沉箱重力式碼頭課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、沉箱重力式碼頭課程設(shè)計(jì)計(jì)算書目錄第一章 設(shè)計(jì)資料- 3第二章 碼頭標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)- 5第三章 沉箱設(shè)計(jì)- 11第四章 作用標(biāo)準(zhǔn)值分類及計(jì)算- 15第五章 碼頭標(biāo)準(zhǔn)斷面各項(xiàng)穩(wěn)定性驗(yàn)算- 44第一章 設(shè)計(jì)資料(一) 自然條件1. 潮位：極端高水位：+；設(shè)計(jì)高水位：+；極端低水位：；設(shè)計(jì)低水位：+；施工水位：+。2. 波浪：擬建碼頭所在水域有掩護(hù)，碼頭前波高小于1米（不考慮波浪力作用）。3. 氣象條件：碼頭所在地區(qū)常風(fēng)主要為北向，其次為東南向；強(qiáng)風(fēng)向（7級(jí)以上大風(fēng)）主要為北北北西向，其次為南南東東南向。4. 地震資料：本地的地震設(shè)計(jì)烈度為7度。5. 地形地質(zhì)條件：碼頭位置處海底地勢(shì)平緩，底坡平均為1/

2、200，海底標(biāo)高為。根據(jù)勘探資料，碼頭所在地的地址資料見圖1。圖一 地質(zhì)資料標(biāo)高土質(zhì)柱狀圖指標(biāo)海底至淤泥m=m3固=ºC固=0以下亞粘土m=m3固=25ºC固=25kpa(二) 碼頭前沿設(shè)計(jì)高程：對(duì)于有掩護(hù)碼頭的頂標(biāo)高，按照兩種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算：基本標(biāo)準(zhǔn)：碼頭頂標(biāo)高=設(shè)計(jì)高水位+超高值（）=+（）=復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)：碼頭頂標(biāo)高=極端高水位+超高值（0）=+（0）=(三) 碼頭結(jié)構(gòu)安全等級(jí)及用途：碼頭結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，件雜貨碼頭。(四) 材料指標(biāo)：擬建碼頭所需部分材料及其重度、內(nèi)摩擦角的標(biāo)準(zhǔn)值可按表1選用。材料名稱重度（kN/m3）內(nèi)摩擦角（度）水上水下水上水下混凝土23241314/鋼筋

3、混凝土24251415/塊石17104545渣石18102929表1(五) 使用荷載：1. 堆貨荷載：前沿q1=20kpa；前方堆場(chǎng)q2=30kpa。2. 門機(jī)荷載：按港口工程荷載規(guī)范附錄C荷載代號(hào)Mh-10 -25 設(shè)計(jì)。3. 鐵路荷載：港口通過機(jī)車類型為干線機(jī)車，按港口工程荷載規(guī)范表中的鐵路豎向線荷載標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)。4. 船舶系纜力： 按普通系纜力計(jì)算，設(shè)計(jì)風(fēng)速22m/s。(六) 設(shè)計(jì)船型：萬(wàn)噸級(jí)雜貨船總長(zhǎng)L×型寬B×型深H×滿載吃水T：146×22××第二章 碼頭標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計(jì)第一節(jié) 碼頭各部分標(biāo)高(一) 碼頭（胸墻）頂標(biāo)高對(duì)于有掩護(hù)

4、碼頭的頂標(biāo)高，按照兩種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算：基本標(biāo)準(zhǔn)：碼頭頂標(biāo)高=設(shè)計(jì)高水位+超高值（）=+（）=復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)：碼頭頂標(biāo)高=極端高水位+超高值（0）=+（0）=碼頭頂標(biāo)高取。(二) 沉箱頂標(biāo)高沉箱頂標(biāo)高=施工水位+（）=+（）=根據(jù)大連地區(qū)施工水位，沉箱頂標(biāo)高取。 (三) 胸墻底標(biāo)高胸墻底標(biāo)高=沉箱頂標(biāo)高（）=（）=胸墻底標(biāo)高取。(四) 碼頭（沉箱）底標(biāo)高碼頭前沿設(shè)計(jì)水深D=T+Z1+Z2+Z3+Z4其中：T設(shè)計(jì)船型滿載吃水（m），T=； Z1龍骨下最小富余水深（m），與海底質(zhì)有關(guān)，對(duì)重力式碼頭應(yīng)按巖石土考慮，取Z1=； Z2波浪富余深度（m），Z2=KH4%Z1=×=0，取Z2=0； Z3船舶因配

