高樁碼頭課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

目錄第一章設(shè)計(jì)資料 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。碼頭用途 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽工藝要求 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽自然條件 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽地形 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽原有護(hù)岸情況 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽地基土壤物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽水位 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽建材供應(yīng) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽施工條件 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽碼頭規(guī)劃尺度 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第二章碼頭結(jié)構(gòu)選型 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第三章碼頭結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)造 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽碼頭結(jié)構(gòu)總尺度的確定 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽碼頭結(jié)構(gòu)的寬度 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽碼頭結(jié)構(gòu)沿碼頭長(zhǎng)度方向的分段 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽樁頂高程 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽碼頭上工藝設(shè)備的型式及布置 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽門(mén)機(jī)軌道的布置 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽工藝管溝的位置和尺寸 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽系船柱的型式和布置 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽橡膠防沖設(shè)備的型式和布置 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽護(hù)輪檻 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽碼頭上部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的布置和型式 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽橫向排架 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽縱梁 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽面板和面層 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽靠船構(gòu)件 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

基樁的布置及構(gòu)造 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。橫向排架中樁的布置 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽樁的縱向布置 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽樁的構(gòu)造 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽樁帽的構(gòu)造 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第四章碼頭荷載 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽永久荷載 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽永久荷載計(jì)算圖示 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽永久荷載的計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽可變荷載 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽船舶荷載 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽堆貨荷載 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽門(mén)機(jī)荷載 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值的確定 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽第五章橫向排架計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽計(jì)算基本假定 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽樁的剛性系數(shù) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽樁上荷載及符號(hào)定義 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽樁頂?shù)淖兾?錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。26………..26……..26靜力平衡方程基樁承載力驗(yàn)算 第六章附件…………………(1)高樁碼頭平面圖與立面圖(2)高樁碼頭斷面圖 第一章設(shè)計(jì)資料1.1碼頭用途擬設(shè)計(jì)的碼頭系天津港所屬船舶修理廠的配套工程之一，供待修船舶系靠、檢修、修理和新建船舶舾裝之用。工藝要求滿足主機(jī)馬力為1900HP，長(zhǎng)45.79米寬9.8米型深5.0米，最大吃水4.5米港作拖輪停靠和修理要求，滿足長(zhǎng)度為67.52米載重量1000噸，滿載排水量為1830噸供游輪?？恳?。滿足軌距為10.5米，起重量為10噸，荷載代號(hào)為Mh425門(mén)座起重機(jī)（1臺(tái)）在碼頭上作業(yè)的要求。滿足自重為噸，最大其中量為噸，使用吊重為9噸（打支腿工作）的Q161型輪胎吊在碼頭上作業(yè)的要求。滿足碼頭上堆置15kN/m2的負(fù)荷要求。碼頭前沿設(shè)兩條工藝管溝，一條供敷設(shè)水、乙炔、壓縮空氣之用，一條供敷設(shè)電纜用。碼頭前沿設(shè)置供船舶和電焊機(jī)使用的供電箱4個(gè)和供門(mén)機(jī)使用的供電箱1個(gè)。碼頭前沿設(shè)置船樁和防沖設(shè)備以供船舶安全方便系靠。自然條件1.3.1地形修船碼頭位于海河下游左側(cè)凹岸內(nèi)，現(xiàn)有岸坡穩(wěn)定，水深無(wú)明顯變化。1.3.2原有護(hù)岸情況現(xiàn)有護(hù)岸為木樁基L型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橫斷面如圖11所示，經(jīng)唐山大地震考驗(yàn)，安全可靠可繼續(xù)使用，護(hù)岸前岸坡平均坡度為1：5。

