第一章总论1.1 港口基本情况港口是水陆联运的枢纽。

港口水工建筑物是港口的主要组成部分，一般包括码头防波堤、护岸船台滑道和船坞。

码头是供船舶停靠、装卸货物和上下旅客的水工建筑物，它是港口的主要组成部分。

建国初期，我国只有6个港口，泊位233个，其中万吨级泊位61个，年吞吐量1000多吨级。

50多年来，我国水运工程建设始终得到党和国家的重视和关怀。

1973年周恩来总理发出了“三年改变港口面貌的号召，使我国港口、航道的建设进入了一个新时期。

党的十一届三中全会以来，党的改革开放政策极大的促进了港口建设的步伐，使我国沿海主要港口的大型化、机械化和专业化方面进入了世界水平。

到1995年底，我国拥有深水泊位400多个，总吞吐量超过了7亿吨。

50多年代来，依靠科技进步，水运交通基础设施的面貌产生了深刻变化。

港口水工建筑物的结构型式也有了很大发展，由起初的短桩小跨、实体重型逐渐采用长桩大跨、空心轻型和预制安装结构；并取得了一系列重大科技成就和具有国际水平的创新成果：如大型格形钢板桩结构、大型预应力混凝土管桩结构和大圆筒的应用、爆炸法处理水下软基和夯实水下抛石基床、土工合成材料和粉煤灰在港口工程的应用、大型沉箱的防浪设计和预制出运等。

随着我国自然条件较好的海湾和海岸逐步开发，今后建港将更多地处于各种复杂的条件下，或浪大流急，或海湾平缓，或地基土质松软。

同时在适应新的装卸工艺、提高装卸效率、综合利用水资源等方面也对港口水工建筑物的建设提出了新的要求。

港口水工建筑物主要分为设计和施工两个阶段，其中设计又可分为工程可靠性研究，初步设计和施工图设计三个程序。

本设计主要对重力式码头进行设计，其内容包括：作用及其效应组合的的确定、结构选型、结构布置与构造、建筑物的稳定及结构强度计算等。

水运系统自70年代初开始应用计算至今，已有初期的编制和应用单一功能、单一结构的数值计算程序，发展到能研制建立软件包、计算机辅助设计系统、计算机模拟实验和计算机自动控制系统。

目前对港口水工建筑物中采用各种计算假定、各种计算方法、各种结构型式的梁、板、排价差不多都有一些应用程序提供服务。

三维问题的计算，程序的集成化、智能化，结构与介质的相互作用等问题的研究和应用正在进一步发展。

过去由于计算机条件的限制而不得不采用各种简化，现在可采用较精确的方法。

我国的水运工程系统的计算机应用水平总体上还不高，优化设计、工程数据库和规范库的建立还有待进一步开发。

要加快步伐赶上国际水平。

港口水工建筑物是港口工程的一项主体工程。

本设计的目的是：掌握港口水工建筑物计算的基本原理和构造知识，为今后从事港口水工建筑物的设计工作打下牢固的基础。

本设计需用其他课程（如土力学、水力学、水文学、建筑材料、材料力学、结构力学、钢筋混凝土结构和工程施工规范等课程）的有关知识；对港口水工建筑物的经济性、安全性、使用要求和施工条件等方面进行综合考虑，并通过实践来对计算整理编写设计书、绘制施工图纸。