5、載不均勻而增加的尾吃水（m），對(duì)雜貨船取Z3=0； Z4備淤深度（m），取Z4=。則：碼頭前沿設(shè)計(jì)水深D=T+Z1+Z2+Z3+Z4=+0+0+=碼頭底標(biāo)高=設(shè)計(jì)低水位碼頭前沿設(shè)計(jì)水深=碼頭底標(biāo)高取。(五) 拋石基床底標(biāo)高取拋石基床厚度為，則基床底標(biāo)高=(六) 拋石棱體頂標(biāo)高拋石棱體頂標(biāo)高=沉箱頂標(biāo)高+（<）=+（<）=（<）拋石棱體頂標(biāo)高取。(七) 二片石頂標(biāo)高拋石棱體頂面和坡面的表層應(yīng)拋設(shè)厚的二片石，取其厚度為，其上再設(shè)置倒濾層。二片石頂標(biāo)高=+=。(八) 倒濾層頂標(biāo)高倒濾層采用碎石倒濾層，且不分層，采用級(jí)配較好的混合石料石渣，其厚度不得小于，取其厚度為。倒濾層頂標(biāo)高=+

6、=第二節(jié) 沉箱尺度的確定(一) 外形尺度1. 泊位長(zhǎng)度設(shè)計(jì)泊位為順岸式碼頭連續(xù)多個(gè)泊位的中間泊位，泊位長(zhǎng)度Lb=L+2d（設(shè)計(jì)船長(zhǎng)+富裕長(zhǎng)度），其中L=146m，d=1215m，取d=15m，Lb=L+2d=146+30=176m。泊位采用11個(gè)沉箱平接，沉箱長(zhǎng)度取，沉箱安裝縫采用50mm，則泊位的實(shí)際長(zhǎng)度為11×+10×=。2. 沉箱長(zhǎng)度沉箱長(zhǎng)度取。3. 沉箱高度 沉箱高度=沉箱頂標(biāo)高沉箱底標(biāo)高=（）=4. 沉箱寬度 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?。ǎ┍洞a頭高度（胸墻頂?shù)匠料涞祝?，即（?#215;（）=，則沉箱寬度取。(二) 細(xì)部尺寸1. 隔墻厚度隔墻厚度取隔墻間距的1/251/20，且不

7、得小于，隔墻厚度取。2. 外壁厚度外壁厚度由計(jì)算確定，且不得小于250mm，在本設(shè)計(jì)中外壁厚度分、三級(jí)，外壁厚度取。3. 底板厚度底板厚度由計(jì)算確定，且不宜小于壁厚，在本設(shè)計(jì)中底板厚度分、四級(jí)，底板厚度取。4. 箱內(nèi)隔墻布置箱內(nèi)隔墻采用對(duì)稱布置，隔墻間距分別取、。5. 加強(qiáng)角寬度加強(qiáng)角寬度一般為150200mm，取200mm。沉箱的其他細(xì)部尺寸見附圖1。(三) 沉箱體積和重量計(jì)算沉箱重量時(shí)，鋼筋混凝土重度標(biāo)準(zhǔn)值采用m3。沉箱材料體積和重量計(jì)算見下表2：沉箱材料體積和重量計(jì)算表編號(hào)構(gòu)件名稱體積計(jì)算式體積Vi（m3）重量Gi（KN）1前壁××2后壁××3側(cè)壁

8、×××24底板××5橫隔墻××6縱隔墻×××67端內(nèi)加強(qiáng)角×××48內(nèi)加強(qiáng)角×××289底加強(qiáng)角××（+）×1610前趾×××××11后趾×××××總和表2沉箱重量=，小于沉箱預(yù)制場(chǎng)大平臺(tái)可制作沉箱的最大重量2000t，滿足預(yù)制場(chǎng)的預(yù)制能力。第三節(jié) 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(一) 胸墻斷面設(shè)計(jì)1. 胸墻頂寬胸墻采用L型，

