所有分類xx大港散貨碼頭1泊位工程設(shè)計(jì)梁板式高樁碼頭結(jié)構(gòu)

xx大港散貨碼頭1#泊位工程設(shè)計(jì)梁板式高樁碼頭結(jié)構(gòu)1#BulkcargoterminaldesignofTianjinDagangHigh-pileStructures摘要本工程位于xx市大港區(qū)，是一個(gè)散貨碼頭。其結(jié)構(gòu)形式為高樁梁板式碼頭，其地質(zhì)條件良好，不用做特殊的地基處理。在縱向設(shè)一條變形縫，將碼頭分為前、前方樁臺。在橫向設(shè)3條變形縫，將碼頭在縱向分為4段。該工程主要包括工程規(guī)模確定、各種建筑物的平面布置和主要尺度〔設(shè)計(jì)頂高程、底高程、長度、寬度以及面積等〕確定、生產(chǎn)作業(yè)工藝設(shè)計(jì)等。在確定主要結(jié)構(gòu)形式及尺寸后，先進(jìn)行了碼頭面荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算，接著計(jì)算出各種結(jié)構(gòu)的內(nèi)力值〔跨中彎矩、支座彎矩、支座剪力及支座反力〕，找出最不利的一組或幾組內(nèi)力進(jìn)行組合。選取最平安的結(jié)果計(jì)算配筋并繪圖。此外還要對結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性及抗震進(jìn)行驗(yàn)算。關(guān)鍵詞：散貨碼頭；高樁；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；內(nèi)力；配筋；驗(yàn)算ABSTRACTThisprojectislocatedtheTianjinbigportarea,isastandardbulkcargoberth.ItsstructuralstyleforGaoZhuangliangthebeatwharf,itsgeologicalconditionisgood,doesnotneedtomakespecialgroundprocessing.Inlongitudinalsupposesadistortionseam,dividesintothewharfbeforeandaftersquarepileTaiwan.Crosswiseissupposing3distortionseams,inlongitudinaldividesintothewharf4sections.Thisprojectmainlyincludestheprojectscaletodetermine,eachbuildingplanearrangementandthemaincriterion(designgoagainstelevation,bottomelevation,length,widthaswellasareaandsoon)determine,theproductionworktechnologicaldesignandsoon.Afterthedeterminationmainstructuralstyleandthesize,hasfirstcarriedonthewharfsurfaceloadnormalvaluecomputation,thencalculateseachkindofstructuretheendogenicforcevalue(crossbendingmoment,supportbendingmoment,supportshearingforceandreactionofsupport),discoversmostdisadvantageousgroupoforseveralgroupofendogenicforcescarriesonthecombination.Selectsthesafestresultcomputationtomatchthemuscleandtodrawachart.Inadditionalsomustcarriesonthecheckingcalculationtothestructureoverallstabilityandtheearthquakeresistance.Keywords：BulkcargoTerminal；Highpile；StructuralDesign；InternalForce；Reinforcement；CheckingComputations目錄MACROBUTTONInsertCrossReference第1章設(shè)計(jì)背景 1工程概述 1設(shè)計(jì)原那么 1設(shè)計(jì)依據(jù) 1設(shè)計(jì)任務(wù) 1第2章設(shè)計(jì)資料 2地形條件 2氣象條件 2水文條件 2地質(zhì)條件 3地震條件 3施工條件 4第3章設(shè)計(jì)成果 5總體設(shè)計(jì)成果 5結(jié)構(gòu)方案成果 5施工圖設(shè)計(jì)成果 5關(guān)鍵性技術(shù)要求 5設(shè)計(jì)成果評價(jià) 5第4章總平面設(shè)計(jì) 6工程規(guī)模 6布置原那么 6設(shè)計(jì)船型 64.4作業(yè)條件 6總體尺度 7碼頭泊位長度 7碼頭前沿高程 7碼頭前沿停泊水域尺度 7碼頭前船舶盤旋水域尺度 7陸域設(shè)計(jì)高程 8航道設(shè)計(jì)尺度 8平面方案比選 8裝卸工藝設(shè)計(jì) 10第5章結(jié)構(gòu)選型 11結(jié)構(gòu)型式 11結(jié)構(gòu)布置 11構(gòu)造尺度 12作用分析 13永久作用 13可變作用 13偶然作用 17第6章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18面板設(shè)計(jì) 186.計(jì)算原那么 18計(jì)算參數(shù) 19作用分析 19作用效應(yīng)計(jì)算 20作用效應(yīng)組合 26強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋 28縱梁設(shè)計(jì) 33計(jì)算原那么 33計(jì)算參數(shù) 34作用分析 34作用效應(yīng)計(jì)算 35橫向排架 40計(jì)算原那么 40計(jì)算參數(shù) 40作用分析 40作用效應(yīng)計(jì)算 41作用效應(yīng)組合 49驗(yàn)算及配筋 51抗裂驗(yàn)算 53基樁設(shè)計(jì) 54計(jì)算原那么 54計(jì)算參數(shù) 54作用分析 54作用效應(yīng)計(jì)算 55致謝 55參考資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 56外文資料及譯文 58畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 68設(shè)計(jì)進(jìn)度方案表 74第1章設(shè)計(jì)背景工程概述工程名稱：xx大港散貨碼頭1#泊位工程設(shè)計(jì)工程地址：xx市大港區(qū)工程規(guī)模：擬建一個(gè)3萬噸級的散貨碼頭，并預(yù)留港口開展余地，可能以后噸級將到達(dá)10萬噸級。碼頭總長236m，結(jié)構(gòu)平安等級=2\*ROMANII級，設(shè)計(jì)使用年限為10年。基于目前我國對外貿(mào)易量的日趨增長、滿足內(nèi)需以及分擔(dān)國內(nèi)航運(yùn)的壓力，此工程的修建及選址都是可行、合理的。設(shè)計(jì)原那么總體設(shè)計(jì)符合國家、地方經(jīng)濟(jì)開展規(guī)劃和總體部署，遵循國家和行業(yè)有關(guān)工程建設(shè)法規(guī)、政策和規(guī)定。結(jié)合國情，采用成熟的技術(shù)、設(shè)備和材料，使工程設(shè)計(jì)平安可靠、使用方便、工程量少、總造價(jià)低、施工進(jìn)度快，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。注重工程區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)，不占用土地，方便管理，節(jié)省投資。設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)有港區(qū)形勢圖、設(shè)計(jì)參考書等。