1.2 主要设计结论本设计的主要内容有资料分析、总平面布置、装卸工艺、码头结构方案拟定、设计概算、结构计算部分。

总平面布置包括水域和陆域两部分的布置情况。

水域设计部分包括进港航道，港池及码头前沿水深、回旋水域、锚地等的尺度和水深。

陆域部分包括码头前沿线确定，泊位长度，断面宽，高（即码头顶面高程-港池底高程），码头坡度的尺度计算及泊位的布置顺序。

泊位布置顺序应根据泊位性质（如共同使用机械）、后方布置（如共同使用堆场）、风向、铁路等因素综合评估设计。

装卸工艺部分包括工艺流程设计，机械数量，主要经济技术指标。

工艺流程设计根据泊位调整，工艺拟定做出多用途泊位的工艺流程设计。

机械数量包括机械和人员数量。

主要经济技术指标有设计年通过能力、泊位数目、库场面积、装卸工人及机械司机人数、劳动生产率、装卸一艘船所需时间等。

由于从地质资料知地基条件较好，不易选择高桩，易选用重力式码头。

方案设计部分对方块和扶壁两部分进行断面设计，抗滑抗倾稳定验算，对地基承载力验算，整体稳定验算。

根据使用要求、自然条件、施工条件对两个方案进行比选。

结构选型后对推荐方案进行内力计算并配筋。

由于方块的整体稳定性不适用于大型码头，本设计推选扶壁为优选方案并进行内力计算和配筋。

1.3项目背景天津港腾运有限公司由于业务发展的需要，为解决原料及产品的运输问题，集团需配套建设专用的运输码头。

拟建5000吨级件杂货码头泊位及水文航道、港口配套的堆场等设施。

由于腾运有限公司主产变压器等，所以件杂货按钢铁计算。

第二章自然条件2.1 气象2.1.1气温年平均气温 12℃平均最高气温 16.1℃2.1.3降水年平均降水量 602.9 mm年最大降水量 1083.5 mm（出现于1964年）年最小降水量 278.4 mm（出现于1968年）日最大降水量 191.5 mm（出现于1975年）每年降水多集中在7～8月，占全年的62.8％；每年4～10月份为主要降水月份，占全年95.1％。

据有关年降水资料统计各种雨量平均累计时间：小雨24.5d，中雨3d，大雨5d，合计32.5d。

2.1.4雾雾多出现在冬季，据有关资料统计，能见度小于1km的大雾平均为39 h，多发生在一月。

考虑雾后恢复作业，每年取影响作业天数为2.5d。

2.2 水文2.2.1潮位1、基准面换算关系当地平均海平面2.56m大沽零点1.00m天津港理论最低潮面2、潮型本区潮汐性质为不正规半日潮，每日两潮，滞后45min，一般涨潮时间为5.5h，退潮时间为7h，一般潮差为2～3m，最大可达4m。

