江陰港計算書

1、1 目錄 1.1. 總體設(shè)計總體設(shè)計.1 1 一碼頭主要尺度的擬定.1 二、裝卸工藝.2 2 2、碼頭結(jié)構(gòu)方案初步設(shè)計、碼頭結(jié)構(gòu)方案初步設(shè)計.5 5 一、碼頭上作用的計算.5 二、面板尺寸.8 三 縱梁的尺寸.10 四基樁樁力計算及樁長確定.13 五 引橋設(shè)計.21 3 3 碼頭結(jié)構(gòu)方案二初步設(shè)計碼頭結(jié)構(gòu)方案二初步設(shè)計.2424 4 4 面板技術(shù)設(shè)計面板技術(shù)設(shè)計.2525 一面板內(nèi)力計算.25 二、.面板配筋計算.28 三 斜截面抗剪驗算.31 5 5 橫向排架內(nèi)力計算橫向排架內(nèi)力計算.3333 一 內(nèi)力計算方法.33 二 內(nèi)力計算.33 三 橫梁配筋計算.42 四 斜截面承載力計算.45 五

2、裂縫開展寬度驗算.46 1.1. 總體設(shè)計總體設(shè)計 本次的申夏港按海港碼頭設(shè)計，平面布置與設(shè)計工藝按照海港總平面設(shè)計規(guī) 范相關(guān)規(guī)定確定。 一碼頭主要尺度的擬定一碼頭主要尺度的擬定 （1）泊位長度 由于 2 個 10 萬噸級泊位，故每個泊位的長度為： mdLLb5 .290275 . 12505 . 1 2 個泊位的總長度為 2=581m. b L 2 其中：為設(shè)計船長，為 250 米；d 為富裕長度，查規(guī)范，取 27 米。 b L （2）泊位寬度 10 萬噸級泊位寬度：B=2b=243=86m 不占用主航道。 其中 b 為船寬，取 43 米。 （3）碼頭前沿頂高程: 按有掩護港口計算 E=設(shè)計

3、高水位+ 超高值(1.01.5)=3.54+（1.01.5）=4.545.0 米。 復(fù)核標準： E=50 年一遇的高潮水位 + 超高值（00.5）=5.15.6 米。 兩值比較，E 取 5.6 米。 （4）碼頭前沿底高程: D=T+Z1+Z2+Z3+Z4 D碼頭前沿設(shè)計水深， T設(shè)計船型滿載吃水,T=14.5m， Z1龍骨下最小富裕深度淤泥取 0.3(m)， Z2波浪富裕深度,由于該河段可不考慮波高影響,所以 Z2=0， Z3船舶因配載不均而增加的船尾吃水值,Z3=0.15m， Z4港池備淤深度,考慮建港對河床的影響,Z4=0.4m D=14.5+0.3+0.15+0+0.4=15.35m 碼

4、頭前沿水底高程=設(shè)計最低水位-設(shè)計水深=-0.18-15.35=-15.53m。 二、裝卸工藝二、裝卸工藝 本碼頭為煤炭礦石碼頭，主要運送煤炭和礦石，因此煤炭礦石裝卸船采 用帶斗門機，并考慮要裝卸 10 萬噸級海輪，可配置一定比例的門機（500t/小 時）、水平運輸采用皮帶機、庫場作業(yè)采用皮帶機和堆取料機。 考慮到 850 萬噸/年的設(shè)計吞吐能力，以及岸線長度碼頭規(guī)范等等。擬 配置 8 臺門機，晝夜裝卸時間取為 24 小時，碼頭全年可作業(yè)天數(shù)為 365- 31=334 天，校核碼頭的年通過能力。 泊位利用率計算： 3 一個泊位的日裝卸效率 R=5004(2435)=32000t/日。 泊位利用

5、率795 . 0 32000334 10850 4 RGN GQ a 校核碼頭的年通過能力 Pt= d f d z t t tt t TG 其中 ：R 為泊位的日平均裝卸效率， 為泊位利用率 T 為年日歷天數(shù)，取 334 天， G 為船舶實際載貨量，為 10 萬噸， tz為裝卸一艘船所需時間，tz=100000/（2508）=50h tf為船舶的裝卸輔助作業(yè)，技術(shù)作業(yè)時間以及傳播靠離時間之和，查規(guī) 范取 5h。 t 為晝夜非生產(chǎn)時間之和，參考范圍為 2.04.0h，取 3h td為晝夜小時數(shù)，取 24h。 由以上各值求得碼頭年通過能力： 萬噸850 萬噸1025795 . 0 24 5 324

6、 50 100000334 t P 滿足通過能力。 碼頭裝卸工藝流程圖 圖 1 進口 船 門機 接運皮帶機 堆取料機 堆場 出口：堆場 堆取料機 接運皮帶機 門機 船 碼頭裝卸工藝流程圖 圖 1 2、堆場面積 煤堆場總面積 A 按下式確定： = K 煤 qK E A dc Kyk rBKh t KTq KKQ k 其中 ：E 為庫場所需容量； 4 Qh 為年運貨量，Q=490 萬噸/年； KBk 為庫場不平衡系數(shù)，規(guī)范參考范圍是 1.41.5,取 KBk=1.4; q 為單位有效面積的貨物堆存量,取煤的平均堆高為 6m，則 q=1.46=8.4t/m2 堆場容積利用系數(shù)，對散貨取 0.70.9

