第6章水工建筑物6.1 建设内容本工程拟建5万t级通用泊位2个。
水工建筑物包括码头平台、固定引桥与护岸。
结构安全等级均为二级。
6.2 设计条件6.2.1 设计船型5万t级散货船：船长×船宽×型深×满载吃水=223×32.3×17.9×12.8m6.2.2 风况基本风压 0.70Kpa按九级风设计，风速为22m/s，超过九级风时，船舶离港去锚地避风。
6.2.3 水文（1）设计水位（85国家高程）设计高水位： 2.77m 极端高水位： 4.18m设计低水位： -2.89m 极端低水位： -3.96m（2）水流水流设计流速 V=1.2m/s流向：与船舶纵轴线平行。
（3）设计波浪：波浪重现期为50年，设计高水位下H1%=1.81m; H4%=1.52m;H13%=1.22m;T mean=3.8s，L=22.96m。
6.2.4 地质条件码头平台与固定引桥区在勘察控制深度范围内地基土层为海陆交互相沉积、陆相冲洪积成因类型和凝灰岩风化岩层，从上而下分别为淤泥、块石、残积粘性土、强风化凝灰岩与中风化凝灰岩。
其中淤泥层厚为20.95m ～51.15m ；块石厚度分布不均；残积粘性土厚度3.5～9.69m ；强风化凝灰岩厚度分布不均；中风化凝灰岩最大揭露厚度为5.70m ，未揭穿。
其物理力学性质指标见表3-2。
护岸与陆域部分在勘察控制深度范围内地基土层自上而下分别为耕土、淤泥、粘土、角砾混粉质粘土、粘土、含角砾粉质粘土、强风化基岩与中等风化基岩等。
其中，淤泥厚15.50～37.00m ；粘土层厚0.7～26.00m ；角砾混粉质粘土厚0.8～16.00m ；含角砾粉质粘土厚4.5～32.80m ；强风化基岩厚0.2～3.70m ；中等风化基岩最大揭露深度为6.90m ，未揭穿。
其物理力学性质指标见表3-3。
6.2.5 设计荷载 6.2.5.1 船舶荷载 （1）系缆力[]sin cos cos cos y x F F K N n αβαβ=+∑∑ 式中：∑x F ，∑y F ——分别为可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横向分力总和及纵向分力总和(kN)；K ——系船柱受力分布不均匀系数，K 取1.3； n ——计算船舶同时受力的系船柱数目，取n=5； α——系船缆的水平投影与码头前沿线所成的夹角(°)，取α=30°；β——系船缆与水平面之间的夹角(°)，取β=15°。
情况一：风向与船舶纵轴线垂直时，22/x V m s =；0y V =。
857.1105.646.91009.6x F kN =++=∑；88.5y F kN =∑ 计算得：N=476KN情况二：风向与船舶纵轴线平行时，0x V =；22/y V m s =。
105.646.9152.5x F kN =+=∑；184.188.5272.6y F kN =+=∑ 计算得：N=139KN根据《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）（本章以下简称“规范”）表10.2.5-1，5万吨级船舶计算系缆力小于650kN 时，按650kN 选用，故系缆力标准值为650kN 。
系缆力标准值N 的横向分力N x ，纵向分力N y ，竖向分力N z ：sin cos 650sin 30cos15313.93x N N kN αβ==⨯⨯=cos cos 65030cos15543.74y N N cos kN αβ==⨯⨯=sin 650sin15168.23z N N kN β==⨯=（2）撞击力船舶靠岸时的有效撞击能量：202n E mV ρ=式中：ρ——有效动能系数，取0.75；m ——船舶质量，按满载排水量计算，查“规范”表H.0.1，m=61100t ；n V ——船舶靠岸时法向速度，查“规范”表10.4.4-1对于有掩护的海港，取0.1m/s 。