設(shè)計(jì)任務(wù)主要計(jì)算平面布置的根本尺寸、結(jié)構(gòu)的根本尺寸和主要構(gòu)件的內(nèi)力計(jì)算。1〕碼頭平面布置及碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；2〕根據(jù)資料初步設(shè)計(jì)碼頭結(jié)構(gòu)斷面尺度；3〕結(jié)構(gòu)計(jì)算；4〕完成設(shè)計(jì)說明書，計(jì)算書；5〕完成施工圖6)完成配筋圖等圖紙的繪制。第2章設(shè)計(jì)資料本局部分析工程的工程環(huán)境和條件對工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行的可能影響。在港口航道與海岸工程的設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)資料主要包括地形、地質(zhì)、水文、氣象、施工、地震以及與設(shè)計(jì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、手冊、參考書等。2.1地形條件xx開發(fā)區(qū)地處渤海灣西側(cè)，屬?zèng)_積-海積平原，填墊前為鹽田，現(xiàn)用耕植土填起。填地材料不允許含有重金屬、放射性及其它腐敗有機(jī)質(zhì)。填地完成后地面標(biāo)高可達(dá)3.5米。氣象條件氣象：屬大陸性季風(fēng)氣候，具有明顯的溫暖帶半濕潤季風(fēng)氣候特征。氣溫：年平均氣溫：12℃，極端最高氣溫：39.9℃〔1995年7月24日〕，極端最低氣溫：-18.3℃〔1953年1月17日〕水文條件包括水位〔由水位頻率曲線推算設(shè)計(jì)上下水位、施工水位、極端上下水位〕、水流〔流向、流速等〕、波浪〔主波向、設(shè)計(jì)波高等〕，主要用于確定工程總平面布置、結(jié)構(gòu)選型、荷載條件、施工條件等?！?〕本區(qū)潮汐類型為不規(guī)那么半日潮型，其〔HO1+HK1〕/HM2=0.53?！?〕基準(zhǔn)面關(guān)系xx港理論最低潮面與大沽零點(diǎn)及當(dāng)?shù)仄骄Ｆ矫娴年P(guān)系如圖2—1：圖2—1〔2〕基準(zhǔn)面關(guān)系根據(jù)塘沽海洋站1963年～1999年資料統(tǒng)計(jì)，〔以xx港理論最低潮面起算，下同〕：歷年最高高潮位〔1992年9月1日〕歷年最低低潮位〔1968年11月10日〕〔注：1957年12月18日出現(xiàn)最低低潮位〕歷年平均高潮位歷年平均低潮位歷年平均海平面歷年最大潮差〔1980年10月〕歷年平均潮差〔3〕設(shè)計(jì)水位設(shè)計(jì)高水位設(shè)計(jì)低水位極端高水位極端低水位地質(zhì)條件層為陸相層，含兩個(gè)亞層。第一亞層為人工填土，土層厚0.5-1.5米；第二亞層為沖積型，以粘土為主，層厚0.7-2.4米。第二層為海相層，上部為淤泥質(zhì)粘土層，土層厚6.9-9.76米，中部為淤泥質(zhì)亞粘土，土層厚4.3-6.2米，下部為亞粘土-粘土層，土層厚1.1-2.0米。第三層為陸相及海相層，分5個(gè)亞層。第一亞層輕亞粘土—粉砂的透鏡體，單層厚度2.2-2.4米；第二亞層輕亞粘土，單層厚度1.3-3.3；第三亞層輕亞粘土，單層厚度2.0-5.4米；第四亞層粘土、粘土，單層厚度3.2-4.9米；第五亞層輕亞粘土，單層厚度1.7-4.5米。xx開發(fā)區(qū)16米以上土層為軟弱型土層，僅第一亞層、第二亞層可作天然地基，但因下臥層軟弱，變形沉降較大，須進(jìn)行變形校核或采取復(fù)合地基，各種類型的樁基是本區(qū)較好的人工地基選型。地質(zhì)狀況良好，屬于“新華夏構(gòu)造體系〞，處于華北沉降黃拗陷的北塘凹陷中，無地震斷裂帶穿過，剪切波速逐層增加約90—180M/SEC，屬于國家“抗震標(biāo)準(zhǔn)〞3類場地，根本裂度為7級。本場區(qū)歷史上無強(qiáng)震及破壞性地震。自有儀器記錄以來無地震裂度MS>=4.0的地震，場區(qū)記錄的最大地震發(fā)生在1965年，其MS=3.4級。地震條件設(shè)計(jì)任務(wù)書給出或根據(jù)?建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?〔GB50011-2001〕查出工程地域的設(shè)計(jì)烈度、設(shè)計(jì)根本地震加速度、設(shè)計(jì)地震分組等抗震設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)國家地震局、建設(shè)部頒發(fā)的?中國地震烈度區(qū)劃圖〔1990年〕?和?中國地震烈度區(qū)劃圖〔1990〕使用規(guī)定?的文件精神[震發(fā)辦〔1992〕160號]，xx市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)〔1992〕建抗566號文件確定塘沽區(qū)的地震根本烈度為七度，設(shè)計(jì)根本地震加速度值為。荷載條件針對工程使用要求，分析確定作用于水工建筑物上的主要荷載，并給出相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值〔詳見第二局部設(shè)計(jì)計(jì)算書〕。施工條件材料供給方便快捷、現(xiàn)場施工條件〔水、電、運(yùn)輸〕良好、施工單位技術(shù)力量雄厚及機(jī)械性能良好、混凝土構(gòu)件的預(yù)制能力良好、水上施工能力強(qiáng)。故結(jié)構(gòu)選型與工程設(shè)計(jì)能夠與施工能力相匹配，能夠順利實(shí)施。第3章設(shè)計(jì)成果總體設(shè)計(jì)成果該工程為xx大港3萬噸級散貨碼頭工程設(shè)計(jì)簡要說明工程規(guī)模、平面布置方案〔水域、碼頭、陸域及其各組成局部的平面位置和主要尺度，如水域中的轉(zhuǎn)頭水域、盤旋水域、防波堤，碼頭中的泊位數(shù)、泊位尺度，陸域中的倉庫、堆場、供電、供水及其它生產(chǎn)生活輔助設(shè)施等〕、工藝設(shè)計(jì)〔如裝卸工藝〕等成果。結(jié)構(gòu)方案成果簡要說明自己所設(shè)計(jì)的水工建筑物的結(jié)構(gòu)方案〔結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及尺度〕、結(jié)構(gòu)平安度、主要作用〔荷載〕、工程概算等。施工圖設(shè)計(jì)成果介紹主要構(gòu)件的計(jì)算圖式、主要技術(shù)參數(shù)〔強(qiáng)度、剛度等〕、內(nèi)力計(jì)算方法、計(jì)算成果〔穩(wěn)定性、強(qiáng)度驗(yàn)算、抗裂驗(yàn)算〕、施工圖。關(guān)鍵性技術(shù)要求在工程的施工順序、施工方案安排及重要工序的施工方法、技術(shù)要求和質(zhì)量控制等都需要參照有關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。一些細(xì)部結(jié)構(gòu)如變形縫和縱、橫梁接縫處的施工一定要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求施工，在沉樁時(shí)要嚴(yán)格控制樁的豎向偏差，要符合設(shè)計(jì)要求〔不大于1%〕。設(shè)計(jì)成果評價(jià)在接近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間里，我終于完成了本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容，回憶前一段忙碌的日子，我學(xué)會(huì)了很多以前落下的知識，并且也充分的穩(wěn)固了以前所學(xué)的專業(yè)知識。在老師的指導(dǎo)與周圍同學(xué)幫助下，我完成了該碼頭的平面布置方案、碼頭結(jié)構(gòu)的選型、主要結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算、以及配筋和驗(yàn)算。雖然計(jì)算已經(jīng)告一段落，但是我自己還是認(rèn)為存在一些缺乏，在計(jì)算方法上也難免會(huì)有一些分歧，這是我的缺乏之處。我將帶著這些問題步入社會(huì)，在實(shí)踐當(dāng)中去解決這些問題。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對我所學(xué)的專業(yè)有了更深一步的了解。