江陰港碼頭計算說明書

1、說明書目錄中文摘要-英文摘要-設計基本條件及依據-（一） 設計任務、依據及標準-（二） 項目的工程環(huán)境及條件-總平面布置-碼頭結構的初步設計-指定結構構件的技術設計-（一） 面板的技術設計-（二） 橫向排架的內力計算-關鍵性技術要求說明-結束語-附圖一 地質縱、橫向剖面圖附圖二 面板配筋及預制板吊筋圖附圖三 傳統(tǒng)式結構斷面圖附圖四 部分預制式結構斷面圖附圖五 承載能力極限狀態(tài)施工期、使用期荷載組合彎矩、剪力的內力土和包絡圖大圖一 橫梁斷面配筋圖大圖二 碼頭結構斷面三視圖大圖三 碼頭總平面布置圖江陰港碼頭設計摘 要一設計資料江陰是負責河轉江及江轉河的中轉港，隨著國民經濟的發(fā)展吞吐量逐年劇增，港內

2、泊位明顯不足，裝卸機械不配套，遠不能適應形勢發(fā)展的要求，經上級部門批建4號碼頭。碼頭全部配套工程，包括碼頭水工建筑物，裝卸機械設備貨物道路填土生產輔助設施給水供電通信等，總投資3000萬元。碼頭的建設規(guī)模，在近期的綜合通過能力為42萬噸，甲港為三級港，新建碼頭按二級建筑物設計。AbstractWith the development of iron production of MeiShan Steelworks,the original two 2000-ton berths,built in 1969,cant meet the requirements of cargo transpor

3、ation.So a 5000-ton berth is to be built in the lower level of the original ones.The contents are as followings:()The general plan of the port Based on the design materials,the general sizes of the port can be determined,which include the elevation,the berth sizes of the wharf,the torage area,and th

4、e loading &unloading craftsmanship.()The technological design of the portThis port is a river port.It can be designed as an open pier on piles.This stage includes two steps:a、 The preliminary design of the wharf structureTwo choies:one is to put the deck on the prefabricated vertical beams,and then

5、put the vertical beams on the crossbeam.Another one is to use a pile cap to build the prefabricated vertical beams,the crossbeam,and the piles into an integrated one.b、 The technological design of the wharf structureThrough comparison,the first one is the selected as the main design scheme.It mainly

6、 consists of the calculation of internal forces of the componts,the calculation of the quantity of the reinforced bars and their arrangement,and the crack width of the reinforced concrete.設計基本條件及依據（一）設計任務、設計依據及標準一、設計任務某大型鋼鐵廠專業(yè)碼頭原有兩個2000噸級泊位碼頭長183米，系1969年建成投產，擔負廠內所需原料和產品的進出口貨運任務。由于近年來該廠煉鐵不斷發(fā)展，原有碼頭的貨運

7、能力已經不能滿足要求。經上級有關部門的批準，擬于原有碼頭下游方向擴建一個5000噸級泊位。本項設計的任務是對擴建碼頭的結構進行方案設計及部分構件的技術設計。二、設計依據及參考文獻所用規(guī)范：高樁碼頭設計與施工規(guī)范港口工程砼設計規(guī)范港口工程荷載規(guī)范港口工程制圖標準港口工程樁基規(guī)范海港總平面設計規(guī)范所用文獻：港口水工建筑物港口規(guī)劃與布置土力學結構力學港口航道與海岸工程專業(yè)畢業(yè)設計指南（二）、項目的工程環(huán)境及條件1營運任務：本碼頭主要為蘇錫常等地擔負化肥原料和磷礦石的任務并承擔港內其他碼頭無法承擔的重件的轉運任務。因此，本碼頭按轉運磷礦石為主要貨種的綜合性碼頭設計，在近期貨運的年吞吐量為42噸，包括磷

