论文总字数：76035字

摘 要

镇江港大港港区镇江市下游大港河段南岸，是长江下游江海直达，分流上海港以及江苏南北内河集散的重要港区。本次设计建设多用途泊位3万吨级码头1个。水工结构使用高桩梁板码头形式，码头基础采用PHC管桩，每榀排架除设有直桩外另设一对叉桩。码头上部结构由现浇下横梁、现浇上横梁、预制纵梁和叠合面板组成。本设计参照港口工程有关设计规范及标准，进行码头总体设计、结构选型及方案比选，完成工程方案研究和设计，绘出平面布置图、码头工程方案图、指定构件施工图设计，绘出码头受力构件配筋图。

码头面板采用预制板，搭接在纵梁上；纵梁使用期按刚性支承连续梁计算；横梁使用期按弹性支承连续梁计算，采用五弯矩方程法通过MATLAB编程进行求解；对面板、纵梁和横梁进行内力、配筋计算和抗裂验算。结构内力计算中对实际作用中可能同时作用在建筑物上的多种荷载，按照最不利的情况进行组合，并对桩基承载力进行计算及必要的验算。

探讨了横梁截面设计中的计算方法，将《水运工程混凝土结构设计规范》 （JTS151-2011）中采用的计算方法同普通受弯构件计算方法进行了比较分析，对规范中采用的计算方法提出了自己的见解。

关键词：多用途码头，截面设计，内力计算

Abstract

Zhenjiang Port Dagang Port Area The south bank of the downstream Dagang River section of Zhenjiang City is an important port area that is directly accessible to the lower reaches of the Yangtze River, diverts flow from Shanghai to Shanghai, and from north to south of Jiangsu. The design and construction of a multi-purpose berth 30,000-ton docks. The hydraulic structure uses the form of high-piled wharf, PHC piles are used as the foundation of the wharf, and a pair of fork piles are provided in addition to the vertical piles for each row of the rafts. The upper structure of the wharf is composed of cast-in-place lower beams, cast-in-place upper beams, prefabricated longitudinal beams and laminated panels. This design refers to the related design specifications and standards for port engineering, and conducts overall design of the terminal, structural selection and comparison of plans, completes the research and design of the project, and draws a plan of the floor plan, plans of the dock project, design drawings of the designated components, and drawings. Terminal force member reinforcement figure.

The pier panel is prefabricated and lapped on the longitudinal beam; the longitudinal beam service life is calculated according to the rigid continuous beam; the beam is used for the elastically supported continuous beam calculation and the five-moment equation method is used for the solution; the panel, the longitudinal beam and the beam Internal forces, reinforcement calculations and crack resistance calculations. In the calculation of structural internal forces, the multiple loads that may act on the building simultaneously in the actual action are combined according to the most unfavorable conditions, and the bearing capacity of the pile foundation is calculated and checked.

The calculation method for the beam cross-section design was discussed. The calculation method used in the “Design Code for Concrete Structures of Port and Waterway Engineering” (JTS151-2011) is compared with the calculation method for ordinary bending members, and the calculation method adopted in the specification was proposed.

