1、目錄摘要 . ii abstract .iii引言（設計概述） . - 1 -1自然條件. - 2 -1.1地理位置. - 2 -1.2氣象. - 2 -1.2.1氣溫 . - 2 -1.2.2降水 . - 2 -1.2.3風況 . - 3 -1.2.4臺風 . - 4 -1.2.5霧 . - 4 -1.2.6相對濕度. - 4 -1.3水文. - 5 -1.3.1潮汐 . - 5 -1.3.2波浪 . - 5 -1.4冰況. - 9 -1.5碼頭作業(yè)天數 . - 9 -1.6工程地質. - 10 -1.6.1地形地貌. - 10 -1.6.2地層分布. - 10 -1.6.3地質構造. -

2、11 -1.6.4地基土承載力標準值. - 11 -1.6.5工程地質評價. - 11 -1.6.6地震 . - 12 -2設計資料. - 13 -3總平面設計. - 14 -3.1港口陸域. - 14 -3.1.1碼頭泊位長度. - 14 -3.1.2碼頭前沿高程. - 14 -3.2港口水域. - 14 -3.2.1碼頭前沿設計水深 . - 14 -3.2.2碼頭前沿停泊水域寬度. - 15 -3.2.3回旋水域. - 15 -4碼頭豎向設計. - 16 -4.1沉箱頂標高 . - 16 -4.2胸墻底標高 . - 16 -4.3碼頭（沉箱）底標高. - 16 -4.4拋石基床. - 16

3、 -4.5拋石棱體頂標高. - 16 -4.6倒濾層頂標高 . - 16 -5碼頭斷面構造設計 . - 17 -5.1沉箱主要尺度 . - 17 -5.1.1沉箱外形尺寸. - 17 -5.1.2箱內隔墻設置. - 17 -5.1.3沉箱構件尺寸. - 17 -5.1.4沉箱浮游穩(wěn)定驗算 . - 19 -5.1.5沉箱吃水驗算. - 20 -5.1.6沉箱干舷高度驗算 . - 20 -5.2胸墻尺寸. - 21 -5.3碼頭上部結構及其他設計問題 . - 21 -5.3.1系船柱. - 21 -5.3.2滑道布置. - 22 -5.3.3橡膠護舷. - 24 -5.3.4拋石棱體. - 24

4、-5.3.5倒濾層加二片石 . - 24 -5.3.6拋石基床. - 24 -5.3.7變形縫. - 24 -6碼頭荷載作用情況 . - 26 -6.1碼頭結構自重計算. - 26 -6.1.1設計高水位. - 26 -6.1.2極端高水位. - 28 -6.1.3極端低水位. - 30 -6.1.4設計低水位. - 32 -6.1.5施工期情況. - 33 -6.2土壓力. - 33 -6.2.1碼頭后填料土壓力（永久作用） . - 34 -6.2.2堆場及滑道荷載產生土壓力（可變作用）. - 42 -6.2.3門機荷載產生土壓力（可變作用） . - 43 -6.3船舶作用力（可變作用） .

5、 - 47 -6.4波浪力（可變作用）. - 47 -6.4.1極端高水位. - 47 -6.4.2設計高水位. - 49 -6.4.3設計低水位. - 51 -6.4.4施工期波浪力. - 52 -6.5地震力. - 53 -6.5.1地震慣性力. - 53 -6.5.2 地震土壓力. - 54 -6.5.3 地震動水壓力. - 56 -6.6貯倉壓力. - 57 -6.7施工期沉箱沉放時面板所受水壓力. - 57 -6.8碼頭作用標準值匯總. - 58 -7胸墻荷載作用情況 . - 59 -7.1胸墻結構自重力. - 59 -7.1.1設計高水位. - 59 -7.1.2極端高水位. -

6、59 -7.2土壓力. - 60 -7.2.1胸墻后填料土壓力（永久作用） . - 60 -7.2.2堆場及滑道荷載產生土壓力（可變作用）. - 61 -7.3系纜力. - 61 -7.4胸墻作用標準值匯總. - 62 -8穩(wěn)定性驗算. - 63 -8.1胸墻穩(wěn)定性驗算. - 63 -8.1.1作用效應組合. - 63 -8.1.2沿胸墻底面抗滑穩(wěn)定性驗算. - 63 -8.1.3繞胸墻前端抗傾穩(wěn)定性驗算. - 64 -8.2碼頭抗傾抗滑穩(wěn)定性驗算 . - 66 -8.2.1作用效應組合. - 66 -8.2.2沿基床頂（底）抗滑穩(wěn)定性驗算 . - 66 -8.2.3沿沉箱前趾抗傾穩(wěn)定性驗算.

