重力式码头自重力计算表

㈢、倒滤层构造 • １、位置：抛石棱体顶面，坡面，胸墙变形缝及
卸荷板顶面及侧面接缝处。 • ２、形式 • ⑴、碎石倒滤层：①可分层；②不分层：采用级配较 好的天然石料（或粒径5~8mm的碎石）一次合成，厚度 ≮60cm。 • ⑵、土工织物倒滤层：直接设置在墙身接缝处的土工 织物宜双层布置，抛石棱体后可单层布置。土工织物 的技术要求参见现行行业标准《水运工程土工织物应 用技术规程》。
第三章 重力式码头
• 重力式码头的结构型式及其特点 • 重力式码头的构造 • 重力式码头的一般计算
• 方块码头
• 沉箱码头 • 护壁码头 • 大直径圆筒码头
Ⅰ、重力式码头的结构型式及其特点
一、 重力式码头的一般特点
• 工作原理 • 优点
• 缺点
• 适用条件
二、重力式码头的主要组成部分及其作用
• １、胸墙和墙身：是重 力式码头的主体结构， 挡土、承受并传递外力、 构成整体、便于安装码 头设备。 • ２、基础：⑴扩散、减 小地基应力，降低码头 沉降；⑵有利于保护地 基不受冲刷；⑶便于整 平地基，安装墙身。
• 针对设置前趾且高出基床 面的码头，为了防止船底 碰撞码头前趾，应保证前 趾与船舶舭龙骨之间的最 小净距不应小于0.3m。
㈡
变形缝的设置
• 码头结构中一般将沉降缝和伸缩缝合二为一，成为变 形缝，即一缝两用。 • １、位置：⑴新、旧结构衔接处；⑵水深或结构型式 变化处；⑶地基土质变化较大处；⑷基床厚度变化处； ⑸沉箱接缝处等。 • ２、缝宽：2~5mm，垂直通缝。 • ３、间距：在考虑上述因素外，一般10~30m不等。
㈤、增强结构耐久性的措施：
• 适当提高材料的强度标号；适当增大构件厚度和钢筋 的砼保护层厚度；采用耐侵蚀性强，抗磨性高和抗冻 性能好的新材料；采用花岗石或预制钢筋砼板镶面。

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

第二章重力式码头重力式码头是我国分布较广、使用较多的一种码头结构型式。

其结构坚固耐久，抗冻和抗冰性能好；能承受较大的地面荷载和船舶荷载，对较大的集中荷载以及码头地面超载和装卸工艺变化适应性较强；施工比较简单，维修费用少，是港务部门和施工单位比较欢迎的码头结构型式。

2-1 重力式码头的组成及构造第一重力式码头的组成重力式码头建筑物一般有胸墙、墙身、基础、墙后回填土和码头设备等组成如下图。

1、基础基础的主要功能是将墙身传下来的外力分布到地基的较大范围，以减小地基应力和建筑物的沉降；同时也保护地基免受波浪和水流的淘刷，保证墙身的稳定。

当墙身采用预制安装结构时，通常采用抛石基床做基础。

基础是重力式码头非常重要的部分，基础处理的好坏是重力式码头成败的关键。

2、墙身和胸墙墙身和胸墙是重力式码头建筑物的主体结构。

它构成船舶系靠所需要的直立墙面；挡住墙后的回填料；承受施加在码头上的各种外力，并将这些作用力传递到基础和地基。

胸墙还起着将墙身构件连成整体的作用，并用以固定缓冲设备、系网环和爬梯。

有时在胸墙中设置工艺管沟，在顶部安设移动起重机轨道。

通常系船柱块体也与胸墙连在一起。

3、墙后回填土在岸壁式码头中，墙体后要回填砂、土，以形成码头地面。

为了减小墙后土压力，有些重力式码头在紧靠墙背的一部分，采用粒径和内摩擦角较大的材料回填，如块石，作为减压棱体。

为了防止棱体后的回填土从棱体缝隙中流失，需要在棱体的顶面和坡面上设置倒滤层。

4、码头设备在码头前面安设靠船设备和系船柱，用以减少船舶对码头的冲撞力和系挂停靠的船舶。

第二重力式码头的构造码头建筑物除要求在各种荷载作用下有足够的强度与稳定性外，尚应满足使用上的要求，要坚固耐久并且便于施工。

在工程设计中，首先要根据对建筑物的使用上要求和当地的水文、气象、地质和建筑材料等条件以及施工经验拟定各种构造措施，即构造方案设计，然后进行必要的强度和稳定性验算。