1.3.3地基土壤物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)地基土壤物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1-1土層標(biāo)高(m)土的名稱天然含水量W(%)濕重度(KN/m3)孔隙比e固結(jié)快剪樁側(cè)極限摩阻力(KN/m2)虹。)CKg/cm2—4.7以上泥質(zhì)亞粘土42.217.71.2190.1915—4.7?—12.0深灰色粘土46.617.51.3130.1315—12.0?—20.0深灰色亞粘土28.619.60.79190.1160—20.0?—22.0黃褐色粘土29.519.70.81160.2560表1-1地基土壤物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)當(dāng)樁尖打至—20.0m以下時(shí)，樁端極限阻力R=1600KN/m2。1.3.4水位設(shè)計(jì)高水位：+3.50米；設(shè)計(jì)低水位：+1.00米；平均水位：+2.20米。建材供應(yīng)鋼筋、水泥、木材按計(jì)劃滿足供應(yīng)，鋼筋品種、規(guī)格按實(shí)際構(gòu)造需要選用，橡膠防沖設(shè)備可采用天津市工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，砂石料由外地供應(yīng)宜節(jié)約使用。施工條件碼頭施工可委托一航局一公司承擔(dān)，該公司技術(shù)力量雄厚，施工經(jīng)驗(yàn)豐富，有規(guī)模大、機(jī)械化程度高的構(gòu)件預(yù)制廠，能制作各種規(guī)格的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件（樁、梁、板、靠船物件等）有大型和小型的起重運(yùn)輸機(jī)械和各種工程船舶（打樁船、起重船、拖輪、駁船等）可滿足施工需要。1.6碼頭規(guī)劃尺度碼頭平行于護(hù)岸布置，碼頭前沿線距鋼筋混凝土L型擋土墻32.5m。碼頭長(zhǎng)90m，碼頭寬度可根據(jù)使用要求和選用的結(jié)構(gòu)形式確定。碼頭前沿標(biāo)高+4.5M碼頭前水深-4.0M。第二章碼頭結(jié)構(gòu)選型第二章碼頭結(jié)構(gòu)選型天津港海岸地貌為淤泥質(zhì)海岸類(lèi)型，土質(zhì)較軟，多為粘性土壤，承載能力差，適合打樁，故選用高樁碼頭。由此碼頭的用途和工藝要求可知，碼頭上部結(jié)構(gòu)中除了面板、靠船構(gòu)件等主要組成外，還應(yīng)布置工藝管溝和門(mén)機(jī)軌道梁等。所以對(duì)于其上部結(jié)構(gòu)，承臺(tái)式適用于水位變化較大，且岸坡土質(zhì)較好的情況；無(wú)梁板式只能采用非預(yù)應(yīng)力面板，且跨度不宜太大，樁的承載力不能充分發(fā)揮，碼頭面不能承受集中荷載；桁架式構(gòu)造復(fù)雜，易損壞，難維修，造價(jià)往往就高。梁板式高樁碼頭將碼頭面上的堆貨荷載和流動(dòng)機(jī)械荷載通過(guò)面板傳給縱梁和橫梁；門(mén)機(jī)荷載直接由門(mén)機(jī)軌道梁承受；作用在靠船構(gòu)件和系船柱塊體上的船舶荷載通過(guò)橫梁傳給樁基，故梁板式碼頭各構(gòu)件受力合理明確；由于采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，提高了構(gòu)件抗裂性能，減少了鋼筋用量；橫向排架跨度大，樁的承載力能充分發(fā)揮，裝配程度高，施工速度較承臺(tái)式和桁架式快；因橫梁位置較低，靠船構(gòu)件的懸臂長(zhǎng)度較無(wú)梁板式短；適用于荷載較大且復(fù)雜的大型海港碼頭。故此碼頭上部結(jié)構(gòu)采用梁板式。由于此地區(qū)地基中軟土層較厚、土質(zhì)差，且土坡已經(jīng)較為穩(wěn)定，所以可以建造寬樁臺(tái)式高樁碼頭，這樣既可以保證碼頭建筑物的整體穩(wěn)定性，還可以減少填方。由于碼頭寬度較大，通常將整個(gè)碼頭結(jié)構(gòu)用縱向變形縫分成前后樁臺(tái)。第三章碼頭結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)造碼頭結(jié)構(gòu)總尺度的確定3.1.1碼頭結(jié)構(gòu)的寬度由于本碼頭采用寬樁臺(tái)式高樁碼頭，碼頭結(jié)構(gòu)寬度較大，而在此寬度內(nèi)前后區(qū)域所受的荷載差異較大，故把碼頭用縱向變形縫分為前方樁臺(tái)和后方樁臺(tái)。前方樁臺(tái)的寬度一般采用碼頭前沿地帶的寬度，此碼頭的碼頭前沿地帶設(shè)有寬度為10.5m的門(mén)機(jī)，且從碼頭前沿線到門(mén)機(jī)后軌外1.5m處的范圍內(nèi)。故碼頭前沿地帶寬度為14m,且門(mén)機(jī)軌道下分別設(shè)有縱梁。后方樁臺(tái)寬度取為32.5-14=18.5m。3.1.2碼頭結(jié)構(gòu)沿碼頭長(zhǎng)度方向的分段為避免在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力和沉降應(yīng)力，沿碼頭長(zhǎng)度方向設(shè)置變形縫。變形縫的寬度取為25mm，變形縫內(nèi)用泡沫塑料的功能柔性材料填充，以保證結(jié)構(gòu)自由伸縮。本碼頭長(zhǎng)度為90m，采用梁板式高樁碼頭，故變形縫的間距取為45m。變形縫的形式取為懸臂梁式，懸臂的長(zhǎng)度取為1.5m。為防止相鄰兩分段水平位移不一致，造成軌道錯(cuò)牙，變形縫在平面上應(yīng)作成凹凸形，凹凸縫的齒高為300mm。3.1.3樁頂高程樁頂高程為+。碼頭上工藝設(shè)備的型式及布置3.2.1門(mén)機(jī)軌道的布置門(mén)機(jī)軌道布置在碼頭的前方樁臺(tái)的縱梁上，從碼頭前沿線到門(mén)機(jī)后軌外的距離為2m。3.2.2工藝管溝的位置和尺寸此碼頭為舾裝碼頭，在碼頭前沿應(yīng)設(shè)置兩條管溝，一條供鋪設(shè)電纜和提供壓縮乙炔用另一條供為船舶供水和提供壓縮空氣和氧氣的管線。對(duì)于高樁碼頭，管溝的位置一般設(shè)置在碼頭前沿靠船構(gòu)件和前縱梁之間，在系船柱下方，兩條管溝之間用墻開(kāi)。采用小尺寸管溝，管溝的寬度為0.7m，深度為0.9m。上面蓋設(shè)厚度為0?2m，寬度為l?80m的蓋板，下部鋪設(shè)0.1m的底板。管溝底板接于靠船構(gòu)件上，厚度為10mm。為排除管溝內(nèi)積水，在管溝底部設(shè)置排水本碼頭應(yīng)滿足載重量為io00t的船舶，故船舶系纜力的下限值為150KN,選擇15t級(jí),在距碼頭前沿0.8m處設(shè)置，系船柱之間的間距取為21m，沿碼頭長(zhǎng)度方向布置5個(gè)。選用單擋檐型，底盤(pán)形狀選為方形，柱殼材料選為鑄鐵。系船柱的形式如圖3-2：圖3-2系船柱的型式及尺寸3.2.4橡膠防沖設(shè)備的型式和布置由于海水腐蝕性強(qiáng)，同時(shí)船舶的尺度較大，故采用橡膠護(hù)舷。由于D形橡膠護(hù)舷具有吸收能量大，反力適中，安裝與維修方便，護(hù)舷底寬較小等優(yōu)點(diǎn)，故在本碼頭中選用D形橡膠護(hù)舷。船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量：PE=MV2

