PAGE摘要某擬建港口所在的工業(yè)園區(qū)是某經(jīng)濟帶重點發(fā)展區(qū)域，地處某地的最西端，岸線條件較好，發(fā)展?jié)摿εc活力極為顯著的區(qū)域之一。本次畢業(yè)設(shè)計的5萬噸級重力式沉箱修船碼頭工程為船舶制造配套園區(qū)中總體工程的一部分。某5萬噸級重力式沉箱修船碼頭畢業(yè)設(shè)計充分考慮和運用當(dāng)?shù)氐鼗鶙l件的天然優(yōu)勢，采用重力式沉箱碼頭的結(jié)構(gòu)型式，滿足了港口發(fā)展和使用要求，同時節(jié)省了工程投資。本次設(shè)計顯示綜合分析了某擬建碼頭所在地區(qū)的自然環(huán)境條件，而后對該5萬噸重力式沉箱修船碼頭進行了碼頭的平面設(shè)計。接著對該擬建碼頭的標準斷面進行了設(shè)計計算，包括胸墻、沉箱和后方填石。對沉箱也進行了單獨的浮游穩(wěn)性和壓力計算，對胸墻則是進行了單獨的穩(wěn)定性計算。計算后對該碼頭應(yīng)使用的施工工藝及方法進行了說明。關(guān)鍵詞：修船碼頭、重力式碼頭、沉箱碼頭、結(jié)構(gòu)設(shè)計。ABSTRACTTheindustrialparkwhereaproposedportislocatedisakeydevelopmentareaofaneconomicbelt,locatedinthewesternmostpartofacertainplace,withgoodshorelineconditions,andoneoftheareaswithextremelysignificantdevelopmentpotentialandvitality.The50,000-tongravitycaissonshiprepairwharfprojectdesignedbythisgraduationispartoftheoverallprojectintheshipbuildingsupportingpark.Thegraduationdesignofa50,000-tongravitycaissonrepairwharffullyconsidersandmakesuseofthenaturaladvantagesoflocalfoundationconditions,andadoptsthestructuraltypeofgravitycaissonwharf,whichmeetstherequirementsofportdevelopmentanduse,andsavesengineeringinvestment.Thedesignshowsacomprehensiveanalysisofthenaturalenvironmentalconditionsintheareawhereaproposedwharfislocated,andthentheplanedesignofthe50,000-tongravitycaissonshiprepairwharfwascarriedout.Designcalculationswerethenmadeforthestandardsectionoftheproposedpier,includingthebreastwork,caissonandrearfill.Separatefloatstabilityandpressurecalculationswerealsomadeforthecaissonandforthebreastwall.Afterthecalculation,theconstructiontechnologyandmethodthatshouldbeusedinthewharfaredescribed.Keywords：shiprepairdocks,gravitydocks,caissondocks,structuraldesign.

目錄1設(shè)計資料 71.1地理位置 71.2氣象條件 71.2.1氣溫 71.2.2降水 71.2.4霧況 111.3水文條件 111.3.1潮汐 111.3.2工程設(shè)計水位 111.3.3海流 111.3.4波浪 121.4工程地質(zhì) 141.5地震 141.6使用材料 141.7高程系統(tǒng)及坐標系統(tǒng) 151.8設(shè)計船型 152總平面設(shè)計 162.1工程規(guī)模 162.2總體尺度 162.2.1碼頭泊位長度 162.2.2碼頭前沿水深 172.2.3碼頭前沿停泊水域尺度 182.2.4碼頭前沿回旋水域尺度 182.2.5航道設(shè)計尺度 182.3作業(yè)條件 192.3.1風(fēng) 192.3.2雨 192.3.3霧 192.3.4泥沙 192.3.5波浪 193碼頭標準斷面設(shè)計 213.1碼頭各部分標高 213.1.1碼頭（胸墻）頂標高 213.1.2沉箱頂標高 213.1.3胸墻底標高 213.1.4碼頭（沉箱）底標高 223.1.5拋石基床底標高 223.1.6拋石棱體頂標高 223.1.7二片石頂標高 223.1.8倒濾層頂標高 223.2沉箱尺度的確定 233.2.1外形尺度 233.2.2細部尺寸 233.2.3沉箱體積和重量 263.3上部結(jié)構(gòu)設(shè)計 263.3.1胸墻斷面設(shè)計 263.3.2系船柱設(shè)計 273.3.3門機設(shè)計 283.3.4管溝設(shè)計 283.3.5護舷設(shè)計 283.4其他設(shè)計問題 293.4.1拋石棱體 293.4.2二片石 293.4.3倒濾層 303.4.4拋石基床 303.4.5挖泥邊坡 313.4.6變形縫 314沉箱計算 324.1沉箱浮游穩(wěn)定驗算 324.1.1計算資料 324.1.2沉箱的浮游穩(wěn)定性計算 324.2沉箱吃水驗算 344.2.1滑道末端吃水驗算 344.2.2航道中吃水驗算 344.2.3沉放地點吃水驗算 354.3沉箱干舷高度驗算 355作用標準值分類及計算 365.1結(jié)構(gòu)自重力（永久作用） 365.1.2極端高水位 385.1.3極端低水位 405.1.4設(shè)計低水位 415.1.5拋石基床自重 435.2土壓力（永久作用、可變作用） 435.2.1填料土壓力（永久作用） 445.2.2門機荷載產(chǎn)生的土壓力（可變作用） 495.3船舶系攬力（可變作用） 515.3.1計算碼頭的穩(wěn)定性 515.3.2計算胸墻的穩(wěn)定性 525.4作用標準值匯總 525.4.1胸腔作用標準值匯總 525.4.2碼頭作用標準值匯總 536碼頭標準斷面各項穩(wěn)定性驗算 546.1胸墻穩(wěn)定性驗算 546.1.1作用效應(yīng)組合 546.1.2沿胸墻底面抗滑穩(wěn)定性驗 546.1.3繞胸墻前端點抗傾穩(wěn)定性驗算 556.2碼頭抗傾抗滑穩(wěn)定性驗算 566.2.1作用效應(yīng)組合 566.2.2碼頭繞沉箱前趾抗傾穩(wěn)定性驗算 566.2.3碼頭沿碼頭底面抗滑穩(wěn)定性驗算 576.3基床和地基承載力驗 596.3.1作用效應(yīng)組合 596.3.3地基承載力驗算 607施工工藝及施工方法 617.1施工條件 617.2施工流程 617.3施工方法 617.3.1測量方法 617.3.2基床施工 627.3.3墻體構(gòu)件的預(yù)制安裝 62結(jié)論 64參考文獻 65致謝 66