9、頂寬取。2. 胸墻底寬胸墻底寬由胸墻穩(wěn)定性要求確定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)大于1/2沉箱頂寬度，即大于×=，底寬取。 3. 胸墻高度胸墻高度=胸墻頂標(biāo)高胸墻底標(biāo)高=。 (二) 系船的選擇計(jì)算船舶系纜力：Fxw=×10-5Axwvx212 Fyw=×10-5Aywvy212按75%保證率、壓載或空載狀況，取Axw=1570m2，Ayw=382m2設(shè)計(jì)風(fēng)速vx=22m/s, vy=0m/s查表取得1x=，1y=，2=（按船舶水面以上建筑高度15米取，），故：Fxw= KNFyw=0 KN系船柱結(jié)合碼頭按25m等間距布置，共計(jì)布置7個(gè)，實(shí)際受力系船柱為3個(gè)N=30°，=1

10、5°，n=3，K=N= KN取N=522 KN(三) 門機(jī)布置門機(jī)的軌距、跨距均為，門機(jī)前軌距碼頭前沿2m，布置在胸墻上，后軌布置在單獨(dú)設(shè)置的軌道梁上，距貨場(chǎng)外邊線之間的安全凈距取2m。(四) 鐵路布置門機(jī)下對(duì)稱布置兩條鐵路線，每條鐵路線的鐵路標(biāo)準(zhǔn)軌距為1435mm，軌枕寬度為2500mm。兩條鐵路線的中心線距離為，兩條鐵路線的中心線距近側(cè)門機(jī)軌道的距離為3m。鋼軌上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值按干線機(jī)車為140KN/m。 (五) 管溝設(shè)計(jì)管溝用于放置為船舶供水和供電而鋪設(shè)的水管和電纜，設(shè)在胸墻內(nèi)，管溝中心線距碼頭前沿，要求管溝底面高程應(yīng)高于平均高潮位，故采用小管溝，尺寸（寬×高）為&#

11、215;。(六) 護(hù)舷設(shè)計(jì)1. 護(hù)舷類型和規(guī)格的選擇1有效撞擊能量 其中，取，m查規(guī)范得1萬(wàn)噸級(jí)雜貨船滿載排水量m=14800t，=s，所以××14800×=查橡膠護(hù)舷性能表，選擇低反力型鼓型護(hù)舷H1000，反力R=360KN，吸能量E=。2. 護(hù)舷的布置橡膠護(hù)舷間斷布置，在每個(gè)沉箱的中心位置布置一個(gè)護(hù)舷，即每16米布置一個(gè)，每個(gè)泊位共11個(gè)。船舶擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值為了使船舶在不同水位和不同吃水深度時(shí)都能用船體干舷部分接觸護(hù)舷，兼顧小船靠泊及防止船舶搖擺對(duì)碼頭產(chǎn)生碰撞，在高程處懸掛低反力型鼓型護(hù)舷，在高程處沿前沿線懸掛D300水平護(hù)舷。第四節(jié) 其他設(shè)計(jì)問題(一) 拋石棱

12、體1. 作用設(shè)置拋石棱體是為了防止回填土的流失，并且減少墻后回填土對(duì)沉箱和胸墻產(chǎn)生的土壓力。2. 材料拋石棱體采用10100kg塊石。3. 頂寬回填土（渣石）：內(nèi)摩擦角=29°，破裂角1=°（假設(shè)、均為0，=）；塊石：內(nèi)摩擦角=45°，破裂角2=°（假設(shè)、均為0，=）。二者總厚度H=h1+h2=，破裂面與水平面夾角，且滿足，試算得=°，h1=，h2=，拋石棱體頂寬d=。4. 坡度拋石棱體坡度采用1:1。(二) 二片石拋石棱體頂面和坡面的表層拋設(shè)厚的二片石，坡度為1:1。(三) 倒濾層設(shè)置倒濾層是為了防止墻后回填土流失。倒濾層采用碎石倒濾層，且不