一、基础1、基础的形式重力式码头的基础根据地基情况、施工条件和结构型式采用不同的处理方式。

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

承载力不足时应设置基础，基础可采用块石 基床、钢筋混凝土基础板或基桩等形式， ➢ 地基承载力足够时可设置100～200mm的素 混凝土垫层，其埋置深度应在冲刷线以下 0.5m。
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1、抛石基床形式 暗基床： 明基床： 混合基床： 2、 基床厚度 当基床顶面应力大于地基承载力时，由计
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沉箱结构是大型的钢筋混凝土有底空箱，箱内用 纵横墙隔成若干格仓。
沉箱一般在专门的水泥预制场预制，制好后在滑 道上用台车溜放下水。
将下水的沉箱用拖轮拖运至现场，定好位置，用 灌水加压载的方法将沉箱放在整平好的抛石基床 上，
回填； ➢ 铺筑路面和安装码头设备等。
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第二节 重力式码头构造
在码头设计中，首先要根据当地自然条件、施 工条件及建筑物的使用要求，
拟定各种构造措施，即进行构造设计， 然后才是进行强度和稳定性验算。
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一、基础
基础根据地基情况、施工条件、结构形式。 对岩石地基: 当采用预制安装的结构时，以二片石（8～
利用其上部土中增加稳定。悬臂长度一般 取1.5m~3.0m，厚度0.8~1.2m。 顺岸式码头端部通常采取两种处理方式： 码头顺岸方向做成斜坡；在码头端部设置 翼墙。
6、增强结构耐久性措施
参考《港口工程混凝土结构设计规范》
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三、墙后回填
原则：就地取材、对墙体产生的土压力小、透水性好
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重力式码头稳固性验算及地基应力的计算填料回填砂内摩擦角为32°3、18.5KN/m3。

码头强背与铅垂线的夹角为25°，地面水平，墙背为俯斜式设计。

1.设计思路为对码头进行稳固性验算，需计算作用于墙背的主动土压力。

由于卸荷板、不同区域填料重度标准值的不同会对土压力强度散布产生阻碍，因此此计算以设计高低水位的不同，和码头不同深度进行分区域计算主动土压力。

据此，在低水位时将回填土分成HL、LO、OM、MN、NP四部份在高水位时将回填土分成HK、KL、LO、OM、MN、NP五部份其中706.2tan5.1ON9373.0tan5.1OM===⨯=θϕ2.相关系数的确信外摩擦角δ的确信墙背与填料的摩擦角的标准值依照地基条件、墙背形式、粗糙程度等确信。

俯斜的混凝土或砌体墙背采纳1/3倍填料内摩擦角标准值。

7°破裂角θ的确信第二破裂角按下式计算：29)sin sin (sin 5.0--905.01=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-βϕβϕθ）（ 第n 层填料主动土压力系数的确信第n 层填料主动土压力系数K an 按下式计算：222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos K ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-=βαδαβϕδϕδαααϕan因墙背后只用一种填料回填，该填料的内摩擦角在水上、水下均取32°。

但墙背与铅垂线的夹角HL 部份为25°，其余部份为0°，因此此计算中填料主动土压力系数K an 有两个取值。

在HL 段0.5118)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos K 222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-=βαδαβϕδϕδαααϕan在其余部份0.2843)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos K 222=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-=βαδαβϕδϕδαααϕan地面荷载系数Kq 的确信地面荷载系数Kq 按下式计算：1)cos(cos K =-=βααq3. 各部份土压力强度的计算 设计低水位各部份土压力强度的计算第n 层填料顶层的土压力强度按下式计算： 永久作用αγcos )(e 1-11an n i i i n K h ∑==可变作用αcos qK e 1an q n K =第n 层填料底层的土压力强度按下式计算：永久作用αγcos )(e 12an ni i i n K h ∑==可变作用αcos qK e 2an q n K =由上式求出设计低水位时各层顶层与底层的土压力强度设计高水位各部份土压力强度的计算如上，求出设计高水位时各层顶层与底层的土压力强度4. 各部份土压力的计算 设计低水位各部份土压力的计算第n 层填料土压力的合力按以下公式计算 永久作用ahe E n n n n cos e 5.021）（+=可变作用n an q qn h K qK =E由上式求出设计低水位时各层的土压力设计高水位各部份土压力的计算如上，求出设计高水位时各层的土压力5. 码头稳固性验算重力式码头应进行稳固性验算，设计低水位与高水位的相关参数取不同值，因此应别离验算两种情形下码头的稳固性。

