长沙霞凝国家粮库码头一期工程沉箱码头设计
B——船宽（m）；
Cb——船舶方形系数；
船舶方形系数Cb取0.625，B / D=5.4；查荷载规范附录E表E.0.9，得b取0.004；由荷载规范附录E表E.0.8，查得?取1.1?10?4m2/s；故有：
Re?vL1?67.5?2410==122.7× ?4?1.1?10 104)?0.314+0.004=0.0096 Cyc=0.046?(122.7× S=1.7?250?14.3+0.825?250?43=14946.25(m2) Fyc=0.0096?0.5?1?12?685.25=32.86(KN)
（3）作用与船舶上计算风压力的垂直与码头前沿线的横向风力和平衡于平行于码头前
沿线的纵向风力计算：
Fxw?73.6?10?5AxwVx? （6-10）
Fyw?49.0?105AywVy? （6-11） 式中 Fxw,Fyw—— 作用在船舶上的计算风压力的横向与纵向分力； Axw,Ayw—— 船体水面以上横向和纵向受风面积；
Vx,Vy —— 设计风速的横向和纵向分量，取Vx,Vy=22m/s； ? —— 风压不均匀折减系数，内插法求得为0.9。 算出： Fxw=93.32KN Fyw=18.91KN
（4）系缆力标准值N及其垂直于码头前沿线的横向分力Nx，平行于码头纵向分力
Ny和垂直于码头面的竖向分力Nz按下列公式计算：
N?22Kn??FxFy????? （6-12） ?sin?cos?cos?sin?? Nx?Nsin?cos? （6-13）
?si?n （6-14） Ny?Ncos第26页 共59页
长沙霞凝国家粮库码头一期工程沉箱码头设计
Nz?Nsin? （6-15）
式中：N，Nx，Ny，Nz——分别为系缆力标准值及其横向、纵向和竖向分力（KN）
?Fx，
?Fy——分别为可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横
向分力和及纵向分力总和（KN）；
K——系船柱受力分布不均匀系数，取1.3；
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线所成的夹角（度）； ?——系船缆与水平面之间的夹角（度）
由分析计算，可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横向总和及纵向总和： 情形1：vx=22 m/s，vy=0；
?Fx=Fxw+Fxsc+Fxmc=93.32+10.45+5.22=108.28 KN
?F情形2：vx=0，vy=22 m/s；
y=Fyc=32.86 KN
?Fx=Fxsc+Fxmc=10.45+5.22=15.67 KN =Fyw+Fyc=32.86+18.91=51.77 KN
?Fy受力系船柱数目和间距可按表6-3选用：
表6-3 受力系船柱数目和间距
船舶总长（m） 受力系船柱数目n 系船柱间距a（m） ?100 120~150 2 20 3 25 150~200 4 30 200~250 5~6 30 250~300 7~8 30 根据总长为67.5m的设计船型，选n = 2，a =20 m,1个泊位共2个。 系船缆夹角?,?确定见表6-4：
表6-4 系船缆绳夹角
系船缆夹角（结构类型 0） ? 第27页 共59页
? 长沙霞凝国家粮库码头一期工程沉箱码头设计
河港码头 海港码头 30 30 0 15 由于本码头水位落差较大，按海港码头规范取值，а=300，β=300 ，
船舶总长67.5m，取N=6，K=1.2。
由上可以算得两种情形下的系缆力标准值N：
情形1：N?1.2?108.2832.86? =197.76 KN ??????2?sin30cos30cos30cos30??1.2?15.6751.77? =94.11 KN ???????2?sin30cos30cos30cos30?情形2：N?算得： N=197.76 KN