7、，取 0.9 k Kr 為貨物最大入場百分比,由于直取作業(yè)比例極小,取 Kr=100%; Tyk為庫場年營運天數(shù),取與港口年營運天數(shù)相同,Tyk=334d tdc為貨物平均堆存期,參考范圍是 715d,取 tdc=10d KK 為庫場總面積利用率,據(jù)規(guī)范可取 KK=80%; 由以上各值求得： 24 4 m104 . 3 8 . 09 . 03344 . 8 104 . 110490 煤 A 同理，礦石堆場總面積 A 按下式確定： = K 礦石 qK E A dc Kyk rBKh t KTq KKQ k 其中 ：E 為庫場所需容量； Qh 為年運貨量，Q=360 萬噸/年； KBk 為庫場不平

8、衡系數(shù)，規(guī)范參考范圍是 1.41.5,取 KBk=1.4; q 為單位有效面積的貨物堆存量,取礦石的平均堆高為 6m，則 q=2.56=15t/m2 堆場容積利用系數(shù)，對散貨取 0.70.9，取 0.9 k Kr 為貨物最大入庫百分比,由于直取作業(yè)比例極小,取 Kr=100%; Tyk為庫場年營運天數(shù),取與港口年營運天數(shù)相同,Tyk=334d 5 tdc為貨物平均堆存期,參考范圍是 715d,取 tdc=10d KK 為庫場總面積利用率,據(jù)規(guī)范可取 KK=80%; 由以上各值求得：。 24 4 m104 . 1 8 . 09 . 033415 104 . 110360 礦石 A 綜合考慮地形及

9、道路布置，布置 3 個堆場，其中煤堆場為長度 200 米、寬 度 85 米的 2 個堆場；礦石堆場為長度 200 米、寬度 70 米的堆場一個。該堆場 面積基本可以滿足裝卸 2 艘 10 萬噸級的船舶的要求。 2、碼頭結(jié)構(gòu)方案初步設(shè)計、碼頭結(jié)構(gòu)方案初步設(shè)計 方案一：面板擱置在縱梁上，縱橫梁采用不等高連接，橫向排架間距為方案一：面板擱置在縱梁上，縱橫梁采用不等高連接，橫向排架間距為 6 6 米，米， 沿長度方向分為沿長度方向分為 8 8 段，每段為段，每段為 7575 米，變形縫寬度為米，變形縫寬度為 22，采用簡支結(jié)構(gòu)。，采用簡支結(jié)構(gòu)。 一、碼頭上作用的計算一、碼頭上作用的計算 （1）船舶荷載

10、 （I）風(fēng)荷載 25 10 6 . 73 xxwxw VAF 25 10 0 . 49 yywyw VAF 式中：Fxw，F(xiàn)yw 分別為作用在船舶上的計算風(fēng)壓力橫向和縱向分力 （kN） Axw,Ayw 分別為船體水面以上橫向和縱向受風(fēng)面積（m2） Vx, Vy 分別為設(shè)計風(fēng)速的橫向和縱向分量 風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)，縱向取長 250，橫向?qū)?43 ，由港口工程 荷載規(guī)范（JTJ 215-98）查得 x=0.6，y=1.0 。 貨船受風(fēng)面積，按半載情況計算： log Axw = 0.733+ 0.601log DW log Ayw = 0.377 + 0.533 log DW Dw=100000t

11、6 求得：Axw=5470m；Ayw=1102m。 歷年主導(dǎo)風(fēng)向為東南向（ES），最大風(fēng)速為 27m/s， 如圖 2； 所以：Vx11.84m/s；Vy24.27m/s 風(fēng)荷載 Fxw=73.654700.6=338kN 5 10 2 84.11 Fyw=49.0110224.271.0=318kN 5 10 （II）水流力 2 2 BVCF xscxsc 2 2 BVCF xmcymc 其中：Fxsc、Fymc 分別為水流力對船首產(chǎn)生的橫向分力和船尾的橫 向分力（kN）， Cxsc、Cxmc 分別為水流力船首橫向分力系數(shù)和船尾橫向分力系數(shù)， 查表河港中 Cxmc 取 0.08，d/D=15.

12、53/14.51.1，可得 Cxsc=0.14， 水的密度，受潮汐影響取海水密度 =1.025t/m3， V 水流速度，取 1975 年大汛落潮時所測的數(shù)據(jù)為 1.8m/s， B 船舶吃水線以下的橫向投影面積，按礦石船的橫向投影面積 7 公式:log B = 0.484 + 0.612 log DW，B=3499 Fxsc=0.141.025/21.83499=805kN Fymc=0.081.025/21.83499=465kN SVCF ycyc 2 2 其中：Fyc 為水流對船舶作用產(chǎn)生的水流力縱向分力（kN）， Cyc 為 水流力縱向分力系數(shù)，bRC eyc 134 . 0 046 .

13、 0 V 為水流速度，1.8m/s， L 為船舶吃水線長度。取 1.5 倍的船長 1.5250=375m， V 為水的運動粘性系數(shù)，取年平均溫度 15.2 攝氏度，v=1.1410-4, 水流對船舶作用的雷諾系數(shù) Re=VL/v=5.92106， B 為系數(shù)，查表取 0， S 為船舶吃水線以下表面積，LBCLDS b 7 . 1 船長 250m，D 船舶吃水 14.5m，B 船寬 43m，Cb 船舶方形系數(shù)，散貨船取 0.825。 則 S=1.725014.50.82525043=15031.25 計算得9.28kN。25.150318 . 12025 . 1 )1092 . 5 (046 .