缺点：水下工作量大，结构整体性和抗震性能差，需要石料量 大。
一般适用于地基较好，当地有大量石料，缺少钢材和冰况 严重的情况。
（二） 沉箱码头
1、矩形沉箱 制作简单，浮游稳定性好，施工经验成熟
对称式
非对称式
前壁 前趾
纵隔墙
侧壁
后壁
沉箱的组成
后趾 横隔墙
南沙港集装箱码头 沉箱结构
开孔矩形沉箱
秦皇岛港煤码头
圆格形 扁格形
广州港新沙圆格形钢板桩码头
盐田港3.5和5万吨级码头剖面图
该种码头型式的主要特点： （1）格体及内部填料作为一非刚性结构，格底应力具有良好的重分布特性，地基应力均匀、连续，
对地基要求不高。
（2）格体采用预拼装整体吊运工艺，施工机械工程度高，格体拼装对预拼场地的要求不高，不需占 用已有岸线。
其他情况下的验算表达式类似抗滑稳定性验算。
(二)承载力验算 1．基床承载力验算
0max
m mianxVBK
(16e) B
1/3
当 1/3 时
max
2VK
3
，
min0
2、地基承载力验算
m axBB11 m 2da1xd1
m inBB 112 mdi1n d1
1/3
（三）整体滑动稳定性及地基沉降计算 详见《港口工程地基规范》及《土力学》 采用圆弧滑动法(瑞典条分法、毕肖普法等)等 地基沉降可采用分层总合法
立板：挡土并构成码头直立墙壁 趾板：增加抗倾稳定性，使基底反力分布均匀 内底板：所受外力传至基床 尾板：减小基床宽度，基底反力均匀 肋板：将立板和底板连成整体并支撑立板和
底板，扶壁顶端宜嵌入胸墙10cm；
扶壁码头结构图
扶壁码头优、缺点：介于块体结构和沉箱结构两者之间，主要缺点是结构整体性差。

总平面布置上海港改建码头是河口港码头，平面布置与工艺设计按《海港总平面设计规范》和《河港总平面设计规范》的有关规定确定。

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，采用高桩码头结构型式（上层土为淤泥）。

码头前沿大致平行于黄浦江主流向，由于码头前江面宽约500米，水域面积不大，为了不使水流结构发生变化选用顺岸式。

码头前沿布置在规划前沿线，考虑到当地陆域面积紧张，采用满堂式，1#和2#码头连片布置，拆掉原有的防洪墙，将后桩台至陆地之间的短距离水域用当地廉价的砂石料抛填，当汛期来临时，码头停止作业，采用堆沙包的方法来防汛。

由资料得到的水位值：设计高水位：高潮位累积频率曲线的10%处————3.75 m设计低水位：高潮位累积频率曲线的90%处————1.22 m极端高水位：高潮位累积频率曲线的2%处————4.63m极端低水位：高潮位累积频率曲线的98%处————0.60 m1．1一号码头总平面布置1．1．1停靠方式停靠方式采用两点系泊（如图），受力系船柱数目根据船长查得为n=2，系船柱间距最大为20m，最少系船柱个数为6个。

1．1．2一号码头主要尺度的拟定1．1．2．1 泊位长度单个泊位长度：L=L+2dbL————单个泊位长度（m）bL————设计船长（m）,L=82.6m;d————富裕长度（m）,按《海港总平面设计规范》查表取值为8～10mL=82.6+2×(8～10)=98.6～102.6m,取码头长度为118m, 已b有岸线满足要求.1．1．2．2泊位宽度为了不占用主航道，泊位宽度：B=2bb————设计船宽（m）,b=13.6mB=2×13.6=27.2m，取28m1．1．2．3 码头前沿顶高程（按有掩护港口的码头计算）基本标准：E=HWL + 超高值(1.0～1.5)复核标准：E=极端高水位+超高值(0～0.5)E————码头面高程（m）HWL————设计高水位（m）基本标准：E=3.75+(1.0～1.5)=4.75～5.25 m复核标准：E=4.63+(0～0.5)=4.63～5.13 m 由资料知，当地万吨级泊位的码头面标高一般为+4.8m，所以取E=4.8m1．1．2．4码头前沿设计水深D=T+Z1+Z2+Z3+Z4Z2 =KH- Z14%D————码头前沿设计水深（m）T————设计船型满载吃水（m）,T=4.47m；Z1————龙骨下最小富裕深度（m），查得Z1=0.2mZ2————波浪富裕深度（m）,K————系数，顺浪取0.3，横浪取0.5H————码头前的允许波高（m）4%由于地处黄浦江中，码头前江面宽度只有500米，波浪主要为顺浪，查《港口规划与布置》得3000吨级的杂货船的允许波高为H=0.8m，%4所以：Z2 =0.3 0.8-0.2=0.04 mZ3————船舶因配载不均而增加的船尾吃水值（m）,杂货船可不计，Z3=0 m；Z4————备淤富裕深度（m）,Z4=0.5mD=4.47+0.2+0.04+0+0.5=5.21m,所以码头前沿水底高程=设计最低水位-码头前沿设计水深=1.22-5.21=-3.99m,由于码头前沿布置在规划前沿线处，且规划挖至-9.0 m，所以水深条件肯定满足。