7、 - 70 -8.3地基承載力驗算. - 74 -8.3.1作用效應組合. - 74 -8.3.2基床承載力驗算 . - 74 -8.3.3地基承載力驗算 . - 75 -9主要構件內力計算 . - 76 -9.1承載能力極限狀態(tài)下的內力計算. - 76 -9.1.1沉箱前面板. - 76 -9.1.2沉箱前底板計算 . - 77 -9.1.3沉箱后底板計算 . - 78 -9.1.4內力匯總. - 79 -9.2構件承載力計算. - 79 -9.2.1底板 x 向跨中截面（上側）承載力計算. - 79 -9.2.2底板 x 向支座截面（下側）承載力計算. - 80 -9.2.3底板 y 向跨

8、中截面（上側）承載力計算. - 80 -9.2.4底板 y 向支座截面（下側）承載力計算. - 80 -9.2.5前面板 1.5l 以下 x 向內側承載力計算. - 81 -9.2.6前面板 1.5l 以下 x 向外側承載力計算. - 81 -9.2.7前面板 1.5l 以下 y 向內側承載力計算. - 81 -9.2.8前面板 1.5l 以下 y 向外側承載力計算. - 81 -9.2.9前面板 1.5l 以上 x 向內側承載力計算. - 82 -9.2.10前面板 1.5l 以上 x 向外側承載力計算. - 82 -9.2.11隔墻及側壁. - 82 -9.2.12沉箱前后趾. - 82

9、-9.3正常使用極限狀態(tài)下的內力計算. - 84 -9.3.1沉箱前面板. - 84 -9.3.2沉箱前底板計算 . - 85 -9.3.3沉箱后底板計算 . - 85 -9.3.4內力匯總. - 86 -9.4構件裂縫寬度驗算. - 86 -9.4.1沉箱后底板 x 向跨中截面裂縫寬度驗算. - 87 -9.4.2沉箱后底板 x 向支座截面裂縫寬度驗算. - 87 -9.4.3沉箱后底板 y 向跨中截面裂縫寬度驗算. - 87 -9.4.4沉箱后底板 y 向支座截面裂縫寬度驗算. - 88 -9.4.5沉箱前面板 1.5l 以下 x 向支座截面裂縫寬度驗算 . - 88 -9.4.6沉箱前面

10、板 1.5l 以下 y 向支座截面裂縫寬度驗算 . - 88 -9.4.7沉箱前面板 1.5l 以上 x 向跨中截面裂縫寬度驗算 . - 88 -9.4.8沉箱前面板 1.5l 以上 x 向支座截面裂縫寬度驗算 . - 89 -9.4.9 軌枕裂縫寬度驗算 . - 89 - 參 考 文 獻. - 91 - 致 謝 . - 92 -引言（設計概述）本設計題目為長興島萬陽重工水工配套工程大件碼頭設計，內容為完成設計一滿足 重大件下水和船舶停靠要求的順岸式碼頭。本工程位于大連市長興島臨港工業(yè)區(qū)內，長興島臨港工業(yè)區(qū)位于葫蘆山灣內灣南岸， 交流島鄉(xiāng)北側。受葫蘆山嘴處較窄門口及外彎淺水區(qū)的天然掩護，灣內很

11、少受到大風浪 的侵襲，掩護條件很好，具有港口及臨港工業(yè)開發(fā)的優(yōu)良條件。新廠區(qū)北面為長興島 3 號市政道，南臨海灣。新建廠內道路與市區(qū)道路相連接，交通運輸方便。本工程設計范圍內順岸共有 260m 碼頭岸線，滿足重大件下水及船舶停靠要求。考 慮到岸線資源十分寶貴，在順岸碼頭東側布置 300m 長、南北向突堤碼頭，先期作為企 業(yè)的臨時堆場考慮，遠期可作為舾裝泊位，供本企業(yè)及其它修造船企業(yè)使用。主廠房與 配套碼頭之間布置 1500 噸產品裝船滑道，長度約為 150m（包括碼頭段長度）。本次畢業(yè)設計重點內容為重力式大件碼頭結構設計和大件碼頭裝卸工藝方案比較 與分析。碼頭結構型式采用方形沉箱結構方案。碼頭