14、 0 2134 . 0 6 yc F （）系纜力 ) coscoscossin ( y x F F n K N Nx=Nsincos Ny=Ncoscos Nz=Nsin 其中：N、Nx、Ny、Nz 分別為系纜力標準值及其橫向、縱向和豎向分力 （kN）。 Fx、Fy 分別為可能同時出現(xiàn)的風(fēng)和水流對船舶作用產(chǎn)生的橫向分力總 和及縱向分力總和。Fx = 338+805+465 = 1608kN，F(xiàn)x = 318+9.28 = 327.28kN n 為計算船舶同時受力的系船柱數(shù)目。因為船長 250m，n 取 8. 8 K 為系船柱受力分布不均勻系數(shù)。n 3 時 ，k 取 1.3。 系船纜夾角 、 ，

15、來港的是海船，故取 =30，=15 則：650kN。kNN 6 . 604) 15cos30cos 28.327 15cos30sin 1608 ( 8 3 . 1 取 N=650kN。 （） 撞擊力 ： 2 0 2 n MVE 其中： 為 船舶靠岸時的有效撞擊能量（kJ） 0 E 為有效動能系數(shù)，取 0.8 M 為船舶質(zhì)量（t），按滿載排水量計算。logM=0.404+0.932logDW 得 M1.16t 5 10 為船舶靠岸法向速度（m/s）。取 0.09m/s n V kJE84.37509 . 0 1016 . 1 2 8 . 0 25 0 采用 1000500L1000 圓筒高反力

16、型橡膠護舷，護舷性質(zhì)參照海 港工程設(shè)計手冊附錄。E=375.84kJ 時，查表得反力約為 760kN. 撞擊力分配按直接作用排架承受 1/2，相鄰排架各受 1/4 計，排架承受的最 大撞擊力 N=7601/2=380kN。 二、面板尺寸二、面板尺寸 初步選取尺寸：初步選取尺寸：墊層 15cm，面板現(xiàn)澆 20cm，預(yù)制板 20cm，疊 合板與縱梁采用整體連接，自由支撐放在橫梁上，為單向板，自重及施工荷載 產(chǎn)生的內(nèi)力按照簡支板計算，可變作用產(chǎn)生的內(nèi)力按照連續(xù)板計算。 （1）計算跨度 面板計算跨度計算簡圖見圖 2.2： 9 2.2 面板計算簡圖 （）自重產(chǎn)生的跨中彎矩的計算跨度按簡支結(jié)構(gòu)計算： 擱置

17、長度 e=0.15m, ln=5.25-0.8=4.45m, =ln+h=4.45+0.4=4.85m 0 l ln+e=4.45+0.15=4.6m 其中：e 為擱置長度， ln為面板凈跨， 所以計算取跨度4.6m。 0 l （）堆荷在跨中產(chǎn)生彎矩的計算跨度按連續(xù)結(jié)構(gòu)計算： B1=0.9m 0.1L=0.525,所以=1.1ln=1.14.45=4.9m 0 l 2）荷載計算（取單寬板計算） （）永久作用: 面板自重：q1=鋼筋砼(0.2+0.2)=250.4=10.0 kN/m 墊層自重：q2=砼0.15=240.1=3.6 kN/m 自重疊加：q0=q1+q2=10.0+2.4=13.6

18、 kN/m （）堆貨荷載: q1=20 kN/m （3）跨中彎矩計算 永久作用: M0=1/8q0l02=1/813.64.62=36kNm 堆貨荷載:M跨中=1/8q1l02=1/8204.92=60kNm 荷載組合: 永久作用 + 堆荷作用（按連續(xù)結(jié)構(gòu)計算，彎矩需乘以折減 系數(shù) 0.7） 10 M=36+0.760=78kNm （4）截面尺寸驗算： 混凝土采用 C30,RL=2.0103kPa,截面影響系數(shù) =1.55 截面抗彎模量：W= 322 0.0267m0.41.0 6 1 bh 6 1 抗裂安全系數(shù)：KF=0.02672.01031.55/77.9=1.10.8 跨中 M RW

19、L 所以面板截面尺寸滿足承載力要求。 三三 縱梁的尺寸縱梁的尺寸 （1）邊縱梁尺寸計算 （）計算跨度 自重產(chǎn)生的跨中彎矩的計算跨度按簡支梁計算（擱置長度為 20cm） ln=6-0.5=5.5m ln+e=5.5+0.2=5.7m 1.1ln=1.15.5=6.05m 故計算跨度取 5.7m， 堆荷在跨中產(chǎn)生彎矩的計算跨度按彈性支承連續(xù)梁計算：取中到中距 離為 6m。 （）荷載計算 永久荷載： 縱梁自重：q1=250.4375=10.9 kN/m 11 面板層重：q2=250.41=10kN/m 墊層自重：q=240.151=3.6kN/m 疊加自重：q0=q1+q2 +q=10.9+10+3

20、.6=24.5kN/m 可變荷載: 堆荷作用: q=201=20kN/m （）跨中彎矩計算 永久作用: M0=1/8q0l02=1/824.55.72=99.5kNm 堆貨荷載: M跨中=1/8q1l02=1/82062=90kNm 荷載組合：永久作用 + 堆荷作用（按連續(xù)結(jié)構(gòu)計算，彎矩需乘以折減 系數(shù) 0.7） M=99.5+0.790=162.5kNm （）邊縱梁高度驗算 采用 C30 混凝土,RL=2.0103kPa,截面影響系數(shù) =1.55 截面抗彎模量：W=1/6BH2=1/60.41.42=0.131m3 KF=0.1312.01031.55/162.5=2.50.8 跨中 M R

21、W L 所以邊縱梁截面尺寸滿足承載力要求 （2）中縱梁的尺寸計算 （）計算跨度（同邊梁一樣） （）荷載計算 永久荷載:： 縱梁自重：q1=250.675=16.9 kN/m 面板自重：q2=250.45.25=52.5kN/m 墊層自重：q=240.155.25=18.9kN/m 疊加自重：q0=q1+q2 +q=16.9+52.5+18.9=88.3 kN/m 可變荷載: 堆荷作用: q=205.25=105kN/m ）跨中彎矩計算 永久作用: M0=1/8q0l02=1/888.35.72=357.4kNm 12 堆貨荷載: M跨中=1/8q1l02=1/810562=472.5kNm 荷