1設(shè)計資料1.1地理位置某擬建港口位于遼東灣西北部某半島上。港區(qū)面積2平方公里，水深7至9米，港闊水深，夏避風(fēng)浪，冬微結(jié)薄冰，為理想的不凍良港。1.2氣象條件1.2.1氣溫1.2.2降水1.2.3風(fēng)況表1-1風(fēng)玫瑰統(tǒng)計表風(fēng)向冬季(2004.12月~2005.2月)春季(2005、3~5月)多年（1961~1982）平均風(fēng)速（m/s）最大風(fēng)速(m/s)頻率（%）平均風(fēng)速(m/s)最大風(fēng)速(m/s)頻率（%）平均風(fēng)速(m/s)最大風(fēng)速(m/s)頻率（%）N9.01758.92146.8403.72NNE12.8241411.32788.03418.25NE12.925298.224155.02410.21ENE5.61595.11343.4145.30E3.2542.5533.4182.76ESE2.0317.51524.5134.41SE6.11039.11784.8142.74SSE7.21038.91854.7132.99S5.71149.120104.6182.90SSW6.515611.81975.0193.97SW6.51989.918194.8185.96WSW8.52466.71465.01813.68W4.4825.71344.9187.88WNW6.31624.1925.2163.61NW4.5615.3815.1161.64NNW7.81225.41325.6202.19C27.79PAGE表1-2風(fēng)況特征統(tǒng)計表時段項目冬季（2004、12月~2005、2月）春季（2005、3~5月）多年（1961~1982）時段平均風(fēng)速（m/s）常風(fēng)向NESWNNE常風(fēng)向?qū)?yīng)頻率（%）291918.25次常風(fēng)向NNENEWSW次常風(fēng)向?qū)?yīng)頻率（%）141513.68強風(fēng)向NENNEN對應(yīng)實測最大風(fēng)速（m/s）252740出現(xiàn)時間20062004194次強風(fēng)向NNE、WSWNENNE對應(yīng)實測最大風(fēng)速（m/s）242434出現(xiàn)時間200820081986級以上大風(fēng)出現(xiàn)頻率(%)合計28.97.4

圖1-12005年實測冬、春季玫瑰圖圖1-2多年風(fēng)玫瑰圖1.3水文條件1.3.1潮汐某擬建港口所在地區(qū)的潮汐情況如下：最高高潮位： 4.58m平均高潮位： 3.08m平均低潮位： 0.58m最低低潮位：-1.18m平均海平面： 1.78m最大潮差：4.08m平均潮差：2.08m1.3.2工程設(shè)計水位某擬建港口所在地區(qū)的工程設(shè)計水位如下：設(shè)計高水位： 3.48m設(shè)計低水位：0.18m極端高水位：4.38m極端低水位： -1.38m施工水位：2.18m1.3.3海流該擬建碼頭所在港區(qū)的海流主要是往復(fù)型的潮流，流速為0.2～0.3m/s,方向則漲潮時為NW方向，落潮時為SE方向。1.3.4波浪表1-3本海區(qū)各測站波況特征統(tǒng)計表測站項目葫蘆島錦州興城常浪向NESN常浪向?qū)?yīng)頻率（%）18.0213.9525.41次常浪向SWSSWSSW次常浪向?qū)?yīng)頻率（%）8.4412.638.65強浪向NENS、W實測H1/10最大波高（m）3.7(6.0)1.11.6(5.0)次強浪向NNNESSW實測H1/10最大波高（m）3.5(5.4)1.01.5(4.5)H1/10波高≥1.0m出現(xiàn)頻率33.4%1.6%7.28%H1/10波高≥1.6m出現(xiàn)頻率13.1%00.4%統(tǒng)計年限2004年12月~2005年5月注：括號內(nèi)為對應(yīng)周期圖1-3波玫瑰圖1.4工程地質(zhì)1.5地震某擬建港口抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度為0.05g。1.6使用材料某擬建港口所需部分材料可按表1-4選用。

表1-4材料重度與內(nèi)摩擦角標準值材料名稱重度內(nèi)摩擦角（°）水上水下水上水下混凝土2414//鋼筋混凝土2515//開山石碴18103636塊石171045451.7高程系統(tǒng)及坐標系統(tǒng)某擬建港口工程高程系統(tǒng)采用某城理論深度基準面，坐標系統(tǒng)采用某城建坐標系統(tǒng)。1.8設(shè)計船型某擬建港口設(shè)計船型為散貨船，根據(jù)《海港總體設(shè)計規(guī)范（JTS165-2013）》設(shè)計船型主尺度見表1-5表1-5設(shè)計船型表船型載重噸級DWT（t）船型主尺度（m）備注總長型寬型深空載吃水滿載吃水散貨船5000022031.817.86.812.0修船碼頭