12、基礎為方形沉箱，沉箱內填 10100kg 塊石，上部為現澆胸墻。順岸碼頭共有 13 個沉箱，沉箱長度為 17.6m，高度為 11.2m。 綜合考慮貨物、運輸工具、自然條件、港口建筑物和運輸組織等方面內容，選擇裝船滑 道作為重大件運輸的裝卸方法。設計主要包括港口平面布置、碼頭豎向設計及斷面構造 設計、荷載計算及確定作用組合、碼頭穩(wěn)定性驗算等內容。本工程設計依據海港總平面設計規(guī)范、重力式碼頭設計與施工規(guī)范、水運工 程抗震設計規(guī)范、水運工程混凝土結構設計規(guī)范等相關規(guī)范設計編寫。1自然條件1.1地理位置長興島位于遼寧省東半島、大連市渤海一側海岸線的中段，屬瓦房店市轄境，北瀕 復州灣，南臨葫蘆山灣與交流

13、島鄉(xiāng)（包括西中島、鳳鳴島、交流島、駱駝島四個島嶼） 相望，東側以狹窄水道(約 300 米寬)與大陸相連。擬建工程位于葫蘆山灣內灣北岸，與 南岸交流島鄉(xiāng)之間僅有一灣之隔。葫蘆山灣灣口向西，灣口南北向寬約 10km，灣口水 深約 20m，南北兩岸分別為西中島和長興島，水域寬闊，北向、東向及南向都受到了良 好的掩護。地理位置參見附圖 sy 可-01。長興島全島面積 252.5 平方公里，是長江口以北第一大島。既是面向環(huán)渤海經濟圈 最優(yōu)良的出海口，又是通往東北腹地最便捷的大通道。東與大陸僅一橋相連，距岸 358 米，海上西距秦皇島港 84 海里，南距旅順口 59 海里、大連 92 海里，北距營口港 1

14、01 海里，東距韓國仁川港 339 海里、日本長崎港 646 海里；陸上北距營口 130 公里、沈 陽 292 公里，南距大連 123 公里，東距沈大高速公路 29 公里、哈大鐵路支線 15 公里。長興島南岸港區(qū)陸路四通八達，省一級公路東西貫穿全島至港口區(qū)，近百公里的環(huán) 島及支線公路，縱橫交錯，四通八達。新建的沈大高速公路關屯出入口至長興島省一級 公路縮短長興島至大連的行車時間；瓦房店市區(qū)內擁有三條鐵路專用線與哈大鐵路相連， 東起哈大線瓦房店站，經董屯、白水井、郭家、復洲灣、左屯等站至五島站，終至長興島港站的長興島鐵路建成后，將完善港區(qū)的集疏運體系。1.2氣象長興島地處渤海東岸，屬海洋性氣候，

15、受季風影響較大。1.2.1氣溫歷年極端最高氣溫 32.8（1968 年 8 月 2 日） 歷年極端最低氣溫 -19.0（1966 年 1 月 20 日） 年平均氣溫 10.0月平均最高氣溫23.9 月平均最低氣溫-5.51.2.2降水年最大年降水量 877.9mm（1966 年）多年平均降水量578.3mm日最大降水量142.2mm（1966 年 7 月 27 日）69 月降水量占全年降水量75%11翌年 3 月降雪僅占全年降水量 8%1.2.3風況多年平均風速5.1m/s 最大風速30m/s 常風向頻率nne18.25% 次常風向頻率wsw13.68%強風向n 最大風速 40.0m/s（19

16、64 年 4 月 5 日） 次強風向nne 最大風速 34.0m/s（1969 年 1 月 28 日） 六級以上大風頻率7.4%葫蘆山灣北岸地區(qū)風玫瑰見圖 1.1圖 1.1 葫蘆山灣北岸地區(qū)風玫瑰圖表 1.1葫蘆山灣北岸風玫瑰統計表項目 風向平均風速（m/s）最大風速（m/s）頻率（%）n6.8403.72nne8.03418.25ne5.02410.21ene3.4145.30e3.4182.76ese4.5134.41se4.8142.74sse4.7132.99s4.6182.90ssw5.0193.97sw4.8185.96wsw5.01813.68w4.9187.88wnw5.216

