市南排河渔港码头工程设计梁板式高桩码头结构

高桩梁板式码头设计一．码头总体设计1.码头泊位长度确定m d L L b 110122862=⨯+=+= 2.码头桩台宽度确定前桩台14.5m ，后桩台宽15m3.桩基设计与布置基桩：mm mm 400400⨯预应力钢筋混凝土方桩 横向：隔3.5m 布桩，海侧门机轨道布双直桩，路侧门机 轨道布双叉桩纵向：隔6m 布桩 总桩数：162189=⨯二．面板尺寸设计m m 65.3⨯;厚45cm;实心板三．纵梁设计与计算1.轨道梁计算（同一般纵梁） 1）断面设计：cm 9050⨯6m纵横2）计算跨度：按连续梁弹性支承 弯矩计算：m l l 60== 剪力计算：m l 1.5l n 0== 3）计算荷载 A.永久荷载纵梁自重：q=25×0.5×0.9=11.25 KN/m面板支座力：N=0.5S=0.5×(6+2.5)×19.69×0.5=41.84 KN B.可变荷载堆货荷载通过面板的支座力：KN S N 75.1482125.340)5.26(2121=⨯⨯⨯+⨯== 门机荷载：250×4=1000 KNC.荷载组合：承载能力极限状态持久组合：永久荷载+散货荷载+门机 正常使用极限状态持久组合：永久荷载+散货荷载+门机4）内力计算结果四．横梁的设计与计算1）断面设计（单位：cm）2）计算跨度：l=3.53）计算荷载：A.永久荷载横梁自重：q=25×(0.4×0.9+0.7×0.9)=24.75 KN/m面板自重——横梁：N=0.5S=0.5×19.69×3.5×0.5=17.23 KN 面板自重——纵梁——横梁：N=41.84 KN纵梁自重——横梁：N=0.5×11.25×6=33.75 KN中和轴竖向均布力24.75 KN/m67.5 KN/m 67.5 KN/m竖向三角形分布力39.38 KN/m 39.38 KN/m 39.38 KN/m185.64 KN185.64 KN168.41 KN168.41 KN竖向集中力永久荷载图B.可变荷载堆货荷载——横梁：N=0.5S=0.5×5.325.34021⨯⨯⨯=122.5 KN 堆货荷载——纵梁——横梁：N=148.75 KN中和轴竖向均布力240 KN/m散货荷载图门机滚动荷载——轨道梁——横梁船舶撞击力系缆水平力分配系数 = 0.31系缆夹角α(°)：是系缆力水平面投影与码头前沿线的夹角，逆时针为正系缆夹角β(°)：是系缆力竖直方向水平面的夹角注：系缆力在码头前后位置已经考虑，DL为系船柱到对应最近码头边缘的距离，DL>0船舶系缆力C.作用组合承载能力极限状态持久组合：永久荷载+件杂货、集装箱荷载+门机+船舶系缆力永久荷载+件杂货、集装箱荷载+门机+船舶靠岸撞击力正常使用极限状态持久组合：永久荷载+件杂货、集装箱荷载+门机+船舶系缆力永久荷载+件杂货、集装箱荷载+门机+船舶靠岸撞击力4）内力计算结果a．承载能力极限状态持久状况作用效应的持久组合b．正常使用极限状态持久状况的标准组合。

高桩梁板式集装箱码头结构设计摘要港口码头毕业设计主要以码头主要尺度确定、平面布置、结构选型、码头主要结构和构件的设计计算和码头整体稳定性验算为主要内容。

通过查阅相关设计手册、书籍、系列规范和参考已经修建工程设计资料进行结构选型、码头型式确定。

工程依据资料选取了高桩码头为设计方向。

高桩码头不仅符合本次设计的工程条件，而且是常见的码头结构型式，在长江流域多采用这种形式。

同时，高桩码头对以后码头向深海方向发展研究有很多帮助。

确定主要方向之后便进行工程设计，包括船舶作用力、面板计算、纵梁设计、横梁设计、桩基验算、靠船构件计算和码头整体稳定性计算等内容，其中部分内容运用相关软件如易工软件进行计算或验算。