2總平面設(shè)計2.1工程規(guī)模本工程擬在某擬建港口建設(shè)四個五萬噸級泊位的修船碼頭。為使船舶保持正常的安全營運技術(shù)狀態(tài)而對船體結(jié)構(gòu)和船上機械、設(shè)備、系統(tǒng)等所進行的修理工作。2.2總體尺度總體尺度包括：1、碼頭泊位長度2、碼頭前沿水深3、碼頭前沿停泊水深4、碼頭前沿回旋水域水深5、航道設(shè)計尺度2.2.1碼頭泊位長度碼頭泊位的長度需要考慮?？看暗陌踩?。具體而言，碼頭泊位的長度應(yīng)該等于設(shè)計船型的船長加上停泊船與船之間必要的安全操作和系纜間隔距離。這樣的設(shè)計能夠確保船舶在碼頭?？繒r不受到碰撞或其他安全風(fēng)險的影響。修船碼頭的設(shè)計可以參考舾裝碼頭的設(shè)計，在舾裝碼頭設(shè)計中，直立式岸壁折角泊位長度的計算應(yīng)依照《GB/T8522-2011》規(guī)范第五條公式進行：L式中：LbL：設(shè)計船長（m）。d：泊位間富裕長度（m）（見下表2-2）。ξ：船長系數(shù)（見下表2-1）。圖2-1泊位圖表2-1船長系數(shù)ξ兩直立式岸壁夾角（°）607090120DWT＞5000t1.451.351.251.15DWT≤5000t1.551.401.301.20 表2-2泊位間富裕長度取值表L（m）<4041～8586～150151～200201～230＞231D（m）1016～2022～3034～4040～4860～70有本文1.8節(jié)可知，設(shè)計船長220，故按上表2-2取d=40m。得碼頭泊位長度靠近直立式岸壁的泊位為L遠離岸壁的碼頭泊位長度按照同一碼頭線上連續(xù)布置的端部泊位公式為L中間泊位長度為L則此泊位為直立岸壁式碼頭連續(xù)四個泊位，泊位長度為四個泊位長度相加295+280+260×2=1095m。2.2.2碼頭前沿水深碼頭前沿要求水域平穩(wěn)，并且碼頭前沿具有一定的水深和寬度，用來保證船舶停靠裝卸前后的入港出港過程中的安全。根據(jù)《舾裝碼頭設(shè)計規(guī)范（GB/T8522-2011）》公式（7），前沿設(shè)計水深D=T+Z1+Z2+Z3其中：T：因為修船碼頭沒有運載任務(wù)，故采用空載吃水，取T=6.8m；Z1：龍骨下最小富余水深（m），取Z1=0.6m；Z2：波浪富余深度（m），Z2=KH4%-Z1=0.5×1.0-0.6=-0.1<0，取Z2=0Z3：備淤深度，取Z3=0.4m因此：碼頭前沿設(shè)計水深D=T+Z1+Z2+Z3=6.8+0.6+0+0.4=7.8m碼頭標高=設(shè)計低水位-碼頭前沿設(shè)計水深=0.18-7.8=-7.62m2.2.3碼頭前沿停泊水域尺度碼頭前沿停泊水域的尺度包括泊位長度和水域?qū)挾?，泊位長度見本文2.2.1節(jié)。根據(jù)《舾裝碼頭設(shè)計規(guī)范（GB/T8522-2011）》，碼頭前沿停泊水域?qū)挾葹椋?×31.8=63.6m。即碼頭前沿停泊水域?qū)挾葢?yīng)當(dāng)是設(shè)計船型的寬度的二倍。2.2.4碼頭前沿回旋水域尺度碼頭前沿回旋水域是為了船舶?？看a頭和掉轉(zhuǎn)航向所必需的一片水域，應(yīng)結(jié)合考慮碼頭設(shè)計船型的尺寸大小、碼頭所在地區(qū)的自然條件和碼頭配備的拖船設(shè)備及定位標志等個個因素。根據(jù)《舾裝碼頭設(shè)計規(guī)范（GB/T8522-2011）》，船舶自行掉頭回旋圓直徑為：2L=2×220=440m。2.2.5航道設(shè)計尺度航道水深航道水深的確定應(yīng)該結(jié)合碼頭前沿水深，相較于碼頭前沿水深用于已經(jīng)停靠的船舶，航道水深的確定需要考慮船舶進出港口的航行過程中因為航行中船體下沉而增加的富裕水深。根據(jù)《海港總體設(shè)計規(guī)范（JTS165-2013）》公式（6.4.6-1與6.4.6-2），航道設(shè)計水深D與航道通航水深D0DD其中：T：設(shè)計船型滿載吃水（m），采用空載吃水，取T=6.8m。Z0：船舶航行過程中船體下沉量，取0.2m。Z1：龍骨下最小富余水深（m），按巖石土考慮，取Z1=0.8m。Z2：波浪富余深度（m），Z2=KH4%－Z1=0.5×1.0－0.6=－0.1＜0，取Z2=0。Z3：船舶裝載縱傾富裕深度，散貨船取0.15m。Z4：備淤深度，取0.4m。綜合以上各值，得D＝8.35m。航道通航水深D0=D－Z3=8.35－0.4=7.95m。2.3作業(yè)條件2.3.1風(fēng)某擬建5萬噸重力式沉箱修船碼頭的作業(yè)天數(shù)確定：對于該擬建碼頭所在地區(qū)，大風(fēng)持續(xù)時間在12h～24h,記為一天，在6h～12h，記為半天。綜上所述，大風(fēng)天數(shù)為：0.75%×365=3天。除此之外風(fēng)對作業(yè)天數(shù)的影響可忽略不計。2.3.2雨根據(jù)某5萬噸重力式沉箱修船碼頭的設(shè)計資料，該擬建碼頭所在地區(qū)降水強度≥25mm的天數(shù)為平均6天/年。2.3.3霧根據(jù)某5萬噸重力式沉箱修船碼頭的設(shè)計資料，該擬建碼頭所在地區(qū)平均每年水平能見度小于1公里的大霧日為9.3天，約合10天。2.3.4泥沙根據(jù)某5萬噸重力式沉箱修船碼頭的設(shè)計資料，該擬建碼頭所在地區(qū)泥沙來源很少，泥沙搬運沉積不是特別活躍，因此該擬建碼頭所在地區(qū)的泥沙的影響可忽略不計。2.3.5波浪因為某5萬噸重力式沉箱修船碼頭設(shè)有掩護的防波堤，因此波浪因素的影響可忽略不計。結(jié)合上2.3節(jié)全部地區(qū)自然條件資料，某5萬噸重力式沉箱修船碼頭所在施工地區(qū)的累計不能通航天數(shù)為3+6+10=19天。綜上所訴，該擬建碼頭的年作業(yè)天數(shù)為：365－19=346天。

3碼頭標準斷面設(shè)計3.1碼頭各部分標高碼頭標高包含：1、碼頭（胸墻）頂標高2、沉箱頂標高3、胸墻底標高4、碼頭（沉箱）底標高5、拋石基床底標高6、拋石棱體頂標高7、二片石頂標高8、倒濾層頂標高3.1.1碼頭（胸墻）頂標高根據(jù)《舾裝碼頭設(shè)計規(guī)范（GB/T8522-2011）》表4，以及考慮到擬建碼頭設(shè)有防波堤掩護，碼頭標高的計算標準分為基本標準和復(fù)核標準?；緲藴拾凑赵O(shè)計高水位（3.48m）加上超高值（1.0m～1.5m）計算，得出碼頭頂標高的基本標準范圍為4.48m～4.98m。復(fù)核標準則是根據(jù)極端高水位（4.38m）加上超高值（0m～0.5m）計算，得出碼頭頂標高的復(fù)核標準范圍為4.38m～4.88m。綜合考量后，碼頭頂標高取值為4.60m。此數(shù)值既符合規(guī)范要求，又兼顧了實際情況，適用于該擬建碼頭的實際需求。3.1.2沉箱頂標高沉箱頂標高應(yīng)結(jié)合該擬建碼頭所在地區(qū)的施工水位來考慮。根據(jù)《舾裝碼頭設(shè)計規(guī)范（GB/T8522-2011）》。沉箱頂標高=施工水位+（0.3～0.5m）=2.18+（0.3～0.5）=2.48～2.68m綜合考慮，沉箱頂標高取2.60m。3.1.3胸墻底標高胸墻底標高=沉箱頂標高－（0.3～0.5m）=2.60－（0.3～0.5m）=2.30～2.10m胸墻底標高取2.10m。3.1.4碼頭（沉箱）底標高由上一章總平面設(shè)計可知，碼頭底標高?。?.62m。3.1.5拋石基床底標高為將建筑物的整體壓力分散到較大的面積上，保證整體建筑的穩(wěn)定性，需要增加拋石。取拋石基床厚度為1.5m，則基床底標高=－7.62－1.50=－9.12m3.1.6拋石棱體頂標高在設(shè)計拋石棱體時，需要將其頂標高設(shè)定為沉箱頂標高加上0.5米的厚度，以此確保結(jié)構(gòu)的整合性和穩(wěn)定性。具體計算結(jié)果顯示，當(dāng)沉箱頂標高為2.60米時，相應(yīng)的拋石棱體頂標高應(yīng)調(diào)整為3.10米。這種設(shè)置對于保證工程結(jié)構(gòu)的安全和功能發(fā)揮至關(guān)重要。3.1.7二片石頂標高在拋石工程中，頂層與坡面應(yīng)鋪設(shè)厚度為0.5至0.8米的二片石層。常規(guī)做法是選擇0.5米厚度，從而保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。計算二片石頂層的高程時，應(yīng)將拋石的頂標高與二片石層的厚度相加。例如，若拋石頂標高為3.1米，二片石層的厚度為0.5米，則二片石層的頂標高達3.6米。此做法確保了工程的精準與效率。3.1.8倒濾層頂標高碎石倒濾層的厚度定為0.8米，以確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性?？紤]到該層位于二片石層之上，其頂部高程由二片石層頂部高程加上0.8米計算得出，結(jié)果為4.4米。此設(shè)計參數(shù)關(guān)鍵于保證工程質(zhì)量與安全。3.2沉箱尺度的確定3.2.1外形尺度泊位長度由2.2.1節(jié)可知，該5萬噸重力式沉箱修船碼頭的設(shè)計泊位為直立岸壁式碼頭連續(xù)四個泊位，該擬建碼頭總的泊位長度為四個泊位長度相加295+280+260×2=1095m。沉箱長度為12m，安裝縫為50mm，當(dāng)碼頭安排91個沉箱平接時，安裝縫數(shù)量為90個，此時計算泊位的實際長度為：91×12m+90×0.05m=1096.5＞擬建碼頭泊位理論長度1095m，可行，故該擬建碼頭采用91個沉箱平接。沉箱長度由節(jié)可知，沉箱長度取12.00m。沉箱高度由3.1.2和3.1.4節(jié)可知，沉箱高度=沉箱頂標高-沉箱底標高=2.60-（-7.62）=10.22m。沉箱寬度根據(jù)經(jīng)驗取（0.6～0.8）倍碼頭高度（胸墻頂?shù)匠料涞祝矗?.6～0.8）×[4.60－（－7.62）]=（0.6～0.8）×12.22=7.332～9.776.根據(jù)經(jīng)驗，沉箱寬度取9.00m。3.2.2細部尺寸沉箱的細部尺寸包括：隔墻厚度外壁厚度底板厚度加強角寬度隔墻厚度根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范（JTS167-2-2009）》隔墻厚度取隔墻間距的1/25～1/20，且不得小于0.2m，隔墻間隔為3.8m。經(jīng)計算，厚度取值為0.152m～0.19m，均小于0.2m。因此，隔墻厚度取0.2m。外壁厚度根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范（JTS167-2-2009）》，外壁厚度由計算確定，且不得小于250mm。在某5萬噸重力式沉箱修船碼頭的沉箱設(shè)計中外壁厚度取0.3m。底板厚度根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范（JTS167-2-2009）》，底板厚度由計算確定，且不宜小于壁厚。在某5萬噸重力式沉箱修船碼頭的沉箱設(shè)計中底板根據(jù)經(jīng)驗厚度取0.4m。箱內(nèi)隔墻布置在某5萬噸重力式沉箱修船碼頭的沉箱設(shè)計中，箱內(nèi)隔墻成對稱分布，隔墻間距沿沉箱長取3.6m、3.8m、3.6m，沿沉箱寬分別取3.6m、3.6m。加強角寬度根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范（JTS167-2-2009）》，加強角寬度一般為150～200mm根據(jù)經(jīng)驗，在某5萬噸重力式沉箱修船碼頭的沉箱設(shè)計中加強角寬度取200×200mm。沉箱三視圖如圖3-1所示圖3-1沉箱三視圖