13、分層，采用級(jí)配較好的混合石料石渣，取其厚度為，碎石層坡度采用1:。(四) 拋石基床1. 作用將墻身傳來(lái)的外力擴(kuò)散到較大范圍的地基上，以減少地基應(yīng)力和建筑物的沉降；保護(hù)地基免受波浪和水流的淘刷；整平基面，便于墻身的砌筑和安裝。2. 型式因原泥面水深小于碼頭前設(shè)計(jì)水深，故采用暗基床的型式。3. 材料采用10100kg塊石且有一定級(jí)配。4. 厚度拋石基床厚度取。5. 肩寬和底寬外肩寬不宜小于倍基床厚度，取；內(nèi)肩寬不宜小于倍基床厚度，取。底寬=+=。(五) 挖泥邊坡根據(jù)地質(zhì)資料柱狀圖，挖泥邊坡坡度采用淤泥1:5、亞粘土1:3。(六) 變形縫設(shè)置變形縫是為了減小由于不均勻沉降和溫度變化在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的附加

14、應(yīng)力。變形縫為上下通縫，即胸墻的變形縫設(shè)在兩個(gè)沉箱的接頭處，間距為16m，縫寬采用50mm，用彈性材料填充。第三章 沉箱設(shè)計(jì)第一節(jié) 沉箱浮游穩(wěn)定性驗(yàn)算(一) 計(jì)算資料沉箱浮運(yùn)距離15km左右，為近程浮運(yùn)，要求滿足m。無(wú)實(shí)測(cè)資料，鋼筋混凝土重度標(biāo)準(zhǔn)值為m3，海水重度標(biāo)準(zhǔn)值為m3，木材重度標(biāo)準(zhǔn)值為8KN/m3。因該沉箱前后對(duì)稱，故沉箱的重心在沉箱寬度的中心線上，不需預(yù)加平衡壓載水。(二) 沉箱的浮游穩(wěn)定計(jì)算1. 沉箱材料體積和體積矩計(jì)算沉箱材料體積和體積矩計(jì)算表編號(hào)構(gòu)件名稱體積計(jì)算式體積Vi（m3）形心位置（m）體積矩（m4）yivi·yi1前壁××2后壁×

15、×3側(cè)壁×××24底板××5縱隔墻××6橫隔墻×××67端內(nèi)加強(qiáng)角×××48內(nèi)加強(qiáng)角×××289底加強(qiáng)角××（+）×1610前趾×××××11后趾×××××總和注：前趾O點(diǎn)為x、y坐標(biāo)原點(diǎn)沉箱的重心位置： 2. 全部艙加水深時(shí)的浮游穩(wěn)定計(jì)算（1） 沉箱的重力和重心高度計(jì)算沉箱重力和重心高度計(jì)算表計(jì)算

16、項(xiàng)目計(jì)算式重力g（KN）重心高度y（m）重力矩g·y（KN·m）沉箱本身×平臺(tái)木材×8全部艙加水深×××8×××32×重心高度（2）沉箱排水體積及浮心高度總排水體積：前后趾懸臂的排水體積v=2×（+）=沉箱吃水：浮心高度：（3）定傾高度重心距浮心的距離 定傾半徑 定傾高度 故滿足沉箱浮游穩(wěn)定。第二節(jié) 沉箱吃水驗(yàn)算(一) 滑道末端吃水驗(yàn)算沉箱加壓載水后吃水為T=，考慮富裕深度為，則T滑道末端水深富裕深度=，所以滑道末端吃水滿足要求。(二) 航道中吃水驗(yàn)算沉箱加壓載水后吃水為T=

17、，考慮富裕深度為，航道水深D=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4=+0+=（假設(shè)船舶航速6kn，船、浪夾角45°），D取，則T航道水深富裕深度=，所以航道中吃水滿足要求。(三) 沉放地點(diǎn)吃水驗(yàn)算沉箱加壓載水后吃水為T=，考慮富裕深度為，基床頂面水深為，則T基床頂面水深富裕深度=8m，所以沉放地點(diǎn)吃水滿足要求。第三節(jié) 沉箱干舷高度驗(yàn)算沉箱的干舷高度F=HT=，考慮沉箱干舷富裕高度S=，波高h(yuǎn)=，沉箱的傾斜角度=8°，沉箱頂寬B0=，則F，所以沉箱干舷高度滿足要求。第四章 作用標(biāo)準(zhǔn)值分類及計(jì)算本次設(shè)計(jì)僅考慮極端高水位、設(shè)計(jì)高水位和極端低水位情況，按承載能力極限狀態(tài)，采用作用效應(yīng)的