第4章總平面設(shè)計(jì)總平面設(shè)計(jì)主要包括工程規(guī)模確定、主要水工建筑物的總體尺度、生產(chǎn)作業(yè)工藝設(shè)計(jì)、平面布置方案比選。工程規(guī)模工程名稱：xx大港散貨碼頭1#泊位工程設(shè)計(jì)工程地址：xx市大港區(qū)工程規(guī)模：擬建一個(gè)3萬噸級的散貨碼頭，并預(yù)留港口開展余地，可能以后噸級將到達(dá)10萬噸級。碼頭總長236m，結(jié)構(gòu)平安等級=2\*ROMANII級，設(shè)計(jì)使用年限為10年。建設(shè)的必要性主要表達(dá)為碼頭泊位數(shù)、庫場面積、錨地、裝卸線、航道等需求。布置原那么總平面布置應(yīng)滿足本區(qū)域岸線規(guī)劃的要求，滿足港口整體開展的需要，充分與已建工程和將來預(yù)留開展工程相協(xié)調(diào)?？偲矫娌贾门c當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件相適應(yīng)，結(jié)合岸線資源使用現(xiàn)狀，遠(yuǎn)近結(jié)合并留有開展余地。充分利用已有的設(shè)施和依托條件，盡量減少工程數(shù)量，節(jié)省建設(shè)投資。碼頭及航道布置合理，滿足碼頭、船舶平安作業(yè)要求。符合國家環(huán)保、平安、衛(wèi)生等有關(guān)規(guī)定。設(shè)計(jì)船型根據(jù)港口使用要求〔未來貨物吞吐量水平以及港口裝卸能力〕，參考?海港總平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?JTJ211—99附錄A選取。設(shè)計(jì)船型為3萬噸級散貨船。船長：L=190m；型寬：B=29m；型深：H=m；滿載吃水：T=m。作業(yè)條件一般3萬噸級集裝箱碼頭要求：風(fēng)：≤6級；雨：降水量≤10~25mm；霧：能見度≥lkm；雷暴：無雷暴；冰：結(jié)冰厚度：≤0.2m。按照上述作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，考慮設(shè)計(jì)資料中的風(fēng)、雨、霧、雷暴、冰、波浪等因素的影響，并扣除各因素相互重疊的影響天數(shù)后確定全年作業(yè)天數(shù)為340天。總體尺度4.碼頭泊位長度參考海港總平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ211-99)“〞。碼頭泊位長度，應(yīng)滿足船舶平安離靠作業(yè)和系纜的要求。對有掩護(hù)港口的通用碼頭，其單個(gè)泊位長度可按下式確定：Lb=L+2d〔4—5—1〕式中：Lb——碼頭泊位長度〔m〕；L——設(shè)計(jì)船長〔m〕；d——富裕長度〔m〕，取20。所以Lb=190+2×20=230〔m〕4.碼頭前沿高程包括碼頭前沿的碼頭面高程及設(shè)計(jì)底標(biāo)高〔由碼頭前沿水深決定〕。參考海港總平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ211-99)“4.3〞。港口碼頭前沿高程與港口運(yùn)營要求、當(dāng)?shù)厮暮偷匦蔚纫蛩赜嘘P(guān)。運(yùn)營要求在大潮時(shí)不被淹沒，便于作業(yè)、碼頭前前方高程銜接方便。碼頭前沿高程=設(shè)計(jì)水位+超高值根本標(biāo)準(zhǔn)值=設(shè)計(jì)水位〔高潮累計(jì)頻率10%的潮位〕+超高值〔1—1.5〕復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)值=計(jì)算水位〔重現(xiàn)期為50年極值高水位〕+超高值〔0—0.5〕根本標(biāo)準(zhǔn)值=4.30+1.0=5.30m復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)值根本標(biāo)準(zhǔn)值<復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)值，合理，碼頭前沿高程取6.38m。4.碼頭前沿停泊水域尺度參考海港總平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ211-99)“4.2〞。碼頭前沿停泊水域?qū)挘?B=2×29=58m，〔B為設(shè)計(jì)船寬〕停泊水域的設(shè)計(jì)水深見碼頭前沿設(shè)計(jì)水深。4.碼頭前船舶盤旋水域尺度包括船舶盤旋水域?qū)挾燃氨P旋水域設(shè)計(jì)底標(biāo)高。參考海港總平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ211-99)“4.2〞。盤旋水域設(shè)計(jì)底標(biāo)高取航道設(shè)計(jì)底標(biāo)高。盤旋圓直徑按表取2.0L=2.0×190=380m〔L為設(shè)計(jì)船長〕陸域設(shè)計(jì)高程前方陸域高程參考海港總平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ211-99)“4.10〞確定。通常需要考慮工程自然條件，盡量減少陸域形成挖填方量。前方陸域高程，取與前方碼頭頂面高程一致，取6.38m。航道設(shè)計(jì)尺度包括航道設(shè)計(jì)底標(biāo)高、設(shè)計(jì)底寬。參考海港總平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ211-99)“4.8〞?！?—5—2〕式中：Z0——船舶航行時(shí)船體下沉增加的富裕水深，查圖，船舶航速為8kn,取Z0=；Z1——龍骨下最小富裕深度，考慮海底土壤類別為淤泥土及船舶噸級大小DWT=30000t，取；Z2——波浪富裕深度，取0Z3——船舶因配載不均勻而增加的尾吃水，取0.15Z4——備淤深度，取0.5計(jì)算：=10.8+0.4+0.3+0+0.15+0.5=m設(shè)計(jì)為雙向航道，航道寬度W的取值：W=2A+B+2C〔4—5—3〕式中：A——航跡帶寬度，A=；其中n為船舶漂移倍數(shù)，取1.81；為風(fēng)、流壓偏角〔°〕，取3；L為船長；B為船寬。故A取值為m；B——船舶錯(cuò)船富裕間距，取29mC——船舶于航道底邊間的富裕間距，取B=29所以，航道寬度W的取值：W=2×70.49+29+2×29=。平面方案比選平面布置根據(jù)港口開展規(guī)劃為根底，合理的利用自然條件、遠(yuǎn)近結(jié)合和合理分區(qū)，并留有綜合開發(fā)的余地。各類碼頭的布置防止相互干擾，但也相對集中，以便于綜合利用港口設(shè)施和集輸運(yùn)系統(tǒng)。相關(guān)計(jì)算：〔一〕碼頭年泊位通過能力：=T——年日歷天數(shù)，取365；G——設(shè)計(jì)船型的實(shí)際載貨量〔t〕；p——設(shè)計(jì)船時(shí)效率〔t/h〕；td——晝夜小時(shí)數(shù)，取24；Σt——晝夜非生產(chǎn)時(shí)間之和，取2-4h；ρ——泊位利用率；tf——船舶輔助作業(yè)時(shí)間，取1-2h?！捕扯褕雒娣e確定：E——倉庫或堆場所需容量；Qh——年貨運(yùn)量，為298萬t；KBk——倉庫或堆場不平衡系數(shù)，取1.4；Kr——貨物最大如倉庫或堆場的百分比，取100%；Tyk——倉庫或堆場年?duì)I業(yè)天數(shù)，取350~365d，取360d；tdc——貨物在倉庫或堆場的平均堆存期〔d〕，查參考海港總平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ211-99)表取8d；αk——堆場容積利用系數(shù)，對件貨取。計(jì)算：==×104散貨堆場總面積：A——堆場的總面積〔m2〕；q——單位或有效面積的貨物堆存量，堆場取3.5t/m2。Kk——堆場總面積利用率，為有效面積占總面積的百分比，堆場取75%。計(jì)算堆場：=45410m2。平面設(shè)計(jì)〔一〕碼頭前沿作業(yè)地帶考慮門座起重機(jī)軌距為10..5m，前軌距碼頭前沿2m，再考慮行車道的寬度，碼頭前沿作業(yè)地帶的寬度取14m?！捕池浳锒汛婕斑\(yùn)輸區(qū)平面布置：碼頭前沿地帶。寬取14m,門機(jī)前輪距碼頭前沿線，門機(jī)軌距。