3.2.3沉箱體積和重量計算沉箱重量時，鋼筋混凝土重度為25.0kN/m3。沉箱材料體積和重量計算見下表3-1：表3-1沉箱材料體積和重量編號構(gòu)建名稱體積計算式體積Vi（m3）重量Gi（KN）1前壁0.3×12.0×10.2236.792919.82后壁0.3×12.0×10.2236.792919.83側(cè)壁0.3×7.4×10.22×245.37681134.424底板0.4×7.4×11.433.744843.65橫隔墻0.2×11.4×9.8222.3896559.746縱隔墻0.2×3.6×9.82×642.42241060.567端內(nèi)加強角0.5×0.2×0.2×9.82×40.185619.648內(nèi)加強角0.5×0.2×0.2×9.82×285.4992137.489底加強角0.5×0.2×0.2×（4.7+3.6）×162.68867.210前趾0.5×0.3×0.75×12.01.3533.750.4×0.75×12.03.69011后趾0.5×0.3×0.75×20.01.3533.750.4×0.75×20.03.690總和235.78965894.74沉箱重量為589.474噸，低于預(yù)制場設(shè)定的上限2000噸，符合預(yù)制能力要求。3.3上部結(jié)構(gòu)設(shè)計上部包括胸墻、系船柱、門機、管溝和護舷3.3.1胸墻斷面設(shè)計胸墻頂寬某擬建港口胸墻采用L型，頂寬取5.00m。胸墻底寬在沉箱式修船碼頭設(shè)計中，胸墻的穩(wěn)定性是核心考量之一。對于一個重達5萬噸的力式沉箱，胸墻底部寬度必須超過其頂寬的一半（8米），故不得小于4米。綜合實踐經(jīng)驗，建議該碼頭胸墻底寬設(shè)置為6米，以確保結(jié)構(gòu)安全與功能需求得到滿足。胸墻高度某擬建港口胸墻高度：胸墻高度=胸墻頂標高－胸墻底標高=4.60－2.10=2.50m。胸墻斷面圖如圖3-2所示圖3-2胸墻剖面3.3.2系船柱設(shè)計某擬建港口設(shè)計如下系船柱系攬力：Fxw=73.6×10按75%保證率，Axw=4460設(shè)計風(fēng)速：v查表得ζ1=0.6，計算得到：F設(shè)計船長220m，實際受力系船柱為6個NaN系攬力標準值取1000kN。用100t系船柱，柱高500mm。3.3.3門機設(shè)計某擬建港口的門機的軌距、跨距均為10.5m.根據(jù)《舾裝碼頭設(shè)計規(guī)范（CB/T8522-2011）》，某5萬噸重力式沉箱修船碼頭前沿線至臨水域側(cè)起重機軌道寬度取2.5～5.0m。根據(jù)經(jīng)驗，門機前軌距碼頭前沿取2.5m，布置在胸墻上，臨陸側(cè)起重機軌道至舾裝碼頭后沿線寬度可取2.5～3.0m。綜合考慮沉箱后沿拋石、二片石、倒濾層的不知，后軌布置在單獨設(shè)置的軌道梁上，距后沿線寬度取9.85m。3.3.4管溝設(shè)計胸墻內(nèi)設(shè)置的管溝中心線位于碼頭前沿1.5米處，設(shè)計為高于平均海面，其規(guī)格為0.4米寬乘0.6米高，確保功能與安全。3.3.5護舷設(shè)計護舷類型和規(guī)格的選擇有效撞擊能量E0其中，ρ取0.8，m查《海港總體設(shè)計規(guī)范》得5萬噸級散貨船滿載65000t，Vn=查橡膠護舷性能表，選擇V型H800×L2000標準型橡膠護舷，反力R=1200kN。吸收能量E=324kJ護舷的布置橡膠護舷間斷布置，在沉箱的中心位置布置一個護舷，即每間隔一個沉箱布置一個，4個泊位共46個橡膠護舷。同時在3.14m高程處懸掛V型標準型橡膠護舷，在4.24m高程處沿前線懸掛D300水平護舷。使停泊的船舶的船體干舷部分接觸護舷，同時防止小型船舶搖擺對碼頭產(chǎn)生碰撞。3.4其他設(shè)計問題3.4.1拋石棱體作用防止回填土流失，并且減少墻后回填土對沉箱和胸墻的土壓力。材料采用10～100kg塊石。頂寬距沉箱后壁5m。假設(shè)θ=25°，h1=1.5m，h2=11.85m，H=h1+h2=13.35m回填土（碴石）：內(nèi)摩擦角φ=36°，破裂角θ1=28.9°塊石：內(nèi)摩擦角φ=45°，破裂角θ2=23.9°試算得到θ則出破點高程為+3.0m。坡度拋石棱體坡度采用1:1。3.4.2二片石材料0.5m厚的二片石拋設(shè)在拋石棱體頂面坡度坡度為1:1.25。3.4.3倒濾層作用防止墻后回填土流失。材料采用碎石倒濾層，且不分層，采用級配較好的混合石料石渣。厚度倒濾層厚度采用0.8m。坡度倒濾層坡度采用1:1.5。3.4.4拋石基床作用拋石基床設(shè)計使得墻身受力可有效傳導(dǎo)至地基，從而降低建筑沉降與地基承受的應(yīng)力，保護地基結(jié)構(gòu)。同時，拋尸機床還可以整平地基的基面，便于墻身的砌筑。型式采用暗基床的型式。材料采用10～100kg塊石。厚度拋石基床厚度取1.5m。肩寬和底寬外肩寬取5.0m；內(nèi)肩寬取5.0m。底寬=10.0+5.0+5.0=20.0m。3.4.5挖泥邊坡根據(jù)地質(zhì)資料柱狀圖，挖泥邊坡坡度采用粘土1:3，片麻巖1:1.5。3.4.6變形縫作用減小由于不均勻沉降和溫度變化在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的附加應(yīng)力?？p寬采用50mm，用彈性材料填充。間距變形縫為上下通縫，胸墻的變形縫設(shè)在兩個沉箱的接頭處，間距為20m。