8、礦石20噸，鋼材10萬噸，黃沙10萬噸，木材2萬噸，遠期貨運的吞吐量為52噸，包括磷礦石40萬噸，鋼材10萬噸，木材2萬噸，散貨以大船進小船出為主。2船型尺度：本碼頭的設計船型，按部指示以長江1500噸駁船為主，同時考慮今后船型的發(fā)展，設計中兼顧30005000噸散貨船的?？?，裝卸，按60噸水泥船為代表船型設計。根據調查，設計船型和兼顧船型的主要尺度：長航1500噸甲板駁： 75m13m3.5m2.6m民用60噸水泥船： 21m3.0m2.0m1.6m5000噸貨輪： 115m15.6m11m7m 使用部門希望在最低水位是也能?？棵裼么啊?機械設備的現狀港內有多余的移動式皮帶機（長15m和2

9、0m），有升高皮帶孔破孔漏斗2噸的少先吊牽引車及平板車等，兩臺M425型門機，16噸的輪胎吊。4自然條件（1）地質資料該地區(qū)土層分布比較簡單，厚度大，性質良好的粉沙土，在標高-11-2 0圍是最好的持力層，平均貫入擊 數N=37，而表層淤泥的流動性大，似乎岸坡有淺層滑動的危險。（2）水文資料甲港離長江口約200公里，處于入海河口段，水位既受海水潮的影響，又受長江徑流的影響，不過，歷時曲線基本上是非正規(guī)的半日周期混合潮型，一般潮位呈每日兩漲兩落和日潮不等，及漲落潮歷時不相等現象，歷史最高水位+6.75米，歷史最低水位為6.8米。施工水位取3.8米，根據水位累積頻率曲線圖，設計高水位為5.2米,設

10、計低水位為1.6米.當東北向累積頻率為1%的風速16米/秒，吹程15公里時，設計波高為1米。（3）氣象資料按甲港所在的氣象站19541987年的實測資料統(tǒng)計得：歷年最高氣溫38C，歷年最低氣溫-14.2C，年平均氣溫15.2C，日平均氣溫27.8C(七月)，日平均最低氣溫2.3C（一月）本區(qū)的強風向和常風向均為東南風。夏季實測最大風速20米/秒，秋季主導風向是東北風。港區(qū)在7級以上的大風天，年平均約有21天本地區(qū)雷暴雨天數，年最多43天，月最多18天。在10毫米/小時以上的中雨天和暴雨天，年平均15天。歷年日最大雨量為219.6毫米。梅雨天數平均13天，最長持續(xù)25天。本地一般為晨霧，能見度小

11、于1000米有持續(xù)到上午8時后的霧日，年平均有8天，主要在10月份出現。由于晨霧出現頻率地，持續(xù)時間較短，對港口作業(yè)的影響不大。（4）材料供應及施工條件一般可供應40號和50號以下的水泥，60號水泥較少，鋼筋常有3#圓鋼，16錳螺紋鋼數量不多，缺少25錳硅螺紋鋼，沙石料通?？捎民g船從外地運來本港。港區(qū)旁邊空洼地較多，現場“三通一平”的條件好。把洼地填筑起來可做現場預制場和砂石料堆存場地。在現場預制普通鋼筋混凝土構件和所能提供的勞動力數量不受限制。交通部指定由二航四公司承擔本碼頭的施工任務。四公司在裕溪口的預制廠，可預應力鋼筋混凝土的梁和樁，能預制空心構件（板和樁），空心膠管外徑為25和27厘米

12、。一般預制構件的重量在40噸以內。沉樁用的打樁船，其尺寸為：46.6m20m3.6m1.88m,可吊龍口8米，能打4：1的樁，樁的斷面可在55cm55cm以內，長度可在38米以內，允許仰俯角30。（5）碼頭面荷載根據碼頭使用要求，碼頭面使用荷載主要是堆貨，門機,移動式皮帶機和流動機械。堆貨荷載，碼頭前沿為20KPa，門機軌距10.5米,在工作狀態(tài),門機支腿最大輪壓力190KN設計內容包括以下幾個方面：一 港區(qū)的總體規(guī)劃根據設計資料，計算港口的規(guī)模和總體尺度。主要包括：高程、泊位尺度、庫場面積和裝卸工藝等。二碼頭結構設計該港按照河港設計，采用高樁碼頭。這一階段包括碼頭結構的初步設計和碼頭結構的技

