论文总字数：95084字

摘 要

江阴地处经济发达的苏、锡、常“金三角”的几何中心，地理位置十分独特，交通区位优势十分明显。拟建工程位于长江下游江阴水道南岸，是江阴长江港口综合物流园区B区的重要组成部分。本设计结合工程项目所在地的基础资料以及业主要求，对码头进行了平面布置。平面布置根据《海港总体设计规范》（JTS 165-2013），并结合码头项目的位置确定了码头前沿高程为5.30m，前沿水深为11.3m，码头长422m，宽37.5m，通过2座引桥与后方陆域衔接。

本工程泊位为海港码头泊位，考虑施工环境要求与施工特点，本工程采用混凝土管桩高桩梁板式结构形式。设计提出两种结构方案，最终结合技术经济性及发展空间选取了其中一种作为优选方案，并对码头平台工程进行概算，在结构计算和构建模型时对结构型式进行了合理的简化，并对典型构件（面板、横梁、纵梁、靠船构件）进行受力和配筋计算。码头面板为迭合板，按单向板计算。本设计将纵梁按刚性支撑连续梁考虑，采用影响线法计算；横梁按弹性支撑连续梁考虑，按照五弯矩方程计算。此外，在计算过程中对桩基极限承载力、弹性桩长度进行了验算，计算结果均符合设计要求。最后，对配筋计算结果按制图标准进行施工图的绘制。

关键词：港口总平面布置；方案比选；梁板式高桩码头；施工图设计

Design of the Berth 1 of Terminal 4 in Jiangyin

21411135 YU Qianqian

Supervised by XUAN Guoliang

Abstract

Jiangyin is located in the economically developed Suzhou, Wuxi and Changzhou the "Golden Triangle" of the geometric center, the location is very unique traffic advantage is very obvious. The proposed project is located downstream of Jiangyin Yangtze River waterway south coast, is an important part of the Jiangyin Yangtze River port integrated logistics park area B. The project design combines biography and location requirements of owners. The layout is based on《Overall design specifications of Harbor project》(JTS165-2013)and combination of the project which is to be built. The terminal front elevation is 5.30m. The terminal front water depth is 11.3m.The length of the berth is 422m while the width is 37.5m. The pier’s convergence with the rear land is though 2 approaches.

This project is a harbor berth，Along the Coast layout, consider the construction of environmental requirements and the construction characteristics. This structure uses large concrete pipe pile beam-slab high-piled wharf. The design proposes two structures solutions and eventually selects one as the preferred solution by combination of technologies and economics as well as development space. It also makes a budget of the pier platform project. A reasonable simplification is carried out in the structural calculations and building models of the structure, and the calculations of the force and reinforcement of typical components (panels, beam, longeron, berthing member). Terminal panelsare laminated boards, calculated by way slabs. In the design, stringers are considered as rigid support continuous beams, calculated using the influence lines. Beams are considered as elastic support continuous beams to calculate with the five calculated moment equations. In addition, check computations of ultimate bearing capacity of pile foundations and the length of elastic piles are done in the process of calculation. Calculation results are in line with the requirements. Finally, building drawings are drawn in accordance with cartographic standards and the results reinforced construction.

Key words: Port general layout；Solutions comparison；Beam-slab high-piled wharf；Construction drawing design