4沉箱計算4.1沉箱浮游穩(wěn)定驗算4.1.1計算資料鋼筋混凝土重度標準值為25kN/??3，海水重度標準值為10.25kN/??3，且該沉箱左右對稱，所以不需加平衡壓艙水。4.1.2沉箱的浮游穩(wěn)定性計算沉箱材料體積和體積矩計算沉香材料體積和體積矩計算見表4-1：

表4-1沉箱材料體積和體積矩計算表編號構(gòu)建名稱體積計算式體積Vi（m3）形心位置（m）體積矩（m4）yivi×yi1前壁0.30×12.00×10.2236.7925.11188.002后壁0.30×12.00×10.2236.7925.11188.003側(cè)壁0.30×7.40×10.22×245.37685.11231.884底板0.40×8.40×11.438.3040.207.665縱隔墻0.20×3.60×9.82×642.42245.11216.786橫隔墻0.20×11.40×9.8222.38965.11114.417端內(nèi)加強角0.50×0.20×0.20×9.82×40.78565.114.018內(nèi)加強角0.50×0.20×0.20×9.82×285.49925.1128.109底加強角0.50×0.20×0.20×（4.70+3.60）×162.6560.471.2510前趾0.50×0.30×0.75×12.001.350.500.680.40×0.75×12.00211后趾0.50×0.30×0.75×12.001.350.500.680.40×0.75×12.002總和240.9176982.89注：前趾0點為x、y坐標原點沉箱的中心位置：xy全部艙加水深2.5m時的浮游穩(wěn)定計算1.沉箱的重力和重心高度計算見表4-2：表4-2沉箱的重力和重心高度計算項目計算式重力g（KN）重心高度y（m）重力矩g×y（KN·m）沉箱本身240.9176×25.06022.944.124694.054全部艙加水深2.5m(3.6×3.6×2.5×4+3.8×3.6×2.5×2)×10.252035.441.653358.476Σ8058.3828052.53重心高度：y2.沉箱排水體積及浮心高度總排水體積：V=前后趾懸臂的排水體積：v沉箱吃水：T=浮心高度：y3．定傾高度重心距浮心的距離：a定傾半徑：ρ=定傾高度：m故滿足沉箱浮游穩(wěn)定。4.2沉箱吃水驗算4.2.1滑道末端吃水驗算某重力式修船碼頭沉箱在加壓充水時，吃水達到7.19米，預(yù)留了0.5米的安全裕度。因此，實際吃水應(yīng)小于滑道末端水深8.5米（9米減去0.5米）。故滑道末端吃水滿足要求。4.2.2航道中吃水驗算在進行沉箱加壓載水后，船舶的吃水量為T=7.19m，富裕深度為0.5m。根據(jù)前文節(jié)的信息得知航道水深D=8.35m。因此，沉箱加壓艙水后的吃水應(yīng)小于減去富裕深度后的航道水深，計算結(jié)果為8.35m減去0.5m等于7.85m。故航道中吃水滿足要求。4.2.3沉放地點吃水驗算沉箱在加壓充水后，其下潛深度T為7.19米，留有0.5米的安全余量，與基床表層水域深度9米對比，確保沉箱下潛后上浮空間不少于0.5米，即實際下潛深度應(yīng)控制在8.5米以內(nèi)。故沉放地點吃水滿足要求。4.3沉箱干舷高度驗算沉箱的干舷高度F=H－T=11.35－7.19=4.16m，考慮沉箱干舷富裕高度S=1.0m，波高h=1.0m，沉箱的傾斜角度θ=8°，沉箱頂寬B0=10.00m，則F>故沉箱干舷高度滿足要求

5作用標準值分類及計算設(shè)計五萬噸級重力式沉箱修船碼頭時，必須充分考量極端高水位、設(shè)計高水位、設(shè)計低水位及極端低水位四種關(guān)鍵水文條件。結(jié)構(gòu)計算與安全驗算均應(yīng)依據(jù)承載極限狀態(tài)進行，采用持久作用效應(yīng)組合以確保結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。其中：混凝土重度：水上24KN/m3水下14KN/m3鋼筋混凝土重度：水上25KN/m3水下15KN/m3塊石：水上17KN/m3水下10KN/m3碴石：水上18KN/m3水下10KN/m35.1結(jié)構(gòu)自重力（永久作用）設(shè)計高水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算示意圖如圖5-1圖5-1設(shè)計高水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算示意圖設(shè)計高水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算見下表5-2

表5-1設(shè)計高水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力編號項目計算式G（kN）距前沿xi(m)Gixi(kN·m)1胸墻124×1.1×3×201584.02.03168.02胸墻214×0.9×3×20756.02.01512.03胸墻314×0.8×2×20448.04.52016.04沉箱15×381.45721.05.028605.05沉箱內(nèi)填石[4.1×4.7×10.95×8－0.5×0.22×10.95×32－0.5×0.22×（4.1+4.7）×20]×1016775.25.083876.06沉箱上填石110×0.9×4×20720.07.55400.07沉箱上填石210×0.1×6×20120.06.5780.08沉箱上填石318×1.1×6×202376.06.515444.09沉箱后填石118×1.1×0.5×20198.09.751930.010沉箱后填石210×11.7×0.5×201170.09.7511407.5總和29868.2154139.0每延米自重作用1493.47707.0設(shè)計高水位胸墻結(jié)構(gòu)自重力計算示意圖如下圖5-3圖5-2設(shè)計高水位胸墻結(jié)構(gòu)自重力計算示意圖設(shè)計高水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算表見下表5-4編號項目計算式G（kN）距前沿xi(m)Gixi(kN·m)1胸墻124×1.1×3×201584.01.52376.02胸墻214×0.9×3×20756.01.51134.03胸墻314×0.8×2×20448.04.01792.04胸墻上填石110×0.1×2×2040.04.0160.05胸墻上填石218×1.1×2×20792.04.03168.0總和3620.08630.0每延米自重作用181.0431.5表5-4設(shè)計高水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力5.1.2極端高水位極端高水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算示意圖如下圖5-5圖5-5極端高水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算示意圖極端高水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算見下表5-6