18、持久組合進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算。第一節(jié) 結(jié)構(gòu)自重力（永久作用）一、 設(shè)計(jì)高水位計(jì)算圖式如下：其中：混凝土重度：水上24KN/m3 水下14KN/m3鋼筋混凝土重度：水上25KN/m3 水下15KN/m3設(shè)計(jì)高水位自重作用計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算式距前沿胸墻1××24×16胸墻2××14×1613443024胸墻3××14×16胸墻上填料××18×16沉箱×15沉箱上填料（××18+××10）×16沉箱內(nèi)填石××&#

19、215;8×××32××（+）×16×10沉箱后趾填石1×（×18+×10）×16沉箱后趾填石2×××10×1618每延米自重作用二、 極端高水位計(jì)算圖式如下：其中：混凝土重度：水上24KN/m3 水下14KN/m3極端高水位自重作用計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算式距前沿胸墻1××24×16胸墻2××14×1620164536胸墻3××14×16胸墻上填料×（&#

20、215;18+×10）×16沉箱×15沉箱上填料（××18+××10）×16沉箱內(nèi)填石×××8×××32××（+）×16×10沉箱后趾填石1×（×18+×10）×16沉箱后趾填石2×××10×1618每延米自重作用鋼筋混凝土重度：水上25KN/m3 水下15KN/m3三、 極端低水位計(jì)算圖式如下：極端低水位自重作用計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算式距前沿胸

21、墻1××24×16胸墻2××24×16384012480胸墻上填料××18×16沉箱×25+（）×15沉箱上填料×（×18+×17）×16沉箱內(nèi)填石（×××8×××32）×17+×××8×××32××（+）×16×10沉箱后趾填石1×（×18+×17

22、+×10）×16沉箱后趾填石2×××10×1618每延米自重作用其中：混凝土重度：水上24KN/m3 水下14KN/m3鋼筋混凝土重度：水上25KN/m3 水下15KN/m3四、 拋石基床自重基床厚，拋石基床每延米自重=（+2）××10=m第二節(jié) 土壓力（永久作用、可變作用）一、 碼頭后填料土壓力（永久作用）查重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范附錄C得第n層土的主動(dòng)土壓力系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值如下：渣石：內(nèi)摩擦角=29°，=0°，=（假設(shè)、均為0）；塊石：內(nèi)摩擦角=45°，=0°，=內(nèi)摩擦角=45

23、°，=15°，=（假設(shè)、均為0）。土壓力強(qiáng)度計(jì)算公式按下式計(jì)算：第n層填料頂層：永久作用 可變作用 第n層填料底層：永久作用 可變作用 61611. 設(shè)計(jì)高水位時(shí)設(shè)計(jì)高水位時(shí)碼頭后填料土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n土層高程（m）土層厚度hn（m）回填材料材料重度n（KN/m3）外摩擦角n（°）主動(dòng)土壓力系數(shù)Kan土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算永久作用eni（kPa）計(jì)算式數(shù)值111渣石1801218××=×21210×22（+10×）×=×313塊石100×32（+10×）×

24、;=×41415×42（+×10）×=×設(shè)計(jì)高水位時(shí)碼頭后填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩的計(jì)算計(jì)算土層n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度en1（kPa）土層底土壓力強(qiáng)度en2（kPa）土層厚度hn（m）土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（KN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值水平分力EHn（KN）力臂LHn（m）傾覆力矩MEHn（KN·m）豎向分力EVn（KN）力臂LVn（m）穩(wěn)定力矩MEVn（KN·m）1（0+）×2002（+）×2003（+）

25、5;2004（+）×2其中： 設(shè)計(jì)高水位時(shí)胸墻后填料土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n土層高程（m）土層厚度hn（m）回填材料材料重度n（KN/m3）外摩擦角n（°）主動(dòng)土壓力系數(shù)Kan土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算永久作用eni（kPa）計(jì)算式數(shù)值111渣石1801218××=×21210×22（+10×）×=×設(shè)計(jì)高水位時(shí)胸墻后填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩的計(jì)算計(jì)算土層n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度en1（kPa）土層底土壓力強(qiáng)度en2（kPa）土層厚度hn（m）土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（K