通过对码头主要构件的选型以及计算，以熟悉高桩码头结构设计和高桩码头优缺点，为以后工作、学习做扎实铺垫。

此次设计顺利完成了设计任务，最后绘制了码头平面布置图、码头主要结构施工图、指定构件的配筋图。

关键字：高桩码头；纵梁；横向排架；大直径管桩AbstractThe engineering design of the No.5 dock of port mainly determines the major scale, layout, structure, selection, the design calculations of the main structure and components of port and the overall stability calculation . Through accessing to relevant design manuals, books, family norms and reference datas that has been constructed for structural engineering design , we can work out the proper type for the terminal. Projects were selected based on data for the design direction of high-pile wharf. High-pile pier is not only proper for the conditions of this design project, and is a common terminal structure type, in the Yangtze River area. Meanwhile, the high-pile pier can render a service in the filed of deep sea terminal in the future. After having determined the main direction of project design, we can calculate most parts including the ship force, panel calculation, longitudinal beam design, beam design, pile foundation checking, calculation and the terminal by ship components and the overall stability. Part of the calculation of content, we can make use of the work-related software such as Easy software for calculation or checking calculation. Through the selection and calculation of the main components of the terminal, we can become familiar with high-pile wharf and with high-pile wharf’ advan tages and disadvantages, as to make a foundation for future work and study.We succeed in finishing the design task, and finally draw the terminal floor plan, the main structure of terminal construction plans, specifying components of reinforcement plan.Keywords: High-pile pier; longeron; transverse; large diameter pile目录第一章绪论 (1)1.1 中国港口发展历史及现状 (1)1.2 高桩码头的优点及存在的问题 (2)1.3 高桩码头在工程中的一些经验教训 (3)1.4 高桩码头今后的设计施工方向 (3)1.5 本港口历史发展及其现状 (4)1.6 地理位置及航运条件 (5)1.7 本港口旧码头改造主要研究内容 (6)第二章总工程概况 (7)2.1 营运资料 (7)2.1.1 货运任务 (7)2.1.2 船舶资料 (7)2.1.3 建筑物的结构等级 (7)2.2 自然条件 (7)2.2.1 设计水位 (7)2.2.2 水文 (7)2.2.3 气象 (8)2.2.4 地形地质 (8)2.3 平面布置以及工艺设计 (9)2.3.1总体布局 (9)2.3.2 码头泊位确定 (9)2.3.3 平面布置 (10)2.3.4 施工条件以及设备材料供应 (12)2.3.5 平面布置简图 (12)第三章结构选型 (13)3.1 结构选型及方案设计 (13)3.2 高桩码头的结构形式 (15)3.3 码头尺寸拟取 (16)第四章码头荷载计算 (17)4.1 永久作用 (17)4.2 起重机械和运输机械荷载 (17)4.2.1 门机荷载 (17)4.2.2 流动机械 (17)4.3 船舶荷载 (18)4.3.1 作用在船舶上的风荷载 (18)4.3.2 作用在船舶上的水流力 (18)4.3.3 系缆力 (20)4.3.4 撞击力 (21)4.3.5 挤靠力 (22)第五章面板计算 (24)5.1计算原则 (24)5.2 计算跨度 (25)5.3 作用计算 (26)5.4 作用效应分析 (27)5.4.1 短暂状况（施工期） (27)5.4.2 持久状况(使用期) (28)5.5 作用效应组合 (30)5.5.1 承载能力极限状态的作用效应组合 (30)5.5.2 正常使用极限状态的作用效应组合 (31)5.6 配筋计算 (32)5.7 面板弯矩作用的裂缝验算 (34)第六章纵梁计算 (36)6.1 纵梁断面尺寸 (36)6.2 计算跨度选取 (37)6.2.1 简支梁 (37)6.2.2 连续梁 (37)6.3 作用 (38)6.3.1 永久作用 (38)6.3.2 可变作用 (38)6.3.3 作用效应分析 (39)6.4 内力计算 (40)6.4.1 施工期 (40)6.4.2 使用期 (41)6.5 计算示例 (43)6.5.1 计算图式 (43)6.5.2 弯矩计算 (43)6.5.3 剪力计算 (46)6.6 作用效应组合 (49)6.6.1 组合形式 (49)6.6.2 门机轨道梁计算结果 (50)6.6.3连系纵梁计算结果 (55)6.7 纵梁配筋 (58)6.7.1 门机轨道梁 (58)6.7.2 连系梁 (59)6.8 裂缝宽度验算 (61)6.8.1 门机轨道梁 (61)6.8.2 连系梁 (61)第七章横梁计算 (63)7.1 工程基本信息 (63)7.2 组合信息 (63)7.3横梁荷载计算 (64)7.4 配筋计算 (72)7.4.1 正截面承载力计算 (72)7.4.2 斜截面承载力计算 (73)7.5 裂缝宽度验算 (74)7.5.1跨中抗裂验算 (74)7.5.2 支座抗裂验算 (74)第八章桩基计算 (75)8.1 概述 (75)8.2 桩轴力计算表 (75)8.3 桩截面配筋验算 (78)第九章桩帽配筋计算 (80)9.1纵向桩帽配筋计算 (80)9.1.1 受弯配筋 (80)9.1.2 受剪配筋 (81)9.2 横向桩帽配筋计算 (81)9.2.1 受弯配筋 (81)9.2.2 受剪配筋 (82)第十章靠船构件的计算 (84)10.1 概述 (84)10.2 靠船构件断面形式 (84)10.3靠船构件的计算 (84)10.4 靠船构件的配筋计算 (86)10.5 靠船构件弯矩作用裂缝宽度验算 (87)第十一章岸坡稳定计算 (89)11.1计算原则 (89)11.2 稳定验算 (89)参考文献 (91)第一章绪论1.1 中国港口发展历史及现状鉴于港口发展对经济社会发展的重要性，解放以来，特别是改革开放以来，我国港口在建设、运营、管理等各方面都取得了令世界瞩目的巨大成就。