17、3.61nw5.1161.64nnw5.6202.19c7.791.2.4臺風臺風對本海區(qū)影響不大，1985 年 9 月的 8509 號臺風曾穿越遼東半島西部，1973 年7 月的 7303 號臺風曾穿越遼東灣，但均未查出大風記錄。只有 1974 年 8 月的 7416 號臺 風斜穿遼東灣，在長興島記錄到 8 級的 ssw 向大風，在八岔溝港區(qū)引起大浪。1.2.5霧港址海域每年的 710 月份多霧，尤以 8 月份為最多。能見度 1 km 的霧日年平均18.3d。年最多霧日 34d，年最少霧日 9d。1.2.6相對濕度多年平均相對濕度為 67.5。59 月相對濕度較大，最大月平均相對濕度 86，

18、 發(fā)生在 7 月。10 月翌年 4 月相對濕度較小，最小月平均相對濕度為 59，發(fā)生在 1 月、12 月。最小相對濕度為 3，發(fā)生在 1980 年 4 月 30 日。1.3 水文1.3.1 潮汐長興島無長期潮位觀測站。附近長哨水文站（地理坐標為：3923n，12114e） 有部分短期資料，長興島馬家咀驗潮站（地理坐標：3932.5n，12113.6e），已有2004 年 12 月2005 年 11 月完整一年的潮位數據。此外距長興島東北方向 113km 的營 口鲅魚圈海洋站、長興島東南方向 86km 的大連老虎灘海洋站積累有長期的潮位觀測資 料。在本海域山前屯、通水溝、馬家咀、造船廠布設個臨時

19、潮位觀測站，大、小潮各 連續(xù)觀測 32 小時。其中通水站自 200 年 6 月 29 日至 7 月 30 日連續(xù)觀測潮位一個月。（1）基面關系：圖 1.2基面關系本報告中水位、高程、水深均以當地理論最低潮面起算。（2）潮汐性質根據 2004 年 12 月2005 年 11 月實測潮位資料計算出的長興島潮汐形態(tài)系數為 1.1， 本海區(qū)的潮汐性質屬不正規(guī)半日潮。日不等現象比較明顯，潮汐強度中等。（3）工程設計水位設計高水位 2.33m 設計低水位 0.23m 極端高水位（重現期：50 年） 3.33m 極端低水位（重現期：50 年） -1.27m1.3.2 波浪在長興島溫陀子海域-14.7m 處，

20、1984 年 8 月1985 年 12 月間曾進行過短期波浪觀 測，實測資料表明其常浪向為 nne，頻率為 14，次常浪向為 sw，頻率為 10，實 測最大波高 h4為 4.2m，浪向為 nne；次強浪向為 n，實測最大波高 h4為 3.3m。 近期在長興島馬家咀設置臨時波浪站，統計 2004 年 12 月2005 年 11 月實測資料表明其常浪向為 ne，頻率為 16.2，次常浪向 sw，頻率為 12.9，實測最大波高 h1/10 為4.5m，浪向 ne。大連長興島港區(qū)（葫蘆山灣、長興島西北）波浪、潮流、泥沙運動數 學模型試驗研究報告（送審稿）中統計的波浪統計表見表 1.2，波浪玫瑰圖見圖

21、1.2。表 1.2長興島實測 20042005 年波浪分級分頻統計表(%)h1/10(m)0.50.51.01.01.51.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.0合計n1.52.60.60.60.20.10.10.00.05.7nne2.42.12.11.00.40.30.30.00.08.7ne6.13.52.32.40.90.50.30.20.116.2ene1.60.60.20.10.00.00.00.00.02.5e0.60.30.00.00.00.00.00.00.00.8ese0.50.00.10.00.00.00.00.00.00.6se3.70.70.00.00.00.00.00.00.04.4sse2.60.70.10.00.00.00.00.00.03.4s5.41.00.20.00.00.00.00.00.06.6ssw2.62.10.70.10.00.00.00.00.05.6sw7.53.71.20.30.10.00.00.00.