編號項目計算式G（kN）距前沿xi(m)Gixi(kN·m)1胸墻124×0.13×3×20187.22.0374.42胸墻214×1.87×3×201570.82.03141.63胸墻314×0.8×2×20448.04.52016.04沉箱15×381.45721.05.028605.05沉箱內(nèi)填石[4.1×4.7×10.95×8－0.5×0.22×10.95×32－0.5×0.22×（4.1+4.7）×20]×1016775.25.083876.06沉箱上填石110×0.9×4×20720.07.55400.07沉箱上填石210×0.1×6×20120.06.5780.08沉箱上填石318×1.1×6×202376.06.515444.09沉箱后填石118×0.13×0.5×2023.49.75228.210沉箱后填石210×12.67×0.5×201267.09.7512353.3總和29208.2152218.5每延米自重作用1460.47610.9表5-6極端高水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力極端高水位胸墻結(jié)構(gòu)自重力示意圖如下圖5-7圖5-7極端高水位胸墻結(jié)構(gòu)自重力示意圖極端高水位胸墻結(jié)構(gòu)自重力計算見下表5-8

編號項目計算式G（kN）距前沿xi(m)Gixi(kN·m)1胸墻124×0.13×3×20187.21.5280.82胸墻214×1.87×3×201570.81.52356.23胸墻314×0.8×2×20448.04.01792.04胸墻上填石110×1.07×2×20428.04.01712.05胸墻上填石218×0.13×2×2093.64.0174.4總和2727.66515.4每延米自重作用136.4325.8表5-8極端高水位胸墻結(jié)構(gòu)自重力5.1.3極端低水位極端低水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算示意圖如下圖5-9圖5-9極端低水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算示意圖極端低水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算見下表5-10編號項目計算式G（kN）距前沿xi(m)Gixi(kN·m)1胸墻124×2×3×202880.02.05760.02胸墻224×0.8×2×20768.04.53456.03沉箱上填石118×1.2×6×202592.06.516848.04沉箱上填石218×0.3×4×20432.07.53240.05沉箱上填石317×0.5×4×20680.07.55100.06沉箱內(nèi)填石1（4.1×4.7×3.82×8－0.5×0.22×3.82×32）×179969.6549848.07沉箱125×381.4×3.82/11.353210.0516050.08沉箱內(nèi)填石2[4.1×4.7×7.53×8－0.5×0.22×7.53×32－0.5×0.22×（4.1+4.7）×20]×1011524.9557624.59沉箱215×（381.4－128.4）3795.0518975.010沉箱后填石118×1.5×0.5×20270.09.752632.511沉箱后填石217×4.32×0.5×20734.49.757160.412沉箱后填石310×7.03×0.5×20703.09.756854.3總和37558.9193548.7每延米自重1877.99677.4表5-10極端低水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力5.1.4設(shè)計低水位設(shè)計低水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算示意圖如下圖5-11圖5-11設(shè)計低水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算示意圖設(shè)計低水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力計算見下表5-12編號項目計算式G（kN）距前沿xi(m)Gixi(kN·m)1胸墻124×2×3×202880.02.05760.02胸墻224×0.8×2×20768.04.53456.03沉箱上填石118×1.2×6×202592.06.516848.04沉箱上填石218×0.3×4×20432.07.53240.05沉箱上填石317×0.5×4×20680.07.55100.06沉箱內(nèi)填石1（4.1×4.7×2.65×8－0.5×0.22×2.65×32）×176916.0534580.07沉箱125×381.4×2.65/11.352226.2511131.08沉箱內(nèi)填石2[4.1×4.7×9×8－0.5×0.22×9×32－0.5×0.22×（4.1+4.7）×20]×1013781.6568908.09沉箱215×（381.4－89.0）4386.0521930.010沉箱后填石118×1.5×0.5×20270.09.752632.511沉箱后填石217×3.15×0.5×20535.59.755221.112沉箱后填石310×8.5×0.5×20850.09.758287.5總和36317.3187094.1每延米自重1815.99354.7表5-12設(shè)計低水位碼頭結(jié)構(gòu)自重力5.1.5拋石基床自重基床厚1.5m，拋石基床每延米自重G5.2土壓力（永久作用、可變作用）碼頭墻背所受土壓力的計算需依據(jù)《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》，該壓力主要來源于兩個部分：一是填料引起的持久土壓力；二是門機荷載引起的可變土壓力。此方法確保了設(shè)計的科學(xué)性與實用性。根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》附錄C得第n層土的主動土壓力系數(shù)標準值如下：k渣石：內(nèi)摩擦角φ塊石：內(nèi)摩擦角φ外摩擦角φ第n層填料頂、底層的土壓力強度標準值永久作用e可變作用e5.2.1填料土壓力（永久作用）設(shè)計高水位設(shè)計高水位時碼頭后填料土壓力強度計算見下表5-13土層高程(m)土層厚度(m)回填材料材料重度(kN/??3)外摩擦角(°)主動土壓力系數(shù)土壓力強度標準值算永久作用kPa計算式數(shù)值4.501.10渣石1800.26003.4018×1.10×0.260=19.8×0.2605.153.400.4010（水下）03.00(19.8+10×0.4)×0.260=23.8×0.2606.193.000.50塊石10（水下）00.17223.8×0.1724.092.50(23.8+10×0.5)×0.172=28.8×0.1724.952.5011.35150.16028.8×0.1604.61-8.85(28.8+10×11.35)×0.160=142.3×0.16022.77表5-13設(shè)計高水位時碼頭后填料土壓力強度第n層土的水平壓力標準合力，作用于碼頭前趾的力臂LHn，可計算為該層底高與碼頭底高程之差，再加上該層土壓力強度圖形心至土層底的垂直距離yn。其中：y土壓力標準值得水平力、豎向分力分別按下式計算：E在設(shè)計高水位下，碼頭填料自重引發(fā)的土壓力及其力矩標準值計算見下表5-14

土層高程（m）土層厚度（m）土壓力合力標準值（kN/m）水平分力標準值及其生的傾覆力矩豎向分力標準值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)姿椒至?kN/m)力臂(m)傾覆力矩(kN)豎直分力(kN/m)力臂(m)穩(wěn)定力矩(kN)4.501.101.10(0+5.15)×1.1/2=2.832.8312.6235.71003.403.000.40(5.15+6.19)×0.4/2=2.272.2712.0427.33003.002.500.50(4.09+4.95)×0.5/2=2.262.2611.5926.19002.50-8.8511.35(4.61+22.77)×11.35/2=155.38150.094.42663.4040.2210402.2∑157.45752.6440.22402.2表5-14設(shè)計高水位時碼頭后填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標準值及其力矩設(shè)計高水位時胸墻后填料土壓力強度計算見下表5-15土層高程(m)土層厚度(m)回填材料材料重度(kN/??3)外摩擦角(°)主動土壓力系數(shù)土壓力強度標準值算永久作用kPa計算式數(shù)值4.501.10渣石1800.26003.4018×1.10×0.260=19.8×0.2605.153.400.401003.00(19.8+10×0.4)×0.260=23.8×0.2606.193.000.50塊石1000.17223.8×0.1724.092.50(23.8+10×0.5)×0.172=28.8×0.1724.95表5-15設(shè)計高水位時胸墻后填料土壓力強度在設(shè)計高水位下，擬建碼頭胸墻后的填土所產(chǎn)生的永久作用力及力矩的標準值計算見下表5-16