26、N）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值水平分力EHn（KN）力臂LHn（m）傾覆力矩MEHn（KN·m）豎向分力EVn（KN）力臂LVn（m）穩(wěn)定力矩MEVn（KN·m）1（0+）×2002（+）×20000其中： 2. 極端高水位時(shí)極端高水位時(shí)碼頭后填料土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n土層高程（m）土層厚度hn（m）回填材料材料重度n（KN/m3）外摩擦角n（°）主動(dòng)土壓力系數(shù)Kan土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算永久作用eni（kPa）計(jì)算式數(shù)值111渣石1801218××=×2

27、1210×22（+10×）×=×313塊石100×32（+10×）×=×41415×42（+×10）×=×極端高水位時(shí)碼頭后填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩的計(jì)算計(jì)算土層n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度en1（kPa）土層底土壓力強(qiáng)度en2（kPa）土層厚度hn（m）土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（KN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值水平分力EHn（KN）力臂LHn（m）傾覆力矩MEHn（KN·m）豎向分力E

28、Vn（KN）力臂LVn（m）穩(wěn)定力矩MEVn（KN·m）1（0+）×2002（+）×2003（+）×2004（+）×2其中： 極端高水位時(shí)胸墻后填料土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n土層高程（m）土層厚度hn（m）回填材料材料重度n（KN/m3）外摩擦角n（°）主動(dòng)土壓力系數(shù)Kan土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算永久作用eni（kPa）計(jì)算式數(shù)值111渣石1801218××=×21210×22（+10×）×=×極端高水位時(shí)胸墻后填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩

29、的計(jì)算計(jì)算土層n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度en1（kPa）土層底土壓力強(qiáng)度en2（kPa）土層厚度hn（m）土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（KN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值水平分力EHn（KN）力臂LHn（m）傾覆力矩MEHn（KN·m）豎向分力EVn（KN）力臂LVn（m）穩(wěn)定力矩MEVn（KN·m）1（0+）×2002（+）×20000其中： 3. 極端低水位時(shí)極端低水位時(shí)填料土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n土層高程（m）土層厚度hn（m）回填材料材料重度n（KN/m3）外摩擦角n（°）主動(dòng)土壓

30、力系數(shù)Kan土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算永久作用eni（kPa）計(jì)算式數(shù)值111渣石1801218××=×212塊石170×22（+17×）×=×31315×32（+17×）×=×41410×42（+×10）×=×極端低水位時(shí)填料自重力產(chǎn)生的土壓力合力（永久作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩的計(jì)算計(jì)算土層n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度en1（kPa）土層底土壓力強(qiáng)度en2（kPa）土層厚度hn（m）土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（KN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力

31、標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值水平分力EHn（KN）力臂LHn（m）傾覆力矩MEHn（KN·m）豎向分力EVn（KN）力臂LVn（m）穩(wěn)定力矩MEVn（KN·m）1（0+）×2002（+）×2003（+）×2 4（+）×2其中： 二、 堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力（可變作用）碼頭后堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n土層高程（m）土層厚度hn（m）回填材料外摩擦角n（°）主動(dòng)土壓力系數(shù)Kan土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算可變作用（堆貨荷載）eqni（kPa）滿布的均布荷載計(jì)算式數(shù)值111渣石020×12212塊石0

32、20×22313324141520×4251551碼頭后堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力計(jì)算圖式如下：碼頭后堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩的計(jì)算計(jì)算土層n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度en1（kPa）土層底土壓力強(qiáng)度en2（kPa）土層厚度hn（m）土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（KN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值水平分力EHn（KN）力臂LHn（m）傾覆力矩MEHn（KN·m）豎向分力EVn（KN）力臂LVn（m）穩(wěn)定力矩MEVn（KN·m）滿布均布荷載1×002×003×胸

33、墻后堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力計(jì)算圖式如下：胸墻后堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n土層高程（m）土層厚度hn（m）回填材料外摩擦角n（°）主動(dòng)土壓力系數(shù)Kan土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算可變作用（堆貨荷載）eqni（kPa）計(jì)算式數(shù)值111渣石020×12胸墻后堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩的計(jì)算計(jì)算土層n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度en1（kPa）土層底土壓力強(qiáng)度en2（kPa）土層厚度hn（m）土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（KN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值水平分力EHn（KN）力臂LHn（m）傾覆力矩ME