22、載組合：永久作用 + 堆荷作用（按連續(xù)結(jié)構(gòu)計算，彎矩需乘以折 減系數(shù) 0.7） M=357.4 + 0.7472.5=688.2 kNm （）中縱梁高度驗算 縱梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土 C30, RL=2.0103kPa,截面影響系數(shù) =1.55,預(yù) 加應(yīng)力 =6000kpa 截面抗彎模量 ：W= W=1/6BH2=1/60.61.42=0.196m3 K=0.196(1.552000+6000)/688.2=2.61.2 跨中 M RW L 所以中縱梁尺寸滿足承載力要求 （3）門機縱梁的尺寸驗算 （）計算跨度（同邊梁一樣） （）荷載計算 永久荷載:： 縱梁自重：q1=250.675=16.88kN

23、/m 面板自重：q2=250.45.25=52.5kN/m 墊層自重：q=240.155.25=18.9kN/m 疊加自重：q0=q1+q2 +q=16.75+52.5+18.9=88.33kN/m 可變荷載: 堆荷作用: q=205.25=105kN/m 門機作用：Mh-4-25 型門機 （）跨中彎矩計算 永久作用: M0=1/8q0l02=1/888.335.32=310kNm 堆貨荷載: M跨中=1/8q1l02=1/810562=472.5kNm 門機作用：（采用影響線計算法） （i）一臺門機作用 13 P = 250 kN，M=250（1.75/2+2.5/2）2 = 1062.5

24、kNm （ii）兩臺門機作用 兩臺門機作用簡圖見 2.4.2 P = 220 kN ，M= 220（1.25/2+2/2+3/2+2.25/2）+ 2200.75/2= 1017.5 kNm 所以取一臺門機的情況，M=1062.5 kNm 荷載組合 永久作用 + 堆荷作用 + 門機作用（按連續(xù)結(jié)構(gòu)計算，彎矩需乘以折減系數(shù) 0.7） M=310 + 0.7（472.5 + 1062.5）= 1384.5kNm （）門機縱梁高度驗算 縱梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土 C30, RL=2.0103kPa,截面影響系數(shù) =1.55,預(yù)加應(yīng)力 =6000kpa 14 截面抗彎模量 W= 322 m010 6 1 b

25、h 6 1 196. 4 . 6 . K=0.196(1.552000+6000)/1384.2=1.291.2 跨中 M RW L 所以門機縱梁尺寸滿足承載力要求。 四基樁樁力計算及樁長確定四基樁樁力計算及樁長確定 （1）永久荷載 （）1、2# 樁上的集中力 墊層產(chǎn)生的荷載：P1 = 24(1+5.25/2)0.15 6 = 78.3 kN 面板產(chǎn)生的荷載：P2 = 253.6250.46 = 217.5 kN 縱梁產(chǎn)生的荷載：P3 =16.96 = 101.4 kN P = P1 + P2 + P3 = 78.3+217.5+101.4=397.2 kN （）3# 樁上的集中力 墊層產(chǎn)生的

26、荷載：P1 = 245.250.156 = 113.4 kN 面板產(chǎn)生的荷載：P2 = 255.250.46 = 315 kN 縱梁產(chǎn)生的荷載：P3 =11.96 = 71.4 kN P= P1 + P2 + P3 =113.4+315+71.4=499.8 kN （）4、5# 樁上的集中力 墊層產(chǎn)生的荷載：P1 = 245.250.156 =113.4 kN 面板產(chǎn)生的荷載：P2 = 255.250.46 = 315 kN 縱梁產(chǎn)生的荷載：P3 =16.96 = 101.4 kN P = P1 + P2 + P3 =113.4+315+101.4=529.8 kN 15 （）6# 樁上的集中

27、力 墊層產(chǎn)生的荷載：P1 = 245.250.156 = 113.4 kN 面板產(chǎn)生的荷載：P2 = 255.250.46 = 315 kN 縱梁產(chǎn)生的荷載：P3 =11.96 = 71.4 kN P = P1 + P2 + P3 = 113.4+315+71.4 = 499.8kN (V) 7、8# 樁上的集中力 墊層產(chǎn)生的荷載：P1 = 24(1+5.25/2)0.15 6 = 78.3 kN 面板產(chǎn)生的荷載：P2 = 253.6250.46 = 217.5 kN 縱梁產(chǎn)生的荷載：P3 =11.96 = 71.4 kN P = P1 + P2 + P3 = 78.3+217.5+71.4

28、= 367.2kN （VI）A 端（B 端與 A 端相同） 墊層產(chǎn)生的荷載：P1 = 2410.156 = 21.6 kN 面板產(chǎn)生的荷載：P2 = 2510.46 = 60 kN 縱梁產(chǎn)生的荷載：P3 =8.56 = 51 kN P = P1 + P2 + P3 =21.6+60+ 51=132.6kN （VII）靠船構(gòu)件自重及作用位置 水平撐及牛腿： G1=25(0.40.4)6+25(0.2+0.4)0.20.4=25.2 kN 作用位置距前沿 0.3m。 懸臂矩形 ：G2=（30.60.6）25=27 kN 作用位置距前沿 0.3m。 懸臂三角形 ：G3=（0.530.60.6）25=

29、13.5 kN 作用位置距前沿：m8 . 06 . 0 3 1 6 . 0 靠船構(gòu)件自重： G= G1 +G2 +G3=25.2+27+13.5=65.7 kN 作用位置距前沿 =（25.20.3+270.3+13.50.8）/65.7=0.40m （）橫梁自重 q=251.16=29kN/m （2）可變荷載 （）堆荷荷載計算簡圖見 2.7.1： 1、2# 樁上的集中力（同 7、8#樁）：P = 63.62520= 435 kN 16 3# 樁上的集中力（同 4、5、6#樁）：P = 65.2520= 630 kN A 端（同 B 端）P = 6120= 120 kN （）門機荷載 一臺門機（