02n式中：P——有效動(dòng)能系數(shù)，取為0.7oM――船舶的質(zhì)量，M=1830tV——船舶靠岸時(shí)的法向速度，V二1.6m/snn求得：E=16.40KJ，船舶一般是斜靠碼頭，因此船舶的撞擊能量通常是考慮由一個(gè)0護(hù)舷吸收，故選用D形橡膠護(hù)舷H300xL1500-3Z。護(hù)舷尺寸如圖3-3：圖3-3H500xL1500—3zD形橡膠護(hù)舷橡膠護(hù)舷的布置應(yīng)滿足船舶在各種水位和不同吃水條件下的安全靠泊，沿碼頭前沿立面豎向間端布置，船舶滿載吃水時(shí)的干舷高度為1.3m，而設(shè)計(jì)高水位與設(shè)計(jì)低水位之差為2.5m，故在靠船構(gòu)件上設(shè)置3排橡膠護(hù)舷，高程分別為：+1.7m、+2.8m、+4.0m。3.2.5護(hù)輪檻護(hù)輪檻斷面尺寸為100mmx100mm。碼頭上部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的布置和型式橫向排架前方樁臺(tái)前方樁臺(tái)的橫向排架間距取為7m，兩側(cè)懸臂的長(zhǎng)度為1.5m，每分段設(shè)置7組橫向排架。后方樁臺(tái)后方樁臺(tái)的橫向排架間距取為3.5m，兩側(cè)懸臂長(zhǎng)度為1.5m,每分段設(shè)置1.3組橫向排架。橫梁的構(gòu)造前方樁臺(tái)橫梁的橫斷面形式采用到T形，下部預(yù)制的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，上部采用現(xiàn)澆形式，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)疊合式結(jié)構(gòu)。為使樁帽伸出的鋼筋穿入預(yù)制的下橫梁，在橫梁的端部預(yù)留橢圓形安裝孔，其長(zhǎng)軸（沿梁長(zhǎng)方向）和短軸的長(zhǎng)度分別為80mm和40mm。橫梁寬度取為800mm。斷面結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖3-4：