34、Hn（KN·m）豎向分力EVn（KN）力臂LVn（m）穩(wěn)定力矩MEVn（KN·m）滿布均布荷載1×0000三、 鐵路荷載產(chǎn)生的土壓力（可變作用）設(shè)計(jì)機(jī)車為干線機(jī)車，鐵路線荷載是140KN/m，軌枕長(zhǎng)度為，軌枕上均布荷載為q=140/=56kPa。鐵路荷載主要穿過渣石層，計(jì)算土壓力范圍時(shí)采用渣石層的破裂角=°。計(jì)算碼頭后鐵路荷載產(chǎn)生的土壓力時(shí)只考慮后面的鐵路荷載作用，前面的鐵路荷載對(duì)碼頭只產(chǎn)生穩(wěn)定力矩，故不考慮。計(jì)算胸墻后鐵路荷載產(chǎn)生的土壓力時(shí)只考慮前面的鐵路荷載作用，后面的鐵路荷載不能作用在胸墻上，故不考慮。碼頭后鐵路二線荷載產(chǎn)生的土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面

35、編號(hào)土層n土層高程（m）土層厚度hn（m）回填材料外摩擦角n（°）主動(dòng)土壓力系數(shù)Kan土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算可變作用（堆貨荷載）eqni（kPa）計(jì)算式數(shù)值111渣石050×12212022313塊石050×32碼頭后鐵路二線荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩的計(jì)算計(jì)算土層n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度en1（kPa）土層底土壓力強(qiáng)度en2（kPa）土層厚度hn（m）土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（KN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值水平分力EHn（KN）力臂LHn（m）傾覆力矩MEHn（KN·m）豎向分

36、力EVn（KN）力臂LVn（m）穩(wěn)定力矩MEVn（KN·m）1×002×003×00碼頭上部分鐵路荷載產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩002525胸墻后鐵路一線荷載產(chǎn)生的土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n土層高程（m）土層厚度hn（m）回填材料外摩擦角n（°）主動(dòng)土壓力系數(shù)Kan土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算可變作用（堆貨荷載）eqni（kPa）計(jì)算式數(shù)值111渣石050×12212塊石050×22胸墻后鐵路一線荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩的計(jì)算計(jì)算土層n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度en1（kPa）土層底土壓力強(qiáng)度en2（kPa）土層

37、厚度hn（m）土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（KN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值水平分力EHn（KN）力臂LHn（m）傾覆力矩MEHn（KN·m）豎向分力EVn（KN）力臂LVn（m）穩(wěn)定力矩MEVn（KN·m）1×002×00胸墻上部分鐵路荷載產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩00由此可見，鐵路一線荷載對(duì)胸墻的穩(wěn)定力矩遠(yuǎn)大于傾覆力矩，故在驗(yàn)算胸墻穩(wěn)定性時(shí)不予考慮，只考慮堆貨荷載；鐵路二線荷載對(duì)碼頭整體的穩(wěn)定力矩遠(yuǎn)小于傾覆力矩，因而在驗(yàn)算碼頭整體穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)考慮鐵路二線荷載。四、 門機(jī)（后軌）荷載產(chǎn)生的土壓力（可變作用）門機(jī)Mh-10-

38、25支腿荷載計(jì)算圖式如下：×4+=15m<16m，由此可知，一個(gè)沉箱長(zhǎng)度上最多可以安放三個(gè)支腿（兩臺(tái)門機(jī)）。荷載圖式如下：1. 吊臂朝前時(shí)前軌上的兩個(gè)支腿的豎向荷載P=660KN，前軌線荷載=660×3/16=m后軌上的兩個(gè)支腿的豎向荷載P=240KN，后軌線荷載=240×3/16=45KN/m軌道梁底面寬，軌道梁上的均布荷載q1=45/=碼頭后門機(jī)荷載產(chǎn)生的土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n土層高程（m）土層厚度hn（m）回填材料外摩擦角n（°）主動(dòng)土壓力系數(shù)Kan土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算可變作用（堆貨荷載）eqni（kPa）計(jì)算式數(shù)值111塊石15&

