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1、港口航道及治河工程 “港口航道工程学”课程设计说明书某港口沉箱码头初步设计 专 业：港口海岸及治河工程 姓 名： 学 号： 班 级： 指导老师： 张劲松 田兴参 2013年1月19日目录一、设计目的和要求3二、沉箱结构方案设计31、断面尺寸拟定；3（1）沉箱外形尺寸3（2）箱内隔墙设置3（3）沉箱构件尺寸4（4）胸墙尺寸4（5）基床尺寸42、作用分类及标准值计算；4（1）结构自重力（永久作用）4（2）土压力7（3）船舶作用力（可变作用）9（4）门机荷载9（5）后方堆货荷载产生的土压力（可变作用）10（6）前沿使用荷载11（7）荷载汇总113、码头稳定性验算。12（1）抗倾稳定性计算12（2）抗
2、滑稳定性计算13（3）基床地基应力计算14三、主要计算成果15四、主要参考书16五、附图16一、设计目的和要求本课程设计的目的，是通过对某市和尚岛港区沉箱码头部分水工结构的设计，进一步掌握所学港口航道工程学这门课程的主要内容，并初步学会运用有关专业课、技术基础课的理论去解决实际工程问题，训练编写设计说明书、绘制港口水工建筑物图纸的能力和技巧，以及培养正确的设计思想，熟悉有关的设计规范等。二、沉箱结构方案设计1、断面尺寸拟定；（1）沉箱外形尺寸沉箱长度由施工设备搬运能力，施工要求和码头变形缝间距确定。该码头的施工条件良好，没有特殊的要求和限制。重力式码头变形缝间距一般采用1030m，缝宽25cm
3、，考虑到泊位长度为235m，取单个沉箱的长度为13.0m，缝宽5cm，沿码头线布置20个规格一致的沉箱。箱顶高程取决于基床顶面高程和沉箱顶面高程。基床顶面高程取港池底高程-11.5m；胸墙为现浇筑混凝土施工，胸墙底面高程不应低于混凝土浇筑的施工水位2.5m，这里取胸墙底面高程为3m。为了与胸墙整体连接，沉箱的顶部宜嵌入胸墙内0.30.5m，这里取0.5m。故沉箱的高度为：H=3-(-11.5)+0.5=15m沉箱宽度主要由码头的水平滑动及倾覆的稳定性和基床及地基的承载力确定，根据工程经验一般为码头的0.6倍左右，初步取12.2m。（2）箱内隔墙设置为了增强沉箱的刚度和减小箱壁与箱底的计算跨度，
4、在箱内设置2道纵向隔墙和4道横向隔墙。（3）沉箱构件尺寸沉箱的箱壁、隔墙和底板的厚度应由计算确定。根据规范对沉箱构件的构造要求和本码头的受荷情况及工程经验，取沉箱的箱壁厚度为35cm，底板厚度为40cm，隔墙厚度为20cm。另外，在构件连接处，设置20cm20cm的加强角以减少应力集中。（4）胸墙尺寸胸墙底部高程应尽量降低，以增加码头的整体性和稳定性。依前面所讲，胸墙底部高程初步定为3m，顶宽1m。（5）基床尺寸 基床采用明基床形式，基床底部高程为-15.00m，故基床厚度为3.5m；基床外肩宽取2.5m，内肩宽取2.0m2、作用分类及标准值计算；（1）结构自重力（永久作用）结构自重力受水位影
5、响，应对不同的水位情况分别计算。各种材料的相关参数如下表：材料名称重度KN/m3内摩擦角（度）水上水下混凝土胸墙2414钢筋混凝土沉箱2515块石181145设计高水位（+3.81m）下自重计算：计算项目自重力G计算式（KN）力臂（m）稳定力矩（KNm）沉箱前后壁、纵隔墙1.113.014.615=3131.76.119103.37沉箱侧板、横隔墙（0.352+0.24）14.633156.113224.80沉箱底板10.10.413.015=787.86.14805.58沉箱前、后趾0.5（0.5+0.8）1.0513152=266.186.11623.70沉箱竖加强角0.50.2214.6
6、6015=262.86.11603.08沉箱底加强角0.50.22（3.5+2.8）10315=56.76.1345.87沉箱内填石18.714.65112.920259.69沉箱内填石28.714.65116.142615.21沉箱内填石38.714.65119.362970.73胸墙15.1(1.3924+0.8114)13=2963.613.0759113.10胸墙25.0(0.2924+0.8114)13=1189.58.1259664.69沉箱上填石15.1(1.3918+0.8111)13=1056.167.537952.88沉箱上填石25.0(0.2918+0.8111)13=9