圖3-4橫梁的結(jié)構(gòu)尺寸圖后方樁臺(tái)為了減小梁的寬度又滿足板的擱置長(zhǎng)度，采用倒梯形斷面。橫梁寬度取為600mm。橫梁高度取為1600mm。3.3.2縱梁縱梁的布置本碼頭為只設(shè)門(mén)機(jī)不設(shè)鐵路的梁板式碼頭，所以在前方樁臺(tái)的門(mén)機(jī)軌道下設(shè)置兩個(gè)縱梁。后方樁臺(tái)不設(shè)縱梁。縱梁的構(gòu)造縱梁的橫斷面采用空心矩形斷面，選用下部預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)預(yù)制，上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆的疊合梁型式?？v梁高度取為1200mm，寬度取為400mm。縱梁構(gòu)件如圖3-5：圖3-5縱梁的構(gòu)造圖3.3.3面板和面層面板采用疊合式的實(shí)心板，下部分為預(yù)應(yīng)力的預(yù)制結(jié)構(gòu)，上半部分現(xiàn)澆。在預(yù)制部分的表面做成齒坎型。板的厚度為200mm，其中預(yù)制部分的厚度為120mm，現(xiàn)澆部分厚度為80mm。前方樁臺(tái)板長(zhǎng)取為7m，板寬為3m。后方樁臺(tái)板長(zhǎng)為3.5m，板寬為3m。為防止面板鋼筋銹蝕和下面保護(hù)層脫落，在面板內(nèi)設(shè)置排氣孔，直徑為50mm，間距為3m。面板的斷面如圖3-6：圖3-6實(shí)心板的斷面形式本碼頭采用疊合板，故面層與面板一起澆筑，面層的厚度為30mm。為防止面層混凝土在氣溫變化時(shí)引起膨脹或收縮而產(chǎn)生裂縫，故在面層上設(shè)置豎向不貫通的伸縮縫?？p寬10mm,縫深15mm，用聚乙烯填充?？p的間距取為3m。面層做排水坡，坡度為0.8%。3.3.4靠船構(gòu)件本碼頭為舾裝碼頭,為使沿碼頭長(zhǎng)度方向有全面的防護(hù),小船不致誤入碼頭下面,防護(hù)樁免受冰凌或其他漂浮物的撞擊,碼頭的靠船構(gòu)件采用懸臂板式。懸臂板式靠船構(gòu)件由懸臂版、胸墻板和水平縱梁組成,每?jī)蓚€(gè)橫向排架之間設(shè)置一塊靠船構(gòu)件。懸臂板在預(yù)制場(chǎng)整體預(yù)制,運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝,并與橫梁整體連接。兩個(gè)靠船構(gòu)件在施工水位上的連接在現(xiàn)場(chǎng)澆筑,使其在碼頭方向連成整體?？看瑯?gòu)件斷面圖如圖3-7：OO8-:皿no觀泮接頭制部分OO8-:皿no觀泮接頭制部分,..1CO圖3-7靠船構(gòu)件斷面圖基樁的布置及構(gòu)造橫向排架中樁的布置前方樁臺(tái)本碼頭上含有門(mén)座起重機(jī),在靠海一側(cè)門(mén)機(jī)軌道梁下直接布置雙直樁,在后門(mén)機(jī)梁下布置一組叉樁,叉樁的坡度取用為3:1。在前后軌道梁的中間布置一根直樁,樁距為5.25m。后方樁臺(tái)在橫向排架下設(shè)置五組直樁，直樁間距為4m,后方樁臺(tái)不設(shè)叉樁。樁的縱向布置在碼頭中間的結(jié)構(gòu)分段，一側(cè)在有約束設(shè)置一根直樁，在無(wú)約束一側(cè)設(shè)置一組縱向半叉樁。在試車(chē)系船柱的下面設(shè)置縱向叉樁。3.4.3樁的構(gòu)造本設(shè)計(jì)中采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心方樁，方樁的斷面尺寸取為550mmx550mm，空心直徑為200mm，混凝土標(biāo)號(hào)采用C40。樁尖段的長(zhǎng)度為（1.0?1.5）b=550mm?825mm，取為700mm，樁尖寬度為（0.2?0.25）b=110mm?137.5mm,取為120mm；樁頭段的長(zhǎng)度為4b=4x450=2200mm。樁長(zhǎng)：打樁深度為28m對(duì)于直樁：樁長(zhǎng)二1.74+28二29.74m對(duì)于叉樁：樁長(zhǎng)=二29.74x7T0-3二31.35m圖3-8樁的結(jié)構(gòu)圖3.4.4樁帽的構(gòu)造樁帽采用現(xiàn)澆混凝土，在本設(shè)計(jì)中采用方形樁帽，樁帽高度為800mm。對(duì)于尺寸為550mmx550mm的單樁，樁帽底面尺寸為850mmx850mm，樁帽頂面尺寸為1400mmx1400mm。樁帽的形式及斷面尺寸如圖3-9：