39、#215;12碼頭后門機(jī)荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩的計(jì)算計(jì)算土層n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度en1（kPa）土層底土壓力強(qiáng)度en2（kPa）土層厚度hn（m）土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（KN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值水平分力EHn（KN）力臂LHn（m）傾覆力矩MEHn（KN·m）豎向分力EVn（KN）力臂LVn（m）穩(wěn)定力矩MEVn（KN·m）1×碼頭上門機(jī)前軌荷載產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩002. 吊臂朝后時(shí)前軌上的兩個(gè)支腿的豎向荷載P=240KN，前軌線荷載=240×3/16=45KN/m

40、后軌上的兩個(gè)支腿的豎向荷載P=660KN，后軌線荷載=660×3/16=m軌道梁底面寬，軌道梁上的均布荷載q2=碼頭后門機(jī)荷載產(chǎn)生的土壓力強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算層面編號(hào)土層n土層高程（m）土層厚度hn（m）回填材料外摩擦角n（°）主動(dòng)土壓力系數(shù)Kan土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算可變作用（堆貨荷載）eqni（kPa）計(jì)算式數(shù)值111塊石15×12碼頭后門機(jī)荷載產(chǎn)生的土壓力合力（可變作用）標(biāo)準(zhǔn)值及其力矩的計(jì)算計(jì)算土層n土層高程（m）土層頂土壓力強(qiáng)度en1（kPa）土層底土壓力強(qiáng)度en2（kPa）土層厚度hn（m）土壓力合力標(biāo)準(zhǔn)值En（KN）水平分力標(biāo)準(zhǔn)值及其產(chǎn)生的傾覆力矩豎向分力標(biāo)準(zhǔn)值

41、及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩頂?shù)子?jì)算式數(shù)值水平分力EHn（KN）力臂LHn（m）傾覆力矩MEHn（KN·m）豎向分力EVn（KN）力臂LVn（m）穩(wěn)定力矩MEVn（KN·m）1×碼頭上門機(jī)前軌荷載產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩0045第三節(jié) 船舶系纜力（可變作用）一、 計(jì)算沿墻底的穩(wěn)定性時(shí)系纜力作用在碼頭地面上處，不考慮豎向力的作用。垂直于碼頭岸線方向的系纜力水平力標(biāo)準(zhǔn)值NH=Nsincos=522×sin30°×cos15°=，系纜力沿碼頭線方向的分布長(zhǎng)度等于碼頭分段長(zhǎng)度16m，每延米碼頭的系纜力水平分力的標(biāo)準(zhǔn)值PRH及其對(duì)墻底的傾覆力矩MRH分別

42、為：PRH=NH/16=16=m MRH=（+）PRH=×=·m/m二、 計(jì)算胸墻的穩(wěn)定性時(shí)垂直于碼頭岸線方向的系纜力水平力標(biāo)準(zhǔn)值NH=Nsincos=522×sin30°×cos15°=，系纜力豎向力標(biāo)準(zhǔn)值NV=Nsin=522×sin15°=，系纜力沿碼頭線方向的分布長(zhǎng)度=+×2=。每延米碼頭的系纜力水平分力的標(biāo)準(zhǔn)值PRH及其對(duì)胸墻底的傾覆力矩MRH分別為：PRH=NH/=m MRH=（+）PRH=×=·m/m每延米碼頭的系纜力豎向分力的標(biāo)準(zhǔn)值PRV及其對(duì)胸墻底的傾覆力矩MRV分別為：PRV=NV/=m MRV=×PRV=×=·m/m每延米碼頭的系纜力對(duì)胸墻底的傾覆力矩為：MR=+=·m/m第四節(jié) 作用標(biāo)準(zhǔn)值匯總一、 胸墻作用標(biāo)準(zhǔn)值匯總胸墻作用標(biāo)準(zhǔn)值匯總表作用分類荷載情況垂直力（kN/m）水平力（kN/m）穩(wěn)定力矩（kN·m/m）傾覆力矩（kN·m/m）永久作用自重力設(shè)計(jì)高水位00極端高水位00填料土壓力設(shè)計(jì)高水位00極端高水位0