30、利用反力影響線），作用簡圖見 2.7.2 P = 2502（4.75/6+5.5/6）= 854.17 kN 兩臺門機，作用簡圖見 2.7.3 P = 2202（5.25/6+4.5/6+3.5/6+2.75/6）= 1173.3 kN 所以取兩臺門機對稱情況，反力為 1173.3 kN，對應(yīng)另一側(cè)為 426.7 kN 3）系纜力 橫向分力：Nx=Nsincos=650sin30cos15=313.9kN 縱向分力：Ny=Ncoscos=650cos30cos15=543.7kN 豎向分力：Nz=Nsin=650sin15=168.2kN 橫向水平分力在排架中分配，根據(jù)高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī) 范

31、，碼頭分段跨數(shù)為 8 跨，取最大分配系數(shù)為 0.37，則橫 向排架所受橫向水平分力最大為 Nx=313.90.37=116.1kN 17 （4）撞擊力 ， 2 0 2 n MVE 其中： 為 船舶靠岸時的有效撞擊能量（kJ） 0 E 為有效動能系數(shù)，取 0.7 M 為船舶質(zhì)量（t），按滿載排水量計算。logM=0.404+0.932logDW,得 M11.6104t 為船舶靠岸法向速度（m/s）。取 0.09m/s n V kJE86.32809 . 0 116000 2 7 . 0 2 0 采用 1000500L1000 圓筒高反力型橡膠護舷，護舷性質(zhì)參照海港 工程設(shè)計手冊附錄。E=375.

32、84kJ 時，查表得反力約為 760kN. 撞擊力分配按直接作用排架承受 1/2，相鄰排架各受 1/4 計，排架承受的最 大撞擊力 N=7601/2=380kN。 （5）樁力計算 （）永久荷載作用 =811kN25 . 5 /)4 . 025. 7(7 .65225 . 7 2925. 5 2 . 39725 . 7 6 . 132 2 1 R kNR6 .49481125. 729 6 . 1327 .65 8 . 499 2 . 397 2 kNR 1 . 7625 . 5 / )2/25 . 5 29( 2 2 kNR606 1 . 7625 . 5 29 8 . 529 3 kNR 1

33、 . 7625 . 5 / )2/25 . 5 29( 2 3 kNR5761 .7625 . 5 29 8 . 499 4 kNR 3 . 57025 . 5 / )2/25 . 7 2925 . 5 2 . 36725 . 7 6 . 132( 2 5 kNR1403 .57025 . 7 29 6 . 132 2 . 367 4 則 1#、2#樁受力為，3#樁受力為，kNR811 1 kNRR 7 . 570 1 . 76 6 . 494 2 2 4、5#樁為斜樁，坡度為 4：1，tan=4，兩樁受力均為 ；6#樁力為kNRR 5 . 351sin2/ ) 1 .76606(sin2/

34、)( 3 3 18 ，7、8#樁力為：。kNRR716140576)( 4 4 kNR 3 . 570 5 （）堆荷荷載作用 kNR 7 . 60025. 5/ )25. 543525 . 7 120( 1 kNR 3 . 584 7 . 600630435120 2 0 2 R kNR630 3 0 3 R kNR630 4 kNR 7 . 60025 . 5 / )25 . 5 43525 . 7 120( 5 kNR7 .45 7 . 600120435 4 則 1、2#樁受力為，3#樁受力為，kNR 7 . 600 1 kNRR 3 . 5840 3 . 584 2 2 4、5#樁為斜

35、樁，坡度為 4：1，tan=4，樁力為 ，6#樁受力為kNRR 7 . 324sin2/ )0630(sin2/ )( 3 3 ，7、8#樁受力為。kNRR3 .584 7 . 45630 4 4 kNR7 .600 5 （）門機荷載作用 1、2#樁力為 1173.3/2=586.65kN 4、5#樁力為 426.7/2sin=213.4kN(tan=4) ()系纜力 作用簡圖見圖 橫向力產(chǎn)生的彎矩為 116（4.9+0.4-3.53）=205.32kNm 19 2.10 系纜力作用簡圖 1、2#樁樁力為-168.2/2=-84.1 kN 3#樁樁力為 0.7 kN 4、5#樁樁力為 184.

36、2 kN，其中 4#樁受壓，5#樁受拉 （）撞擊力 撞擊力作用簡圖見圖 2.11 撞擊力產(chǎn)生的彎矩 M= 2053.53-（1.5-0.35） =487.9 kNm 1、2#樁樁力為 92.93/2=-46.47 kN，3#樁樁力為 92.93kN 4、5#樁樁力為 422.6 kN，其中 5#樁受壓，4#樁受拉。 （）計算表格見下表一： N1=N2= R1 /2 ，N3= R2+ R2”，N4=（R3 + R3”）/2sina， 5 N 20 ， 4 46 RRN 2 5 87 R NN 作用樁力（kN） 1 N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 永久荷載作用405.5

37、405.5570.7351.5351.5716285.2285.2 堆荷荷載作用300.4300.4584.3324.7324.7584.3300.4300.4 門機荷載作用586.6586.60213.4213.4000 系纜力作用-65.1-65.10.7184-184000 撞擊力作用46.4746.47-92.9-423423000 + 122712271156107410741300586586組 合 + 13391339106246710231300586586 最大樁力1、2#樁 1339 單樁垂直極限承載力設(shè)計值: Qd= (ULi+A)/ R fi q R q 其中： R為單