圖3-9單樁樁帽的形式與尺寸對(duì)于雙直樁和叉樁上樁帽，樁帽底面尺寸為1700mmx850mm，樁帽頂面尺寸為2250mmx1200mm。樁帽的形式及斷面尺寸如圖3-10：圖3-10雙樁樁帽的形式和尺寸第四章碼頭荷載永久荷載4.1.1永久荷載計(jì)算圖示永久荷載包括面層、面板、橫縱梁等構(gòu)件的自重?？紤]到面板和面層的重力均由橫梁承擔(dān)。4.1.2永久荷載的計(jì)算qiPl q2P2y4.1.2永久荷載的計(jì)算qiPl q2P2yr# \ 1 1和 1F 1F 和 1F IF V V V W V V W 1F 1T 1f W 1T 1F1F 1rVVt5,255,25圖4-1永久荷載的計(jì)算圖示1、面層自重g=24x0.05=1.2KN/m2面層2、2、面板自重g=25x0.2=5kN/m2面板3、3、橫梁自重g =25x(0.8x0.6+0.4x1.0)=22KN/m橫梁4、4、縱梁自重g=25x(0.4x1.2-3.14x0.052-0.1x0.4)=10.80kN/m縱梁5、5、管溝蓋板自重g=24x1.8x0.2=8.64kN/m管溝蓋板6、靠船構(gòu)件自重g靠船構(gòu)件=24x[0.1x0.2+(0.2+0.3)x0.5+0.3x1.2+(0.1+0.3)x1.5一2]=22.32kN/g靠船構(gòu)件7、管溝隔板自重g=24x1.0x0.1=2.4kN/m管溝隔板8、管溝底板g =24x0.1x1.4=3.36kN/m2管溝底板9、管溝下梁g =25x0.6x0.8=12kN/m管溝下梁系船柱跟橡膠護(hù)舷的自重不計(jì)。作用在橫向排架上的永久荷載集中力為P=P+P +P +P+P1縱梁管溝蓋板靠船構(gòu)件管溝隔板管溝底板=10.80x7+8.64x7+22.32x7+2.4x7+3.36x7=332.64kNP二P=10.80x7=75.6kN2縱梁g=g =15kN/m1管溝下梁g=g+g+g=22+1.2x7+5x7=65.4kN/m2橫梁面板面層橫向排架上永久荷載集中力矩為：M二8.64x1x7+2.4x7x0.95+3.36x0.9x7+22.32x7x1.70二363.412kN?m1可變荷載4.2.1船舶荷載4.2.1.1作用在船舶上的風(fēng)荷載作用在船舶上的風(fēng)壓力的橫向分力F和縱向分力F可按下式計(jì)算:xwyw風(fēng)壓力的橫向分力（垂直于碼頭前沿線）：F二73.6x10-5AV2箕

