I某港口碼頭平面與結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及沉箱浮游穩(wěn)定性驗(yàn)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u1019某港口碼頭平面與結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及沉箱浮游穩(wěn)定性驗(yàn)算案例 1300091.1泊位長(zhǎng)度 1321441.2泊位寬度 1296361.3碼頭前沿高程 2146361.4碼頭前沿設(shè)計(jì)水深 2122521.5碼頭前沿底高程 2313021.6胸墻底高程 2179271.7結(jié)構(gòu)選擇 2323731.7.1沉箱尺寸 3276551.7.2碼頭斷面布置 3248162沉箱浮游穩(wěn)定性驗(yàn)算 47112.1空箱出運(yùn)浮游穩(wěn)定性計(jì)算 4120942.2加水后浮游穩(wěn)定性計(jì)算 5309302.3干舷高度驗(yàn)算 61碼頭平面與結(jié)構(gòu)尺寸泊位長(zhǎng)度泊位采用順岸布置。根據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS165-2013）相關(guān)規(guī)定，在單個(gè)泊位布置時(shí)，泊位長(zhǎng)度計(jì)算應(yīng)符合：Lb=L+2d式中Lb——泊位長(zhǎng)度（m）L——設(shè)計(jì)船長(zhǎng)（m）d——富裕長(zhǎng)度（m）計(jì)算得泊位長(zhǎng)度：Lb=L+2d=124+2×13=150m泊位寬度根據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS165-2013），泊位寬度按下式計(jì)算B=2×b式中：B——泊位寬度b——設(shè)計(jì)船寬以5000噸級(jí)泊位為準(zhǔn)：B=2×19.2=38.2m，取39m碼頭前沿高程依據(jù)（JTS165-2013）5.4.8條規(guī)定：基本標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)高水位+（1.0~2.0m）=5.01~6.01m復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)：極端高水位+（0~0.5m）=5.34~5.84m根據(jù)掩護(hù)條件及施工方便，暫取5.51m碼頭前沿設(shè)計(jì)水深根據(jù)（JTS165-2013）5.4.12條規(guī)定，碼頭前沿水深按下式計(jì)算：D=T+Z1+Z2+Z3+Z4式中D——碼頭前沿設(shè)計(jì)水深T——設(shè)計(jì)船型最大吃水7.4mZ1——龍骨下最小富裕深度（m），采用0.4mZ2——波浪富裕深度（m），處于良好掩護(hù)的情況，按Z2=K1H4%-Z1計(jì)算，取0.2mZ3——因配載不均而增加的船尾吃水值（m）,取0.15mZ4——備淤富裕深度，考慮到此碼頭淤積量較小，取0.5m則D=T+Z1+Z2+Z3+Z4=7.4+0.4+0.2+0.15+0.5=-8.6m碼頭前沿底高程碼頭前沿底高程=設(shè)計(jì)低水位-碼頭前沿設(shè)計(jì)水深=0.3-8.6m=-8.3m根據(jù)工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)，碼頭區(qū)宜采用重力式碼頭基礎(chǔ)形式，基礎(chǔ)可選用⑿1碎石層及其以下土層作為基礎(chǔ)持力層，選取碼頭結(jié)構(gòu)底高程為-9.8m.胸墻底高程當(dāng)胸墻采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，胸墻地面高晨宜高于施工水位0.3m及以上。取胸墻底高程3.32m。結(jié)構(gòu)選擇根據(jù)現(xiàn)有資料，宜選用重力式碼頭結(jié)構(gòu)形式。