3．扶壁 ．
二、墙身安装的质量控制
1、检查组织设计施工交底 、 2、逐件检查质量和验收资料 、 3、安装前现场检查测量控制点基床顶面（破坏、淤积） 、安装前现场检查测量控制点基床顶面（破坏、淤积） 4、安装要求 5、安装后及时充填 、 6、卸荷板安装 、 7、检查安装位置，特别是前沿线应顺直 、检查安装位置， 8、安装前注意天气、水文预报，沉箱拖运注意浮游稳定 、安装前注意天气、水文预报， 9、安装控制 、
系船柱 护 舷 卸荷板 倒滤层 胸墙 回填土 抛石棱体 系船柱 护 舷
沉箱
抛石基床 抛石基床
2．重力式码头施工的一般程序 ． 重力式码头施工的一般程序如图5-2所示 所示。 重力式码头施工的一般程序如图 所示。
二、防波堤
防波堤是海港防御外海波浪对港口水域的侵袭，保证港内水域平稳， 防波堤是海港防御外海波浪对港口水域的侵袭，保证港内水域平稳，使 船舶能在港内安全停泊，进行装卸作业的水工建筑物。 船舶能在港内安全停泊，进行装卸作业的水工建筑物。此外防波堤还可以拦阻 泥沙，减轻港内淤积，并防止流冰大量进入港内。 泥沙，减轻港内淤积，并防止流冰大量进入港内。直立式防波堤内侧也可兼作 码头。 码头。 防波堤的结构形式和组成部分： 防波堤的结构形式和组成部分： 防波堤按其断面形状可分为斜坡式、 防波堤按其断面形状可分为斜坡式、直立式和高基床直立式 防波堤按其断面形状可分为斜坡式、直立式和高基床直立式， 防波堤按其断面形状可分为斜坡式、直立式和高基床直立式，斜坡式防波 堤由基础、堤身和护面三部分组成。 堤由基础、堤身和护面三部分组成。 直立式防波堤由基础，堤身、上部结构（即胸墙）和基床护面四个部分组成。 直立式防波堤由基础，堤身、上部结构（即胸墙）和基床护面四个部分组成。
四、基床夯实

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码头结构整体稳定性计算书设计：校对：审核：1、设计条件1）设计船型设计代表船型见下表。

2）结构安全等级结构安全等级为二级。

3）自然条件（1）设计水位设计高水位（高潮位累计频率10％）： 1.76m设计低水位（低潮位累计频率90％）：+0.0m极端高水位（重现期50年一遇）：+2.66m极端低水位（重现期50年一遇）：-1.71m施工水位： 1.40m（2）波浪海西湾内波高H1%=2.67m。

（3）地质资料码头基床底面全部座落在全风化花岗岩层，风化岩承载力容许值为f=340kPa。

（4）码头面荷载a.门座起重机靠海侧轨道至码头前沿20kPa，其余30kPa。

b. 起重机荷载：码头设40吨门座起重机。

轮数48，轮压垂直方向（非工作状态）200kN，（工作状态）250kN，水平轮压35kN，基距12m，轮距840-980-840-840-840-980-840-840-840 -980-840。