码头结构型式的⽐选码头结构型式的⽐选根据⽬前软⼟地区码头设计经验和实例,本码头可选择⾼桩梁板, ⽔⼯建筑物主要由靠船装卸平台、接岸引桥组成。

⾼桩梁板结构平⾯尺⼨为105 m @ 20 m。

排架间距为6.5 m,共18榀。

⽅案⼀:码头结构为⾼桩板梁式，排架间距7.3m，每榀排架5根桩，河侧第⼀、第⼆排基桩为φ900mm 钢护筒嵌岩桩，其余均为φ900mm钢管桩。

码头上部采⽤现浇横梁、预制纵向梁、叠合⾯板结构，通过现浇⾯层连成整体。

码头桩基嵌岩桩嵌⼊微风化层，钢管桩打⼊强风化层。

码头上每榀排架设置500H拱形橡胶护舷，系船柱设置为上下⼆层，码头⾯层设1000kN系船柱，下层设350 kN系船柱，均为隔跨设置。

码头通过引桥与陆域相接，码头下游端有引桥1座，长129.945m，宽10m。

引桥结构型式为⾼桩板梁式。

引桥全长分⼆个结构段，江侧段桩基采⽤600mm×600mm预应⼒混凝⼟⽅桩，岸侧段桩基采⽤φ1000mm钻孔灌注桩，排架间距6m。

引桥上部采⽤现浇横梁⼤板式结构，现浇横梁，叠合⾯板结构，通过现浇⾯层连成整体。

⽅案⼆:排架基础采⽤Φ800PHC桩,其它上部结构相同。

⽅案⼀具有码头结构安全可靠,整体性好,造价较低, 施⼯受桩源影响较⼩等优点。

但混凝⼟⽅桩的强度略低, 对地基的适应性稍差, 耐锤击能⼒稍差。

⽅案⼆具有码头结构安全可靠, 整体性好的优点; PHC 管桩的强度⾼,抗击打能⼒强, 沉桩⽅便。

但造价较⾼,施⼯受桩源影响较⼤。

管桩焊接接头可能断裂。

综合总平⾯布置⽅案, 设计推荐第⼀⽅案。

⾼桩码头常⽤桩型及特点⽬前，长江中游地区⾼桩码头常⽤桩型为PHC 管桩和钢管桩但是，随着码头前沿⽔深增加，桩的⾃由长度增⼤( 或桩的⼊⼟深度减⼩)，对桩基抗弯能⼒垂直承载⼒和抗拔⼒提出了更⾼的要求，常规的钢管桩和PHC 管桩不能满⾜⼯程实际的要求，需将桩端嵌⼊中等风化微风化新鲜岩体中，并予以锚固，即所谓嵌岩桩1 PHC 管桩PHC 管桩为先张法⾼强预应⼒混凝⼟桩，混凝⼟强度等级为C80 PHC 管桩在⽣产制桩过程中⾃动化程度⾼⽣产效率⾼且质量稳定PHC 管桩在⼯程应⽤中具有⾼强度⾼密实性⾼耐久性⾼抗渗性单桩承载⼒⾼施⼯速度快能适应多种地质条件等优点，在⾼桩码头设计中成为⾸选的桩基础型式。

第11卷第7期中国水运V ol .11N o.72011年7月Chi na W at er Trans port J ul y 2011收稿日期：5作者简介：李高阳，河海大学。

高桩梁板码头结构设计分析李高阳，陈大可，钱正委，朱广安（河海大学，江苏南京210000）摘要：由于高桩码头有着较强的地基适应性，因此码头工程中很多均采用这种结构型式。

高桩码头由两部分构成，分别为上部结构及下部桩基础，且其结构型式也处于不断发展的过程中。

在下部桩基结构中，钢筋混凝土桩、预应力大管桩以及钢管桩等技术均得到明显发展，而上部结构大都采用梁板结构。

文中就针对一种新型的整体箱板式高桩梁板码头的结构设计做出研究。