依據(jù)本港區(qū)現(xiàn)有的施工條件和能力，考慮本碼頭的連續(xù)性和完整性，最終選用沉箱結(jié)構(gòu)。確定泊位基本尺寸如下：沉箱尺寸預(yù)制鋼筋混凝土方沉箱采用2×4個(gè)倉(cāng)格。沉箱長(zhǎng)度15m（10個(gè)沉箱，變形縫寬度50mm），寬度8.87m，沉箱頂高程2.49m；沉箱前壁厚度0.35m，后壁厚度0.35m，側(cè)壁厚度0.35m，橫隔墻厚度為0.3m，縱隔墻厚度為0.2m。為降低基床頂應(yīng)力，沉箱前倉(cāng)內(nèi)回填至-3.45m，后倉(cāng)填滿。沉箱后方設(shè)置10-100kg拋石棱體，外側(cè)坡度1:1；棱體外側(cè)鋪設(shè)二片石、碎石倒濾層為1：1.25，外側(cè)坡度為1:1.5。圖4-1沉箱尺寸圖碼頭斷面布置前倉(cāng)頂部安裝預(yù)制鋼筋混凝土蓋板，其上現(xiàn)澆鋼筋混凝土胸墻，蓋板上回填塊石。門機(jī)前軌設(shè)置在胸墻上，門機(jī)后軌為現(xiàn)澆矩形軌道梁，位于沉箱后壁上方。沉箱底部為10-100kg拋石基床，厚度1.5m，位于粉質(zhì)粘土上。每個(gè)沉箱上設(shè)置1250H兩鼓一板橡膠護(hù)舷和400H拱型橡膠護(hù)舷，并安裝1000KN系船柱。沉箱浮游穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)《碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)條例驗(yàn)算沉箱浮游穩(wěn)定性。項(xiàng)目體積VY向形心Vi×YiX向形心Vi×Xi沉箱縱隔墻33.275.64186.640.0200.67沉箱前面板57.235.64322.78-3.465-198.30沉箱后面板57.235.64322.783.255186.28沉箱側(cè)板，橫隔墻154.835.64873.240.0203.09沉箱底板46.560.209.310.0200.93沉箱底趾7.640.282.1400沉箱豎抹角8.144.3635.490.0200.16沉箱底抹角2.580.0380.090.0200.052合計(jì)367.481429.69-7.22本工程沉箱水平向基本平衡，不需要添加不平衡壓艙水。=表\*Arabic表3.1-1沉箱體積及形心計(jì)算表空箱出運(yùn)浮游穩(wěn)定性計(jì)算沉箱總重：G=367.48×24.5=9003.26kN沉箱排水體積：V=沉箱截面積：A=15×10.91=163.65㎡沉箱吃水T=（沉箱排水體積V-沉箱前后趾）/沉箱截面積=（878.37-7.64）/163.65=5.32m沉箱重心高度：Y浮心高度：Y重心到浮心的距離：α=Yc-Yw=3.89-2.64=1.25m沉箱在水面處的斷面對(duì)縱軸的慣性矩：I=定傾半徑：ρ=不滿足浮運(yùn)要求，故采取壓艙水措施。加水后浮游穩(wěn)定性計(jì)算在前、后艙內(nèi)加水4m時(shí)，倉(cāng)內(nèi)壓艙水總重：10.25×（3.98×3.35×4×12-8.14-2.58）=6449.95kN沉箱自重：367.48×24.5=9003.26kN沉箱排水體積：V=(6449.95+9003.26)/10.25=1507.63m3沉箱吃水：T=(1507.63-7.64)/163.65=9.17m重心高度：Y浮心高度：Y重心到浮心的距離：a=3.10-2.65=0.45m沉箱在水面處的斷面對(duì)縱軸的慣性矩I=壓艙水水面對(duì)縱軸慣性矩之和：I=定傾半徑：ρ=定傾高度mm=ρ-a=1.03-0.45=0.58m根據(jù)（JTS167-2018）7.6.17條規(guī)定遠(yuǎn)程浮運(yùn)以液體為壓載介質(zhì)時(shí)，定傾高度大于0.4m符合要求。干舷高度驗(yàn)算根據(jù)《碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS167-2018），沉箱的干舷高度應(yīng)符合下式的規(guī)定：F=H?T≥式中F——沉箱的干舷高度（m）；H——沉箱高度（m）；T——沉箱吃水（m