該地帶主要作為布置前方鐵路線、道路、門機(jī)軌道以及進(jìn)行貨物裝卸作業(yè)和流動(dòng)起重運(yùn)輸機(jī)械回轉(zhuǎn)運(yùn)行的區(qū)域。前方堆場。寬取20m。主要是用來堆放裝卸下來臨時(shí)堆存的貨物。散貨堆場。分為一線二線，一線庫場的容量按一艘設(shè)計(jì)船型的裝卸量考慮，取20000m2,矩形布置，長250m，寬100m，面積25000m2。二線庫場取相同的布置，那么件雜貨的庫場總面積為2500m2裝卸工藝設(shè)計(jì)根據(jù)不同港口使用要求參考海港總平面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ211-99)“5裝卸工藝〞。配備門座起重機(jī)輪，軌距標(biāo)準(zhǔn)值250輪，基距m，吊具下額定起重量25t,起重機(jī)的起升高度，滿足最大到港最大散貨船舶空載設(shè)計(jì)水位和滿載設(shè)計(jì)低水位時(shí)全部散貨的裝卸作業(yè)，并且都能滿足其他各方面的設(shè)計(jì)最低要求。平運(yùn)輸機(jī)械采用國產(chǎn)平板掛車等其他運(yùn)輸機(jī)械。碼頭堆場作業(yè)及裝卸車作業(yè)機(jī)械，選用輪胎式起重機(jī)第5章結(jié)構(gòu)選型本局部主要參考教材?港工建筑物?和高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕。結(jié)構(gòu)形式的選擇應(yīng)根據(jù)選址的地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析確定。結(jié)構(gòu)型式由于地質(zhì)情況多為淤泥質(zhì)粘土，適于沉樁作業(yè)；高樁碼頭建筑物結(jié)構(gòu)簡單；能夠承受較大荷載；砂石料用量少；對挖泥超深的適應(yīng)性強(qiáng)，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有的施工條件應(yīng)選用高樁碼頭結(jié)構(gòu)形式。承臺式高樁碼頭的上部結(jié)構(gòu)主要由水平承臺、胸墻和靠船構(gòu)件組成，承臺上面回填砂、石料。但由于其自重大，樁多而密；現(xiàn)澆混凝土工作量大，故該碼頭不宜采用。無梁板式高樁碼頭其上部結(jié)構(gòu)主要由面板、樁帽和靠船構(gòu)件組成。其面板系點(diǎn)支撐，受力情況不明確；面板為雙向受力，目前還不能實(shí)現(xiàn)雙向預(yù)應(yīng)力，只能采用非預(yù)應(yīng)力；跨度不宜太大，樁的承載力往往不能充分發(fā)揮；由于面板位置較高，使靠船構(gòu)件的懸臂長度增長；樁的自由長度增大，對結(jié)構(gòu)整體剛度和樁的耐久性不利。由于該碼頭的豎向荷載較大，故不宜采用此結(jié)構(gòu)。梁板式高樁碼頭上部結(jié)構(gòu)主要由面板、縱梁、橫梁、樁帽和靠船構(gòu)件組成。碼頭面上的堆貨荷載和流動(dòng)機(jī)械荷載通過面板傳遞給縱梁和橫梁，各構(gòu)件受力明確合理；橫向排架跨度大，樁的承載能力充分發(fā)揮；裝配程度高，施工速度快；適用于荷載較大且復(fù)雜的大型海港碼頭。綜上所述該碼頭采用梁板式高樁碼頭結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)布置碼頭結(jié)構(gòu)主要包括面層、面板、縱梁、橫梁、樁帽、基樁、靠船構(gòu)件、系船設(shè)備、防沖設(shè)備、工藝管溝等。碼頭結(jié)構(gòu)的寬度該碼頭為寬樁臺高樁碼頭，碼頭結(jié)構(gòu)的總尺度主要取決于岸坡的地質(zhì)條件、地基加固方式和所采用的接岸結(jié)構(gòu)形式和位置?？紤]到結(jié)構(gòu)總寬度內(nèi)作用的荷載性質(zhì)和大小的不同，用縱縫將結(jié)構(gòu)分為前后兩局部——前方樁臺和前方樁臺。前方樁臺的寬度一般采用碼頭前沿地帶的寬度，該碼頭取14前方樁臺寬度結(jié)構(gòu)總寬減去前方樁臺寬度，該碼頭取21.m。碼頭結(jié)構(gòu)沿長度方向的分段為防止在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力和沉降應(yīng)力，應(yīng)沿碼頭長度方向隔一定的距離設(shè)置變形縫。變形縫的寬度一般采用20~30mm。變形縫內(nèi)采用泡沫塑料等柔性材料填充，以保證結(jié)構(gòu)自由伸縮。根據(jù)要求該碼頭的變形縫采用懸臂梁式，懸臂長1.5m；碼頭沿長度方向分為4，每段長59所以碼頭實(shí)際總長為236橫向排架中樁的布置橫向排架中樁的數(shù)目和布置決定于樁臺的寬度和碼頭荷載。該碼頭的樁屬于摩擦樁，為充分發(fā)揮單樁的承載力，前方樁臺樁與樁的中心距取5.25m；前方樁臺樁與樁的中心距取6.0m；考慮到有船舶撞擊力的作用，在橫向排架布置一組雙叉樁，在海側(cè)門機(jī)軌道梁下布置雙直樁，陸側(cè)門機(jī)軌道梁下布置雙叉樁；海側(cè)軌道梁距碼頭前沿2.0m。前前方樁臺接縫處橫梁懸臂1.5m；叉樁坡度為3∶1；橫向排架中的斜樁在設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)在平面內(nèi)扭轉(zhuǎn)15°。橫向排架的間距和樁的縱向布置橫向排架間距的選擇與碼頭結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性有很大關(guān)系。經(jīng)分析比擬前、前方樁臺的排架間距取7.m；沿碼頭長度方向上沒有布置縱向叉樁和半叉樁?？看瑯?gòu)件的布置靠船構(gòu)件主要承受船舶的水平撞擊力。在每一個(gè)橫向排架正前方都布置一個(gè)靠船構(gòu)件，防止船舶直接作用在碼頭結(jié)構(gòu)物上而破壞碼頭前沿的輔助設(shè)施。其他構(gòu)件的布置系船柱布置在橫向排架正上方每七跨布置一個(gè)，且距碼頭前沿1.0m處。構(gòu)造尺度碼頭面層厚150㎜，面板厚500㎜。橫縱梁高為1200㎜。樁帽高為700㎜，單樁樁帽寬為1500㎜，雙樁樁帽寬為2700㎜。圖5-1樁帽尺寸圖圖5-2碼頭橫斷面圖5-3碼頭縱斷面作用分析參考設(shè)計(jì)任務(wù)書、高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“3.1〞和“3.2〞、?港口工程荷載標(biāo)準(zhǔn)?〔JTJ215-98〕。地震作用參考水運(yùn)工程抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ225-98〕。計(jì)算所有作用在結(jié)構(gòu)上的荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值，一般包括自重、土壓、水壓、波浪、水流、地震以及使用荷載〔船舶荷載、機(jī)械荷載〕等。尤其注意：為了搞清標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久值、作用、作用效應(yīng)、效應(yīng)組合等概念，建議詳細(xì)看明白港口工程荷載標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ215-98〕的“3作用的分類及組合〞。永久作用量值隨時(shí)間的變化與平均值相比可以忽略的作用。如結(jié)構(gòu)自重力、預(yù)加應(yīng)力、土重力及由永久作用引起的土壓力、固定設(shè)備重力、固定水位的靜水壓力及浮托力等。高樁碼頭各部位混凝土強(qiáng)度等級參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“〞?？勺冏饔昧恐惦S時(shí)間的變化與平均值相比不可忽略的作用。包括堆貨、起重和運(yùn)輸機(jī)械荷載、汽車、鐵路、纜車、人群、船舶、風(fēng)、浪、水流、施工荷載、可變作用引起的土壓力。畢業(yè)設(shè)計(jì)主要考慮以下幾項(xiàng)：堆貨均布荷載：前方承臺：20kpa前方承臺：40kpa集裝箱裝卸橋：兩機(jī)最小間距1.5m。25t門座起重機(jī)：軌距：10.5m；基距10.5m；每支腿6個(gè)輪子。輪壓：海側(cè)軌250kN/輪；陸側(cè)軌250kN/輪。如圖5—4所示：圖5—4門座起重機(jī)集裝箱正面吊：滿載時(shí)：軸壓：163KN輪壓接地面積〔mm2〕：單輪〔長××如圖5—5所示：圖5—5拖掛車船舶作用荷載主要包括與船舶有關(guān)的系纜力、擠靠力和撞擊力。