根据“荷载规范”第10.4.5条规定，1000吨级船舶计算系缆力小于100KN时，应按100KN计算。因此，取系缆力标准值为100KN。 NX=200sin300cos300=86.6KN Ny=200cos300sin300=86.6KN Nz=200sin300=100KN
由系缆力引起的垂直，水平作用的倾覆力矩分别为： PRV?Nz/15?29.69KN/m 6.2.3.2 挤靠力
船舶挤靠力应考虑风向和水流对计算船舶作用产生的横向分力总和∑Fx，当橡胶护舷间断布置时，挤靠力标准值可按下式计算： Fj'?Kj'?FxnPRH?Nx/15?25.71KN/mMPR??2.88?3?2.88?19?46.8KN?m/m
（6-16）
Fj′— 橡胶护舷间断布置时，作用于一个橡胶护舷上的挤靠力标准值（KN）； Kj′— 挤靠力不均匀系数，取1.2；
n — 与船舶接触的橡胶护舷的组数或个数； Fj'?6.2.3.3 撞击力
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Kj'?Fxn=1.2×(93.32+10.45+5.22)/6=21.66 kN
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船舶靠岸时的有效撞击能量可按下式计算： Eo? 式中：
M—船舶质量（t）,按满载排水量计算；
V—船舶靠岸法向速度，河船满载排水量1000＜W＜2000t时，Vn为
?2?M?Vn2 （6-17）
0.25-0.35m/s，取Vn=0.3m/s；
满载排水量：
log?f?0.177?0.991logDW log?f?3.15
M??f?1412.5t E0?1412.5?0.3?0.32?47.7KJ
选用H500L1500L-5Z-D型橡胶护舷,则吸收47.7KJ的能量反力为700 KN。
7 码头结构方案设计
7.1 码头结构形式选择原则
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6-18） （ 长沙霞凝国家粮库码头一期工程沉箱码头设计
码头建筑物是港口的重要组成部分和主干工程。码头的特点是荷载复杂（包括各种自然力、使用荷载和施工荷载等），施工条件差、投资大。码头结构型式一般应根据当地自然条件、码头建筑物的使用要求和施工条件决定。自然条件、使用要求和施工条件简称为选型的“三要素”。
7.1.1 使用要求与结构选型的关系
结构型式必须满足使用上的要求。在一定的自然和施工条件下，使用要求是码头结构型式的决定因素。使用对结构型式的要求主要有以下几方面： （1）满足码头装卸工艺的要求
这是在选型之前必须确定的首要问题。主要包括：码头平面的形状（顺岸或突堤）码头面高程及水深、装卸运输机械的类型、布置、使用荷载等。
（2）满足船舶泊稳的要求
对掩护条件较差的码头，结构选型必须考虑满足船舶泊稳的要求。应选择透空式或局部透空的码头结构型式。对港池波浪集中的局部地区，码头结构型式亦应选择透空消浪的结构型式，以改善码头的泊稳条件。 （3）码头实用耐久
码头前方结构要便于船舶停靠。在各种可能的最不利荷载的组合作用下具有足够的强度和整体稳定性，不得发生过大的位移和沉降而影响使用。 (4) 便于码头附属设备的设置及安装 7.1.2 自然条件与结构的选型的关系
自然条件往往对结构的型式的选择起着关键的作用，它一般决定着结构选型的类别而且是影响造价的主要因素。 （1）地质条件
结构型式必须和地质条件相适应，否则会增加码头的造价，甚至产生过大的位移或沉降，影响正常的使用。对于岩石、砂及其较硬的粘性土地基（其内摩擦角大于250）。一般采用重力式结构；对中等密实的土壤地基且其下部无较坚硬的持力层时，一般采用板桩结构；对上部地基较软弱（如淤泥质黏土或淤泥），在地基的适当深度存在较坚硬的持力层时，主要采用高桩结构。对表层有不厚的软土层且下卧有坚硬的土壤或岩石地基时，可在换砂处理后，采用重力式结构。工程实践证明，适合重力码头的地质条件下，建造高桩式码头，将使工程造价大幅度的增加。 （2）水位变化条件
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