关键词：高桩梁板码头；整体箱板式；结构设计中图分类号：U 656.1文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）07-0223-02一、高桩码头的结构形式通常都是按照高桩码头的上部结构来区分其结构形式的，目前主要有无梁板式、梁板式以及混凝土承台式和框架式等四种。

其中梁板式码头的每个构件均有明确受力，可以使用预应力结构，所以构件的抗裂性能相对较好。

不过梁板式码头也存在一定的不足，即施工程序繁杂，无论是构件的类型还是数量都比较多，上部结构的底部轮廓形状十分复杂，存在多处死角，水气排除不方便，构件中的钢盘容易遭侵蚀。

框架式码头相对来说刚度大，整体性比较好，但是其造价高、施工繁琐，因此如果港口的水位差比较小就很少采用这种形式。

无梁板式码头尽管结构简单，成本比较低，但是现在的无梁板式码头的面板一般都是普通的钢筋混凝土结构，并且靠船构件的悬臂长，所以设计的难度相对比较大，通常应用于水位差及集中荷载均比较小的码头。

承台式码头具备整体性能好及刚度大等优点，但是这种结构需桩多而且自重大，因此地基适应性比较差。

本文所研究的整体箱板式高桩码头属于梁板式码头的改进方案。

二、工程概况及设计方案某工程码头上部结构拟采用双向预应力整体箱板式结构，采用钢管混凝土直桩基础作桩基，该段码头长65.52m ，宽为35m ，码头的横向排架间距为7.28m ，纵向排架的间距分别为10.5、8.7及10.8m ，前两排的纵向排架下的钢管桩直径为1.2m ，厚度16m m ，间距7.28m ；后两排的纵向排架下钢管桩直径1m ，厚16mm ，间距3.64m ，其上部结构所采用的是沿码头纵向分段的拼装方案，根据短线匹配法箱梁预制施工技术设计。

高桩梁板结构码头简介一、概念1、码头：是供船舶系靠停泊用的建筑物，在此进行货物装卸、旅客上下或其它专性作用，是港口主要的水工建筑物之一，码头主要结构形式通常有重力式、板桩式、高桩式或其它形式。

2、码头组成：有主体结构和码头设备（港机等）两部分组成。

其中主体结构包括上部结构，下部结构和基础。

有些码头下部结构半身也是基础，如高桩梁板结构码头的桩基，板桩码头的板桩墙等。

其中高桩梁板结构码头上部结构为桩顶承台（桩帽或梁板及靠船构件等）。

3、高桩梁板结构特点（1）基本特点：高桩梁板结构是码头的三大结构形式之一，在我国应用相当广泛。

它利用打入地基中的桩梁作用在上部结构的承载传到地基深处。

桩不仅是基础，而且也是结构中不可缺少的组成部分。

（2）优点：适宜作成透空式结构，波浪反射轻，泊稳条件好；砂石料用量少；对干挖泥超深适应性强。

其缺点：结构承载能力有限，对地面超载适应性差；结构构件往往是按既定装卸工艺方案布置的，对装卸工艺变化适应性差；耐久性不如重力式和板桩式码头，特别是在高盐度、高温度和高湿度的地区，使用年限一般仅30年左右；构件易损坏，损坏后难以修理；施工一般需要台班费较高的打桩设备；造价一般较高。