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 7

1.1 工程概述 7

1.2 设计依据 7

1.3 设计内容 7

第二章 自然条件 9

2.1 气象条件 9

2.1.1 气温 9

2.1.2 风况 9

2.1.3 降水 10

2.1.4 雷暴 10

2.1.5 雾况 10

2.1.6 湿度 10

2.1.7 雷暴 11

2.1.8 影响作业天数 11

2.2水文条件 11

2.2.1 潮位特征值 12

2.2.2 设计水位 12

2.2.3 径流、泥沙 12

2.2.4 潮流 13

2.3河势 13

2.4地质条件 14

2.4.1 工程地质概况 14

2.4.2 水文地质条件 15

2.4.3地基容许承载力的确定 15

2.4.4场区地震效应 15

2.4.5基础分析 15

2.5 地震条件 16

第三章 货运量和船型 17

3.1 货运量 17

3.2 设计代表船型 17

第四章 码头总平面设计 18

4.1总平面布置的原则 18

4.2设计依据 18

4.3竖向设计 18

4.3.1水位资料（国家85高程系统） 18

4.3.2码头前沿高程 18

4.3.3码头前沿水深 19

4.3.4计算码头前沿泥面线标高 19

4.4码头泊位数 19

4.4.1计算有效作业天数 19

4.4.2港口规模 20

4.4.3泊位数 21

4.5码头平面尺寸的确定 21

4.5.1泊位长度 21

4.5.1码头建筑物长度 22

4.5.2码头宽度 22

4.6码头水域计算 22

4.6.1码头前沿停泊水域尺度 22

4.6.2码头前船舶回旋水域尺度 22

第五章 码头结构选型及方案比选 23

5.1建筑物种类及等级 23

5.2建筑物的主要尺度 23

5.3水文地质条件 23

5.3.1 设计水位及设计高程（85国家高程，下同） 23

5.3.2 土壤物理力学指标 23

5.3.3 地震 24

5.4设计荷载 24

5.4.1 恒载 24

5.4.2 均布荷载 24

5.4.3 装卸机械荷载 24

5.4.4 流动机械荷载 24

5.4.5 船舶荷载 25

第六章 码头结构初步设计 30

6.1 结构方案 30

6.1.1 方案一 30

6.1.2 方案二 31

6.2码头主要构件尺寸 31

6.2.1 桩 31

6.2.2 桩帽 31

6.2.3 轨道梁 32

6.2.4 纵梁 33

6.2.5 横梁 33

6.2.6 面板 34

6.3 方案可行性和优缺点比较 34

6.3.1 经济比较：工程量比较 34

6.3.2技术技能比较 36

6.3.3 方案比较 36

第七章 面板计算 37

7.1 计算原则 37

7.2 面板计算尺寸 38

7.2.1基本参数 38

7.3面板内力计算 39

7.3.1计算跨度 39

7.3.2 荷载作用 40

7.3.3 作用效应分析 41

7.4 荷载组合 57

7.5 面板配筋计算 58

7.5.1计算依据 58

7.5.2纵向受力钢筋的配筋计算 59

7.5.3迭合板受冲切承载力计算 60

7.5.4面板抗裂验算(正常使用极限状态) 61

7.5.5 吊运验算 62

7.5.6 吊环设计 63

7.5.7 配筋结果 63

第八章 纵梁计算 64

8.1设计资料 64

8.2内力计算 65

8.2.1计算原则 65

8.2.2计算跨度 65

8.2.3作用 66

8.2.4作用效应分析 67

8.2.5作用效应组合 75

8.3配筋计算 77

8.3.1 承载能力极限状态计算 77

8.3.2短暂状况正常使用极限状态验算 81

8.3.3持久状况正常使用极限状态验算 87

第九章 横梁计算 94

9.1结构型式 94

9.1.1桩台特征 94

9.1.2基桩特征 96

9.2 计算荷载 99

9.2.1 自重标准值 99

9.2.2 使用荷载标准值 102

9.2.3 船舶荷载标准值 103

9.3 内力计算 103

9.3.1 计算假定及公式 103

9.3.2 施工期内力计算 105

9.3.3 使用期内力计算 108

9.3.4使用期荷载效应组合表格 9-1 124

9.4 配筋及验算 132

9.4.1施工期横梁配筋 132

9.4.2使用期横梁配筋 134

9.4.3裂缝宽度验算 135

9.5 桩轴向承载力验算 136

9.6 桩长度验算 137

致谢 139

参考资料及设计规范 140

江阴4号码头1号泊位设计

第一章 绪论

1.1 工程概述

工程名称：江阴4号码头1号泊位设计。

工程地址：拟建工程位于长江下游江阴水道南岸，是江阴长江港口综合物流园区B区的组成部分，上距南京航道里程约204km，下距上海吴淞口航道里程约162km。4号码头下距B区3号码头约303m、上距新沟河中心线约173m。

工程规模：根据吞吐量预测，本工程年吞吐量为128万吨/年，货种主要为钢铁。

泊位数：码头建设20000DWT泊位2个。

1.2 设计依据

1.甲方的设计任务委托书；

2.前期的工程可行性研究报告；

3.提供的工程地质勘察报告；

4.地质资料：拟建码头区的地质资料；

5.主要技术规范、标准：

《海港总体设计规范》（JTS165-2013）；

《高桩码头设计与施工规范》（JTS167-1-2010）；

《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）；

《港口工程桩基规范》（JTS 167-4-2012）；

《水运工程混凝土结构设计规范》（JTS151-2011）；

《建筑结构静力计算手册(第二版)》。

1.3 设计内容

1、江阴4号码头的吞吐需求量、船型、当地水文气象资料，用所学的知识和现行的海港总平面设计规范，进行码头泊位长度计算，码头前沿水域的水深、设计泥面高程、船舶回旋水域的计算，确定码头前沿高程，进行码头平面的布置。

2、拟定两个码头结构断面图。初步确定码头类型，进行码头结构设计；比较两个方案的优、缺点，提出推荐方案。

3、码头结构初步设计。根据规范，计算船舶的系缆力、挤靠力、和撞击力。根据新港设计规范和水运工程混凝土结构设计规范，确定使用荷载的最不利组合情况。分析高桩码头的典型构件的受力和计算结构的内力，再对指定结构进行配筋计算。并根据地质资料确定桩长和桩的承载力。