13、術設計。1碼頭結構的初步設計有兩種方案：其一是面板擱置在預制縱梁上，預制縱梁擱置在現澆橫梁是。其二是用現澆樁帽將預制縱梁和橫梁及樁連接成一個整體。2. 碼頭結構的技術設計選擇其中的一方案進行技術設計，主要是對碼頭各構件進行內力計算和配筋計算以及裂縫開展寬度驗算。總平面布置一、 碼頭型式的確定 由資料可知，該港位于長江中下游地區(qū)，屬于河口港。根據地質鉆孔資料可知，該港港址的表層土的地基承載力較低，采用高樁碼頭。為避免建港后引起沖淤失衡，盡量少占用主航道，選用順岸式。由于后方陸域緊張，且規(guī)劃碼頭前沿線離岸距離不大，選用滿堂式。二、 碼頭主要尺寸1、 碼頭面標高： 考慮設計高水位及富裕，取碼頭面高程

14、7.0m2、 碼頭底高程： 考慮設計低水位、船舶吃水及富裕水深，取-7.0 m3、 碼頭長度： 船長115 m，考慮兩端富余，取碼頭長度為141m4、 碼頭寬度： 前方樁臺寬度為18 m；排架間距： 取排架間距為7 m5、 港池寬度： B=bc35=50m三、 貨物裝卸工藝 該港口進口鐵礦石和礦粉，貨種為散貨；出口生鐵錠，貨種為件雜貨。所以進口時前方采用10噸門機兩臺，中間采用自卸式卡車；出口時后方采用輪胎式起重機，中間仍采用自卸式卡車。 進口：船門機平板車堆場 出口：船門機平板車堆場四、 堆場、倉庫的面積確定1、 一線庫場的面積倉庫堆場所需的容量：E=（QhKBKKr/TykK）tdc其中：

15、E倉庫或堆場所需容量（t） Qh月貨運量（t），進出口各取4.2萬噸 KBK倉庫或堆場不平衡系數，取1.5 Kr貨物最大入倉庫或堆場百分比（%）取90% Tyk-倉庫或堆場年營運天（d），取350d tdc貨物在倉庫或堆場的平均堆存期（d），取10d K -堆場容積利用系數，出口取1.0，進口取0.7 所以：E1=1.62104（t）面積：A=E/q*kk q單位有效面積的貨物堆存量，取2t/m2 kk庫場總面積利用率，取0.75所以： A1=1.08104 m2 取1.2104 碼頭結構的初步設計前方樁臺：面板采用迭合板，由預制板和現澆板構成，預制板擱置在預制縱梁上，然后進行現澆板及墊層的施

16、工。預制縱梁擱置在橫梁上。橫梁采用倒T型斷面，由上、下橫梁構成，均為現澆結構。橫梁、縱梁、面板之間采用整體連接，橫梁與樁基之間也是整體連接，使碼頭具有較好的整體穩(wěn)定性，橫向排架間距為7.0米，樁基布置采用等間距布置，樁距兩跨分別為5.25米和5.5米，門機梁處為雙直樁，普通縱梁為單直樁，另一門機為叉樁。面板的力傳給縱梁，再由縱梁傳給橫梁，最后傳給樁基，導入地基中。所有樁的尺寸均為50cm50cm前方樁臺的計算一、 面板尺寸的擬定及計算初步擬定面板尺寸為：預制板后20cm，現澆板10cm，墊層厚10cm，計算跨度l0=4.7m面板厚度驗算：各種荷載產生的最大跨中彎矩：自重：M0 =28knm堆荷

17、：M1=55 knm流動機械：M2=16knmM= M0+0.7（M1+ M2）=67 knmKf= WRL/M=1.230.7 所以，經驗算，面板厚度滿足要求。二、 縱梁尺寸的擬定及計算1、 門機梁初取門機梁尺寸如圖 計算跨度l 0=6.3 mM= M0+0.7M堆=1444 knmKf=W（RL+）/M=1.8 1.15所以滿足要求。三、 橫梁尺寸的擬定橫梁采用倒T型截面，如圖四、 樁力估算一 將上部荷載以集中力的形式傳給橫梁，再由橫梁傳給樁基。（1）面板自重+縱梁自重 邊梁P1=128.4KN門機梁P2=389.8KN中縱梁P3=501.8KN 靠船構件 G=rV=34.13，其合力作用