2200.75611000.1229.122n E mV kJ ρ==⨯⨯= 选用SUC1150H 超级鼓型橡胶护舷，吸能：E=294kJ 反力R=589kN 。
（3）波浪引起的船舶撞击力因码头前波浪较小，经验算比较，小于船舶靠岸时的撞击能量。
（4）挤靠力F’j=(K’j/n)×ΣFx式中：F’j——橡胶护舷间断布置时，作用于一组或一个橡胶护舷上的挤靠力标准值（KN）；K’j——挤靠力分布不均匀系数，取1.3；ΣFx——可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横向分力总和（KN），计1009KN；n——与船舶接触的橡胶护舷的组数或个数，取5个。
经计算，F’j=1.3×1009/5=262KN前边梁前沿采用DA-A400H橡胶护舷（L=1.5m），其吸能量67.6KJ，反力达404.7KN。
6.2.5.2 永久作用码头结构自重力：钢筋混凝土：γ=25KN/m3素混凝土：γ=24KN/m36.2.5.3 可变作用6.2.5.3.1 方案一6.2.5.3.1.1 码头平台（1）桥式抓斗卸船机轨距：12m,轮数：8×4，基距：18m，其它参数参考“规范”表C.0.4中X1250-30型选取。
（2）40t多用途门座式起重机轨距：12m，轮数8×4，基距：12m，其它参数参考“规范”表C.0.1中Mh-40-35型选取。
（3）堆货荷载：码头前沿： 20kPa前方堆场： 80kPa（构件计算）60Kpa（整体计算）6.2.5.3.1.2 护岸后方填料：乱毛石,容重为22KN/m3前沿线后15m内考虑40t平板车或10Kpa的均布荷载前沿线后15m外考虑100Kpa的均布荷载6.2.5.3.2 方案二6.2.5.3.2.1 码头平台（1）带斗门座式起重机轨距：12m,轮数：8×4，基距：18m，其它参数参考“规范”表C.0.3中Mh-40-35型选取。
（2）40t多用途门座式起重机同方案一（3）堆货荷载同方案一6.2.5.3.2.2 护岸同方案一6.3 结构方案6.3.1 水工结构方案（1）方案一：码头结构为高桩梁板式。
平台长度为521m，宽度为40m。
平台共分为7段，其中，首尾段长度为74.5m，中间5段长度均为74.4m。
各段之间变形缝宽20mm。
每段桩台排架间距均为10m。
除首尾悬臂长2.3m外，其余悬臂均为2.2m。
每榀排架下设φ1500钢管桩8根，均为直桩。
根据地质钻孔揭示的土层表明，在厚层淤泥软土以下的土层为块石和强风化至中风化基岩，均可作为持力层。
但桩基直接打入有困难，拟采用先将基桩沉桩至块石层顶面，然后采用钻孔灌注砼芯柱法成桩。
桩顶现浇倒T型横梁，下横梁底宽1.8m，高1.5m；上横梁宽 1.2m，高（含现浇面层厚度）2.5m。
下横梁间搁置预应力轨道梁与非预应力纵（前边）梁，梁上搁置预制面板，而后通过现浇节点及面层使结构整体化。
排架前沿设靠船构件，并采用SUC1150H鼓型橡胶护舷，同时在前边梁处设DA-A400H型橡胶护舷（L=1.5m）。
平台前沿设650KN系船柱。
固定引桥分为4座，自北向南分别为1#、2#、3#、4#引桥。
引桥长度分别为189.31m、166.782m、143.341m、115.062m。
除1#引桥宽度为12m外，其它引桥宽度均为9m。
引桥分为架空段与实体段。
实体段做法同护岸挡墙。