4、绘制码头结构平面布置图、码头断面图、面板配筋图、轨道配筋图、码头立面图。

第二章 自然条件

本部分分析项目的工程环境和条件对工程设计、建设、运行的可能影响。

在港口航道与海岸工程的设计工作中，设计资料主要包括地质、水文、气象、地震以及与设计相关的标准、规范、手册、参考书等。

2.1 气象条件

拟建工程所在河段地处亚热带季风区，临江近海、气候温和、四季分明、雨水丰沛，“梅雨”、“台风”等地区性气候明显，一月为最冷月，平均气温2.3℃左右。根据江阴、靖江气象台的风向观测，本区域冬季盛行西北风和东北风，夏季以东南方向的海洋季风为主，春、秋季为过渡期，以偏东风为主。对江阴气象站多年实测资料分析，本地各气象特征值分述如下：

2.1.1 气温

多年平均气温：15.2℃

最高年平均气温：19.6℃

最低年平均气温：11.5℃

多年最高气温：38℃

多年最低气温：-14.4℃

最低月平均气温：2.3℃

最高月平均气温：27.8℃

2.1.2 风况

多年最大风速：27m/s

年平均风速：2.9m/s

6级以上大风天数

年平均：15天

历年最多：49天

8级以上大风天数

年平均：8天

历年最多：26天

2.1.3 降水

年平均降水量：1002.6mm

年最大降水量：1342.5mm

年最小降水量：583.9mm

一日最大降水量：219.6mm

多年平均降雨天数：＞0.1mm 124天

＞5.0mm 50天

＞10mm 30天

＞25mm 20天

＞50mm 3天

2.1.4 雷暴

年最多雷暴日： 48日；

年最少雷暴日： 9日；

年平均雷暴日： 29日。

2.1.5 雾况

本地雾日相对较多，一般发生在冬、春季的清晨及夜间，上午10时以后消散。

年平均雾日：29.6天

能见度＜1000m雾日

年平均：6.5天

年最多：11天

多年持续至上午8时后的雾日：8天

2.1.6 湿度

多年平均湿度为80％，7、8、9月的相对湿度显得较大，最大湿度为87％，最小湿度为63％。

2.1.7 雷暴

多年平均雷暴日：38.9天

2.1.8 影响作业天数

2.1.8.1装卸作业标准

装卸作业时允许的风、雨、雾及雷暴等级为：

风≤6级

雨：不大于中雨

雾：水平能见度大于1000m

雷暴：不出现

2.1.8.2影响作业天数

影响码头作业的主要因素分别为风、雨、雾、雪等自然条件，当风大于6级，雾水平能见度小于1km，大雪天或降雨量在中雨以上的情况均不得进行装卸作业。

其中风gt;6级天数15天，

雨大于中雨天数20天，

雾水平能见度小于1000m天数6.5天，

出现雷暴天数38.9天

根据码头装卸作业标准，对影响港口作业的各种因素进行统计分析，扣除有关因素相互重叠的影响，确定码头影响作业天数为80.4天/年。

2.2水文条件

拟建工程河段处于长江下游感潮河段内，径流、潮流的共同作用是本河段水流运动的主要特征。在枯水期，长江径流量小，水流一般为往复流形态，而洪水期，由于上游径流量较大，水流多表现为单向流形态。本河段内落潮流为优势流，落潮流速及落潮历时均大于涨潮流。

2.2.1 潮位特征值

本工程河段为感潮河段，其潮汐类型为非正规半日浅海潮，即每天有两次涨潮和两次落潮的过程，日潮不等现象明显。外海潮波在上溯过程中由于受长江径流的顶托和河床边界反射影响潮波已发生较大的变形，表现为潮波前坡变陡、后坡变缓，涨潮历时自下而上逐渐缩短，落潮历时则大大超过涨潮历时（落潮历时约为涨潮历时的2.5～3.0倍）。

本工程河段潮位资料主要依据下游江阴肖山水（潮）位站的实测资料进行统计，多年潮汐特征值如下（黄海基面）：

历年最高潮位：5.31m

历年最低潮位：-1.11m

平均高潮位：2.07m

平均低潮位：0.47m

平均潮位：1.28m

最大潮差：3.62m

平均潮差：1.64m

平均涨潮历时：3小时41分

平均落潮历时：8小时45分

2.2.2 设计水位

设计高水位：3.25m（高潮累积频率10%）

设计低水位：-0.18m（低潮累积频率90%）

极端高水位：4.80m（50年一遇标准）

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