3、潮位特征值历年最高高潮位 5.81m （1992年9月1日）历年最低低潮位 -1.08m （1957年12月18日）历年平均高潮位 3.77m历年平均低潮位 1.34m历年最大潮差 4.37m历年平均潮差 2.43m平均涨潮历时 5h27min平均落潮历时 7h05min4、设计水位设计高水位 4.30m设计低水位 0.50m极端高水位 5.88m极端低水位 -1.295、乘潮水位根据塘沽海洋站1990、1992、1995和1997年观测资料，全年乘潮水位和冬季乘潮水位分别见表2-1和表2-2：表2-1 全年乘潮水位单位：m乘潮延时70% 75% 80% 85% 90% 1h 3.49 3.43 3.36 3.26 3.142h 3.39 3.32 3.26 3.16 3.043h 3.24 3.18 3.12 3.01 2.894h 3.05 3.00 2.93 2.82 2.71表2-2冬季（12月、1月、2月）乘潮水位表单位：m乘潮延时70% 75% 80% 85% 90% 1h 3.32 3.26 3.19 3.05 2.912h 3.23 3.15 3.08 2.94 2.813h 3.09 3.01 2.94 2.82 2.684h 2.91 2.84 2.76 2.63 2.502.2.2波浪表2-3 50年一遇波浪要素水位(m) 泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m) H4%(m) H5%(m) H13%(m) H(m) T(s) L(m)5.88-2 50 ENE 3.92 3.43 3.34 2.90 1.96 8.10 65.424.30 50 ENE 3.24 2.83 2.76 2.40 1.63 8.10 59.535.88 50 E 4.01 3.51 3.43 2.98 2.02 7.60 60.644.30 50 E 3.47 3.05 2.98 2.61 1.79 7.60 55.325.88 50 ESE 4.12 3.61 3.52 3.06 2.09 7.60 60.644.30 50 ESE (3.78) 3.36 3.29 2.89 2.02 7.60 55.325.88 50 SE 3.30 2.86 2.78 2.39 1.58 5.80 42.954.30 50 SE 3.05 2.66 2.60 2.25 1.525.80 39.835.88 50 SSE 3.31 2.86 2.79 2.40 1.59 5.80 42.954.30 50 SSE 3.07 2.68 2.62 2.27 1.535.80 39.835.88 50 S 3.59 3.12 3.04 2.63 1.76 5.57 40.624.30 50 S 3.26 2.86 2.79 2.43 1.655.57 37.795.88 50 SSW 2.93 2.52 2.45 2.10 1.37 5.24 37.234.30 50 SSW 2.57 2.22 2.17 1.86 1.235.24 34.835.88 50 SW 3.22 2.78 2.71 2.32 1.546.13 46.274.30 50 SW 2.70 2.34 2.28 1.96 1.31 6.13 42.725.88 50 WSW 1.89 1.60 1.56 1.31 0.84 4.37 28.08 4.3 50 WSW 1.63 1.39 1.35 1.14 0.73 4.37 26.83水位(m) 泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m) H4%(m) H5%(m) H13%(m) H(m) T(s) L(m)5.88-1 50 ENE 3.65 3.20 3.13 2.72 1.86 8.10 61.814.30 50 ENE 2.94 2.59 2.53 2.21 1.52 8.10 55.205.88 50 E 3.72 3.27 3.19 2.78 1.90 7.60 57.394.30 50 E 3.15 2.78 2.72 2.39 1.66 7.60 51.385.88 50 ESE 3.92 3.45 3.37 2.95 2.04 7.60 57.394.30 50 ESE (3.18) (3.18) 3.15 2.80 1.99 7.60 51.385.88 50 SE 3.15 2.73 2.66 2.30 1.54 5.80 41.074.30 50 SE 2.89 2.54 2.48 2.17 1.485.80 37.365.88 50 SSE 3.16 2.75 2.68 2.31 1.55 5.80 41.074.30 50 SSE 2.92 2.57 2.51 2.19 1.505.80 37.365.88 50 S 3.53 3.09 3.01 2.62 1.78 5.57 38.924.30 50 S (3.18) 2.82 2.76 2.43 1.695.57 35.525.88 50 SSW 2.84 2.46 2.39 2.05 1.36 5.24 35.804.30 50 SSW 2.48 2.15 2.10 1.81 1.225.24 32.865.88 50 SW 3.05 2.65 2.58 2.23 1.486.13 44.134.30 50 SW 2.53 2.20 2.15 1.86 1.25 6.13 39.985.88 50 WSW 1.80 1.53 1.48 1.25 0.80 4.37 27.36 4.3 50 WSW 1.52 1.30 1.26 1.07 0.69 4.37 25.65水位(m) 泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m) H4%(m) H5%(m) H13%(m) H(m) T(s) L(m)5.880 50 ENE 3.35 2.95 2.88 2.52 1.74 8.10 57.774.30 50 ENE (2.58) 2.31 2.26 1.99 1.39 8.10 50.265.88 50 E 3.43 3.02 2.96 2.59 1.79 7.60 53.734.30 50 E (2.58) (2.58) (2.58)2.31 1.65 7.60 46.865.88 50 ESE (3.53) 3.30 3.23 2.85 2.00 7.60 53.734.30 50 ESE (2.58) (2.58) (2.58)(2.58) 2.00 7.60 46.865.88 50 SE 2.99 2.61 2.55 2.21 1.50 5.80 38.844.30 50 SE (2.58) 2.42 2.37 2.09 1.475.80 34.415.88 50 SSE 3.01 2.63 2.57 2.23 1.52 5.80 38.844.30 50 SSE (2.58) 2.45 2.40 2.12 1.495.80 34.415.88 50 S 3.35 2.95 2.88 2.52 1.74 5.57 36.894.30 50 S (2.58) (2.58) (2.58)2.33 1.67 5.57 32.785.88 50 SSW 2.62 2.28 2.22 1.91 1.28 5.24 34.054.30 50 SSW 2.23 1.96 1.91 1.66 1.135.24 30.425.88 50 SW 2.71 2.36 2.30 1.99 1.336.13 41.624.30 50 SW 2.16 1.89 1.85 1.60 1.09 6.13 36.725.88 50 WSW 1.59 1.36 1.32 1.12 0.72 4.37 26.38 4.3 50 WSW 1.30 1.11 1.08 0.92 0.59 4.37 24.082.2.3海流本区基本为往复流型，涨潮主流向NW，落潮主流向SE，涨潮流速大于落潮流速，流速小于0.4m/s的累积频率为96.4%。