撞擊力：撞擊力取船舶靠岸時(shí)產(chǎn)生的撞擊力和停泊時(shí)波浪引起的撞擊力之大值。船舶靠岸速度取/s注意：水平集中力〔如系纜力和撞擊力〕的橫向分力在各排架中要進(jìn)行分配，分配系數(shù)參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“附錄A〞。船舶荷載計(jì)算：〔1〕作用在船舶上的風(fēng)荷載該港區(qū)的設(shè)計(jì)風(fēng)速v=22m/s，對載重量DW=30000t的貨船，滿載情況時(shí)，船體以上受風(fēng)面積的計(jì)算：〔5—1〕計(jì)算得：Axw=m2〔5—2〕計(jì)算得：Ayw=m2查荷載標(biāo)準(zhǔn)：w0=0.40w0=(1/1600)×V2所以V2=0.40×1600=640根據(jù)船舶在水面以上的最大輪廓尺寸B=29m<50m，L=190m<200m，查表取=0.7,，那么作用在船舶上的風(fēng)荷載〔即計(jì)算風(fēng)壓〕計(jì)算如下：Fxw=73.6×10-5AxwVx2ξ=73.6×10-5××640×=〔KN〕Fyw=49.0×10-5AywVy2ξ=49.0×10-5×=〔KN〕〔2〕水流對船舶的作用該碼頭為有掩護(hù)碼頭，故可不計(jì)算水流對船舶作用的荷載?！?〕船舶系纜力[?港口航道與海岸工程標(biāo)準(zhǔn)匯編2上冊?第633頁]〔5—3a〕〔5—3b〕〔5—3c〕〔—3d〕式中：N、Nx、Ny、Nz——分別為船舶系纜力標(biāo)準(zhǔn)值及其橫向、縱向和豎向分力〔KN〕;n——計(jì)算船舶同時(shí)受力的系船柱數(shù)目，船舶總長150m<L=190m<200mK——系船柱受力分布不均勻系數(shù)，實(shí)際受力系船柱數(shù)目n>2，K取；α——系船纜的水平投影與碼頭前沿線所成的夾角，本碼頭結(jié)構(gòu)類型為海船碼頭，查表α取30°；β——系船纜與水平面之間的夾角〔°〕，本碼頭結(jié)構(gòu)類型為海船碼頭，查表β取15°。情況一：Vx=22m/s,Vy=0==〔KN〕情況二：Vx=0,Vy=22m/s==〔KN〕查表知，3萬噸級船舶計(jì)算系纜力小于550KN時(shí)，按550KN選用，故取船舶系纜力標(biāo)準(zhǔn)值為N=550KN。Nx=Nsinαcosβ=550×sin30°×cos15°=266KNNy=Ncosαcosβ=550×cos30°×cos15°=460KNNz=Nsinβ=550×sin15°=142KN〔4〕船舶撞擊力E0=〔1/2〕ρMVn2〔5—4〕式中：E0——船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量〔KJ〕；ρ——有效動(dòng)能系數(shù)，取，??；M——船舶質(zhì)量，按滿載排水量計(jì)算；滿載排水量：log△f=0.40432logDW=0.40432×log30000=△f=tM=△f=tVn——船舶靠岸法向速度，根據(jù)船舶滿載排水量，查表取/s。E0=〔1/2〕ρMVn2=〔1/2〕×0.75×2=〔KJ〕選用標(biāo)準(zhǔn)型橡膠護(hù)弦波浪引起的船舶撞擊力因碼頭前沿波浪較小，經(jīng)驗(yàn)算比擬，小于船舶靠岸時(shí)的撞擊能量偶然作用、偶然作用不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用。本設(shè)計(jì)根本烈度為7度，地震設(shè)計(jì)烈度取根本烈度。第6章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嚴(yán)格來說，高樁碼頭是一個(gè)空間整體結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)該按照空間問題計(jì)算，但實(shí)際設(shè)計(jì)中多將其視為平面問題進(jìn)行處理，即僅取一個(gè)排架作為計(jì)算單元，這種簡化的前提是：〔1〕碼頭分段的長度遠(yuǎn)大于碼頭寬度，使得縱向剛度較小，橫向剛度相對較大，各橫向排架近似于獨(dú)立工作；〔2〕碼頭分段內(nèi)橫向排架的間距、結(jié)構(gòu)、荷載條件、承載能力根本相同。由于排架中設(shè)有叉樁，使得排架整體的水平位移較小，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力也較小，因此假定排架主要受到豎向荷載的影響，水平荷載完全由叉樁承當(dāng)；由于橫梁抗彎剛度遠(yuǎn)大于樁的抗彎剛度，且橫梁跨度小于樁長，使得橫梁的線剛度遠(yuǎn)大于樁的線剛度，當(dāng)橫梁與樁交接處受到彎矩作用時(shí)，樁端分配的彎矩很小，在計(jì)算中往往可以忽略，因此可假定樁與橫梁之間為鉸接，在豎向荷載作用下樁只受到軸向力而不受彎。面板設(shè)計(jì)根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置，該碼頭選用鋼筋混凝土實(shí)心預(yù)制板，前后邊板為單向板，其余為雙向板，選擇計(jì)算一塊四邊與縱橫梁相連的雙向板進(jìn)行計(jì)算，如圖6—1。圖6-1面板縱斷面圖6—2面板橫斷面計(jì)算原那么板〞。另外，要區(qū)分施工期和使用期，施工期一般按簡支板計(jì)算，使用期那么需要根據(jù)板與支座的連接方式確定〔參考教材?港工建筑物?“4.面板內(nèi)力計(jì)算〞之“1計(jì)算圖式〕。施工期：預(yù)制面板安裝在橫梁上，按簡支板計(jì)算；使用期：面板與縱、橫梁整體連接，為連續(xù)板，板的內(nèi)力計(jì)算，首先按四邊簡支板查?建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算實(shí)用手冊?計(jì)算出兩個(gè)方向的跨中彎矩Mx、My，連續(xù)板的跨中彎矩取0.525Mx和0.525My，支座彎矩取﹣0.75Mx、﹣0.75My。計(jì)算參數(shù)主要指跨度，參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“4.1板〞。對于簡支板，取Lo=L+h，如L>e1，取Lo=Ln+e1；對于連續(xù)板，當(dāng)B1時(shí)，取L0=L；當(dāng)B1時(shí)，取L0。L——板的中心間距〔m〕；L0——板的計(jì)算跨度〔m〕；Ln——板的凈跨〔m〕；h——板的厚度〔m〕，取500mm；e1——板的擱置長度〔m〕，取0.2m;B1——梁的上緣寬度〔m〕。簡支板因h>e，故取計(jì)算跨度：Lo=Ln〔m〕續(xù)板橫向：因B1，故取Lo?？v向：因B1，故取L0=Ln=7m。作用分析面板上的永久作用和可變作用〔包括短暫狀況和持久狀況〕。永久作用：主要是結(jié)構(gòu)自重，現(xiàn)澆面層=24kN/m3、預(yù)制面板=25kN/m3;現(xiàn)澆面層：r=24kN/m3，預(yù)制面板：r=25kN/m3，h=可變作用：〔1〕短暫狀況：施工荷載3kPa〔參考港口工程荷載標(biāo)準(zhǔn)?JTJ215-98〕、預(yù)制板吊運(yùn)荷載。①施工荷載：3kPa②預(yù)制板吊運(yùn)：預(yù)制板尺寸：Ly=6.4+2×0.2=預(yù)制板為四點(diǎn)吊運(yùn)，吊運(yùn)時(shí)取動(dòng)力系數(shù)，吊點(diǎn)位置見下列圖。圖6-3吊點(diǎn)位置〔2〕持久狀況：堆貨均布荷載、平板拖掛車荷載等。堆貨均布荷載：碼頭前前方樁臺均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=20kPa，碼頭前方堆場q=40kPa。作用效應(yīng)計(jì)算〔一〕短暫狀況〔施工期〕：按簡支板計(jì)算彎矩計(jì)算：M1=qL02=×3×2=〔kN·m/m〕永久作用：板自重引起的內(nèi)力；q1彎矩計(jì)算：M1=qL02=××2=〔kN·m/m〕可變作用：施工荷載引起的內(nèi)力；預(yù)制板吊運(yùn)按四點(diǎn)支撐板查?建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊?計(jì)算雙向彎矩。〔二〕持久狀況〔使用期〕：根據(jù)板與支座的連接方式確定為連續(xù)板或四邊簡支板。