xwxwx12風(fēng)壓力的縱向分力（平行于碼頭前沿線）：F=49.0x10-5AV2^^ywywy12其中：F 作用在船舶上的計(jì)算風(fēng)壓力的橫向分力xwF——作用在船舶上的計(jì)算風(fēng)壓力的縱向分力yw2——風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)，設(shè)計(jì)船長(zhǎng)為67.52m，故取g二0.9。112――風(fēng)壓高度變化修正系數(shù)，由《港口工程荷載規(guī)范》查得：2二1。22A、A――船體水面以上橫向受風(fēng)面積和縱向受風(fēng)面積xwyw對(duì)于油輪受風(fēng)面積采用如下公式計(jì)算：lgA二0.618+0.620lgDWxw

lgA=0.164+0.575lgDWyw其中DW為船舶載重量，為1000t，代入上式解得:A=300.61m2，A=77.45m2xwywV、V、Vxy計(jì)算風(fēng)速的橫向分量和縱向分量基本風(fēng)壓公式：W=1600V2由《港口工程荷載規(guī)范》，W二0.55KN/m，計(jì)算得：V二29.66m/s。0考慮最不利情況，假設(shè)其完全為橫風(fēng)時(shí)：V=29.66m/s，V=0xy計(jì)算得：F二73.6x10-5x300.61x29.662x0.9二175.17kNxwF=0yw4.2.1.2船舶系纜力船舶系纜力采用以下公式計(jì)算：工F 工Fx+ y sinacosPcosaccosPN=NsinacosPxN=NcosacosPyN=Nsinpz式中：工式中：工Fx可能出現(xiàn)的風(fēng)和水流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的橫向分力總和。工F――可能出現(xiàn)的風(fēng)和水流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的縱向分力總和。yK――系船柱受力分布不均勻系數(shù)，其中系船柱數(shù)目n=2，故K=1.2on——計(jì)算船舶同時(shí)受力的系船柱的數(shù)目，船舶總長(zhǎng)為67.52m，故n=2，系船柱間距為20m。a——系船纜的水平投影與碼頭前沿線的夾角，在本碼頭的計(jì)算中，采用a二30。。p——系船纜與水平面的夾角，本碼頭計(jì)算中，采用P=15。。計(jì)算得：N=1.2x一17517 =217.62kN2 sin30xcos15N=217.62xsin30xcos15=105.11kNxN=217.62xcos30xcos15=182.04yN=217.62xsin15=56.32kNz0.4x1x1.1+0.8x0.6x0.3橫梁的中性軸為y= =0.668mc 0.4x1+0.8x0.6N的作用點(diǎn)距橫梁中性軸為：0.03+0.2+1.6-0.668=1.162mx故：M =105.11x1.162=122.14kN?m系纜力4.2.1.3船舶撞擊力船舶靠岸時(shí)，船舶的撞擊動(dòng)能用下式計(jì)算：p