土層高程（m）土層厚度（m）土壓力合力標準值（kN/m）水平分力標準值及其生的傾覆力矩豎向分力標準值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)姿椒至?kN/m)力臂(m)傾覆力矩(kN)豎直分力(kN/m)力臂(m)穩(wěn)定力矩(kN)4.501.101.10(0+5.15)×1.1/2=2.832.831.273.59003.403.000.40(5.15+6.19)×0.4/2=2.272.270.691.57003.002.500.50(4.09+4.95)×0.5/2=2.262.260.240.5400∑7.365.7000表5-16設(shè)計高水位時胸墻后填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標準值及其力矩極端高水位在極端高水位下，該擬建碼頭后填料土壓力強度計算見下表5-17土層高程(m)土層厚度(m)回填材料材料重度(kN/??3)外摩擦角(°)主動土壓力系數(shù)土壓力強度標準值算永久作用kPa計算式數(shù)值4.500.13渣石1800.26004.3718×0.13×0.260=2.34×0.2600.614.371.3710（水下）03.00(2.34+10×1.37)×0.260=16.04×0.2604.173.000.50塊石10（水下）00.17216.04×0.1722.762.50(16.04+10×0.5)×0.172=21.04×0.1723.622.5011.35150.16021.04×0.1603.37-8.85(21.04+10×11.35)×0.160=134.54×0.16021.53表5-17極端高水位時碼頭后填料土壓力強度在極端高水位下，碼頭填料自重引發(fā)的土壓力及其力矩標準值計算見下表5-18土層高程（m）土層厚度（m）土壓力合力標準值（kN/m）水平分力標準值及其生的傾覆力矩豎向分力標準值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)姿椒至?kN/m)力臂(m)傾覆力矩(kN)豎直分力(kN/m)力臂(m)穩(wěn)定力矩(kN)4.504.370.13(0+0.61)×0.13/2=0.040.0413.260.53004.373.001.37(0.61+4.17)×1.37/2=3.273.2712.3640.43003.002.500.50(2.76+3.62)×0.5/2=1.601.6011.5918.5400∑4.913.7600表5-18極端高水位時碼頭后填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標準值及其力矩極端低水位在極端低水位下，該擬建碼頭后填料土壓力強度計算見下表5-19土層高程(m)土層厚度(m)回填材料材料重度(kN/??3)外摩擦角(°)主動土壓力系數(shù)土壓力強度標準值算永久作用kPa計算式數(shù)值4.501.50渣石1800.26003.0018×1.50×0.260=27×0.2607.023.000.50塊石1700.17227×0.1724.642.50(27+17×0.50)×0.172=35.5×0.1726.112.503.81150.16035.5×0.1605.68-1.32(35.5+17×3.82)×0.160=100.44×0.16016.07-1.327.5310（水下）16.07-8.85(100.44+10×7.53)×0.160=175.74×0.16028.12表5-19極端低水位時碼頭后填料土壓力強度在極端低水位下，碼頭填料自重引發(fā)的土壓力及其力矩標準值計算見下表5-20土層高程（m）土層厚度（m）土壓力合力標準值（kN/m）水平分力標準值及其生的傾覆力矩豎向分力標準值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)姿椒至?kN/m)力臂(m)傾覆力矩(kN)豎直分力(kN/m)力臂(m)穩(wěn)定力矩(kN)4.503.001.50(0+7.02)×1.5/2=5.275.2712.3565.08003.002.500.50(4.64+6.11)×0.5/2=2.692.6911.5931.18002.50-1.323.82(5.68+16.07)×3.82/2=41.5441.549.14379.6800-1.32-8.857.53(16.07+28.12)×7.53/2=166.38160.713.42549.6343.0610430.6∑210.211025.5743.06430.6表5-20極端低水位時碼頭后填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標準值及其力矩設(shè)計低水位在設(shè)計低水位下，該擬建碼頭后填料土壓力強度計算見下表5-21土層高程(m)土層厚度(m)回填材料材料重度(kN/??3)外摩擦角(°)主動土壓力系數(shù)土壓力強度標準值算永久作用kPa計算式數(shù)值4.501.50渣石1800.26003.0018×1.50×0.260=27×0.2607.023.000.50塊石1700.17227×0.1724.642.50(27+17×0.50)×0.172=35.5×0.1726.112.502.65150.16035.5×0.1605.680.15(35.5+17×2.65)×0.160=80.6×0.16012.890.159.0010（水下）12.89-8.85(80.6+10×9)×0.160=170.6×0.16027.30表5-21設(shè)計低水位時碼頭后填料土壓力強度在設(shè)計低水位下，碼頭填料自重引發(fā)的土壓力及其力矩標準值計算見下表5-22土層高程（m）土層厚度（m）土壓力合力標準值（kN/m）水平分力標準值及其生的傾覆力矩豎向分力標準值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)姿椒至?kN/m)力臂(m)傾覆力矩(kN)豎直分力(kN/m)力臂(m)穩(wěn)定力矩(kN)4.503.001.50(0+7.02)×1.5/2=5.275.2712.3565.08003.002.500.50(4.64+6.11)×0.5/2=2.692.6911.5931.18002.500.152.65(5.68+12.89)×2.65/2=24.6124.6110.15249.79000.15-8.859.00(5.68+12.89)×2.65/2=24.61174.703.96691.8146.8110468.1∑207.271037.8746.81468.1表5-22設(shè)計低水位時碼頭后填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標準值及其力矩各水位下，該擬建碼頭后填料土壓力分布圖如下圖5-23圖5-23各水位下碼頭后填料土壓力分布圖在各水位下，該擬建碼頭的胸墻后填料土壓力分布圖如下圖5-24圖5-24各水位下胸墻后填料土壓力分布圖5.2.2門機荷載產(chǎn)生的土壓力（可變作用）使用門機型號為Mh-10-250.75×4+10.5+1.5=15m，由于設(shè)計的沉箱長度為12m，小于計算所得的15m，所以前后軌道共計可以放置9個輪子。門機荷載產(chǎn)生的土壓力計算圖如下圖5-31圖5-31門機荷載產(chǎn)生的土壓力計算圖吊臂朝前時在提議建設(shè)的碼頭設(shè)計中，門機前部支腿承受的垂直荷載為660KN，而后部支腿的相應(yīng)荷載為240KN。分析顯示，當(dāng)門機吊臂朝前作業(yè)時，后輪對土壤壓力的影響可視作三角形分布。這種負載分布對碼頭后方土壤壓力層產(chǎn)生明顯影響，需精細評估其作用深度，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。因此，當(dāng)?shù)醣鄢皶r，該擬建碼頭的門機所產(chǎn)生的集中荷載對墻后土壓力的影響深度范圍：?門機后輪產(chǎn)生的附加土壓力強度：e式中：K?P=240×e門機后輪產(chǎn)生附加土壓力引起的水平作用和傾覆力矩：EM門機后輪產(chǎn)生附加土壓力引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩：EM門機前輪引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩：G=660×M吊臂朝后時當(dāng)門機的吊臂朝后時，前軌支腿承受的垂直荷載為240KN，而后軌支腿的相應(yīng)荷載則為660KN。門機后輪產(chǎn)生的附加土壓力強度：P=660×e門機后輪產(chǎn)生附加土壓力引起的水平作用和傾覆力矩：EM門機后輪產(chǎn)生附加土壓力引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩：EM門機前輪引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩：G=240×M5.3船舶系攬力（可變作用）選用100噸系船柱，直徑1.2m。5.3.1計算碼頭的穩(wěn)定性垂直于碼頭岸線方向的系纜力水平力標準值：N系纜力豎向力標準值：N將系纜力按每20米分段沿碼頭線方向布置，各段系纜力的水平和豎直分力標準值分別為PRH和PRV，其對碼頭底的傾覆力矩為MRH：PPn5.3.2計算胸墻的穩(wěn)定性垂直于碼頭岸線方向的系纜力水平力標準值：N系纜力豎向力標準值：N將系纜力按每20米分段沿碼頭線方向布置，各段系纜力的水平和豎直分力標準值分別為PRH和PRV，其對碼頭底的傾覆力矩為MRH：PPM5.4作用標準值匯總5.4.1胸腔作用標準值匯總胸墻作用標準值匯總見下表5-32：作用分類荷載情況垂直力(kN/m)水平力(kN/m)穩(wěn)定力矩(kN?m/m)傾覆力矩(kN?m/m)永久作用自重力設(shè)計高水位181431.5極端高水位136.4325.8填料土壓力設(shè)計高水位7.45.7極端高水位4.93.8可變作用堆貨土壓力9.510.2船舶系攬力12.924.273.4表5-32胸墻作用標準值5.4.2碼頭作用標準值匯總碼頭作用標準值匯總見下表5-33：作用分類荷載情況垂直力(kN/m)水平力(kN/m)穩(wěn)定力矩(kN?m/m)傾覆力矩(kN?m/m)永久作用結(jié)構(gòu)自重力設(shè)計高水位1439.47707.0極端高水位1460.47610.9極端低水位1877.99677.4設(shè)計低水位1815.99354.7填料土壓力設(shè)計高水位40.2157.5402.2752.6極端高水位36.6141.4365.7646.4極端低水位43.1210.2430.61025.6設(shè)計低水位46.8207.3468.11037.9可變作用堆貨土壓力9.444.694.0318.5前沿堆貨210.01102.5門機作用（吊臂超前）301.516.7951.640.2門機作用（吊臂超后）120.046.0490.5110.5船舶系攬力12.924.2354.5表5-33碼頭作用標準值

