港口水工建筑物課程設計范本方塊

TOC\o"1-5"\h\z第一篇設計任務書 1設計資料 1碼頭設計用途及等級 1\o"CurrentDocument"潮位 11.1.2地形地質條件 1\o"CurrentDocument"波浪 11.1.4氣象條件 11.1.5地震資料 1材料指標 5使用荷載 61.3.1堆貨荷載 61.3.2門機、鐵路荷載 61.3.3船舶系纜力 61.3.4汽車荷載及其它起重設備機械. 6船型 6\o"CurrentDocument"第二篇設計計算書 7尺寸的確定 7泊位長度 7泊位寬度 7碼頭頂高程 7碼頭前沿水底高程 7碼頭立面方塊寬度 7尺縫寬度 7系船柱間隔 7變形縫間距 7作用的分類及計算 8結構自重力 8極端高水位情況 92.1.2設計高水位情況 92.1.3設計低水位情況 10土壓力標準值計算 112.2.1墻后塊石棱體產生的土壓力標準值（永久作用） 112.2.2碼頭面堆貨荷載 162.2.3門機和鐵路荷載產生的土壓力 19船舶荷載（可變作用） 202.3.1系纜力 202.3.2撞擊力、擠靠力 21碼頭穩(wěn)定性驗算 22持久狀況 223.1.1作用效應組合 223.1.2承載能力極限狀態(tài)設計表達式 22短暫狀況 27偶然狀況 27基床和地基承載力驗算 27基床頂面應力計算 27持久狀況 27短暫狀況 29偶然狀況 29結果 29地基承載力驗算 294.2.1計算數據 29承載力計算 29卸荷塊體承載力計算 31作用的標準值計算（以單寬m計） 31作用效應 31參考文獻 32第一篇設計任務書1、設計資料碼頭設計用途及等級：該碼頭為一件雜貨碼頭，結構形式為順岸重力式碼頭，建筑物等級為I級建筑物。1.1自然條件1.1.1潮位校核高水位（五十年一遇） +5.00米校核低水位（五十年一遇） -1.15米設計高水位（歷時累積頻率1%） +4.00米設計低水位（歷時累積頻率98%） +0.45米施工水位 +2.20米1.1.2地形地質條件碼頭位置處海底地勢平緩，底坡平均為1/200,海底地面標高為-4.5米?-5.5米不等，見圖1-1-1根據勘探資料，碼頭所在處的地質剖面圖和有關的資料見表 1-1-1及圖1-1-2.1.1.3波浪擬建碼頭所在水域有掩護，碼頭前波高小于1米。1.1.4、 氣象條件碼頭所在地區(qū)常風主要為北向，其次為東南向；強風向（7級以上大風）主要為北?北北西向，其次為南南東?東南向。1.1.5、 地震資料本地的地震烈度為6°。（不計算地震力）。

表1-1-1擬建碼頭處地質剖面柱狀圖標高地質指標海底至-7.9淤泥Ym=1.53t/m3,W=12°8',C=0.14kg/m2。-7.9以下亞粘土e=0.7,I=12.4,Il=0.58,ES=110.87kg/cm2,r=1.94t/m3,c=0.25kg/cm2,W=20°。亞粘土的壓縮曲線00.51.02.03.0e0.7000.6870.6780.6630.652圖1-1-2碼頭所在處土壤特性1.2材料指標擬建碼頭所需部分材料及其容重、內摩擦角等指標可按下表1-1-2選用。

表1-1-2材料指標材料名稱重度（KN/M3）內摩擦角0（°）飽和水下飽和路面混凝土C302414鋼筋混凝土卸荷塊體C302515混凝土方塊C252414混凝土胸墻C302414墻后回填10?100kg塊石棱體181121451.3使用荷載1.3.1堆貨荷載：碼頭前沿堆存荷載 q1=2t/m2前方堆場q2=4t/m2（當用于構件計算時）q2=3t/m2（當用于整體計算時）1.3.2門機荷載、鐵路荷載按《港口工程荷載規(guī)范》JTJ215—98附錄C的Mh_4_25設計。（以等代均布荷載代替，取q=30kpa ——按干線機車計算。1.3.3船舶系纜力3=0.6KN/m2按普通系纜力計算1.3.4汽車荷載、其它起重設備機械。汽車荷載及其它起重設備機械不計。1.4設計船型表1-1-3設計船型船型船長（m）船寬（m）型深（m）滿載吃水（m）B144.019.411.28.2F162.021.712.78.7第二篇設計計算書1.碼頭主要尺寸確定1.1泊位長度按單泊位計算，即泊位長度（L）=船長（LC）+2X代纜長度（d）。d根據船長LC=162m，按規(guī)范富裕長度d取20m，所以L=162.0+2X20=202m，取200m。1.2泊位寬度碼頭前沿停泊水位寬度B不小于2倍船寬，取B=45m。1.3碼頭頂高程按《海港總平面設計規(guī)范》（JTJ211-99）基本標準：碼頭前沿標高=設計高水位+超高艮即H=4.0+1.0?1.5=5.0?5.5m，且本碼頭有掩護，可取為5.5m。1.4碼頭前沿底高程根據《海港總平面設計規(guī)范》（JTJ211-99）碼頭前沿水深d=t+z1+z2+z3+z4碼頭前沿底高程=設計低水位一D表2-1-1碼頭前沿水深計算船型10000噸件雜貨船設計船型滿載吃水T8.7龍骨下最小富裕水深Z10.2波浪富裕深度Z20配載不均勻增加值Z30.15備淤富裕深度Z40.4碼頭前沿水深計算值D9.45設計低水位0.45碼頭前沿底高程設計值-9.001.5碼頭立面方塊寬度若設起吊重量180t，算得寬度為5000mm。

