基础结构和排水及供电管线。重力式沉箱结构段：段 长50.8m，码头前沿底部标高设计为-6.09m，顶部高程4.41m。主体以沉箱为基础，单体重量为174吨；抛石基床厚度7m，底标高-13m，沉箱上部胸墙使用混 凝土现浇，胸墙上设管沟。 2.赤湾胜宝旺重力式码头施工技术要点 2.1开挖基槽施工 在基槽挖泥施工过程中，重力码头的基础部位作用较为突出，其质量水平直 接影响到工程的耐久性与稳定性，因此作业时必须严格按设计要求进行施工，确 保挖泥的深度与宽度符合标准，误差必须控制在范围内，超宽波动反应控制在2 米之内，超深不小于0.3米，根据工程实际情况选择合适的挖泥船。施工、设计、建设与监理单位四方共同对基槽工序进行验收，验收内容主要包含平面位置尺寸、基槽水深、宽度、边坡等。合理利用超声波测试仪，测深精度控制范围在十厘米内，施工单位先对基床底部原状土进行自检，符合标准要求后再报与监理工程师 进行复查，符合图纸标准要求即算完成施工，倘若现场土样存在问题，监理方应 与相关设计人员在现场进行最终的土样鉴别。 2.2抛石基床施工 在基坑开挖后，应先派潜水员到现场勘查作业，看是否有淤积现象，应确保 石材的质量符合技术设计标准，并与底座紧密配合，将底座压到一定的宽度和厚度。基床厚度应压实，每层厚度应为1至2米。在压实施工前，应先进行夯实过程，以确定夯击的频率和能量。在完成坚实的基础床后，应组织相关人员进行夯实，然后合理的检查和检查夯实的紧密性和均匀性。基床抛石过程中需按地基沉 降量预留。 2.3预制沉箱施工 在重力式码头沉箱预制方法主要有吊放式、船坞式、滑道式、挖掘式。具体 工序为：钢筋施工→模板施工→浇筑施工→养护。沉箱混凝土浇筑需在施工过程
第一性原理计算判断材料稳定性的几种方法 当我们通过一些方法，如：人工设计、机器学习和结构搜索等，设计出一种新材料的时候，首先需要做的一件事情就是去判断这个材料是否稳定。如果这个材料不稳定，那么后续的性能分析就犹如空中楼阁。因此，判断材料是否稳定是材料设计领域中非常关键的一个环节。接下来，我们介绍几种通过第一性原理计算判断材料是否稳定的方法。 1.结合能 结合能是指原子由自由状态形成化合物所释放的能量，一般默认算出来能量越低越稳定。对于简单的二元化合物A m B n（A,B为该化合物中包含的两种元素，m,n为相应原子在化学式中的数目），其结合能可表示为： 其中E(A m B n)为化学式A m B n的能量，E(A)和E(B)分别为自由原子A和B的能量，E b越低，越稳定。 2.形成能 形成能是指由相应单质合成化合物所释放的能量。同样，对于二元化合物A m B n，其形成能可表示为： 其中E(A)和E(B)分别为对应单质A和B归一化后的能量。 用能量判断某一材料稳定性的时候，选择形成能可能更符合实际。因为实验合成某一材料的时候，我们一般使用其组成单质进行合成。如果想进一步判断该材料是处于稳态还是亚稳态，那
么需要用凸包图（convex hull）进行。如图1所示，计算已知稳态A x B y的形成能，构成凸包图（红色虚线），其横轴为B在化学式中所占比例，纵轴为形成能。通过比较考察化合物与红色虚线的相对位置，如果在红色虚线上方则其可能分解（如：图1 插图中的D，将分解为A和B）或处于亚稳态（D的声子谱没有虚频）；如果在红色虚线下方（如：图1 插图中的C），则该化合物稳定。 图 1：凸包图用于判断亚稳态和稳态[[1]] 3.声子谱 声子谱是表示组成材料原子的集体振动模式。如果材料的原胞包含n个原子，那么声子谱总共有3n支，其中有3条声学支，3n-3条光学支。声学支表示原胞的整体振动，光学支表示原胞内原子间的相对振动。 计算出的声子谱有虚频，往往表示该材料不稳定。因为