E=匕MV202n式中：V——法向速度，根據(jù)規(guī)范查得其值約在 0.15~0.20m/s之間，取為n0.16m/s。M——船舶質(zhì)量，M=1830t。p——有效動(dòng)能系數(shù)，約在0.7~0.8之間，取為0.70。0.7則：E= x1830x0.162=16.40kN?m02根據(jù)規(guī)范，查表得：H=175kN,船舶撞擊力的作用點(diǎn)距中和軸為：0.558m,故：作用在橫梁的彎矩為：M =175x0.558=97.65kN?m撞擊力4.2.2堆貨荷載設(shè)計(jì)碼頭堆貨荷載q=15kN/m2，傳遞給橫梁的分布荷載為：q=15x7=105kN/m14.2.3門(mén)機(jī)荷載門(mén)機(jī)荷載為主導(dǎo)可變荷載，堆貨荷載和船舶撞擊力為非主導(dǎo)可變荷載。取門(mén)機(jī)起重臂與碼頭前沿線平行時(shí)計(jì)算，由結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求得P=880x1-320x0.02691=559.97kN,P=559.97kN24結(jié)點(diǎn),1,0,0結(jié)點(diǎn),2,7,0結(jié)點(diǎn),3,14,0結(jié)點(diǎn),4,21,0結(jié)點(diǎn),5,28,0結(jié)點(diǎn),6,35,0單元,1,2,1,1,1,1,1,1單元,2,3,1,1,1,1,1,1單元,3,4,1,1,1,1,1,1單元,4,5,1,1,1,1,1,1單元,5,6,1,1,1,1,1,1結(jié)點(diǎn)支承,1,3,0,0,0結(jié)點(diǎn)支承,2,1,0,0結(jié)點(diǎn)支承,3,1,0,0結(jié)點(diǎn)支承,4,1,0,0結(jié)點(diǎn)支承,4,1,0,0結(jié)點(diǎn)支承,5,1,0,0結(jié)點(diǎn)支承,6,1,0,0

單元材料性質(zhì),1,5,10000,100,0,0,-1影響線參數(shù),-2,2,1,3作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值的確定永久荷載包括面層、面板、橫縱梁的那個(gè)構(gòu)件的自重，門(mén)機(jī)荷載為主導(dǎo)可變荷載，堆貨荷載和船舶荷載為非主導(dǎo)荷載。KK?…r七CQ力S=YYCG+YCQ+申WCQd0LGG一式中：Y——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，設(shè)碼頭安等級(jí)為二級(jí)，故取為；0永久作用分項(xiàng)系數(shù)，其值為；申 可變作用組合系數(shù)，其值為;——主導(dǎo)可變作用分項(xiàng)系數(shù)，取門(mén)機(jī)荷載作為主導(dǎo)可變作用，系Q1數(shù)取為;——可變作用分項(xiàng)系數(shù)，船舶撞擊力取為。Qi由作用與作用效應(yīng)得線性關(guān)系，對(duì)荷載進(jìn)行組合簡(jiǎn)化得：P二1.0X(1.2X332.64+1.5x559.97+0.7x1.5x56.32)二1298.26KN1P二1.0X(1?2X75.6+1.5X559.97+0.7x1.4x105)二1033.58KN2q=1.0x1.2x12=14.5kN/m1q=1.0x(1.2x65.4+0.7x1.5x105)=188.73kN/m2M]=1.0x[1.2x363.412+0.7x1.5x(122.14+97.65)]=666.87KN?mH=1.0x0.7x1.5x(175x1.5-105.11x1.4)=121.11KN第五章橫向排架計(jì)算計(jì)算基本假定