永久作用：結(jié)構(gòu)自重〔磨耗層、現(xiàn)澆面層、預(yù)制面板〕引起的內(nèi)力。板自重：同短暫狀況，M=68.06kN·m/m面層荷載：q=3.6kPaLx=，Ly=，見下列圖：圖6-4，查詢?建筑結(jié)構(gòu)靜力手冊?第216頁表4-16，并根據(jù)查詢結(jié)果計(jì)算系數(shù)為：系數(shù)系數(shù)根據(jù)公式“彎矩=表中系數(shù)×qL02〞〔L0取Lx和Ly中較小值〕，計(jì)算結(jié)果如下：2＝6.15kN·m2＝3.15kN·m連續(xù)板的跨中彎矩：＝3.23kN·m＝1.65kN·m連續(xù)板的支座彎矩：Mx′=﹣＝﹣4.61kN·mMy′=﹣＝﹣2.36kN·m可變作用：堆貨均布荷載、運(yùn)輸機(jī)械荷載等引起的內(nèi)力，注意，通常情況下堆貨均布荷載、多臺運(yùn)輸機(jī)械不可能同時(shí)作用在一塊面板上，因此只需計(jì)算出不同可變荷載作用下的內(nèi)力，取最大的作為控制內(nèi)力即可。40t平板拖掛車作用：重載時(shí)車軸最大軸壓163KN單輪接地面積40t平板拖掛車荷載經(jīng)面層傳遞后，集中荷載沿La、Lb方向的傳遞寬度如下：a1=S+a0+2h=2.8+0.5+2×0.15=b1=b0+2h=0.5+2×0.15=〔S重合局部，h為面層厚度〕由于荷載作用在對稱軸上〔見下列圖〕，根據(jù)?港口航道與海岸工程匯編1下冊?第1225頁相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。圖6-5對于情況一：(la=lb=a1=b1=b1’=0.2)Ma=α0p=α0a1b1Mb=β0p=β0a1b1α0=α1－α2β0=β1－β2a1,β1按a=a1,b=2(b1+b1’==0.63==0.38==1.33查表得：α1=0.127β1α2,β2按a=a1,b=2b1’a=a1b=2b1==0.63===1.33查表得：α2β2=0.149α0=α1－α2α0－β0=β1－β2β0－Ma=α0p=α0a1b1=0.6×163=97.76〔KN.m〕Mb=β0p=β0a1b1=0.48×163=78.69〔KN.m〕圖6-6對于情況二：(la=lb=b1=3.3a1=a1’=0.2)Ma=α0p=α0a1b1Mb=β0p=β0a1b1α0=α1－α2β0=β1－β2α1,β1按a=a1,b=2(a1+a1’b=3.3a=2×(0.8+0.2)=2==0.38==0.63==1.33查表得：α1=0.141β1α2,β2按b=b1,a=2a1==0.076==1.33查表得：α2β2=0.108α0=a1－a2α0－β0=β1－ββ0－Ma=α0p=α0a1b1=0.66×163=107.25〔KN.m〕Mb=β0p=β0a1b1=0.45×163=73.02〔KN.m〕比擬情況一和情況二得出：My=Ma=107.25〔KN.m〕Mx=Mb=78.69〔KN.m〕連續(xù)板在拖車作用下產(chǎn)生的跨中彎矩和支座彎矩為：My=0.525×107.25=55.77〔KN.m〕Mx=0.525×78.69=40.92〔KN.m〕My0=﹣0.75×107.25=﹣80.44〔KN.m〕Mx0=﹣0.75×78.69=﹣59.02〔KN.m〕計(jì)算結(jié)果總匯：表6-1作用短跨跨中My長跨跨中Mx短跨支座My0長跨支座Mx0永久作用面板自重面層自重可變作用短暫狀況施工荷載持久狀況拖車荷載作用效應(yīng)組合計(jì)算出各種組合狀況下板的長短跨跨中和支座處彎矩?！惨弧吵休d力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合：〔1〕持久狀況作用效應(yīng)的持久組合：參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“3.”〔6—1〕式中：——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取1.0；——永久作用標(biāo)準(zhǔn)值；——永久作用效應(yīng)系數(shù)〔為永久作用效應(yīng)，當(dāng)有多個(gè)永久作用時(shí)，應(yīng)對其作用效應(yīng)進(jìn)行疊加〕；——永久作用分項(xiàng)系數(shù)，取1.2；——主導(dǎo)可變作用標(biāo)準(zhǔn)值；——主導(dǎo)可變作用效應(yīng)系數(shù)〔為主導(dǎo)可變作用效應(yīng)，取值應(yīng)大于其他任何一個(gè)可變作用的效應(yīng)〕；——主導(dǎo)可變作用分項(xiàng)系數(shù)，取1.5；——可變作用組合系數(shù)，取0.7；——第i個(gè)非主導(dǎo)可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值；——第i個(gè)非主導(dǎo)可變作用效應(yīng)系數(shù)〔為第i個(gè)非主導(dǎo)可變作用效應(yīng)〕；——第i個(gè)非主導(dǎo)可變作用分項(xiàng)系數(shù)。縱向跨中：Mx=1.2×(68.06＋1.65)＋1.5×40.92=145.03〔kN·m〕橫向跨中：My=1.2×3.23＋1.5×55.77=87.53〔kN·m〕長跨跨支：Mx0=﹣(1.2×2.36＋1.5×59.02)=﹣91.36〔kN·m〕短跨跨支：My0=﹣(1.2×4.61＋1.5×80.44.)=﹣126.19〔kN·m〕〔2〕短暫狀況作用效應(yīng)的短暫組合：參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“3.”〔6—2〕——永久作用分項(xiàng)系數(shù)，取1.2；——第i個(gè)非主導(dǎo)可變作用分項(xiàng)系數(shù)，在此短暫組合中，其取值應(yīng)按持久組合中相應(yīng)的可變作用分項(xiàng)系數(shù)減去0.1。在短暫組合中，不考慮非主導(dǎo)可變作用的組合系數(shù)。Mx=76.77〔kN·m〕〔二〕正常使用極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合：〔1〕持久狀況作用的短期效應(yīng)組合：參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“2〞?！?—3〕式中：——作用效應(yīng)組合值；——可變作用頻遇值系數(shù)，取0.8；——第個(gè)可變作用頻遇值。其他符號意義同前?？v向跨中：Mx〔kN·m〕橫向跨中：My〔kN·m〕縱向跨支：Mx0=﹣﹙﹚=﹣〔kN·m〕橫向跨支：My0=﹣﹙﹚=﹣〔kN·m〕〔2〕持久狀況作用的長期效應(yīng)組合：參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“2〞。〔6—4〕式中：——作用效應(yīng)的長期組合值；——可變作用的準(zhǔn)永久值系數(shù)，取0.6；——第個(gè)可變作用的準(zhǔn)永久值?？v向跨中：Mx〔kN·m〕橫向跨中：My〔kN·m〕縱向跨支：Mx0=﹣﹙﹚=﹣〔kN·m〕橫向跨支：My0=﹣﹙﹚=﹣〔kN·m〕強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋參考港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ267-98〕?？箯?、抗剪、抗扭、抗壓、抗沖切〔對于板而言，主要是流動(dòng)作業(yè)機(jī)械的局部輪壓，雙向板抗沖切承載力參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)JTJ291-98“4.”〕〔一〕受沖切承載力計(jì)算，見圖6—7：圖6—7沖切承載力簡圖〔a1=0.8，b1=m〕局部荷載設(shè)計(jì)值：Ft=1.4×163=〔kN〕受沖切承載力設(shè)計(jì)值：FLn=〔6—5〕式中：=1.1；ξ=0.7;ft=1.65MPa〔C35混凝土〕h0=500－50－10=440〔mm〕μm=〔3300+800〕×2＋4×440=9960〔mm〕FLn=×0.7×1.5×9960×440=4601.52kN＞Ft，滿足受沖切承載力〔二〕吊環(huán)內(nèi)力計(jì)算：單個(gè)吊環(huán)鋼筋截面面積可按下式計(jì)算：〔6—6〕式中：F——構(gòu)件的總重力設(shè)計(jì)值；——Ⅱ級鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；n——吊環(huán)數(shù)，當(dāng)一個(gè)構(gòu)件設(shè)由四個(gè)吊環(huán)時(shí)，按三個(gè)受力計(jì)算。