摘 要

本次设计是对50000吨级重力式散货码头进行设计，拟建码头位于杭州湾地区宁波某进出口港区。本设计总体上主要可分为四个部分：码头总平面布置、码头结构设计、码头的稳定性验算以及主要结构的内力计算。

码头平面布置方案是根据《海港总平面设计规范》等行业规范，通过计算来确定的。主要是确定码头水域尺度，计算码头的泊位数、堆场面积，最后结合装卸工艺对码头进行总平面布置。码头结构设计方面，依据《重力式码头设计与施工规范》，确定码头的结构形式选用沉箱结构，并设计其尺度。根据设计好的码头断面，计算其荷载标准值，验算其抗滑、抗倾稳定性和承载力。最后对码头沉箱进行内力计算和裂缝宽度验算，满足设计要求。

关键词：码头设计；平面布置；结构设计；稳定性验算；内力计算

Abstract

The main purpose of this graduation project is to design a gravity bulk cargo terminal of 50,000 tons. The proposed terminal is located in Hangzhou Bay area of Ningbo, a port of import and export. The design of the overall can be divided into four parts: the total layout of the terminal, the terminal structure design, the stability check of the terminal and the internal force calculation of the main structure.

The terminal’s plane layout plan is based on the "Harbor Total Plane Design Specification" and other norms, through the calculation to determine. Mainly to determine the water scale, calculate the number of berth, yard area, and finally combined with the loading and unloading process on the terminal for the overall layout. Terminal structure design, according to the "Gravity Terminal Design and Construction Specification" to determine the structure of the terminal selection of caisson structure, and design its scale. The design of the terminal section is used to calculate the load standard value, check its anti-skid, anti-tilting stability and bearing capacity. Finally, the internal calculation of the wharf caisson and the calculation of the crack width meet the requirements.

Key words: terminal design; plane layout; structural design; stability checking; internal force calculation

目 录

第1章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 国内外发展现状 1

1.2.1 散货港口国内外发展现状 1

1.2.2 重力式码头国内外发展现状 2

1.3 目的及意义 3

1.4 设计内容 3

第2章 环境资料 4

2.1 地理位置 4

2.2 气象 4

2.2.1 气温 4

2.2.2 降水 4

2.2.3 风况 4

2.2.4 雾况 4

2.3 水文 5

2.3.1 水位 5

2.3.2 潮汐 5

2.3.3 波浪 5

2.4 工程地质 5

2.4.1 地质构造 5

2.4.2 地层分布及特点 6

2.4.3 地震 6

第3章 码头总平面设计 7

3.1 总平面布置原则 7

3.2 设计船型 7

3.3 泊位数的确定 7

3.4 码头高程设计 8

3.4.1 码头前沿高程 8

3.4.2 码头前沿设计水深 8

3.4.3 码头前沿底高程 9

3.5 水域布置 9

3.5.1 进港航道尺度 9

3.5.2 码头前沿停泊水域尺度 10

3.5.3 回旋水域尺度 11

3.6 装卸工艺 11

3.6.1 主要设计参数 11

3.6.2 装卸工艺方案及流程 11

3.7 陆域布置 11

3.7.1 泊位长度 11

3.7.2 码头岸线长度 12

3.7.3 库场 12

3.7.4 铁路 13

3.7.5 道路 13

第4章 码头结构选型 14

4.1 码头结构形式选择原则 14

4.2 结构安全等级 14

4.3 方案选定 14

4.3.1 重力式码头的结构形式 14

4.3.2 重力式码头的一般构造 15

4.3.3 方案比选 15

4.4 码头各部分标高 16

4.5 沉箱尺度 17

4.5.1 外形尺度 17

4.5.2 细部尺度 17

4.6 上部结构设计 18

4.6.1 胸墙 18

4.6.2 系船柱设计 19

4.6.3 护舷设计 20

4.7 其他设计 20

4.7.1 抛石基床 20

4.7.2 抛石棱体 21

4.7.3 倒滤层 21

第5章 沉箱码头作用计算 22

5.1 基本资料 22

5.1.1 自然条件 22

5.1.2 码头面荷载 22

5.1.3 材料重度标准值 23

5.2 作用分类及计算 23

5.2.1 结构自重力（永久作用） 23

5.2.2 土压力标准值计算 26

5.2.3 船舶系缆力（可变作用） 31

5.2.4 贮仓作用（永久作用） 33

5.2.5 施工期沉箱沉放面板所受水压力 34

5.2.6 码头荷载作用标准值汇总 34

5.2.7 码头荷载作用分布图示汇总 35

第6章 码头稳定性验算 37

6.1 作用效应组合 37

6.2 码头沿基床顶（底）面抗滑稳定性验算 37

6.3 码头抗倾稳定性验算 38

6.4 基床承载力验算 39

6.4.1 基床顶面应力作组合 39

6.4.2 基床顶面应力计算 39

6.5 地基承载力验算 40

6.6 沉箱浮游稳定性验算 41

6.7 沉箱吃水验算 43

6.8 沉箱干舷高度验算 43

第7章 沉箱结构内力计算 48

7.1 承载力极限状态下的内力计算 48

7.1.1 沉箱前面板的内力计算 48

7.1.2 沉箱底板的内力计算 51

7.1.3 沉箱前趾的内力计算 54

7.1.4 内力汇总 55

7.2 正常使用极限状态下的内力计算 56

7.2.1 沉箱前面板的内力计算 56

7.2.2 沉箱底板的内力计算 59

7.2.3 沉箱前趾的内力计算 62

7.2.4 内力汇总 63

7.3 构件配筋计算 64

7.3.1 前面板1.5L以下区段配筋计算 65

7.3.2 前面板1.5L以上区段配筋计算 66

7.3.3 底板配筋计算 67

7.4 构件裂缝宽度验算 69

7.4.1 前面板1.5L以下区段的裂缝宽度验算 70

7.4.2 前面板1.5L以上区段的裂缝宽度验算 71

7.4.3 底板裂缝宽度验算 72

第8章 结论 74

参考文献 75

致谢 76

第1章 绪论

1.1 选题背景

随着经济全球化的进展加快，国际贸易往来越来越频繁。由于国际贸易中90％的货物是通过海运来完成交易，因此经济全球化对航运业的影响是巨大的，将引起世界海运量的快速增长，这也给港口发展带来了极好的机遇^[1]。不可否认，以集装箱运输的方式进行的商品贸易，越来越多也越来越便捷，但是散货运输仍有很大的市场，并且将长期存在。2016年第四季度，国际干散货海运企业景气指数升至微景气区间，船舶周转率和盈利情况出现良好转机，国际干散货海运企业开始触底回暖^[2]。因此，散货码头在港口中会长期存在。

本次毕业设计拟建的50000吨级散货码头位于浙江省宁波市某进出口港区。宁波-舟山港是我国大陆重要的集装箱远洋港、原油转运基地和铁矿石中转基地，同时也是重要的液体化工、煤炭、粮食储运基地，是国家的主要枢纽港之一^[3]。港区地处我国海岸线中部，位于长江经济带和我国南北沿海运输大通道的T字型交汇处，地理位置优越，内外辐射便捷，是一个综合性现代化深水良港^[4]。凭借其得天独厚的码头岸线优势，宁波-舟山港承担了长江经济带45%的铁矿石、90%以上的油品中转量以及全国约20%的煤炭、30%的铁矿石和、40%的油品储备量，是全国重要的大宗散杂货商品储运基地^[5]。近年来宁波-舟山港大宗散杂货基地的货品种类不断丰富，2015年交易总额已经超过了2万亿元^[6]。