第4章 总平面设计
道宽度为343.64m。
航道设计水深
设计水深：D?D0?Z4 （4.5.6.1）
D0?T?Z0?Z1?Z2?Z3 （4.5.6.2）
式中：其中T为设计船型满载吃水13.3m；Z0为船舶航行时船体下沉值，查表得取0.3；取0.5；Z2为波浪富裕深度，取0.5?4.3-0.5=1.65；Z3Z1为航行时龙骨下最小富裕深度，
为船舶装载纵倾富裕深度，散货取0.15m；Z4为备淤富裕深度，取0.6。将上述的数带入式（4.5.6.1）、（4.5.6.2）得:设计水深D?13.3?0.3?0.5?1.65?0.15?0.6?16.5m，即航道设计水深为16.5m。
4.6 平面方案比选
方案一：顺岸式，码头前沿线大体上与自然岸线平行，优点可利用原有水流形态，不占用河道宽度，但需占用较长自然岸线，布置没有突堤式紧凑。
方案二：突堤式，码头前沿线与自然岸线成较大角度布置，优点占用自然岸线较少，布置紧凑，但其破坏了原有水流形态，易于引起冲淤，且过多占用河道宽度，影响通航。
方案三：挖入式，码头、港池水域在向岸的陆地内侧开挖而成布置，优点可充分利用当地的集疏运条件，因地制宜，施工方便。
结合前述设计条件，经比选采用方案一——顺岸式最为合理。因为可供设计的自然岸线较长，可很好的利用原有的水流形态。。码头地理位置处于回淤较严重，不适宜建成突堤式，采用挖入式也不如顺岸式性价比高。
4.7 装卸工艺设计
件杂货装卸工艺：装卸船采用门机，水平运输采用拖挂车，库场作业采用铲车和轮胎吊机。10t门机台时效率一般为30~50t，取40t。昼夜装卸作业时间取18h，码头全年工作天数取350d，则每台门机全年可完成装卸量25.2万吨，设计吞吐量为91万吨，取配置4台10t门机。
集装箱装卸工艺：装卸船采用集装箱起重机，即装卸桥，水平运输采用拖车，堆场作业采用龙门吊堆拆工艺。装卸桥额定效率24TEUh，取t=18h，N=350d，每台装卸桥
每年装卸15万TEU以上。设计吞吐能力为48万TEU，应配置4台装卸桥”。
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第5章 结构选型
第5章 结构选型
5.1 结构型式
重力式、板桩式及高桩码头是码头结构的主要形式。重力式一般适用于较好的地基；板桩式适用于所有板桩可沉入的地基，但板桩是薄壁结构，抗弯能力有限，一般适用于万吨级一下的码头；高桩式一般适用于软土地基，对于表层由近代沉积土组成，硬土层位置较低的地基，目前高桩码头几乎是唯一可行的结构形式。根据当地地质条件的特点，码头采用高桩式结构形式。根据的当地的水位差和荷载条件码头上部采用梁板式结构形式。
因设计船型为5万吨级集装箱船，码头受到的水平力大，码头桩基中至少需设置一对叉桩（若基桩采用钢筋混凝土方桩）。
5.2 结构布置
码头的前方桩台受荷载复杂且荷载较大，所以，桩基中布置两对叉桩，它们分别位于30m装卸桥轨道梁下面，每组排架 12根桩，排架间距7m；上部结构采用连续的梁板结构，以增强码头的整体性，纵、横梁相连的双向板。
5.3 构造尺度
结构尺度结构总尺度的确定。①结构宽度：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。假定开挖岸坡坡度为1:3，挡土结构采用重力式挡土墙，再结合平面布置中确定的码头前沿底高程-15.58m，和码头面高程+5.5m，在地形的横断面图中可确定码头结构的总宽度为59.57m。其中，前方桩台宽37m，主要用于装卸桥的布置；后方桩台宽15m，主要起连接作用。②结构沿码头长度方向的分段：为避免在结构中产生过大的湿度应力和沉降应力，沿码头长度方向隔一定距离应设置变形缝。从地质纵剖面图可知，地基的土层分布较均匀，故结构沿码头长度可分为22段，每段长60m，每个结构段的两端做成悬臂式上部结构。③桩顶的高程：桩顶的高程取为混凝土浇筑的施工水位3.65m。码头结构的构造要求见表5.3.1：
表5.3.1 前方桩台的结构构造
构件名称 桩 单桩桩帽 双桩桩帽 横梁 装卸桥轨道梁
材料 预应力钢筋混凝土 钢筋混凝土 钢筋混凝土 预应力钢筋混凝土 预应力钢筋混凝土 施工方法 预制 现浇 现浇 叠合梁 叠合梁 断面形式及尺寸 600×600空心方桩，空心直径250 平面尺寸1500×1500高度900 平面尺寸3000×3000，高度900 花篮形断面，预制部分为T型断面，顶宽1020，底宽600，高度1200；现浇部分底宽600，高度500 预制部分为矩形断面，宽度1000，高度1200；现浇部分也是矩形断面，宽度940，高度500 11
第5章 结构选型
连系梁 面板 面层 预应力钢筋混凝土 预应力钢筋混凝土 混凝土 叠合梁 装配式整体板 现浇 预制部分为矩形断面，宽度600，高度1200；现浇部分也是矩形断面，宽度540，高度500 厚度500，在横梁上搁置长度180。纵梁上搁置长度30 厚度150 5.4 作用分析
5.4.1 永久作用
码头结构自重力：钢筋混凝土容重：??25KNm3 混凝土容重：??24KNm3