7、18.458.3457664.47沉箱后踵填石0.5(14.2+14.5) 1311=2052.0510.5621669.65合计35596.2222616.8延米自重2738.1717124.37设计低水位（+0.62m）下自重计算：计算项目自重力G计算式（KN）力臂（m）稳定力矩（KNm）沉箱前后壁、纵隔墙1.113（2.8825+11.7213）6.119570.92沉箱侧板、横隔墙（0.352+0.24）（11.7215+2.8825）336.120406.33沉箱底板10.10.413156.14805.58沉箱前、后趾0.5（0.5+0.8）1.05131526.11623.67沉
8、箱竖加强角0.50.2260（11.7215+2.2825）6.11813.90沉箱底加强角0.50.22（3.5+2.8）103156.1345.87沉箱内填石18.75（11.7211+2.2818）2.922802.87沉箱内填石28.75（11.7211+2.2818）6.147964.67沉箱内填石38.75（11.7211+2.2818）9.373126.45胸墙15.12.224133.07510764.47胸墙25.01.124138.12513942.5沉箱上填石15.12.218137.5319769.87沉箱上填石25.01.118138.34510740.02沉箱后踵填
9、石0.5(14.2+14.5) 131110.5621669.65合计42732.03269346.8延米自重3287.0820718.98校核高水位（+4.83m）下自重计算：计算项目自重力G计算式（KN）力臂（m）稳定力矩（KNm）沉箱前后壁、纵隔墙1.11314.615=3131.76.119103.37沉箱侧板、横隔墙（0.352+0.24）14.633156.113224.80沉箱底板10.10.41315=787.86.14805.58沉箱前、后趾0.5（0.5+0.8）1.0513152=266.186.11623.67沉箱竖加强角0.50.2214.66015=262.86.1
10、1603.08沉箱底加强角0.50.22（3.5+2.8）10315=56.76.1345.87沉箱内填石18.714.635112.920259.69沉箱内填石28.714.635116.142615.21沉箱内填石38.714.635119.364970.73胸墙15.1(1.8324+0.3714)13=2963.613.0759113.1胸墙25.01.114138.1258133.13沉箱上填石15.1(1.8324+0.3714)13=3255.337.5324512.63沉箱上填石25.01.111138.3456563.34沉箱后踵填石0.5(14.2+14.5) 1311=2
11、052.0510.5621669.65合计37689.97238543.9延米自重2899.2318349.53校核低水位（0.85m）下自重计算：计算项目自重力G计算式（KN）力臂（m）稳定力矩（KNm）沉箱前后壁、纵隔墙1.113（4.3525+10.2513）6.121109.66沉箱侧板、横隔墙（0.352+0.24）（10.2515+4.3525）336.121616.88沉箱底板10.10.413156.14805.58沉箱前、后趾0.5（0.5+0.8）1.05131526.11623.67沉箱竖加强角0.50.2260（10.2515+4.3525）6.11813.90沉箱底加
12、强角0.50.22（3.5+2.8）103156.1345.87沉箱内填石18.75（10.2511+4.3518）2.924100.96沉箱内填石28.75（10.2511+4.3518）6.150694.87沉箱内填石38.75（10.2511+4.3518）9.377289.28胸墙15.12.224133.07510764.468胸墙25.01.124138.12513942.5沉箱上填石15.12.218137.5319769.87沉箱上填石25.01.118138.34510740.015沉箱后踵填石0.5(14.2+14.5) 131110.5621669.65合计44525.54259177.5延米自重3425.0419936.73（2）土压力码头墙厚填料为块石，水上重度=18kN/m3，水下重度=11kN/m3，内摩擦角=45，沉箱顶面一下考虑墙背外摩擦角=/3=15。作用于码头墙背的土压力按JTJ29098重力式码头