架空段引桥桩基采用φ1000PHC预应力管桩，桩端入块石层或中风化基岩1m。
桩顶现浇帽梁，而后安装预应力空心板、实心板及非预应力空心板，而后现浇面层。
引桥两侧设仿木栏杆。
护岸采用低桩挡墙结构。
基础为两根φ800PHC管桩，桩端入角砾混粉质粘土层1.6m。
桩基横向间距为5m。
桩基之间塞填碎石垫层，而后现浇钢筋混凝土底板（厚1m）与挡墙。
挡墙上部外侧坡度为10:1，内侧坡度为3.5:1。
挡墙上现浇胸墙(1.75m高)，并设1m高的混凝土护栏。
挡墙、胸墙及护栏每隔20m设变形缝，缝宽20mm，以沥青砂浆塞填。
挡墙后设泄水孔，并设倒滤设施，而后回填乱毛石，并铺筑二片石垫层与倒滤层。
护岸挡墙前抛填块石镇压，宽度不小于5m，厚度不小于80cm。
（2）方案二码头结构为高桩梁板式，码头平台长度为521m，宽度为40m，平台共分为7段，其中，首尾段长度为74.5m，中间5段长度均为74.4m。
各段之间变形缝宽20mm。
每段桩台横向排架间距为7m。
除首尾悬臂长2.3m外，其余悬臂均为2.2m。
每榀排架下设φ1500钻孔灌注桩8根，均为直桩。
基桩钢护筒穿过淤泥层，沉至块石层顶面，然后采用钻孔灌注砼芯桩成桩。
桩顶现浇倒T型横梁。
下横梁底宽1.8m，高1.5m；上横梁宽1.2m，高（包括现浇面层厚度）2.5m。
下横梁间搁置预制轨道梁与纵梁，梁上搁置预制面板，而后通过现浇节点及面层使结构整体化。
其它同方案一。
固定引桥平面布置同方案一。
基础采用φ1000钻孔灌注桩，桩端入块石或中风化基岩1m。
桩基上现浇帽梁，安装预制T梁。
护岸平面布置同方案一，基础采用φ800钻孔灌注桩，桩端入中风化基岩0.5m。
6.3.2 结构计算6.3.2.1 作用效应组合6.3.2.1.1 码头平台（1）承载能力极限状态持久组合(设计高低水位分别验算)①1.2×自重+1.4×堆载+0.7×（1.5×船舶撞击力+1.5×门机（桥抓）非工作状态）②1.2×自重+1.4×堆载+0.7×（1.4×系缆力+1.5×门机（桥抓）非工作状态）③1.2×自重+1.4×系缆力+0.7×(1.4×堆载+1.5×门机（桥抓）非工作状态）④1.2×自重+1.4×系缆力+0.7×1.5×门机（桥抓）非工作状态⑤1.2×自重+1.5×船舶撞击力+0.7×（1.4×堆载+1.5×门机（桥抓）非工作状态）⑥1.2×自重+1.5×船舶撞击力+0.7×1.5×门机（桥抓）非工作状态）⑦1.2×自重+1.5×门机（桥抓）工作状态+0.7×1.4×堆载（2）正常使用极限状态持久状况下的短期效应组合⑧自重+0.8×(堆载+船舶撞击力+门机（桥抓）非工作状态）⑨自重+0.8×(堆载+门机（桥抓）工作状态）⑩自重+0.8×（堆载+系缆力+门机（桥抓）非工作状态）6.3.2.1.2 固定引桥（1）承载能力极限状态持久组合(设计高低水位分别验算)①1.2×自重+1.4×人群荷载+0.7×1.4×水流力②1.2×自重+1.4×水流力+0.7×1.4×人群荷载③1.2×自重+1.4×汽车荷载+0.7×1.4×水流力（2）正常使用极限状态持久状况下的短期效应组合④自重+0.8×（人群荷载+水流力）⑤自重+0.8×（汽车荷载+水流力）6.3.2.1.3 护岸①1.0×自重+1.35×土压力（稳定性验算时）②1.2×自重+1.35×土压力（桩基计算时）6.3.2.2 主要计算结果码头平台主要计算结果表表6-1引桥排架主要计算结果表表6-2表6-36.3.2.3.1 码头平台下桩基计算（1）φ1500钢管桩竖向极限承载力标准值按ZK32计算，淤泥层厚31.90m，块石层厚5.3m，强风化基岩④层厚6.1m，强风化基岩⑤层按3.9m计。