18、至碼頭前沿距離為0.4m（2） 堆貨荷載 橫梁上由面板通過縱梁傳遞值 邊縱梁P堆1=140KN 門機梁P堆2=504KN 中縱梁P堆3=770KN （3） 門機荷載 第一種工況：RA=500KN，RB=527KN 第二種工況：RA=1256KN，RB=457KN （4） 船舶力 系纜力垂直于碼頭線的法向分力為62.5KN 撞擊力為175KN 二 樁力計算表如下按最不利荷載組合后的最大樁力表 樁號1=23456樁力（KN）10021343695761419最大樁力為第2根（直樁）為1343KN五、 樁長計算將樁打入持力層9m樁長為25m序號 樁力（KN） 工況N1= N2N3N4N5N6自重37

19、4573201201 248堆荷349770 266266171門機5000527527062802412410船舶力系纜力00-93930撞擊力00-33330 指定結構構件的技術設計（一）面板的技術設計一、計算依據1、 基本尺寸預制板厚20cm，現澆板厚10cm，墊層厚10cm，橫向排架間距7m，考慮到吊運要求，取預制板寬度b=4.7m。預制板擱置寬度取為15cm，預制梁高120cm，預制板平面尺寸6.6m4.7m。2、 荷載（1） 恒載：r1=25kn/m，r2=24kn/m（2） 施工荷載：預制板腳手架時q=30kn/m2吊運安裝時動力系數=1.5（3） 使用荷載：堆貨荷載q=20kn

20、/m2，16t輪胎式起重機使用吊重10t，輪胎壓力為211.0kn，沖擊系數k=1.3，工作時輪胎接地面積可采用0.3m0.2m二、內力計算1、 施工期內力計算恒載面板自重產生的彎矩、剪力：M0=25 knm，Q=22kn吊運時所產生的內力：M=22.36 knm施工荷載產生的內力：M=31.4 knm，2、使用期各種荷載產生的內力（每延米板寬）見下表使用荷載簡支板跨中彎矩（knm）支座剪力（kn）堆貨荷載5643流動機械12153、計算彎矩與梁整體連接的單向板，按規(guī)范計算彎矩由系數法確定，板厚與梁肋高之比/=0.1 /1.4 1/4,所以彎矩系數m=0.65，則跨中最大正彎矩：M=7.8 k

21、nm支座最大負彎矩：M=-7.2knm，計算剪力與梁整體連接的單向板計算與簡支板相同：Q=-150kn荷載組合：長期組合：M=rGM永+rQM堆短期組合：M=rGM永+rQM施三、配筋計算1、 正截面承載力驗算恒載標設跨中恒載.施工荷載.吊運荷載.堆貨荷載.支座處.2預制板配筋：As=.+.=. mm2 配1412(As=1583 mm2) 支座處配筋：As1=. mm2 配612 (As=678mm2)分布筋選?。?0 (As= mm2)預制板吊筋：(As=. mm2)2、 斜截面承載力驗算施工期：預制板斜截面Q1=. 而Q1=0.07fcbh0=0.0715=.kn Q1Q1 使用期： 疊

22、合板斜截面Q2= r恒+r堆Q堆=.kn 而Q2= 0.07fcbh0=0.0715=.kn Q2Q23、 裂縫寬度驗算Wmax=1.01.01.5=0.249mm0.25mm（二）橫向排架內力計算一、計算依據（一） 結構尺寸 碼頭結構形式見附圖，排架間距為7m（二） 荷載1、 船舶荷載系纜力、撞擊力，擠靠力這里不考慮。2、 其他荷載恒載和流動機械荷載，門機荷載同前。（三） 砼標號 橫梁采用C30混凝土，樁基采用C40預應力砼。（四） 橫梁施工順序 橫梁采用倒T型截面，為現場灌注砼結構，在施工時首先澆筑下橫梁，待下橫梁砼達到一定設計強度后安裝預制板梁，然后澆筑上橫梁和板、梁現場灌筑部分，在橫梁