5.4.2 可变作用
量值随时间的变化与平均值相比不可忽略的作用。包括堆货、起重和运输机械荷载、汽车、铁路、缆车、人群、船舶、风、浪、水流、施工荷载、可变作用引起的土压力。毕业设计主要考虑以下几项：
（一）堆货均布荷载 前方承台：30KPa 后方承台：60KPa （二）流动机械荷载 1）集装箱装卸桥： 两机最小间距3m。 40t装卸桥：
轨距：30m；每支腿8个轮子。外伸距：46m。 轮压：海侧轨500KN轮，路侧轨380KN轮。 2）集装箱正面吊： 满载时：前轴轴压：880KN 后轴轴压：180KN
轮压接地面积：单前轮（长×宽）0.46?0.48mm2 单后轮（长×宽）0.46?0.20mm2 3）集装箱拖挂车：
满载时荷载分配：拖头：前轴40KN 后轴200KN 挂车320KN
单轮接地面积：（长×宽）0.28?0.10mm2 双轮接地面积：（长×宽）0.28?0.20mm2
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第5章 结构选型
（三）船舶作用荷载 1.作用于船舶上的风荷载 作用在船舶上的计算风压力：
Fxw?73.6?10AxwVx? （5.4.2.1）52y52Fyw?49.0?10AywV? （ 5 .4 . 2.2）
式中：Axw,Ayw—分别为船体水面以上横向和纵向的受风面积，5万吨级集装箱船半载或压载时：
logAxw?0.283?0.727logDW Axw?5002m2 logAyw?0.019?0.628logDW Ayw?933.15m2
Vx,Vy—分别为设计风速的横向和纵向分量，船舶在超过九级风（最大风速 V=22m）时离码头到锚地避风，所以控制风速Vx?Vy?22ms
s船舶在水面以上的最大轮廓尺寸：B=35m，L=294m。
查表 ?x=0.6 ?y?1.0
将数带入式（5.4.2.1）与（5.4.2.2）得：
Fxw?73.6?10?5002?22?0.6?1069.1(KN)Fyw?49.0?10?933.15?22?1.0?221.31(KN)5252
2.作用于船舶上的水流力
?
水流对船舶作用产生的水流力船首横向分力和船尾横向分力：
Fxsc?Cxsc?2VB? （5.4.2.3）2
Fxmc?Cxmc?2
VB? （5.4.2.4）2式中：??1.025t dDm3；V?0.54m。
s?16.2/13.3?1.22,查表E.0.3：
Cxsc?0.14， Cxmc?0.08。
logB??0.484?0.612log50000
B??2290m2
带入式（5.4.2.3）、（5.4.2.4）求得：
Fxsc?0.14? Fxsc?0.08??
1212?1.025?0.54?2290?47.9(N)22
?1.025?0.54?2290?27.38(N)水流对船舶作用产生的水流力纵向分力：
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第5章 结构选型
Fyc?Cyc?2VS 2 (5.2.4.7)
Cys?0.046Re?0.134?b (5.2.4.6) Re?VLv (5.4.2.7)
2式中：v—水的运动粘性系数，按表E.0.8选用，取水温100C，故v?1.31?10?4m 带入式（5.4.2.7）得
Re?由表E.0.9得b=0.009 则 由式（5.4.2.6）得
Cyc?0.046?(1.21?106)?0.134?0.009?0.0016
S?1.7LD?CbLB?1.7?294?13.3?0.825?294?35?15136.59(m)
2s
0.54?2941.31?10?4?1.21?106
Fyc?0.0016?12?1.025?0.54?15136.59?36.19(KN)
23.系缆力
N?knsin?cos?[?Fx??Fycos?cos?] （5.4.2.8）
式中：K—系船柱受力分布不均匀系数，实际受力的系船柱数目n?2时k取3；
n—计算船舶同时受力的系船柱数目；
?—系船缆的水平投影与码头前沿形成的夹角，取30；
?—系船缆与水平面之间的夹角，取15；
?F、?Fxy—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
情况一：Vx?22ms，Vy?0。
?Fx?1069.10?47.91?27.38?1144.39(KN) ?Fy?36.19(KN) 带入式（5.4.2.8）得 N?1.38?[1144.39sin30cos1500?36.19cos30cos1500]?450.77(KN)
情况二：Vx?0；Vy?22ms。
?Fx?47.91?27.38?75.29(KN) ?Fy?211.31?36.19?257.5(KN)
带入式（5.4.2.8）得 N?
1.38[75.29sin30cos1500?257.5cos30cos1500]?86.1(KN)
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