1.6尺縫寬度尺縫寬度為20mm。1.7系船柱間隔系船柱間隔為25mm。1.8變形縫間隔變形縫間距取25m，設在兩個系船柱中央線上。2作用的分類及計算2.1結構自重力（永久作用）自重力的的計算圖式見圖2-2-1.isa；融魚U21p2自中留木晚isa；融魚U21p2自中留木晚p1；T*盛女云g-115*2-1結構M計算示意圖（單位碩）2.1.1極端高水位情況自重力：計算見表2-2-1(以單寬m計)力臂：計算見表2-2-2穩(wěn)定力矩：MG.=G.Xq,計算結果見表2-2-3.表2-2-1自重力計算結果(KN)層號第一層第二層第三層第四層第五層Gi133.5411.665181.3168211.4本層以上ZG 1 133.5545.165726.465894.4651105.865表2-2-2力臂q計算(m)*G1G2G3G4G5第一層1.48第二層0.983.536第三層0.983.5362.015第四層0.983.5362.0152.0第五層2.384.9363.4153.42.848表2-2-3力矩M計算結果(KN?m)*G1G2G3G4G5G5第一層197.58197.58第二層130.831455.6471586.447第三層130.831455.647365.3201951.797第四層130.831455.647365.3203362287.797第五層317.732031.978619.140571.2602.0674142.1152.1.2設計高水位情況自重力：計算見表2.2.4。力臂：計算見表2.2.5.穩(wěn)定力矩：M=GiXdi，計算結果見表2.2.6.Gi表2.2.4自重力計算結果(KN)層號第一層第二層第三層第四層第五層Gi160.5441.765181.3168211.4本層以上\Gi160.5602.265783.565951.5651162.965

表2.2.5力臂di計算結果(m)J*Gi層號fG1G2G3G4G5第一層1.435第二層0.9354.112第三層0.9354.1122.015第四層0.9354.1122.0152.0第五層2.3355.5123.4153.42.848表2.2.6力矩MGi計算結果(KN-m)層號、G1G2G3G4G5習第一層230.318230.318第二層150.0681816.5381966.606第三層150.0681816.538365.3202331.926第四層150.0681816.538365.3203362667.926第五層374.7682435.009619.140571.2602.0674602.1842.1.3設計低水位情況自重力：計算見表2-2-7(以單寬m計)力臂：計算見表2-2-8穩(wěn)定力矩：MGi=GiXdi，計算結果見表2-2-9.表2-2-7自重力計算結果(KN)層號第一層第二層第三層第四層第五層Gi204565.323181.3168211.4本層以上zG 1 204769.323950.6231118.6231330.023表2-2-8力臂dj計算(m)G1G2I4 G3G4G5第一層1.441第二層0.9413.959第三層0.9413.9592.015第四層0.9413.9592.0152.0第五層2.3415.3593.4153.42.848表2-2-9力矩MGi計算結果(kN?m)G1G2G3G4G5E第一層293.964293.964第二層191.9642238.1142430.078第三層191.9642238.114365.3202795.398第四層191.9642238.114365.3203363131.398第五層477.5643029.566619.140571.2602.0675299.5372.2土壓力標準值計算主動土壓力系數計算卸荷塊體與胸墻組成的墻背近似L型，墻后填料為塊石，0=45°按《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》(JTJ290-98)3.5.1.2條規(guī)定，可近似按公式(3.5.1-10)計算：Ka=tg2(45°-0/2)=tg2(45° -45°/2)=0.172卸荷塊體以下墻背按3.5.2條規(guī)定?。?=0/3=45°/3=15°查表B.0.3—1,Ka=0.16水平土壓力系數Kax=Ka?cos8=Kacos15°=0.16Xcos15°=0.155垂直土壓力系數Kay=Ka?sinS=Kasin15°=0.16Xsin15°=0.041土壓力標準值按(JTJ290—98)3.5條計算。e=(^Yh)Kcosa ?！?=&Y孔本/僉式中：cosa=1n1 iian n ani=0 i=02.2.1墻后塊石棱體產生的土壓力標準值(永久作用)：(1)極端高水位情況：①土壓力強度計算值，按規(guī)范《JTJ290-98》規(guī)范3.5.1條計算。e0=0e1=0.5X18X0.172=1.548(Kpa)e2=(0.5X18+5.0X11)X0.172=11.008(Kpa)e2,二0e3=11X2.75X0.16=4.84(Kpa)e4=(0.5X18+5.0X11+6.21X11)X0.16=21.170(Kpa)e5=21.170+2.79X11X0.16=26.08(Kpa)主動土壓力分布圖見圖2-2-2a)