专业 序号 姓名 日期 实验1算法的数值稳定性实验 【实验目的】 1．掌握用MATLAB 语言的编程训练，初步体验算法的软件实现； 2．通过对稳定算法和不稳定算法的结果分析、比较，深入理解算法的数值稳定性及其重要性。 【实验内容】 1．计算积分 ()dx a x x I n ?+=1 0)(n (n=0,1,2......，10) 其中a 为参数，分别对a=0.05及a=15按下列两种方案计算，列出其结果，并对其可靠性，说明原因。 2．方案一 用递推公式 n aI I n 11n + -=- (n=1,2,......,10) 递推初值可由积分直接得)1(0a a In I += 3. 方案二 用递推公式 )1(11-n n I a I n +-= (n=N,N-1,......,1) 根据估计式 ()()() 11111+<<++n a I n a n 当1n a +≥n 或 ()()n 1111≤<++n I n a 当1 n n a 0+<≤ 取递推初值为 ()()()()11212])1(1111[21N +++=++++≈N a a a N a N a I 当1 a +≥N N 或 ()()]1111[21N N a I N +++= 当1a 0+< ≤N N 计算中取N=13开始 【解】:手工分析怎样求解这题。 【计算机求解】:怎样设计程序？流程图？变量说明？能否将某算法设计成具有形式参数的函数形式？ 【程序如下】: % myexp1_1.m --- 算法的数值稳定性实验 % 见 P11 实验课题(一) % function try_stable global n a N = 20; % 计算 N 个值 a =0.05;%或者a=15 % %--------------------------------------------
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。 (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。 4.船舶系缆力： 按普通系缆力计算，设计风速22m/s。
探讨重力式沉箱码头施工 大型重力式沉箱码头施工过程中很容易引发一些施工质量问题，一旦问题出现，施工技术人员必须严肃认真对待，并且在此前提下采取有效措施积极进行工程抢救，不能把问题置之不理。为了能够进一步提高大型重力式沉箱码头的施工质量，施工技术人员必须从实际出发，每一个施工的基础步骤都不容忽视，严把施工质量关，唯有这样方能在整个工程中获得最大的收益及经济收益。 标签重力式码头；施工过程；问题；质量控制 1.引言 重力式码头是一种很特殊的码头类别，重力式码头在性能上不仅可以防冻防冰，还可以承受较大的荷载。重力式码头的硬度很大，多年也不会龟裂，它能灵活适应集中荷载、超载以及装卸技术的各种变化，并且最重要的一点是，重力式码头施工技术较为简单便捷，施工成本低。重力式码头当中使用率最高的结构形式当属沉箱，而在各类沉箱当中最常用的就是小型沉箱。常用的小型沉箱一般在预制场进行预制，然后通过起重船吊运安装。相对来说，预制沉箱的总质量以及沉箱的安装正位相对简单，对于施工人员来说解决这些问题是没有难度的。可是，对于体积质量较大的沉箱来说，它们往往是在半潜驳上进行预制，而且这过程中的预制质量和安装正位是很难被解决的。 2.大型重力式沉箱码头施工过程的质量问题 最近几年，随着水运市场的覆盖面越来越大，水运市场的施工船舶也正向大型化跨步发展，我国的大型重力式沉箱码头的建设施工也不断飞速发展，并且越来越趋向大型化以及深水化。在这一转变过程中，人们对大型重力式沉箱码头的建设过程也相应提出了更高的要求，即施工时间必须足够短。可是这样一来，不少施工质量问题也相应地出现，其中最为突出的质量问题以及它们所特有的特征如下所示： （1）沉箱的分层浇筑接缝地方缓慢渗水，导致沉箱的抗腐蚀性下降，极易被腐蚀物质所腐蚀，从而进一步降低了沉箱出运浮游的稳定性。 （2）基槽开挖施工完成后，由于回淤速度过快且无法得到有效控制，导致回淤的沉积物厚度过大，不符合相关的施工规范标准。 （3）在基床抛石及夯实过程终止完成之后，会发现基床抛石的标高和夯实的标高与施工设计图上设置的标高相差较大；而且在此之后，由于淤积物和沉积物过多，使得潜水员不能正常进行施工作业，无法整平基床。 （4）基床整平施工完成之后，发现所补抛的厚度过厚，导致沉箱安装之后会出现超出施工设计的预留沉降量，容易导致沉箱发生滑移现象。
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。