=25×103×××0.5=408850〔N〕；=210〔MPa〕；n=3所以有：=〔mm2〕故吊環(huán)直徑：=〔mm〕，故取36〔mm〕。吊環(huán)在構(gòu)件外表上的外露高度及吊環(huán)內(nèi)徑尺寸見圖6—8：圖6—8吊環(huán)尺寸由于該工程采用面板厚為500mm，故構(gòu)件的錨固深度不能滿足上述要求，所以在預(yù)埋構(gòu)件時(shí)，將吊環(huán)焊接在面板的受力筋上?！踩撑浣钣?jì)算：根據(jù)持久狀況作用效應(yīng)的持久組合值進(jìn)行配筋計(jì)算：跨中最大正彎矩：Mx=〔KN.m〕My=127〔KN.m〕支座最大負(fù)彎矩：=〔KN.m〕=-〔KN.m〕混凝土選C35；=17.5〔MPa〕計(jì)算高度：==500－40=460〔mm〕受力鋼筋選用熱軋二級鋼筋：=310〔MPa〕面板寬度取1m進(jìn)行計(jì)算板長跨跨中正彎矩：計(jì)算〔此時(shí)設(shè)〕441<所以=〔mm2〕==0.0023>=0.15％故取=1041.53〔mm2〕查表選14﹫140=1100mm2板短跨跨中正彎矩：計(jì)算〔此時(shí)設(shè)〕34346<所以=〔mm2〕==0.00195>=0.15％故取=〔mm2〕=906mm2查表選14﹫170板長跨跨支負(fù)彎矩：計(jì)算〔此時(shí)設(shè)〕25253<所以=〔mm2〕==0.142％<=0.15％故取=0.15％×1000×450=675〔mm2〕查表選14﹫200=770mm2板短跨跨支負(fù)彎矩：計(jì)算〔此時(shí)設(shè)〕34346<所以=〔mm2〕==0.00195>=0.15％故取=〔mm2〕查表選14﹫170=906mm2抗裂驗(yàn)算參考港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ267-98〕“3.3〞、“5.6〞、“5.7〞、“6.4〞、“6.5〞。驗(yàn)算面板裂縫寬度：〔6—7〕式中：——構(gòu)件受力特征系數(shù)，取1.0；——鋼筋外表形狀影響系數(shù)，取1.4；——荷載長期效應(yīng)組合或重復(fù)荷載影響系數(shù)，取1.5；c——最外排縱向受拉鋼筋的保護(hù)層厚度，取20〔mm〕；d——受拉鋼筋直徑，取14〔mm〕；——縱向受拉鋼筋的有效配筋率，=取0.024；——有效受拉混凝土截面面積，取=80×1000；長跨跨中M=94.26〔KN.m〕=1100mm2——縱向受拉鋼筋的有效配筋率，=；=所以有=0.298(mm)<0.3(mm)，滿足設(shè)計(jì)要求。短跨跨中M=36.69〔KN.m〕=906mm2——縱向受拉鋼筋的有效配筋率，==0.011>0.01??；=所以有=0.21(mm)<0.3(mm)，滿足設(shè)計(jì)要求。長跨跨支M=-37.77〔KN.m〕=770mm2——縱向受拉鋼筋的有效配筋率，==0.0096<0.01取；=所以有=0.22(mm)<0.3(mm)，滿足設(shè)計(jì)要求短跨跨支M=-52.87〔KN.m〕=906mm2——縱向受拉鋼筋的有效配筋率，==所以有=0.25(mm)<0.3(mm)，滿足設(shè)計(jì)要求縱梁設(shè)計(jì)首先明確縱梁的位置、斷面、面積、面積矩、中和軸、慣性矩、砼標(biāo)號、彈性模量、樁的支承系數(shù)，畫出截面示意圖等。圖6-9縱梁截面縱梁沿碼頭長度方向布置，中心間距6.0m；其截面各項(xiàng)參數(shù)：××0.44=0.72〔m2〕軸心位置〔距梁底邊〕：y=[××××(1.0+0.25)]÷=0.729〔m〕×0.729=0.525〔m3〕C40混凝土彈性模量：En×107〔kPa〕計(jì)算原那么參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“4.2縱梁和橫向排架〞?！惨弧呈┕て冢侯A(yù)制軌道梁安裝在樁帽上，按簡支梁計(jì)算，作用在梁上的荷載為預(yù)制梁及現(xiàn)澆接頭混凝土自重，此時(shí)梁的有效斷面為預(yù)制斷面?！捕呈褂闷冢嚎v梁按等剛度剛性支承連續(xù)梁計(jì)算按查表法進(jìn)行計(jì)算，作用在梁上的荷載為碼頭面板、面層自重及使用期的可變荷載作用；在活荷載作用下，應(yīng)按內(nèi)力影響線求得各截面的最大內(nèi)力。此時(shí)梁的有效斷面為疊合斷面?？v梁的內(nèi)力計(jì)算參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“〞。計(jì)算參數(shù)主要指跨度，參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“〞。預(yù)制梁長m，擱置長度m,，連續(xù)梁支承寬度〔即樁帽寬度〕1.5m，凈跨6m，橫向排架間距7m。〔一〕簡支梁〔施工期〕，如圖6—10：圖6—10簡支梁計(jì)算簡圖彎矩計(jì)算跨度：l0=ln+e=+0.2=ln×=(m)故取l0=(m)；剪力計(jì)算跨度：l0=ln=(m)。式中：L0——計(jì)算跨度；Ln——凈跨；e——擱置長度。〔二〕連續(xù)梁〔使用期〕彎矩計(jì)算跨度：當(dāng)B2≤0.05L時(shí)，取L0=L；當(dāng)B1>0.05L時(shí)，取L0=1.01L；剪力計(jì)算跨度：取凈跨L0=Ln。式中：L——橫梁或樁帽中心間距。所以：彎矩計(jì)算跨度：取中到中L0=6.0〔m〕；剪力計(jì)算跨度：取凈跨L0=Ln=4.5〔m〕。作用分析面板上的永久作用和可變作用〔包括短暫狀況和持久狀況〕傳遞到縱梁上的作用。〔一〕永久作用：主要是結(jié)構(gòu)自重，包括預(yù)制縱梁〔=25kPa〕、現(xiàn)澆接頭〔=25kPa〕、面層〔=24kPa；厚h0=150mm〕、預(yù)制面板〔=25kPa；厚h0=500mm〕。〔二〕可變作用：堆貨均布荷載、40t平板拖掛車、門機(jī)荷載等。具體標(biāo)準(zhǔn)值如下：前方堆貨荷載q=20kPa，其范圍從碼頭前沿開始至14m。門機(jī)：軌距：；每支腿6個(gè)輪子；輪壓：250kN/輪。40t平板掛車：滿載時(shí)：后軸軸壓：163kN/軸作用效應(yīng)計(jì)算〔一〕永久作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的作用效應(yīng)〔1〕施工期：只考慮預(yù)制縱梁的自重及現(xiàn)澆面板接縫混凝土〔即疊合局部〕的重量，面板自重由橫梁承當(dāng)?？紤]施工時(shí)接縫混凝土未到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，故按簡支梁計(jì)算。預(yù)制局部及現(xiàn)澆接頭自重：q=×1×25=〔kN/m〕M=ql02=××2=〔kN/m〕Q=ql0=××6=〔kN〕施工期承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值：M1=×=〔kN/m〕Q1×=45〔kN〕施工期正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值：M2=M=〔kN/m〕Q2=Q=〔kN〕〔2〕使用期：剛性支承連續(xù)梁計(jì)算。(該碼頭為每段為八跨連續(xù)梁，按五跨計(jì)算精度已能滿足要求)，內(nèi)力計(jì)算參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“4〞?！?4=3.6〔kPa〕×25=12.5〔kPa〕a、面板與面層自重分配到梁上的作用如圖6-11所示：圖6-11所以面層和面板自重分配到縱梁上的荷載如下圖：6-12q=(1/2)×gL×2=(kN/m)簡化為均布荷載：q′=(1-2a2+a3)q=(1-0.28+0.0527)×(kN/m)查表?靜力計(jì)算手冊?