合力計算：土壓力合力Ei的計算結果見表2-2-10（以單寬m計算）。水平力￡氏作用的力臂di,計算結果見表2-2-11。水平力EHi作用產生的傾覆力矩MEHi二EHiXdi,計算結果見表2-2-12。垂直力EVi作用的力臂Li,計算結果見表2-2-13。垂直力EVi作用產生的傾覆力矩MEVi二EViXLi,計算結果見表2-2-14.表2-2-10土壓力計算結果（KN）層號第一層第二層第三層第四層第五層Ei10.17021.6088.01139.26070.254EHi=Eicos810.17021.6087.73837.92167.858EV.=Eisin8002.07310.16118.182本層以上EEHi10.17031.77839.51677.437145.295本層以上EEVi002.07312.19830.380注：第一、第二層中6=0，第三?五層中6=15表2-2-11力臂di計算結果（m）

、i層號、EH1eH2H2eH3H3EH4eH5H5第一層1.061第二層3.5611.136第三層6.5614.1360.969第四層9.5617.1363.9691.230第五層12.56110.1366.9694.2301.442表2—2—12傾覆力矩ME而計算結果（kN?m）層號—EH1eH2H2eH3H3EH4eH5H5E第一層10.79010.790第二層36.21524.54760.762第三層66.72589.3717.498163.594第四層97.235154.19530.71246.434328.785第五層127.745219.01953.926160.40697.851658.947表2—2—13力臂Li計算結果（m）層號n、Ev1Ev2Ev3Ev4Ev5第一層--第二層--第三層--4.0第四層--4.04.0第五層-5.45.45.4表2—2—M穩(wěn)定力矩Me5計算結果（W,.m）'3層號\EV1EV2EV3EV4EV5E第一層-第二層--第三層--8.2928.292第四層--8.29240.64448.936第五層--11.19454.87098.183164.247（2）設計高水K位情況：①土壓力強度計算：e0=0e1=1.5X18X.172=4.644(Kpa)e2=(1.5X18+4X11)X0.172=12.212(Kpa)e2 =0e3=2.75X11X0.16=4.84(Kpa)e4=(1.5X18+4X11+6.21X11)X0.16=22.290(Kpa)e5=22.290+2.79X11X0.16=27.20(Kpa)主動土壓力分布圖見圖2-2-2b)。合力計算：土壓力合力Ei的計算結果見表2.2.15.。水平力EHi作用的力臂di,計算結果見表2.2.16。水平力E1作用產生的傾覆力矩M=EXdi，計算結果見表2.2.17。Hi EhiHi垂直力Evi作用的力臂Li,計算結果見表2.2.13。垂直力Evi作用產生的穩(wěn)定力矩MEvi=EviXLi,計算結果見表2.2.18。表2-2-15土壓力計算結果(KN)層號第一層第二層第二層第四層第五層Ei12.57824.6188.02341.00073.609EH.=Eicos812.57824.6187.74939.60271.100EV.=Eisin8002.07610.61119.050本層以上EEHi12.57837.19644.94584.547155.647本層以上EEVi002.07612.68731.737注：第一、二層中8=0,第二~五層中8=15°表2-2-16力臂di計算結果(m)層"EH1eH2H2eH3H3EH4eH5H5第一層1.054第二層3.5541.150第二層6.5544.1500.988第四層9.5547.1503.9881.223第五層12.55410.1506.9884.2231.445表2—2—17傾覆力矩ME而計算結果(kN?m)層號EH1eH2H2eH3H3EH4eH5H5E第一層13.25713.257第二層44.70228.31173.013第二層82.436102.1657.656192.257第四層120.170176.01930.90348.433375.525第五層157.904249.87354.150167.239102.740731.870表2—2—18力臂Li計算結果(m)