（3）适用范围：高桩码头主要适用于软土地基。

我国沿海、河口和河流下游的地区软土地基分布很广，例如上海及长江下游和天津地区，地基表层由近代沉积土组成，硬土层位位置较低。

对于这种地基，目前高桩码头几乎是唯一可行的结构型式，并可用以建设深水码头。

高桩码头的发展方向是：粗桩、长桩、大跨度，采用预制和预应力钢筋混凝土；提高混凝土质量，增强耐久性。

连云港以南地区大部分采用高桩梁板结构。

日照含日照以北山东沿海以及广东、南沙、海南、福建局部采用沉箱等重力式码头结构型式。

中交三航、与广东新会预制厂用气垫运输高层沉箱至半潜驳安装码头。

另外：临近堆场一侧为板桩墙的重力式挡土墙的混合型式的高桩码头结构。

二、高桩梁板码头主要组成部分1、基本组成：高桩码头主要由上部结构,(也称桩台或承台)桩基和码头设备组成，在某些情况下还有挡土结构和护坡。

长江高桩码头常见的几种靠船结构型式
长江高桩码头常见的几种靠船结构型式主要包括以下几种：高桩、墩墙、预制板桩、钢筋混凝土桩、木桩等。

一、高桩：
高桩是指在底部浅水区采用多根钢筋混凝土或钢桩安装成的桩群，具有结构简单、施工方便、经济实用等特点。

高桩多用于浅水区码头，在码头超过10米以上的地方，采用高桩进行固定，保持码头稳定。

二、墩墙：
墩墙是指一种立墙式靠船结构，由一排深入江底的墩柱和水槽组成，墩柱上方设有导航桩。

墩墙能够减少水流的冲击力，防止船只与码头发生碰撞。

墩墙施工简单，适用于较深水域的码头。

三、预制板桩：
预制板桩是指一种通过嵌入江底的钢筋混凝土桩进行固定的结构形式。

预制板桩有两种类型，一种是U型槽式，一种是箱形槽式。

预制板桩施工简单、工期短，适用于水域较深的码头。

四、钢筋混凝土桩：
钢筋混凝土桩是采用钢筋和混凝土构成的桩体，常用于长江高桩码头的建设。

钢筋混凝土桩具有结构稳定、抗冲击力强的特点，适用于不同水深的码头。

南排河渔港码头工程设计梁板式高桩码头结构第1章设计背景1.1工程概述XX市南排河渔港位于河北省东部，渤海湾西岸，XX市以东30km处，北距天津100km，南临山东40km，西靠沧州70km。

地理坐标为东经117度39分，北纬38度30分。

XX 市南排河镇是沧州海域海上渔业集中地，每年从这里上岸的海产品多达三四十种，总量高达七八万吨。

现在的南排河中心渔港码头上仅可同时容纳200至300只渔船停泊，已不能满足渔业生产的需要。

南排河中心渔港项目，包括长约500米的渔港码头，港池和航道清淤90万立方米，港区道路5512平方米，防波堤350米，挡土墙58米，航道疏浚58.82万立方米，深水井一眼，配套水电设施，通讯导航设备以及房屋等陆域配套设施等。

预计总工期1年。

中心渔港建成竣工后，码头上可同时容纳约700只渔船，周边的养殖业、服务业也将借势得到发展。

建设码头450米，港区道路5512平方米，防波堤350米，挡土墙58米，航道疏浚58.82万立方米，港池疏浚15.60万立方米，深水井一眼，配套水电设施，通讯导航设备等。