：M=表中系數(shù)×q′l2V=表中系數(shù)×q′l〔6—8〕〔a=q′l2=×72=kN.m；b=q′l=×6=kN〕跨內(nèi)最大彎矩：M1=a=〔kN.m〕M2=a=〔kN.m〕M3=0.046支座彎矩：MB=﹣0.105a=MC=﹣0.079a=MD=﹣0.079a=﹣252ME=﹣0.105a=剪力值：VA=0.394b=〔kN〕VB左=﹣0.606=﹣〔kN〕VB右=0.526b=〔kN〕VC左=﹣0.474b=﹣〔kN〕VC右=0.500b=〔kN〕VD左=﹣b=﹣〔kN〕VD右=0.474b=〔kN〕VE左=﹣0.526b=﹣〔kN〕VE右=0.606b=〔kN〕VF=﹣0.394b=﹣〔kN〕b、縱梁自重：圖6-13q=A×25=18查表：M=表中系數(shù)×ql2〔a=ql2=18×72=882kN/m〕〔6—9〕跨內(nèi)最大彎矩：M1==〔kN.m〕M2==29.11〔kN.m〕M3==〔kN.m〕支座彎矩：MB=﹣=﹣〔kN.m〕MC=﹣=﹣〔kN.m〕MD=﹣=﹣〔kN.m〕ME=﹣=﹣〔kN.m〕剪力V=表中系數(shù)×ql〔b=ql=18×6=108kN〕〔6—10〕VA=0.394b=〔kN〕VB左=﹣0.606b=﹣〔kN〕VB右=0.526b=〔kN〕VC左=﹣0.474b=﹣〔kN〕VC右=0.500b=54〔kN〕VD左=﹣0.500b=﹣54〔kN〕VD右=0.474b=〔kN〕VE左=﹣0.526b=﹣〔kN〕VE右=0.606b=〔kN〕VF=﹣0.394b=﹣〔kN〕〔二〕可變作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的作用效應(yīng)：堆貨均布荷載、起重運(yùn)輸機(jī)械荷載等引起的內(nèi)力，注意考慮不同可變荷載同時(shí)存在的可能性。分別計(jì)算出每種情況下的效應(yīng)組合值。a、門座起重機(jī)對縱梁的作用：如下圖一個(gè)支腿作用在BC跨中時(shí)在BC跨中產(chǎn)生最大彎矩；圖6-14P=250×6=1500kN作用在C處對于AB跨中的彎矩影響系數(shù)為=0作用在AB跨中對AB跨中的彎矩影響系數(shù)為所以有：Pl+Pl=1500×7×0.2+0=2100〔kN.m〕圖6-15作用在D處對于BC跨中的彎矩影響系數(shù)為=0作用在BC跨中對BC跨中的彎矩影響系數(shù)為所以有：Pl+Pl=1500×7×0.1729+0=〔kN.m〕圖6-16作用在E處對于CD跨中的彎矩影響系數(shù)為=0作用在CD跨中對CD跨中的彎矩影響系數(shù)為=0.1708所以有：Pl+Pl=1500×7×08+0=〔kN.m〕剪力值：圖6-17兩個(gè)力分別對A點(diǎn)的剪力影響系數(shù)為=1和所以VA=P×〔1〕=〔kN〕圖6-18兩個(gè)力分別對B左點(diǎn)的剪力影響系數(shù)為=-1和兩個(gè)力分別對B右點(diǎn)的剪力影響系數(shù)為=1和VB左=P×(-1+)=〔kN〕VB右=P×(1)=〔kN〕VB=〔kN〕圖6-19兩個(gè)力分別對C左點(diǎn)的剪力影響系數(shù)為=-1和兩個(gè)力分別對C右點(diǎn)的剪力影響系數(shù)為=1和VC左=P×()=〔kN〕VC右=P×(1)=〔kN〕VC=〔kN〕故由門座起重機(jī)作用于橫向排架上的剪力取〔kN〕由于均布荷載對軌道梁的內(nèi)力影響較門座起重機(jī)小，不起控制作用，故可不列入設(shè)計(jì)組合。橫向排架橫梁一般為預(yù)應(yīng)力混凝土疊合梁。首先明確施工期和使用期橫梁的位置、斷面、面積、面積矩、中和軸、慣性矩、砼標(biāo)號、彈性模量、樁的支承系數(shù)，畫出截面示意圖等。橫梁內(nèi)力計(jì)算分別按施工期和使用期兩個(gè)階段計(jì)算。計(jì)算原那么〔一〕施工期：分為四個(gè)施工階段，需要分別計(jì)算其內(nèi)力?！?〕安裝橫梁，橫梁擱置在樁帽上，按簡支梁計(jì)算內(nèi)力。〔2〕安裝靠船構(gòu)件，安好后現(xiàn)澆縱橫梁接頭?！?〕安裝面板及現(xiàn)澆面板接頭混凝土，此時(shí)橫梁按彈性支承連續(xù)梁計(jì)算?！?〕施工期梁的有效斷面為預(yù)制斷面，作用在梁上的荷載為永久作用?！捕呈褂闷谑褂闷诎磸椥灾С羞B續(xù)梁計(jì)算〔按五彎矩方程式計(jì)算〕，作用在梁上的荷載為碼頭面層混凝土和各種使用荷載，使用期梁的有效斷面為疊合斷面。橫向排架的內(nèi)力計(jì)算參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“〞。計(jì)算參數(shù)主要指跨度，參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“〞。〔1〕簡支梁〔施工期〕：彎矩計(jì)算跨度：L0=Ln+e,但不大于n，取〔m〕；剪力計(jì)算跨度：L0=Ln，取〔m〕；式中：L0——計(jì)算跨度；Ln——凈跨；e——擱置長度，取〔m〕?！?〕連續(xù)梁〔使用期〕：彎矩計(jì)算跨度：取L0=L，取〔m〕；剪力計(jì)算跨度：取凈跨L0=Ln，取〔m〕；式中：L——橫梁或樁帽中心間距。作用分析面板上的永久作用和可變作用〔包括短暫狀況和持久狀況〕傳遞到橫梁上的作用。永久作用：主要是結(jié)構(gòu)自重，包括預(yù)制橫梁〔=25kPa〕、現(xiàn)澆接頭〔=25kPa〕、面層〔=24kPa〕、預(yù)制面板〔=25kPa〕、縱梁〔=25kPa〕傳來的支座反力、靠船構(gòu)件〔=25kPa〕等?？勺冏饔茫捍昂奢d(主要是撞擊力和系纜力)、堆貨均布荷載、門座起重機(jī)荷載、拖掛車荷載等，詳見。作用效應(yīng)計(jì)算使用期：按彈性或剛性支承連續(xù)梁計(jì)算。內(nèi)力計(jì)算參考高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)〔JTJ291-98〕“〞?！?07×=×1062〕計(jì)算的根本體系見下列圖。圖6-20第n支座的五彎矩方程為：rn(n-1)Mn-2+rn(n-1)Mn-1+rnnMn+rn(n+1)M(n+1)+rn(n+2)M(n-2)+△np=0〔6—11〕rnm——根本體系中由于m支座處作用單位力矩在n支座處產(chǎn)生的角變位；Mn——n支座的彎矩；△np——根本體系中外荷載作用在n支座處產(chǎn)生的角變位。式中：rn(n-2)=〔6—12〕rn(n-1)=〔6—13〕rnn=〔6—14〕rn(n+1)=〔6—15〕rn(n+2)=〔6—16〕△np=eq\o\ac(○,1)〔6—17〕樁的剛性系數(shù)計(jì)算前沿高程=設(shè)計(jì)高水位+超高值前沿高程=4.3+1.0=原泥面高程=設(shè)計(jì)低水位－碼頭前沿水深=0.5－12=﹣樁的等效剛性系數(shù)計(jì)算公式：〔6—18〕CeN——樁的等效剛性系數(shù)；C0——樁入土段的剛性系數(shù)〔kN/m〕，C0=〔115~145〕R；R——單樁的垂直極限承載力〔kN〕；L0——樁的自由長度〔m〕；Ez——樁材料的彈性模量〔kPa〕;Fz——樁斷面的面積〔m2〕；Ez=0.8En×107〔kN/m2〕EzFz×107×2—×2×107〔kN/m2〕計(jì)算C和R表6-2工程地質(zhì)情況土層土的名稱土層厚度〔m〕qf〔Kpa〕1淤泥82淤泥粘土163粉質(zhì)粘土604粉土1105粉質(zhì)粉砂7115R=Qd=〔6—19〕A——樁身截面面積：A=a2－πd2÷2=0.36〔m2〕qR——單樁極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，為5800kPa；li——樁身穿過第i層土的長度〔m〕;U——樁身截面周長〔m〕；U=4×0.6=2.4〔m〕qfi——單樁第i層土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；rR——單樁垂直承載力分享系數(shù)，取1.55；根據(jù)公式，R=Qd=×[2.4〔6×8+10×16+4×60+3×110+7×115〕+0.36×5800]=3798〔kN〕2樁的自由端長度L0：計(jì)算簡圖如下圖圖6-21經(jīng)計(jì)算得：L1=mL2=mL3=mL4=mL5=m計(jì)算樁的剛性系數(shù)支座的豎向剛性系數(shù)CnV：單樁支座的剛性系數(shù)CnV=CeNncos2αn〔6—19〕CeNn——n樁的軸向剛性系數(shù)〔kN/m〕；αn——樁軸線與垂線的夾角〔°〕，cosαn=1；叉樁支座的剛性系數(shù)αm、αm′——叉樁中兩根樁軸線與垂線的夾角〔°〕，皆取正值；、——叉樁中兩根樁的軸向剛性系數(shù)〔kN/m〕。其計(jì)算結(jié)果見下表：表6-3樁號系數(shù)2345L0CeN×106支座號123CnV×106r22===×10－