\EVi層號、???、EV1EV2EV3EV4EV5第一層-第二層--第三層--4.0第四層--4.04.0第五層--5.45.45.4表2—2二19穩(wěn)定力矩Me、,i計算結果(kN,?m)層號\EV1EV2EV3EV4EV5E第一層00第二層000第三層008.3048.304第四層008.30442.44450.748第五層0011.21057.299102.87171.379(3)設計低水位情況:①土壓力強度計算：eo=0e1=5.05X18X0.172=15.635(Kpa)e2=15.635+0.45X11X0.172=16.486(Kpa)e2,二0e3=4.84(Kpa)e4=(5.05X18+0.45X11+6.21X11)X0.16=26.266(Kpa)e5=26.266+2.79X11X0.16=31.176(Kpa)合力計算：土壓力合力Ei的計算結果見表2—2—19。水平力孔作用的力臂di,計算結果見表2—2—20。水平力E：作用產生的傾覆力矩MEhi=EHiXdi,計算結果見表2—2—21。垂直力Evi作用的力臂Li,計算結果見表2—2—13。垂直力E：產生的穩(wěn)定力矩MEvi=EviXLi，計算結果見表2—2—22。表2—2—19土壓力計算結果(KN)層號第一層第二層第三層第四層第五層Ei13.93232.7748.05447.01985.515EH.=Eicos813.93232.7747.78045.41682.599EV.=Eisin8002.08412.16922.131本層以上eeh.13.93246.70654.48699.902182.501本層以上EEVi002.08414.25336.384

表2-2-20水平力臂di計算結果（m）層"EH1eH2H2eH3H3EH4eH5H5第一層1.0第二層3.51.313第三層6.54.3130.985第四層9.57.3133.9851.203第五層12.510.3136.9854.2031.452表2—2—21傾覆力矩MEhu計算結果（kN.m）\EhiEH1eH2H2eH3H3EH4eH5H5E第一層13.93213.932第二層48.76243.03291.794第三層90.558141.3547.663239.575第四層132.354239.67631.00354.636457.669第五層174.15337.99854.343190.884119.934877.309表2-2-22垂直力臂Li計算結果（m）'"i層"EH1EH2H2eH3H3EH4eH5H5第一層—第二層——第三層——4.0第四層——4.04.0第五層——5.45.45.4表2—2—23穩(wěn)定力矩MEvi計算結果（kN?m）\EVi層"、EV1EV2EV3EV4EV5E第一層—第二層——第三層——8.3368.336第四層——8.33648.67657.012第五層——11.25465.713119.507196.4742.2.2碼頭面堆貨荷載q=20Kpa產生的土壓力標準值（可變作用）

主動土壓力系數同前。(1)土壓力強度計算，按《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》(JTJ290—98)3.5.1條計算。e=qKqKa,其中kq=K=n= =i,q其中kq=K=n= =i,qcos(a-p)cos0。所以e=qka.e0=20X0.172=3.44(kpa) e1=20土壓力分布圖見圖2-2-3a)X0.16=3.2(Kpa)圖2—2—3a)均布荷載產生的主動土壓力分布圖(kpa)b)門機，鐵路荷載產生的主動土壓力分布圖(kpa)合力計算(以單寬m計算)：土壓力合力Eq1的計算結果見表2-2-23。水平力Eq1Hi作用的力臂di,計算結果見表2-2-24。水平力作用產生的傾覆力矩MEq1Hi=Eq1HiXdi,計算結果見表2-2-25。

垂直力Eq1v.作用的力臂Li,計算結果見表2-2-13.。垂直力Eq1vi作用產生的穩(wěn)定力矩MEq1vi=Eq1viXLi,計算結果見表2-2-26.o /表2-2-23土壓力計算結果(KN)層號第一層第二層第三層第四層第五層 Eq^ 10.328.60.0525.1359.58Eqm=Eq"0S810.328.60.0504.9609.253Eq1Vi=Eq1iSin8000.0141.3292.479] 1本層以上fi10.3218.9218.9723.9333.183本層以上EEnvi000.0141.3433.822注：第一、第二層。=0,第三~五層0 。表2-2-24力臂di計算結果(m)層"EH1EH2H2eH3H3EH4eH5H5第一層1.5第二層4.01.25第三層7.04.250.083第四層10.07.253.0831.122第五層13.010.256.0834.1221.313表2-2-25傾覆力矩MEhu計算結果(kN?m)層廣、EH1eH2H2eH3H3EH4eH5H5E第一層15.4815.48第二層43.8610.7554.61第三層74.8236.550.004111.374第四層103.262.350.1545.565171.269第五層134.1688.150.30420.44512.149255.208表2-2-26力臂Li計算結果(m)Ev1Ev2Ev3Ev4Ev5第一層--第二層--第三層--4.0第四層--4.04.0第五層-5.45.45.4