38、樁垂直承載力分項系數(shù)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜或永久作用所占 比重較大時, R可取 1.55, U 為樁身截面周長,U=0.64=2.4 米, qfi為單樁第 I 層土的極限側(cè)摩阻力標準（kpa） LI為樁身穿過第 I 層土的厚度， 為單樁第 i 層土的極限樁端承載力標準(kpa) R q A 為樁身的截面面積,A=0.60.6=0.36M2。 qfi的取值見下表二： )(kPaqf)(kPaqr 入土深度 52002025 58002530 63003035 粉細砂115 68003540 21 土層粉細砂：飽和，中密，為持力層，故初步假定將樁打到-25m 處，從 地質(zhì)資料上看，1、2 號樁地面層高程

39、為-15m,樁打入該持力土層的深度為 1.2 米（不小于 2D=1.2m）代入公式有：Qd=（2.411510+52000.36） /1.55=2988kN1339kN，故初步擬定的樁底高程-25m 滿足要求。 五五 引橋設(shè)計引橋設(shè)計 面板采用空心預(yù)制板，板擱置在橫梁上，擱置長度取 20cm，橫梁間距為 8m，樁為 60cm 60cm 的方樁。 （1）板基本尺寸擬定 磨耗層厚度 10cm，預(yù)制空心板厚 50cm，孔徑為 30cm，孔邊到邊的 距離為 25cm。計算簡圖見下圖 2.12 （）計算自重產(chǎn)生的跨中彎矩（按簡支結(jié)構(gòu)計算）， 彎矩的計算跨度 ln=8-0.9=7.1m,lo=ln+h=7

40、.1+0.5=7.6 m ln+e=7.1+0.2=7.3m 故計算跨度取 7.3m。 磨耗層 q1=24 0.1 1=2.4 kN/m 板自重 q2=25 （0.5 1-2 3.14 0.32/4）=9.0 kN/m q=q1+q2=11.4 kN/m 自重產(chǎn)生的跨中彎矩：mkN11.4 8 1 ql 8 1 M 2 2 0跨中 9.753.7 ）計算可變荷載在跨中產(chǎn)生的彎矩 碼頭上有皮帶機，可變荷載去為堆荷荷載 q=20 kN/m 22 B1=1m 0.1L=0.8,所以 lo=1.1ln=1.17.1=7.8m （按連續(xù)結(jié)構(gòu)計算，彎矩需乘mkN20 8 1 lq 8 1 M 2 2 01

41、跨中 4.1528.7 以折減系數(shù) 0.7） M= 75.9+0.7 152.4=182.3 kNm （） 計算截面抗彎模量(簡化為工字形截面)， 計算尺寸見圖 2.13. b1=0.91d=0.91 0.3=0.273m h1=0.87d=0.87 0.3=0.261m a=(h-h1)/2=(0.5-0.261)/2=0.12m 腹板厚=1-2 0.273=0.454m 面板計算截面簡圖 3 323 0397 . 0 12 . 0 261 . 0 2 1 261 . 0 454 . 0 12 1 2112 . 0 )261 . 0 12 . 0 ( 2 1 12 . 0 1 12 1 mW

42、 安全系數(shù) 7 . 0 3 . 182 200055 . 1 0397 . 0 M RW K l f 23 空心板尺寸滿足承載要求。 （2）橫梁計算簡圖如下圖 2.14 橫梁尺寸簡圖 永久荷載： 橫梁自重： q1=25 0.9 0.6=13.5 kN/m 空心預(yù)制板： q2=9.0 8=72 kN/m 磨耗層： q3=3.6 8=28.8 kN/m q=13.5+72+28.8=114.3 kN/m 在支座產(chǎn)生的彎矩 M=2.1 114.3 2.1 0.5=230.86 kNm 可變荷載 考慮堆荷 M=2.1 2.1 160 0.5=352.8 kNm M= 230.86+352.8=583.

43、66 kNm 抗彎模量 W= =0.054m3 2 6 1 BH 橫梁采用預(yù)應(yīng)力砼 C30, RL=2.0103kPa,截面影響系數(shù) =1.55,預(yù)加應(yīng)力 =10000kpa K=0.054(1.552000+10000)/583.66=1.211.2 跨中 M RW L 滿足要求。 （3）樁帽外包寬取 15cm，打樁允許偏差 10cm，樁帽尺寸如下圖 2.15. a=60+15 2+10 2=110cm b=90+15 2=120cm h=60cm 2.15 樁帽尺寸簡圖 24 （4） 樁力、樁長估算，受力簡圖如下圖 2.16 2.16 受力簡圖 永久荷載 q=104.7 kN/m,樁冒 F

44、=25 0.6 1.1 1.2=19.8 kN 可變荷載 q=160 kN/m 樁承受的力 N=264.7 10/2+19.8=1343.3kN 土層資料見下表三： 表三：樁基打入土層資料 地 面高程為-2m，樁打到-15m kNkNQd 3 . 1343199236 . 0 1300) 7 . 11854 . 110(4 . 2 45 . 1 1 滿足要求。 3 碼頭結(jié)構(gòu)方案二初步設(shè)計碼頭結(jié)構(gòu)方案二初步設(shè)計 方案二簡圖見圖 3. qr（kpa ） qf（kpa）深度范圍 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 10 -2-3.4 粉砂 230085 -3.4-24.7 粉質(zhì)粘土 130080 -24.7-38.5