1.2设计原则（一）总体设计符合国家、地方经济发展规划和总体部署，遵循国家和行业有关工程建设法规、政策和规定。

（二）结合国情，采用成熟的技术、设备和材料，使工程设计安全可靠、使用方便、工程量少、总造价低、施工进度快，获得较好的经济效益和社会效益。

（三）注重工程区域生态环境保护，不占用土地，方便管理，节省投资。

1.3设计依据设计任务书，《渔港工程》，《渔港总体设计规范实施指南》1.4设计任务本例拟对南排河中心渔港的卸渔码头进行设计计算。

第2章设计资料2.1地形条件南排河镇位于河北省XX市东部，由原歧口镇、南排河镇、赵家堡乡三个渔业乡镇合而为一。

辖21个渔业村1个居委会，总人口5万人。

镇域南北狭长，全镇总面105.7平方千米。

海岸线长50公里，是河北省著名渔区。

南排河镇位于环渤海经济圈的中心位置，东临渤海，北依京津，南接XX大港，海防公路贯穿全境，海陆交通发达，是环渤海区域的海洋资源大镇。

《港口工程学》课程设计设计计算书组号：姓名：学号：2020年4月一．码头总体设计1.码头泊位长度确定m d L L b 110122862=⨯+=+= 2.码头桩台宽度确定前桩台14.5m ，后桩台宽15m 3.桩基设计与布置基桩：mm mm 400400⨯预应力钢筋混凝土方桩横向：隔3.5m 布桩，海侧门机轨道布双直桩，路侧门机轨道布双叉桩 纵向：隔6m 布桩 总桩数：162189=⨯ 二．面板尺寸设计m m 65.3⨯;厚45cm;实心板 三．纵梁设计与计算1.轨道梁计算（同一般纵梁） 1）断面设计：cm 9050⨯2）计算跨度：按连续梁弹性支承 弯矩计算：m l l 60== 剪力计算：m l 1.5l n 0== 3）计算荷载 A.永久荷载纵梁自重：q=25×0.5×0.9=11.25 KN/m面板支座力：N=0.5S=0.5×(6+2.5)×19.69×0.5=41.84 KN B.可变荷载堆货荷载通过面板的支座力：KN S N 75.1482125.340)5.26(2121=⨯⨯⨯+⨯== 门机荷载：250×4=1000 KNC.荷载组合：承载能力极限状态持久组合：永久荷载+散货荷载+门机 正常使用极限状态持久组合：永久荷载+散货荷载+门机6m纵横4）内力计算结果四．横梁的设计与计算1）断面设计（单位：cm ）2）计算跨度：l=3.5 3）计算荷载：A.永久荷载横梁自重：q=25×(0.4×0.9+0.7×0.9)=24.75 KN/m面板自重——横梁：N=0.5S=0.5×19.69×3.5×0.5=17.23 KN 面板自重——纵梁——横梁：N=41.84 KN纵梁自重——横梁：N=0.5×11.25×6=33.75 KN中和轴竖向均布力24.75 KN/m67.5 KN/m 67.5 KN/m竖向三角形分布力39.38 KN/m 39.38 KN/m 39.38 KN/m185.64 KN185.64 KN168.41 KN168.41 KN竖向集中力永久荷载图B.可变荷载堆货荷载——横梁：N=0.5S=0.5×5.325.34021⨯⨯⨯=122.5 KN 堆货荷载——纵梁——横梁：N=148.75 KN中和轴竖向均布力240 KN/m散货荷载图门机滚动荷载——轨道梁——横梁船舶撞击力系缆水平力分配系数 = 0.31系缆夹角α(°)：是系缆力水平面投影与码头前沿线的夹角，逆时针为正 系缆夹角β(°)：是系缆力竖直方向水平面的夹角注：系缆力在码头前后位置已经考虑，DL 为系船柱到对应最近码头边缘的距离，DL>0船舶系缆力C.作用组合承载能力极限状态持久组合：永久荷载+件杂货、集装箱荷载+门机+船舶系缆力 永久荷载+件杂货、集装箱荷载+门机+船舶靠岸撞击力正常使用极限状态持久组合：永久荷载+件杂货、集装箱荷载+门机+船舶系缆力 永久荷载+件杂货、集装箱荷载+门机+船舶靠岸撞击力4）内力计算结果a．承载能力极限状态持久状况作用效应的持久组合b．正常使用极限状态持久状况的标准组合。