KEY WORDS: Multipurpose terminal, Section design, Internal force calculation

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 项目背景 1

1.1 项目名称 1

1.2 项目背景 1

1.3 项目概况 1

1.3.1 港址地理位置 1

1.3.2 建设规模与目标 1

1.3.3 地质地貌条件 1

第二章 吞吐量预测与码头规模确定 2

2.1 项目服务区域内经济发展状况 2

2.1.1 周边地区经济资源概况 2

2.1.2 交通运输情况 2

2.2 港口建设规模 2

2.3 设计代表船型 2

2.4 吞吐能力 2

第三章 港址选择 3

3.1 地理位置概况 3

3.2 自然条件 3

3.2.1 地质状况 3

3.2.2 气象 3

3.2.3 水文 5

3.2.4 地形、地貌及泥沙运动概述 5

3.2.5 地震 6

3.2.6 建港河段的河床稳定性分析 6

3.3 作用 6

3.3.1 永久作用 6

3.3.2 可变作用 6

3.4 使用荷载 9

3.4.1 堆货荷载 9

3.4.2 装卸设备及流动机械荷载 9

3.5 工艺流程 10

3.5.1 集装箱装卸工艺流程 10

3.5.2 件杂货装卸工艺流程 10

3.6 其他设计资料 10

3.6.1 混凝土强度等级 10

3.6.2 钢筋规则 10

第四章 总平面布置 11

4.1 总平面布置基本原则 11

4.2 高程设计 11

4.2.1 码头的前沿高程 11

4.2.2 码头的底面标高 11

4.3总平面布置方案 12

4.3.1 码头宽度 12

4.3.2 码头港池宽度 12

4.3.3 码头长度 12

4.4 码头结构型式比选 12

4.4.1 重力式码头 12

4.4.2 板桩式码头 13

4.4.3 高桩码头 13

4.4.4 高桩码头型式比选 13

4.5 高桩梁板式码头结构方案拟定 14

4.5.1 技术、经济、使用要求、施工、维修方面比较 14

4.5.2 工程量的比较与方案的推荐 19

4.6 码头平面布置 20

4.6.1 变形缝设置 20

4.6.2 横向排架间距 20

第五章 面板设计 21

5.1 内力计算 21

5.1.1 计算原则 21

5.1.2 面板计算尺寸 21

5.1.3 计算跨度 22

5.1.4 荷载 22

5.1.5 作用效应分析 23

5.1.6 作用效应组合 35

5.2 截面设计 36

5.2.1 计算依据 36

5.2.2 承载能力极限状态计算 37

5.2.3 持久状况正常使用极限状态验算 39

第六章 纵梁设计 43

6.1 内力计算 43

6.1.1 计算原则 43

6.1.2 计算尺寸 43

6.1.3 计算跨度 43

6.1.4 荷载 44

6.1.5 作用效应分析 46

6.1.6 作用效应组合 51

6.2 截面设计 53

6.2.1 计算依据 53

6.2.2 承载能力极限状态计算 56

6.2.3 持久状况正常使用极限状态验算 59

第七章 横梁设计 61

7.1 内力计算 61

7.1.1 计算原则 61

7.1.2 计算尺寸 61

7.1.3 计算跨度 62

7.1.4 横梁结构断面特性 62

7.1.5 桩基特性 63

7.1.6 荷载 68

7.1.7 横梁内力计算 74

7.2 截面设计 102

7.2.1 计算依据 102

7.2.2 承载能力极限状态计算 102

7.2.3 持久状况正常使用极限状态验算 105

7.3 桩基计算 106

7.3.1 单桩极限承载力验算 106

7.3.2 桩长计算 106

第八章 横梁设计中深受弯构件与普通受弯构件配筋计算比较 109

8.1 规范计算方法 109

8.1.1 正截面受弯承载力计算 109

8.1.2 斜截面受弯承载力计算 110

8.2 按普通受弯构件进行配筋计算 111

8.2.1 正截面受弯承载力计算 111

8.2.2 斜截面受弯承载力计算 111

8.3 计算分析与建议 112

致谢 115

参考文献 116

附录A............................................................................................................................................118

第一章 项目背景

1.1 项目名称

镇江港大港港区多用途码头。

1.2 项目背景

镇江市位于位于江苏南部、长江南岸、长江三角洲西段。镇江是南京都市圈核心层城市和国家级苏南现代化建设示范区及江苏长江经济带重要组成部分。镇江北面濒临长江，东南与常州市接壤，西面毗邻南京市，下辖京口、润州、丹徒三个区和镇江新区经济开发区，以及丹阳、扬中和句容三个县级市。

港区码头前沿水深为-14米至-15.1米，其一期工程2#~5#泊位位于大港河东侧，原设计为4个万吨级泊位，于1985年建成投产。为保证港口安全，适应镇江港江海、河海中转吞吐量快速增长和到港海轮大型化发展的需要，需通过技术改造，将其靠泊能力提升为3万吨级泊位，以适应停靠3万吨级船舶的需要。

1.3 项目概况

1.3.1 港址地理位置

镇江港大港港区位于镇江市下游大港河段南岸。

1.3.2 建设规模与目标

原设计为4个万吨级泊位，于1985年建成投产。为保证港口安全，适应镇江港江海、河海中转吞吐量快速增长和到港海轮大型化发展的需要，需通过技术改造，将其靠泊能力提升为3万吨级泊位，以适应停靠3万吨级船舶的需要。货种包括钢铁、木材与普通集装箱。吞吐量为70万吨。

1.3.3 地质地貌条件

镇江市在最近300万年，本区遭受风化剥蚀，随着长江的发育，地面长期经受河流侵蚀、切割、堆积作用，形成沿江地带海拔标高20～30米的Ⅰ级阶地和海拔标高50～60米的Ⅱ级阶地（可以云台山、跑马山、狮子山、北固山、象山为代表）这些阶地又在流入冲刷切割作用形成残丘，岗地。

第二章 吞吐量预测与码头规模确定

2.1 项目服务区域内经济发展状况

2.1.1 周边地区经济资源概况

大港地处长江三角洲中心地带，其所依托的镇江市及周边地区是一个人口密集、经济繁荣、交通便利、工商业发达、市场容量大、购买力强的极具发展潜力的黄金地带，是中国最具经济活力的地区之一。

2.1.2 交通运输情况

大港交通极为发达，不仅地处长江和京杭大运河“十字黄金水道”交汇点，而且区内大港港口拥有16公里长长江天然深水岸线，为全国内河第三大港口。此外，312国道和214省道穿区而过，与沪宁高速公路有专线相连，与镇江市区有镇大高等级公路连接。

2.2 港口建设规模

为保证港口安全，适应镇江港江海、河海中转吞吐量快速增长和到港海轮大型化发展的需要，需通过技术改造，将其靠泊能力提升为3万吨级泊位。

2.3 设计代表船型

设计船型的选择主要根据建设项目的生产规模，物料产定，运输距离、港口及航道条件、租船市场、建设项目的发展预测等因素进行综合评价后确定。从国内运输情况看，结合本码头货运量和货种，确定本工程设计船型为30,000吨级船舶。设计船型尺度，见表2-1。

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