結(jié)構(gòu)分段的長(zhǎng)度與寬度之比為45:14二3.21>3，縱向平面剛度相對(duì)較小，各橫向排架基本上是獨(dú)立工作的；分段內(nèi)各橫向排架的間距和結(jié)構(gòu)相同；各橫向排架的承荷條件和能力相同。樁臺(tái)為剛性樁臺(tái)，假設(shè)樁與樁臺(tái)為鉸接，樁臺(tái)剛度很大，橫向排架受力后，樁臺(tái)只發(fā)生變位，沒(méi)有變形。樁的剛性系數(shù)本碼頭采用的摩擦樁，樁頂?shù)妮S向位移由樁自由長(zhǎng)度段Lo的材料彈性變形和樁的入土變形兩部分組成，其中入土段的變形包括入土段樁的材料變形和樁尖下沉。樁的等效剛性系數(shù)為：C= 1eNL1

0+-

EFCZZ0其他剛性系數(shù)：C=C=一AM 徑88—82TOC\o"1-5"\h\z12 3CAQ8CAQ=88—8212 38=1 88—8212 3其中：8=其中：8=o—i3EIzzA+ x0-a3EI

zz2LA L2B 0屈一—0_^0.a2EI aEIzzzz只 L只 LO=——0—2 EIzzB徑

aEIzzOL3 2OL3 2EIzzA^0—a2EIzzLB―0妙aEIzz式中：L0樁自由長(zhǎng)度L，各樁不同0E――樁材料彈性模量，為3.03x107kPaZF 樁截面的面積，對(duì)于550mmx550mm的樁為0.3025m2Z樁入土段的剛度系數(shù)C0=(115?145)R,其中R=1600kN/m2,取C=200,000kN/m2。0截面慣性矩，取7.547x10-3系數(shù)，a=(mb/EI)i/5，m為水平地基系數(shù)沿深度增大的比例系數(shù)，取為zz5000，取0.475。b——樁的工作寬度，采用兩倍的實(shí)際樁寬。利用上面的公式計(jì)算出的各樁的剛性系數(shù)列于表5-1樁號(hào)12345L。+07+07+07+07+07C+05+05+05+05+05FaAx0ap0B05263CeN+05+05+05+05+05CACAQ+03+03+03+03C=CAM Q2+04+04+04+04C+04+04+04+04+05表5-1剛性系數(shù)計(jì)算表樁上荷載及符號(hào)定義V——作用在樁臺(tái)上的垂直合力，其值為：V二1298.26+1033.58+14.5x2+188.73x10.5二4342.505KNH――作用在樁臺(tái)上的水平合力，其值為：H=121.11KNM——外荷載對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)的總力矩，其值為：0M=1298.26x10.5+10.52x10.5/2+14.5x2x11.5+188.73x10.52/2+666.870=30823.97kN?mxn——各樁頂距坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離，水平向左為正；an――各樁軸線與垂線間的夾角（°）,順時(shí)針為正；a 樁臺(tái)水平位移，水平向左為正；b――樁臺(tái)在坐標(biāo)原點(diǎn)處的豎向位移，豎直向下為正；0c――樁臺(tái)轉(zhuǎn)角N——樁的軸向力，壓為正（kN）；Qn——樁頂剪力（kN），水平向左為正；Mn——樁頂彎矩（kNm），逆時(shí)針為正。樁頂?shù)淖兾挥捎跇杜_(tái)不變形，所以樁臺(tái)變位后各樁樁頂?shù)南鄬?duì)位置不變。各樁樁頂變位如下水平位移 a=an豎向位移 b=b+cxn0n

轉(zhuǎn)角樁頂軸向變位b'n=asina+(b+cx)cosan0nn樁頂法向變位a'=