（5）材料重度2、作用分类及计算2.1 结构自重力计算（1）极端高水位情况：计算图示见下图。

极端高水位作用分布图（2）设计高水位情况：计算图示见下图。

设计高水作用分布图设计低水作用分布图（3）设计低水位情况：计算图示见下图。

2.2 土压力强度计算码头后方填料为积砂石（按粗砂计算），35ϕ=︒，根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98）第2(45/2)an K tg ϕ=︒-则2(45/2)0.271an K tg ϕ=︒-= 沉箱顶面以下考虑3511.6733ϕδ︒===︒ 根据（JTJ290—98）表，查的0.24an K =cos 0.24cos11.670.235ax an K K δ==⨯︒= sin 0.24sin11.670.0485ay an K K δ==⨯︒=土压力标准值按（JTJ290—98）3.5条计算：110cos n n i i an i e h K γα-==∑21cos n n i i an i e h K γα==∑式中：cos 1α=1）码头后方填料土压力（永久作用） （1）极端高水位情况（2.66m ）：e 4.0=0e 2.66=18×1.34×0.271=6.54（kPa ）e 1.4=（18×1.34＋9.5×1.26）×0.271=9.78（kPa ） e ‘1.4=（18×1.34＋9.5×1.26）×0.235=8.48（kPa ）e -9.0=（18×1.34＋9.5×1.26＋9.5×10.4）×0.235=31.7（kPa ） 土压力强度分布图见 图 土压力引起的水平作用：1116.54 1.34(6.549.78) 1.26(8.4831.7)10.4222H E =⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯4.38210.28208.94223.602(/)kN m =++=土压力引起的竖向作用：208.9411.6743.16(/)V E tg kN m =⨯︒=土压力引起的倾覆力矩：1(2 6.549.78) 1.344.382( 1.3411.66)10.2810.433(6.549.78)(28.4831.7)10.4208.941043.58(/)3(8.4831.7)EH M kN m m ⎡⎤⨯+⨯=⨯⨯++⨯++⎢⎥⨯+⎣⎦⨯+⨯⨯=⨯+土压力引起的稳定力矩：43.1611.02475.62(/)EV M kN m m =⨯=（2）设计高水位情况e 4.0=0e 1.76=18×2.24×0.271=10.93（kPa ）e 1.4=（18×2.24＋9.5×0.36）×0.271=11.85（kPa ） e ‘1.4=（18×2.24＋9.5×0.36）×0.235=10.28（kPa ）e -9.0=（18×2.24＋9.5×0.36＋9.5×10.4）×0.235=33.5（kPa ） 土压力强度分布图见 图 土压力引起的水平作用：11110.93 2.24(10.9311.85)0.36(10.2833.5)10.4222H E =⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯12.24 4.1227.66244.0(/)kN m =++=土压力引起的竖向作用：227.6611.6747.02(/)V E tg kN m =⨯︒=土压力引起的倾覆力矩：1(210.9311.85)0.3612.24( 2.2410.76) 4.110.433(10.9311.85)(210.2833.5)10.4227.661158.75(/)3(10.2833.5)EH M kN m m ⎡⎤⨯+⨯=⨯⨯++⨯++⎢⎥⨯+⎣⎦⨯+⨯⨯=⨯+土压力引起的稳定力矩：47.0211.02518.16(/)EV M kN m m =⨯=（3）设计低水位情况e 4.0=0e 1.4=18×2.6×0.271=12.68（kPa ） e ‘1.4=18×2.6×0.235=11.0（kPa ）e 0.0=（18×2.6+18×1.4）×0.235=16.92（kPa ） e -9.0=（18×2.6＋18×1.4+9.5×9）×0.235=37.01（kPa ） 土压力强度分布图见 图 土压力引起的水平作用：11112.68 2.6(1116.92) 1.4(16.9237.01)9222H E =⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯16.48419.544242.69278.72(/)kN m =++=土压力引起的竖向作用：(19.544242.69)11.6754.16(/)V E tg kN m =+⨯︒=土压力引起的倾覆力矩：1(21116.92) 1.416.484(12.8610.4)19.544933(1116.92)(216.9237.01)9242.691387.21(/)3(16.9237.01)EH M kN m m ⎡⎤⨯+⨯=⨯⨯++⨯++⎢⎥⨯+⎣⎦⨯+⨯⨯=⨯+土压力引起的稳定力矩：54.1611.02596.84(/)EV M kN m m =⨯=2）均布荷载产生的土压力（可变作用）：各种水位时，均布荷载产生的土压力标准值均相同。

某重力式码头设计方案及结构计算摘要：重力式码头具有整体性好、结构坚固耐久、对较大集中荷载的适应性强、设计和施工较为简单等优点，在港口工程中被广泛应用。

本文以某重力式煤码头为例，详细阐述了码头结构设计方案，并根据自然条件、船舶及工艺荷载进行结构计算，验证了码头结构的安全可靠性，可为类似工程实践提供参考。

关键字：重力式；煤码头；沉箱；结构设计一、项目概况某工程拟建1个7万吨级煤码头泊位（结构按10万吨级散货船设计预留），码头长366.2m，顶高程8.5m（以当地理论最低潮面为基准），前沿底高程-15.6m。