表2—2—27穩(wěn)定力矩MEvi計算結果(kN?m)\EVi層號、\EV1Ev2EV3EV4EV5E第一層--第二層---第三層--0.0560.056第四層--0.0565.3165.372第五層--0.0767.17713.38720.6402.2.3口機鐵路荷載在實際工程中采用等代均布荷載的方式處理：沿鋼軌長度方向將輪壓力化為線荷載，再將這些線荷載通過軌枕道渣等沿碼頭橫向傳布，達一定深度后成均布荷載，并移至地面。取等代均布荷載為30kPa。(1)土壓力強度計算，按(JTJ290-98)規(guī)范3.5.1條計算eo=30x0.172=5.16(kPa)e1=30X0.16=4.8(kPa)土壓力分布圖見圖2-2-3b)合力計算(以單寬m計)：土壓力合力的計算結果見表2.2.27。水平力Eq2Hi作用的力臂di，計算結果見表2.2.28。水平力Eq2；i作用產生的傾覆力矩MEq2Hi=Eq2HiXdi，計算結果見表2.2.29。垂直力Eq2Vi作用的力臂Li，計算結果見表2.2.13。垂直力Eq2；i作用產生的穩(wěn)定力矩MEq2Vi=Eq2ViXLi，計算結果見表2.2.30。表2.2.27土壓力計算結果(KN)層號第一層第二層第三層第四層第五層Eq2i15.4812.90.047.2914.37Eq2H._Eq2icos815.4812.90.047.0413.88Eq2V._Eq2isin8000.011.893.72本層以上EEq2Hi15.4828.3828.4235.4649.34本層以上EEq2Vi000.011.95.62表2.2.28力臂di計算結果(m)Eq2Hi層號、、Eq2H1Eq2H2Eq2H3Eq2H4Eq2H5第一層1.5第二層4.01.25第三層7.04.250.083第四層10.07.253.0831.072第五層13.010.256.0834.0721.498

表2.2.29傾覆力矩MEhi計算結果(KN-m)\Eq2Hi層號JEq2H1Eq2H2Eq2H3Eq2H4Eq2H5E第一層23.2223.22第二層61.9216.1378.05第三層108.3654.830.00163.19第四層154.893.530.127.55256.00第五層201.24132.230.2428.6720.79383.17表223。穩(wěn)定力矩Mev|計算結果(KN?m)、yq2Hi層號、Eq2H1Eq2H2Eq2H3Eq2H4Eq2H5E第一層--第二層---第三層--0.040.04第四層--0.047.567.60第五層--0.5410.20620.08830.8342.3船舶荷載(可變作用)2.3.1系纜力船舶受力面積：本算例按貨船考慮，只考慮風向垂直船舶縱軸時，九級風速v=22m/s情況,按(JTJ215-98)規(guī)范10.2.2條計算。滿載時：logAXW=-0.036+0.742logDW=0.036+0.742log10000=2.932AXW=855(m2)半滿載或壓載時：logAXW=0.283+0.727logDW=0.283+0.727log10000=3.191AXW=1552(m2)⑵作用在船舶上的計算風壓力，按(JTJ215-98)規(guī)范(10.2.1-1)式計算。Fxw=73.6X10-5AxwV2,，式中V=22m/s;Z 風壓不均勻系數，根據船長L=165.0m,查(JTJ215-98)規(guī)范表10.2.3,取0.884。滿載時：Fxw=73.6X10-5X855X222x0.884=269.3(kN)半滿載時：Fxw=73.6X10-5X1552X222x0.884=488.3(kN)⑶系纜力：按(JTJ215-98)規(guī)范10.4節(jié)計算系纜力標準值計算：N=K［一遷一+一迂y一］nsinacosP cosacosP式中：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)。efx.efy一分別為可能同時出現(xiàn)的風和水流對船舶作用產生的橫向分XY力總和及縱向分力總和(kN)。n一計算船舶同時受力的系船柱數目，由表10.4.2查得n=4。K一系船柱受力分布不均勻系數，當實際受力的系船柱數目n=2時，K取1.2,n>2時，取1.3。a一系纜力的水平投影與碼頭前沿線所成的夾角(30°)。P一系船纜與水平面之間的夾角(15°)。。 。a、p按表10.4.3取值：a=30p=15EF=Fw，EF=0(水流速度很小，因此產生的系纜力忽略不計)13 4883N=—■[ —-—+0]=189.716(kN)4sin30。cos15。按照(JTJ215-98)規(guī)范10.4.5條規(guī)定，DW=10000t的船舶系纜力標準值應不小于400Kn,取N=400kN。橫向分力：N=Nsinacosp=400Xsin30。cos15。=193.185(kN)X豎向分力：NY=Nsinp=400Xsin15。=103.528(kN)系纜力的橫向分力Nx沿碼頭高度的分布及其產生的傾覆力矩MpRii，計算結果見表2.2.32。系纜力的垂直分力NZ沿碼頭高度的分布，見表2.2.32。系纜力產生的總傾覆力矩：MPRi=MPRi1+MPRi2,計算結果見表2.2.33。表2.2.31%的分布層號分布寬度B(m)水平力PRHi*kN/m)A力臂di(m)傾覆力矩Mi=Pixdi(kN-m/r第一層6.032.1980.5+3.0=3.5112.693第二層7.5225.6890.5+5.5=6.0154.134第三層10.0419.2420.5+8.7=9.2177.026第四層12.5415.4050.5+11.9=12.4197.022第五層15.0412.8450.5+15.1=15.6202.382表2.2.31%的分布層號分布寬度B(m)垂直力PRVi=ZBV(kN/m)r~Z 力臂di(m)傾覆力矩M.=P.xdi(kN-m/m)第一層6.017.2551.017.255第二層7.5213.7670.56.884第三層10.0410.3120.55.156