45、25 3. 方案二簡圖 上部結(jié)構(gòu)采用橫梁，門機縱梁和空心大板，板擱置在橫梁上。橫向排架間距 仍為 6m。 面板基本尺寸擬定：墊層厚 15cm，預(yù)制空心板厚 50cm，孔徑為 30cm，孔 邊到邊距離為 25cm。由前述計算可知，板的尺寸在跨度為 6m 的情況下可滿足 承載力要求。 門機梁尺寸、橫梁尺寸、樁尺寸均與第一方案一致，因采用空心預(yù)制板， 比先前的疊合板輕，故門機梁和橫梁尺寸、樁尺寸均不需要再次驗算。 4 面板技術(shù)設(shè)計面板技術(shù)設(shè)計 一面板內(nèi)力計算一面板內(nèi)力計算 （）設(shè)計擬定：設(shè)計中面板采用裝配整體式迭合板，在施工期間，由于現(xiàn) 澆面板未達到強度設(shè)計值，只考慮預(yù)制板承載，預(yù)制面板簡支在縱梁上

46、，使 用期間現(xiàn)澆面板達到設(shè)計值，與預(yù)制面板連接成整體，墊層和現(xiàn)澆板一起澆 筑。采用 C30 混凝土。 （）基本尺寸：預(yù)制板厚 20cm，現(xiàn)澆板厚 20cm，墊層厚 15cm。橫向排架間 距 6m，預(yù)制板擱置寬度 e 取為 15cm，預(yù)制梁高 1000cm，兩縱梁間距為 5.25m。 （）荷載 恒載：1=25KN/m，2=24KN/m 26 施工荷載：預(yù)制板作腳手架時 q=2.5Kpa，吊運安裝時動力系數(shù) =1.3 使用荷載：堆貨荷載 q=20Kpa 選取下圖 4.1 所示的面板作為設(shè)計對象： 4.1 計算面板尺寸簡圖 （ ）施工期 預(yù)制板作腳手板，擱置在縱梁上，按簡支板計算，考慮的荷載組合為

47、面板 自重+施工荷載，其中面板自重包括預(yù)制、現(xiàn)澆、磨耗三個部分。 縱梁中中跨度 L=5.25m，計算跨度:預(yù)制板高度 h=0.2m，,凈跨 Ln=5.250.30.5=4.45m, 所以計算跨度 L0=minLn+h,Ln+e=4.45+0.15=4.6m。 永久荷載作用效應(yīng)： q1 =(0.2+0.2)1.025=10.0kN/m q2 =0.151.024=3.6kN/m M跨中=1/8(q1+q2) L02=1/8 4.62(10.0+3.6)=36kNm V支座=1/2(q1+q2) Ln=0.512.44.45=27.6kN 可變荷載作用效應(yīng)：施工荷載取 q=2.5kN/m2 M跨中

48、=1/8qL02=1/8 2.54.62=6.61kNm V支座=1/2q Ln=0.52.54.45=5.56kN 預(yù)制板的吊運內(nèi)力計算： 預(yù)制板構(gòu)造簡圖見圖 4.2 預(yù)制板的分塊寬度,在施工條件允許且不因吊運而增加配 筋時,應(yīng)盡量加大,b=,m 2 6 75. 2 5 . 0 27 預(yù)制板分塊長度=Ln+2e=4.45+20.15=4.75m 計算跨度:預(yù)制板采用四點吊,吊點距離邊緣為 0.3m, lx=2.750.32=2.15m , ly=4.750.32=4.15m 吊運動荷載系數(shù) =1.3, 略去吊點至板邊緣的自重,考慮預(yù)制板凹凸平均厚度為 0.01m 面板自重 q=h=1.325

49、(0.2+0.01)=6.83kpa 吊運荷載作用簡圖見圖 4.3.Lx/Ly=2.25/4.15=0.52, 計算跨度取較大邊 ly=4.15,由 建筑結(jié)構(gòu)靜力學(xué)計算手冊查得: x=0.02114 , y=0.12174, x0=0.06216 , y0=0.13384 Mxc=xqly2 =0.021146.834.152=2.49kNm Myc=yqly2=0.121746.834.152=14.32kNm 4.3 吊運荷載作用簡圖 Mx0=x0qly2=0.062166.834.152=7.31kNm My0=y0qly2=0.1316.834.152=15.41kNm （） 使用期

50、對于本碼頭只考慮堆荷荷載 計算圖示：與梁整連結(jié)的板按連續(xù)板計算 中到中跨度為 L=5.25m, 凈跨 Ln=5.250.3=4.95m ，B1=0.9m0.1L=0.525m 彎矩計算跨度 L0=1.1Ln=1.14.95=5.45m 剪力計算跨度取 L0= Ln=4.95 m 堆荷作用：q=20kpa 簡支彎矩：M0= 1/8qL02=1/8205.452=74.26kNm 28 2 0 bhf M c s S 211 y c s f bhf A 0 0 bh As 板厚與肋高之比：h/H=0.4/1=0.41/4 堆貨產(chǎn)生的連續(xù)板跨中彎矩： Md=0.6574.26=48.27kNm 連續(xù)

51、板支座彎矩： Md 支=0.6074.26=44.56kNm 自重產(chǎn)生的支座彎矩：MG 支=0.636=21.6kNm 剪力： Vd=1/2 qLn=1/2204.95=49.5kN 二、二、.面板配筋計算面板配筋計算 () 承載力控制情況下的面板彎矩值如下表四 表四：面板彎受力計算 跨中彎距支座彎距支座剪力 作用 （KNm）（KNm） KN d 永久作 用 恒載36-21.627.61.2 施工荷載6.6105.561.3 短暫狀況 吊運荷載15.41001.3可變作 用 持久狀況 平板車作 用 48.27-44.5649.51.5 ()配筋計算一般說明： 預(yù)制板混凝土強度等級 C30，混凝

