《港口水工建筑物》課程設計指導書

《港口水工建筑物》課程設計指導書課程名稱：《港口水工建筑物》課程設計學時數(shù)：96學時學分數(shù)：3開課系（部）、教研室：河海建筑工程系港工教研室執(zhí)筆人：周世良王多垠編寫時間：2001年10月一、設計目的《港口水工建筑物》是港航工程專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)課之一，具有很強的理論性和實際應用性。通過課程設計，可以使學生較系統(tǒng)地掌握港口水工建筑物特別是高樁碼頭的設計理論和計算方法，培養(yǎng)學生綜合利用所學的理論知識分析解決實際問題的能力、利用和查閱資料的能力、獨立工作的能力以及計算機應用能力，為使學生成為合格的工程師或設計師打下扎實的基礎。二、設計任務完成順岸式碼頭一個泊位的設計，結(jié)構(gòu)設計部分重點完成面板設計及橫向排架計算，并繪制碼頭的平面、立面及橫斷面圖各一張。三、基本內(nèi)容與要求（一）、設計基本內(nèi)容1、概述設計任務書所給定的碼頭是順岸式碼頭泊位中心的一個泊位。該碼頭前方平臺的施工程序大致如下：1）、預制樁、面板、縱梁等所有預制構(gòu)件；2）、挖泥；3）、打樁、夾樁；4）、拋填塊石；5）、安裝靠船構(gòu)件、現(xiàn)澆下橫梁；6）、砼強度達70%后，安裝縱梁、靠船構(gòu)件、水平撐、面板；7）、現(xiàn)澆上橫梁、縱梁接頭、面板面層；8）、安裝碼頭設備。設計中必須考慮施工程序和施工方法對計算圖式和荷載取值的影響。2、面板設計1）、設計內(nèi)容及步驟（1）、擬定斷面尺寸，這一步已由設計任務書給出；（2）、荷載分析及計算；（3）、內(nèi)力計算；（4）、配筋計算（略）；（5）、繪制面板的配筋圖（略）。2）、荷載分析及計算面板所受荷載有：自重：20Kpa的堆貨荷載，10T輪胎式起重機和鐵路荷載。沖擊系數(shù)1+μ=1.15。輪胎吊可能沿板跨行駛，也可能垂直板跨行駛，應按最不利布置進行計算。3）、板的內(nèi)力計算（1）、計算跨度按規(guī)范第五篇2.3.1條規(guī)定確定。（2）、設計中可只進行中板計算。（3）、預制板為簡支板，迭合板為整體板，應注意所受荷載的不同。（4）、關于集中力的有效分布寬度b，在跨中和支座附近應分別計算。（5）、10T輪胎吊的荷載取值。1、不打支腿吊重3T時，取同一斷面上的較大兩個輪壓。例如，垂直板跨行駛時，只取E、F輪壓計算。如圖1示。2、打支腿吊重10T時，只取最大支腿壓力計算。（6）、關于機車輪壓在板上的傳遞。1、軌道采用P43鋼軌，直接鋪設在面板上；2、假定輪壓通過鋼軌按45°傳遞（見圖2），作用在一根鋼軌上的荷載為軸重的一半；3、在計算時，鐵路荷載圖式中的集中荷載計算：q=187/1.5=125KN/m4）、配筋計算（略）3、橫向排架計算梁板式高樁碼頭橫向排架計算，主要是確定樁力和橫梁內(nèi)力。計算情況一般分為施工期和使用期兩種。施工期只考慮下橫梁和樁受力，使用期應分析最不利荷載情況，分別考慮高、低水位時與相應的最不利荷載情況的組合。由于碼頭作用荷載情況復雜，一般可先對各種單位力進行內(nèi)力計算，然后與相應的荷載值相乘得出其內(nèi)力值，再按可能的情況組合迭加，求出橫梁的內(nèi)力以及最大壓樁力和最大拉樁力。1）、計算方法橫向排架的計算采用精確法，注意施工時期和使用時期的計算簡圖以及結(jié)構(gòu)斷面的不同。2）、荷載（1）、橫向排架所受的自重是分階段加上去的，計算時應加以注意。（2）、門機和鐵路荷載的布置，以排架受力最大為原則，一線火車和二線火車有可能單獨作用，也有可能同時作用，應分別計算。鐵路荷載作用在門機梁（L2）上的作用力按簡支梁用比例法求得（如圖4示），然后按剛性支承連續(xù)梁求得作用在排架上的計算荷載。為減輕工作量，可只計算兩臺門機同時工作的情況。（3）、船舶荷載中系纜力和撞擊力不可能同時出現(xiàn)，組合時應加以注意。3）、橫行排架計算本次設計的橫向排架為三跨，未知彎矩有二個，除兩端懸臂以外，橫向排架上的集中力均為作用在縱梁放置處，計算時先分別求出在單位豎向力及單位彎矩作用下，橫梁的內(nèi)力及樁力，然后再乘以實際相應荷載值。水平力可考慮全部由叉樁承受。橫梁的計算跨度取單樁軸線和叉樁的樁軸線交點的垂線與梁底面交點之間的距離。由于計算圖式的取用與實際結(jié)構(gòu)情況有差異，一般應對支座處的內(nèi)力值進行削峰處理。在進行橫向排架計算時，輪胎吊不計算，每個同學都應完成各種荷載作用下橫向排架的內(nèi)力計算。計算時參考“水工建筑物”和港工規(guī)范進行，并將計算結(jié)果匯總，荷載組合時應注意組合在一起的荷載必須是可能同時出現(xiàn)的且為最不利的這一點。4、繪制結(jié)構(gòu)總圖1）、總的要求碼頭結(jié)構(gòu)總圖應能概括地反映本工程的全貌，應該正確、清楚、符合規(guī)范要求，圖幅為1號圖。2）、結(jié)構(gòu)總圖的組成碼頭結(jié)構(gòu)總圖應包括以下部分：（1）、碼頭平面、立面、斷面圖；（2）、必要的文字說明；（3）、標題欄。3）、碼頭及附屬設施的選擇及布置本次設計，應考慮選擇和布置下列碼頭附屬設備：（1）、護木：選用橡膠護舷（D300）。（2）、系船柱：間距20m左右。（3）、系船環(huán)：間距2—3m。（4）、爬梯等。4）、幾個具體問題（1）、本次課程設計未給出地形圖，但碼頭區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況的變化甚小，因此，碼頭結(jié)構(gòu)在平面、縱、橫斷面方向都沒有什么變化。（2）、平面圖宜用分層表示法將樁基、橫梁、面板、碼頭面層等表示清楚。（3）、碼頭一端可視為另一泊位相連接，另一端為自由端，應考慮設置橫向護輪坎（現(xiàn)澆），作圖時應注意。（4）、叉樁的平面扭角為16°。（二）、設計基本要求1、每個學生獨立完成自己的設計任務；2、設計方案合理，計算正確，提交圖說資料完整、清楚、符合規(guī)范；3、課程設計期間的作息時間仍執(zhí)行正常上課