第四層12.548.2560.54.128第五層15.046.884213.768（注：系纜力分布寬度B如圖2-2-4所示，系船柱高度0.5米計）。表2.2.33MpRi計算結果層號第一層第二層第三層第四層第五層M.(kN/m)129.948161.018182.182201.15214.152.3.2撞擊力、擠靠力對該碼頭的結構計算不起控制作用，略。3碼頭穩(wěn)定性驗算3.1持久狀況3.1.1作用效應組合持久組合一:極端高水位時的永久作用+系纜力（主導可變）+均載、門機鐵路荷載（非主導可變）持久組合二:設計高水位時的永久作用+系纜力（主導可變）+均載、門機鐵路荷載（非主導可變）持久組合三:設計低水位時的永久作用+系纜力（主導可變）+均載、門機鐵路荷載（非主導可變）3.1.2承載能力極限狀態(tài)設計表達式(1)碼頭分層穩(wěn)定驗算不考慮波浪作用，系纜力為主導可變作用，均載、門機鐵路荷載為非主導可變作用時，用下式計算(只計算胸墻及卸荷塊體二層)：抗滑穩(wěn)定：Yo(YEEH+YpRPRH+WYEEqH)印GG+YEEV-YpRPRV+WYEEqv)f抗傾穩(wěn)定：Yo3EMEH+*RMpR+WYEMEqH)<1/Yd(YGMG+YEMEV+^YEMEqv)yg 自重力的分項系數，取1.0。ypr——系纜力的分項系數G 作用在計算面上的結構自重力的標準值(kN)；F 沿計算面的摩擦系數設計值，按第3.4.10條規(guī)定采用。Y0 結構重要性系數；ye 土壓力的分項系數；eh、ev 分別為填料所產生的主動土壓力在計算面以上的水平力和垂直分力的標準值(kN)PRH 系纜力水平分力的標準值(kN)EH、Ev 分別為碼頭面可變作用所產生的主動土壓力在計算面以上的水平分力和垂直分力的標準值(kN)；中 作用效應組合系數，取0.7；PRV 系纜力垂直分力的標準值(kN)Mh、Mf 分別為碼頭面可變作用產生的主動土壓力標準值對計算EqH Eqv面前趾的傾覆力矩和穩(wěn)定力矩(kN?m)；MPR 系纜力標準值對計算面前趾的傾覆力矩(kN?m)；本算例剩余水壓力為零。均載位置見圖2—3—1、圖2—3—2,計算結果見表2.3.1?2.3.6。沿基床底面抗滑穩(wěn)定驗算根據前述抗滑穩(wěn)定計算結果比較，持久組合一位控制情況，以此鐘組合驗算碼頭沿基床底抗滑。計算公式：Y0(YEEH+YPRPRH+VYEEqH)<1/Yd(YGG+YEEV+VYEEqv)f式中，f為拋石基床與地基土(粘土)之間的摩擦系數?；矑伿黾拥淖灾?見圖2-3-3)：△G二(11.4X3-0.5X3X3)X11=326.7(kN)墻前被動土壓力：e=3X11Xtg2(45°+45°/2)=192.338(kPa)Ep=0.58192.388X3X0.3=86.552(kN)(折減系數取0.3)計算結果見表2.3.7。根據上述穩(wěn)定計算結果，只有第一層(即胸墻)的穩(wěn)定不滿足，施工中的措施是將胸墻與卸荷塊體之間用型鋼連接為一整體。卸荷塊體后傾穩(wěn)定驗算：參考《海港工程設計手冊》中冊第三章“重力式碼頭”進行驗算。碼頭的可變作用為均載q=50kpa；計算圖式如圖2—3—4。后傾穩(wěn)定按下式計算：*#%(*)其中,Y0=1.1Y/1.25,M0---A點右側的卸荷塊體以上的結構自重力和其上的均載，門機、鐵路荷載自重力對A點的矩。計算得M0=313.267kNm(以單寬m計算，下同)Mg---A點左側的卸荷塊體以上的結構自重力對A點的矩，MG=1987.45kNm,Y0M=1.0X313.267=313.267(kNm)1/y；(YgMg)=1/1.25X(1.0X1987.45)=1589.96(kNm)滿足穩(wěn)定要求。表2-3-1持久組合一抗滑穩(wěn)定驗算層號WY?oYgYeYdYpRfG(kN)E(kN)EV(kN)EqH(kN)EqV(kN)PRH(kN)Prv(kN)M1M2備注第一層0.71.11.01.351.251.01.31.0133.510.17010.320032.19817.25571.079111.069穩(wěn)定第二層0.71.11.01.351.251.01.30.55545.16531.778018.92025.68913.767102.136289.997穩(wěn)定表2-3-2持久組合一抗傾穩(wěn)定驗算層號WY?oYgYeYdyprM_GMEH(kN?m)MEV(kN?m)MEqH(kN?m)MEqV(kN?m)MPR(kN?m)M1(kN?m)M2(kN?m)備注第一層0.71.11.01.351.251.251.3197.5810.79015.480129.948216.748158.064不穩(wěn)定第二層0.71.11.01.351.251.251.31586.47760.762054.610161.018373.0491269.182穩(wěn)定表2.3.3持久組合二抗滑穩(wěn)定驗算層號WY0ygyeYdyprfG(kN)EH(kN)EV(kN)EqH(kN)EqV(kN)PRHRH(kN)Prv(kN)M1M2備注第一層0.71.11.01.351.251.01.31.0160.512.578010.32032.19817.25578.991136.343穩(wěn)定第二層0.71.11.01.351.251.01.30.55602.26537.196018.92025.68913.767114.465320.645穩(wěn)定