23、計算中分別按施工期和使用期兩個階段進行。二、樁臺特征（一） 橫梁的幾何特征1、 橫梁斷面尺寸A1=0.8m2，A2=0.48 m2A=1.28 m2X=S/A=098752、 橫梁慣性矩施工時期：I=B2H23=0.0144m4使用時期：I=0.507 m43、 砼的彈性模量砼的設計模量標號為C30施工時期：假定下橫梁砼達到設計強度70%時進行預制構件安裝，即Ec=3.010470%=2.1104N/mm2 使用時期：Ec=3.0104 N/mm2（二） 基樁特征 本設計采用預應力鋼筋混凝土樁，樁的斷面尺寸50cm50cm。樁為空心樁，空心直徑為27cm，Ax=0.193m2，砼的抗壓標號為C

24、40，砼的彈性模量Ec=3.25104 N/mm2。（三） 壓縮系數K 根據K =+計算各樁的壓縮系數 支座處的壓縮系數： 支座A：兩根直樁，由于靠得比較近，為簡化計算取兩根樁的中點，作為支承點，KA=2.6010-9m/N 支座 B：KB=5.05310-9 m/N 支座 C：KC=2.7710-9 m/N 支座 D：KD =4.89310-9 m/N 三、計算荷載（一） 恒載1、 作用在外邊梁L1處的恒載P1=135.82KN2、 靠船構件P=63.475KN，離碼頭前沿為0.38 m3、 作用在門機梁L2、L4上的恒載P2=P4=389.02KN4、 作用在中縱梁L3處的恒載P3=441

25、.39KN5、 作用在內邊梁L5處的恒載P5= 211.33KN6、 橫梁自重q=32KN/M（二） 使用期荷載1、 堆荷（1） 作用在外邊梁L1處的荷載P1=119KN（2） 作用在門機梁L4荷載P2=486.5KN（3） 作用在中縱梁L3處的荷載P3=735KN（4） 作用在內邊梁L5處的荷載P4=385KN（5） 作用在門機梁L5處的荷載P5=752.5KN2、 門機工況一：P2=1256KN，P4=457.4KN工況二：P2=457.4KN，P4=1256KN3、 船舶荷載（1） 系纜力 與初步設計中相同，系纜力垂直與碼頭線的法向分力Nx=75KN，對中和軸彎矩M=127.5knm（2

26、） 撞擊力 P=150KN，對橫梁中和軸產生的彎矩為285knm四、內力計算（一） 計算假定及公式根據規(guī)范規(guī)定，由叉樁和直樁支承的橫梁，一般可假定樁兩端為鉸接。在垂直荷載作用下，按彈性支承連續(xù)梁計算，水平力由叉樁承受。內力計算采用彈性支承連續(xù)梁的五彎矩方程。方程如下：-（+）-（+） MK+1+（+）+FK（+）2+MK+-（+）MK+2+（）MK+2=-（+）-RK-10-FKRK0（+）+RK+10式中： FK為K支座壓縮系數 為因荷載作用在基本系K支座左截面梁變形引起的轉角 為為因荷載作用在基本系K支座右截面梁變形引起的轉角 RK0為因荷載作用在基本系K支座引起的支座反力（二） 使用期及

27、施工期的內力組合1、 承載能力極限狀態(tài)施工期： Sd=r0（rG1SG1K+RG2SG2K+rGnKSGnK） r0為結構重要性系數，二級建筑物取為1.0 rG為永久作用系數，取為1.2 SG1K表示永久標準值產生的作用效應使用期：持久組合 Sd=r0（rG1SG1K+RG2SG2K+rGnKSGnK）+rQ1SQ1K+（rQ2SQ2K+ rQnSQnK） rQ1、rQ2為可變作用分項系數，系纜力、堆貨荷載取為1.4，撞擊力、門機取為1.5 為組合系數，取為0.72、 正常使用極限狀態(tài)持久狀況長期效應組合：S1=SGK+SP+ 式中S1為作用的長期效應組合 為準永久系數，取為0.6 SP為預應