6碼頭標準斷面各項穩(wěn)定性驗算6.1胸墻穩(wěn)定性驗算本次胸墻穩(wěn)定性驗算考慮極端高水位、設(shè)計高水位情況。6.1.1作用效應(yīng)組合組合原則：水平力最大、垂直力最小，計算以下組合：持久組合一：自重力+系纜力+堆貨+土壓力（自重，門機前軌產(chǎn)生穩(wěn)定力和穩(wěn)定力矩，故不計門機荷載）6.1.2沿胸墻底面抗滑穩(wěn)定性驗沿胸墻底面抗滑穩(wěn)定性計算見下表6-1組合情況系攬力為主導(dǎo)可變作用結(jié)論γ1狀況水位γγEγPψγE結(jié)果γγGPf結(jié)果持久組合一設(shè)計高水位1.001.357.401.4024.200.701.359.5052.801.001.00181.0012.900.5589.60穩(wěn)定極端高水位1.001.354.901.3024.200.701.259.5046.401.001.00136.4012.900.5589.60穩(wěn)定表6-1沿胸墻底面抗滑穩(wěn)定性6.1.3繞胸墻前端點抗傾穩(wěn)定性驗算繞胸墻前端點抗傾穩(wěn)定性驗算見表6-2組合情況系攬力為主導(dǎo)可變作用結(jié)論γ1狀況水位γγEγPψγE結(jié)果γγM結(jié)果持久組合一設(shè)計高水位1.001.355.701.4073.400.701.3510.20120.101.001.00181.0089.60穩(wěn)定極端高水位1.001.353.801.3073.400.701.2510.20109.501.001.00136.4089.60穩(wěn)定表6-2繞胸墻前端點抗傾穩(wěn)定性6.2碼頭抗傾抗滑穩(wěn)定性驗算本次驗算考慮設(shè)計高水位、極端高水位、極端低水位和設(shè)計低水位情況。6.2.1作用效應(yīng)組合組合原則：水平力最大、垂直力最小，計算以下兩種組合：持久組合一：自重力+系纜力+堆貨+土壓力（自重引起）持久組合二：自重力+系纜力+門機+土壓力（自重、門機引起）6.2.2碼頭繞沉箱前趾抗傾穩(wěn)定性驗算碼頭繞沉箱前趾抗傾穩(wěn)定性驗算見下表6-3：

組合情況可變作用產(chǎn)生的主動土壓力為主導(dǎo)可變作用結(jié)論γ1狀況水位γγMγMψγM結(jié)果γγMMM結(jié)果持久組合一設(shè)計高水位1.001.35752.601.35318.500.701.40354.501793.401.251.007707.00402.2094.006701.50穩(wěn)定極端高水位1.001.35646.401.35318.500.701.30354.501607610.90365.7094.006858.20穩(wěn)定極端低水位1.001.351025.801.35318.500.701.30354.50209677.40430.6094.008308.50穩(wěn)定設(shè)計低水位1.001.351037.901.35318.500.701.40354.502178.601.251.009454.70468.1094.008090.80穩(wěn)定持久組合二設(shè)計高水位1.001.35752.601.35110.500.701.40354.501512.601.251.007707.00402.20490.507129.70穩(wěn)定極端高水位1.001.35646.401.35110.500.701.30354.501344.401.251.007610.90365.70490.507013.40穩(wěn)定極端低水位1.001.351025.801.35110.500.701.30354.501856.301.251.009677.40430.60490.508736.70穩(wěn)定設(shè)計低水位1.001.351037.901.35110.500.701.40354.501897.801.251.009454.70468.10490.508519.00穩(wěn)定表6-3碼頭繞沉箱前趾抗傾穩(wěn)定性6.2.3碼頭沿碼頭底面抗滑穩(wěn)定性驗算碼頭沿碼頭底面抗滑穩(wěn)定性驗算見下表6-4

組合情況可變作用產(chǎn)生的主動土壓力為主導(dǎo)可變作用結(jié)論γ1狀況水位γγEγEψγP結(jié)果γγGEEf結(jié)果持久組合一設(shè)計高水位1.001.35157.501.3544.600.701.4024.20296.601.001.001493.4040.20219.400.601106.30穩(wěn)定極端高水位1.001.35141.401.3544.600.701.3024.20273.101.001.001460.4036.60219.400.601083.60穩(wěn)定極端低水位1.001.35210.201.3544.600.701.3024.20366.001.001.001877.9043.10219.400.601339.40穩(wěn)定設(shè)計低水位1.001.35207.301.3544.600.701.4024.20363.801.001.001815.9046.80219.400.601305.20穩(wěn)定持久組合二設(shè)計高水位1.001.35157.501.3546.000.701.4024.20298.401.001.001493.4040.20120.000.601025.80穩(wěn)定極端高水位1.001.35141.401.3546.000.701.3024.20275.001.001.001460.4036.6012