表2.3.4持久組合二抗傾穩(wěn)定驗算層號WY?oygYeYdyprMpGMeh(kN?m)Mev(kN?m)MEqH(kN?m)MEqV(kN?m)MPR(kN?m)Mi(kN?m)M2(kN?m)備注第一層0.71.11.01.351.251.251.3230.31813.257015.480129.948235.898184.254不穩(wěn)定第二層0.71.11.01.351.251.251.31966.60673.013054.610161.018413.1591573.285穩(wěn)定表2.3.5持久組合三抗滑穩(wěn)定驗算層號WY0ygyeYdyprfG(kN)EH(kN)EV(kN)EqH(kN)Eqv(kN)PRHRH(kN)PRV(kN)M1M2備注第一層0.71.11.01.351.251.01.31.020413.932010.32032.19817.25581.002179.843穩(wěn)定第二層0.71.11.01.351.251.01.30.55769.32346.706018.92025.68913.767128.587412.527穩(wěn)定表2.3.6持久組合三抗傾穩(wěn)定驗算層號WYygyeYdyprMrG(kNm)Meh(kNm)Mev(kNm)MEqH(kNm)MEqv(kNm)Mpr(kNm)M1M2備注第一層0.71.11.01.351.251.251.3293.96413.932015.480129.948234.900235.171穩(wěn)定第二層0.71.11.01.351.251.251.32430.07891.794054.610161.018441.0491944.062穩(wěn)定門機.說常有J?=3通hHI2-31碼頭血均會作用位置圖I（單位：順）陶至；《內汩m均技作用位置國2「他位：廁）表2.3.7沿基床底面抗滑穩(wěn)定計算Ye_Zee__Zeb_YgWfM 1 M 2 備注基床底面1.11.251.351.01.31.00.70.4482.885485.160穩(wěn)定E(kN)P,bh、(kN)E(kN)E(kN)E(kN)E(kN)G(kN)基床底面145.295200.38282.52330.38086.5529.4421162.965