52、土軸心抗壓強度設(shè)計值 fc= 15MPa，現(xiàn)澆 面板及面層混凝土強度等級 C30，fc= 15MPa。預(yù)制板和現(xiàn)澆板的主筋均采用二 級鋼筋，分布鋼筋采用一級鋼筋。一級鋼筋抗拉強度設(shè)計值 fy=210 MPa，。二 級鋼筋抗拉強度設(shè)計值 fy=310 MPa。 碼頭工程按一級建筑物設(shè)計，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 0=1.1 由規(guī)范查得受力鋼筋混凝土保護層厚度 40mm，初步估計縱向受力鋼筋直徑 為 14mm。a=c+d/2=40+14/2=47mm。 級鋼筋相對界限受壓區(qū)高度 b=0.544,板縱向鋼筋最小配筋率為 min=0.15% (III) 正截面受彎承載力計算 29 2 0 bhf M c s 2

53、 0 bhf M c s 2 0 bhf M c s （i）自重+施工荷載（按承載能力極限狀態(tài)短暫狀況效應(yīng)組合計算） M= GMG+QMQ=1.236+1.36.61=51.79kNm h0=ha=20047=153mm, （取單寬板計算，b=1000mm） = 51.79106/（1510001532）=0.147， =1 =0.16 bh0min=306mm2 （ii）吊運荷載（按承載能力極限狀態(tài)短暫狀況效應(yīng)組合計算） 吊運時沿 y 方向：M=QMQ=1.315.41=20.03kNm =20.03106/（1510001532）=0.057， =1 =0.0587b=0.544， s 2

54、-1 As=0.0587151000153/310= 435mm2 y 0c f bhf 吊運時沿 x 方向：M=QMQ=1.37.31=9.5kNm = 9.5106/（1510001532）=0.027 =1 =0.0274 b=0.544 s 2-1 As=0.0274151000153/310 y 0c f bhf =202.8mm2 （iii）自重+堆荷 （1）跨中配筋計算 (a)自重產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值（按短暫狀況） 30 2 0 bhf M c s 2 0 bhf M c s 2 0 bhf M c s M=GMG =1.236=43.2kNm =43.2106/（151000353

55、2）=0.0231 =1 =0.0234bh0min=306mm2 (b)堆荷產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值（按持久狀況） M=0QMQ=1.11.548.27=79.65kNm h0=ha=40047=353mm =0.0426， =1 =0.0436bh0min=306mm2 則跨中鋼筋 As=400+744.7=1144.7 mm2 支座配筋計算 荷載組合產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值 M=0(GMG+QMQ) =1.1(1.221.6+1.544.56)=102.04kNm =0.0546， =1 =0.0562bh0min=306mm2 預(yù)制板吊環(huán)配筋 按港工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定選用 預(yù)制板重量設(shè)計值 F=G

56、v=1.31.225(4.752.750.2)=101.9kN 31 kNbhfc d 5 . 494 .1203353. 010001525 . 0 1 . 1 1 25. 0 1 0 單個吊環(huán)鋼筋截面面積 2 3 243 21032 10 9 . 1013 2 3 mm nf F A y 配筋：118(AS=254.5mm2) 面板鋼筋的選擇: 預(yù)制板內(nèi)的受力主筋選擇 14130(As=1184mm2),橫向分布鋼筋不得小于單位 寬度上受力鋼筋截面面積 15%，即 As0.151184=177.6mm2故分布鋼筋選擇 8110（As=457mm2）。 現(xiàn)澆板內(nèi)的受力主筋主要承受負彎矩，選擇

57、 14160（As=962mm2）, 分布 鋼筋選擇 8200（As=251mm2）。 三三 斜截面抗剪驗算斜截面抗剪驗算 （） 驗算截面尺寸 hw/b=353/1000=0.3534.0 所以構(gòu)件截面尺寸符合要求 （）驗算時候須進行斜截面抗剪配筋計算 施工期： 荷載設(shè)計值kNV35.4056 . 5 3 . 1 6 . 272 . 1 構(gòu)件的抗剪承載力：kNbhfV thc 6 . 160153100015107 . 0 07 . 0 0 kNVkNVV c d 35.40146 6 . 160 1 . 1 11 使用期： 荷載設(shè)計值kNV 1 . 118) 5 . 495 . 1 6 .

58、272 . 1 (1 . 1 構(gòu)件的抗剪承載力：kNbhfV tc 4 .635353 . 0 10001512 . 0 12 . 0 0 kNVV c d 6 . 577 4 . 635 1 . 1 11 所以混凝土抗剪滿足要求。 32 四 裂縫寬度驗算 裂縫開展寬度驗算按港工混凝土設(shè)計規(guī)范進行裂縫驗算： ) 4 . 13 . 0 ( 321max teS ls dc E （）跨中裂縫寬 施工期： 1=1.0，2=1.0，3=1.0，ES=2.0105Mpa c=40mm, d=14mm, mm d cas47740 2 2 9400010004722mmbaA ste 012 . 0 94

59、000 1184 te S te A A Mpa hA M s l sl 270 153118487 . 0 10)61 . 6 36( 87 . 0 6 0 0.25mm 23 . 0 ) 0126 . 0 4 . 13 . 0 1440 ( 100 . 2 270 0 . 10 . 10 . 1 5 max mm 滿足裂縫開展寬度要求。 使用期： 1=1.0，2=1.0，3=1.5，ES=2.0105Mpa c=40mm, d=14mm, mm d cas47740 2 2 9400010004722mmbaA ste 012 . 0 94000 1184 te S te A A M1gk

60、=M2GK=2510.24.62/8= 13.23kNm 33 Mpa hA M h h s GK sl 5 . 43 203118487 . 0 1023.13 353 153 15 . 11 87 . 0 15 . 11 6 2 0 1 2 0 01 1 Mpa hA MM s QKGK sl 116 353118487 . 0 10)27.486 . 023.13( 87 . 0 6 0 222 2 ls=l1s+l2s=43.5+116 =159.5 Mpa 0.8fy=0.8310=248 Mpa 0.25mm 2 . 0 ) 0126 . 0 4 . 13 . 0 1440 ( 1