水工建筑物的结构安全等级为Ⅱ级。

二、主要设计参数（1）设计水位200年重现期高潮位：4.58m100年重现期高潮位：3.96m设计高水位：1.81m（高潮累计频率10%）设计低水位：0.08m（低潮累计频率90%）极端高水位：3.62m（50年一遇高潮位）极端低水位：-0.40m（50年一遇低潮位）（2）设计流速水流流速按1.05m/s计算。

（3）设计风速按瞬时9级风设计，设计风速为22m/s，大于9级风时船舶离开码头避风。

（3）工程地质工程场地陆域多为低山丘陵地貌，勘察区海岸地貌为岩质海岸，未发现不良地质作用的影响。

根据钻探揭示地层情况，拟建码头上覆土层为第四系全新统海相或海陆交互相形成的淤泥类土以及砂类土，下伏燕山期花岗岩的风化残积层、全风化岩、强风化岩、中风化岩等。

根据工程勘查报告提供的各岩、土层的主要涉及参数及物理力学性质指标、各土（岩）层的容许承载力建议值，确定码头持力层为强风化或局部全风化岩。

（4）工艺荷载1）码头面均布荷载：20kPa；2）桥式抓斗卸船机：基距16m，每腿8轮，轮距1.0m；工作状态和非工作状态最大轮压分别为500kN/轮和550kN/轮，卸船机轨道采用QU120。

两台卸船机之间最小距离为2m。

三、码头结构选型码头结构型式一般根据当地自然条件、使用要求、投资最优、施工工艺和外部协作条件等因素综合决定。

第6章水工建筑物6.1 建设内容本工程拟建5万t级通用泊位2个。

水工建筑物包括码头平台、固定引桥与护岸。

结构安全等级均为二级。

6.2 设计条件6.2.1 设计船型5万t级散货船：船长×船宽×型深×满载吃水=223×32.3×17.9×12.8m6.2.2 风况基本风压 0.70Kpa按九级风设计，风速为22m/s，超过九级风时，船舶离港去锚地避风。

6.2.3 水文（1）设计水位（85国家高程）设计高水位： 2.77m 极端高水位： 4.18m设计低水位： -2.89m 极端低水位： -3.96m（2）水流水流设计流速 V=1.2m/s流向：与船舶纵轴线平行。

（3）设计波浪：波浪重现期为50年，设计高水位下H1%=1.81m; H4%=1.52m;H13%=1.22m;T mean=3.8s，L=22.96m。

6.2.4 地质条件码头平台与固定引桥区在勘察控制深度范围内地基土层为海陆交互相沉积、陆相冲洪积成因类型和凝灰岩风化岩层，从上而下分别为淤泥、块石、残积粘性土、强风化凝灰岩与中风化凝灰岩。

其中淤泥层厚为20.95m ～51.15m ；块石厚度分布不均；残积粘性土厚度3.5～9.69m ；强风化凝灰岩厚度分布不均；中风化凝灰岩最大揭露厚度为5.70m ，未揭穿。

其物理力学性质指标见表3-2。

护岸与陆域部分在勘察控制深度范围内地基土层自上而下分别为耕土、淤泥、粘土、角砾混粉质粘土、粘土、含角砾粉质粘土、强风化基岩与中等风化基岩等。

其中，淤泥厚15.50～37.00m ；粘土层厚0.7～26.00m ；角砾混粉质粘土厚0.8～16.00m ；含角砾粉质粘土厚4.5～32.80m ；强风化基岩厚0.2～3.70m ；中等风化基岩最大揭露深度为6.90m ，未揭穿。

其物理力学性质指标见表3-3。

6.2.5 设计荷载 6.2.5.1 船舶荷载 （1）系缆力[]sin cos cos cos y x F F K N n αβαβ=+∑∑ 式中：∑x F ，∑y F ——分别为可能同时出现的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(kN)；K ——系船柱受力分布不均匀系数，K 取1.3； n ——计算船舶同时受力的系船柱数目，取n=5； α——系船缆的水平投影与码头前沿线所成的夹角(°)，取α=30°；β——系船缆与水平面之间的夹角(°)，取β=15°。