q=ql+門機、鐵路荷載q=ql+門機、鐵路荷載=20十30=50kPa圖2-3-4卸荷塊體后傾穩(wěn)定示意圖3.2短暫狀況因波浪不大，要求施工工序跟上，計算略。3.3偶然狀況地震烈度為6級，忽略不計。4基床和地基承載力驗算4.1基床頂面應力計算4.4.1持久狀況作用效應組合持久組合一：極端高水位時的永久作用+系纜力作用+均載、門機鐵路荷載持久組合二：設計高水位時的永久作用+系纜力作用+均載、門機鐵路荷載持久組合三：設計低水位時的永久作用+系纜力作用+均載、門機鐵路荷載基床頂面應力計算按(JTJ290-98)規(guī)范3.6.7條確定持久組合一：穩(wěn)定力矩MR，傾覆力矩M0，豎向合力Vk標準值計算結果見表2-4-1?；岔斆鎽τ嬎憬Y果見表2-4-4。持久組合二：穩(wěn)定力矩MR，傾覆力矩M0，豎向合力Vk標準值計算結果見表2-4-2?；岔斆鎽τ嬎憬Y果見表2-4-4。持久組合三：穩(wěn)定力矩MR，傾覆力矩M0，豎向合力Vk標準值計算結果見表2-4-1?；岔斆鎽τ嬎憬Y果見表2-4-4。

表2-4-1Mr M0、Vk、標準值計算MrMr G 4J、^ev +、 44mf1vEq1VMf宮Eq2VZ(KN5)4142.115164.24720.64030.8344357.836M0mehMf中&1Hmf徂Eq2HZ(KN5)658.947255：208 214.15383.171511.475VkG_Ev _Ev 2rv Z(KN)1105.86530.383.822+5.626.8841152.571表2-4-2Mr M0 Vk、標準值計算Mr(KN5)Mr G > ―^ev 、 mf1vEq1VMf宮Eq2VZ4602.184171.37920.64030.8344825.037M0meh^H mf徂Eq2H Z(KN5)731.87255.208 214.15383.171584.398VkGJv _Ev Jrv Z(KN)1162.96531.7373.822+5.626.8841199.201表2-4-3MrM0Vk、標準值計算Mr(KN5)Mr G 、^ev 、mf1vEq1VMf第Eq2VZ5299.537196.47420.64030.8345547.485M0mehMf中 Eq1H ^R mf_ Eq2H Z(KN5)877.309255.208214.15383.171729.837VkG_Ev JqV Jrv Z(KN)1330.02336.3843.822+5.626.8841382.733表2.2.4基床頂面應力計算結果水位持久組合碼頭前方均載、鐵路門機荷載△G(kN)△Mg(kNm)Mr(kNm)M0(kNm)Vk(kN)z(m)B(m)e(m)omax(kPa)°~min(kPa)極端無4357.8361511.4751152.5712.4705.40.230267.985158.894高水位一有290953.55311.3361511.4751442.5712.6345.40.066286.734247.553設計無4825.0371584.3981199.2012.7025.4-0.002222.563221.581高水位二有290953.55778.5371584.3981489.2012.8165.4-0.116311.323240.230設計無5547.4851729.8371382.7332.7615.4-0.061273.432238.701低水位三有290953.56500.9851729.8371672.7332.8525.4-0.152362.081257.446注：①表中&=(Mr-M0)/Vk;e=B/2-g,emax=Vk/B(1+6e/B),emin=Vk/B(1-6e/B)△G——碼頭前方均載、門機、鐵路荷載作用的自重力，△G=20X7.3+30X4.8=290KN△Mg AG為底層方塊前趾處的穩(wěn)定力矩?！鱉=20X7.3(7.3/2+0.9)+30X4.8X(2.4+3.4)=953.5KN?m②在I設計高、低水位情況下結構出現(xiàn)后傾，但偏心不大，前后趾應力差不多4.1.2短暫狀況本狀況不控制，略。4.1.3偶然狀況(6度地震)本狀況不控制，略。4.1.4結果上述計算結果，基床頂面最大應力標準值omax=362.081kpa，根據(JTJ290-98)規(guī)范3.6.6條計算：YoWnaxM%其中Yo=1.1Y°=1.o氣=6ookpa承載力滿足要求。4.2地基承載力驗算經計算比較，持久組合三中碼頭面有荷載時作為控制情況，以此組合驗算。4.2.1計算數據：Mr=6500.985Mo=17293.837Vk=1672.733 °max=362.081%=257.446 B=5.4水平力為：HK=EH+EqH+PB=145.295+33.183+49.34+12.845=240.663(kN)基床厚度d]=3m。 q4.2.2承載力計算⑴基床底面應力按(JTJ290-98)規(guī)范3.6.9條計算：omax=B1omax/(B1+2d1)+yXd1=5.4X362.081/(5.4+2X3)+11X3=204.512(kpa)°，m：=B1o：｝(B1+2d1)+yXd1=5.4X257.446/(5.4+2X3)+11X3=154.948(kpa)g=(Bi+2』i)X(b；y—江嘉)6(與口區(qū)+tfmi