港口水工建筑物課程設(shè)計范本方塊

-PAGE32-目錄第一篇設(shè)計任務(wù)書 11 設(shè)計資料 11.1 碼頭設(shè)計用途及等級 11.1.1 潮位 11.1.2 地形地質(zhì)條件 11.1.3 波浪 11.1.4 氣象條件 11.1.5 地震資料 11.2 材料指標(biāo) 51.3 使用荷載 61.3.1堆貨荷載 61.3.2門機(jī)、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(shè)備機(jī)械 61.4 船型 6第二篇設(shè)計計算書 71 尺寸的確定 71.1 泊位長度 71.2泊位寬度 71.3 碼頭頂高程 71.4 碼頭前沿水底高程 71.5 碼頭立面方塊寬度 71.6 尺縫寬度 71.7 系船柱間隔 71.8 變形縫間距 72 作用的分類及計算 82.1 結(jié)構(gòu)自重力 82.1.1 極端高水位情況 92.1.2 設(shè)計高水位情況 92.1.3 設(shè)計低水位情況 102.2 土壓力標(biāo)準(zhǔn)值計算 112.2.1 墻后塊石棱體產(chǎn)生的土壓力標(biāo)準(zhǔn)值(永久作用) 112.2.2 碼頭面堆貨荷載 162.2.3門機(jī)和鐵路荷載產(chǎn)生的土壓力 192.3 船舶荷載(可變作用) 202.3.1 系纜力 202.3.2 撞擊力、擠靠力 213 碼頭穩(wěn)定性驗算 223.1 持久狀況 223.1.1 作用效應(yīng)組合 223.1.2 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 223.2 短暫狀況 273.3 偶然狀況 274 基床和地基承載力驗算 274.1 基床頂面應(yīng)力計算 274.1.1 持久狀況 274.1.2 短暫狀況 294.1.3 偶然狀況 294.1.4 4.2 地基承載力驗算 294.2.1 計算數(shù)據(jù) 294.2.2 承載力計算 295 卸荷塊體承載力計算 315.1 作用的標(biāo)準(zhǔn)值計算（以單寬m計） 315.2 作用效應(yīng) 31參考文獻(xiàn) 32第一篇設(shè)計任務(wù)書設(shè)計資料碼頭設(shè)計用途及等級：該碼頭為一件雜貨碼頭，結(jié)構(gòu)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(shè)計高水位(歷時累積頻率1%)﹢4.00米設(shè)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(zhì)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(biāo)高為﹣4.5米～﹣5.5米不等,見圖1-1-1根據(jù)勘探資料，碼頭所在處的地質(zhì)剖面圖和有關(guān)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(hù)，碼頭前波高小于1米。1.1.4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級以上大風(fēng)）主要為北～北北西向，其次為南南東～東南向。1.1.5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(zhì)剖面柱狀圖標(biāo)高地質(zhì)指標(biāo)海底至﹣7.9淤泥Υm=1.53t/m3,Ψ=12°8′,C=0.14kg/m2。﹣7.9以下亞粘土e=0.7，Ip=12.4，IL=0.58，ES=110.87kg/cm2，r=1.94t/m3，c=0.25kg/cm2，Ψ=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(biāo)擬建碼頭所需部分材料及其容重、內(nèi)摩擦角等指標(biāo)可按下表1-1-2選用。表1-1-2材料指標(biāo)材料名稱重度（KN/M3）內(nèi)摩擦角Φ（°）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(dāng)用于構(gòu)件計算時）q2=3t/m2（當(dāng)用于整體計算時）1.3.2門機(jī)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(shè)計。（以等代均布荷載代替，取q=30kpa按干線機(jī)車計算。1.3.3船舶系纜力ω=0.6KN/m2按普通系纜力計算1.3.4汽車荷載、其它起重設(shè)備機(jī)械汽車荷載及其它起重設(shè)備機(jī)械不計。1.4設(shè)計船型表1-1-3設(shè)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(shè)計計算書1.碼頭主要尺寸確定泊位長度按單泊位計算，即泊位長度（L）=船長（LC）+2×代纜長度（d）。d根據(jù)船長LC=162m，按規(guī)范富裕長度d取20m,所以L=162.0+2×20=201.2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。碼頭頂高程按《海港總平面設(shè)計規(guī)范》（JTJ211-99）基本標(biāo)準(zhǔn):碼頭前沿標(biāo)高=設(shè)計高水位+超高即：H=4.0+1.0~1.5=5.0~5.5m，且本碼頭有掩護(hù)，可取為5.5碼頭前沿底高程根據(jù)《海港總平面設(shè)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(shè)計低水位—D表2-1-1碼頭前沿水深計算船型10000噸件雜貨船設(shè)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(shè)計低水位0.45碼頭前沿底高程設(shè)計值-9.00碼頭立面方塊寬度若設(shè)起吊重量180t，算得寬度為5000mm。尺縫寬度尺縫寬度為20mm。系船柱間隔系船柱間隔為25mm變形縫間隔變形縫間距取25m，設(shè)在兩個系船柱中央線上。作用的分類及計算2.1結(jié)構(gòu)自重力（永久作用）自重力的的計算圖式見圖2-2-1.2.1.1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：MGi=Gi×di，計算結(jié)果見表2-2-3.表2-2-1自重力計算結(jié)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ΣGi133.5545.165726.465894.4651105.865表2-2-2力臂di計算（m）Gieq\o(\s\up7(層),\s\do3(號))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MGi計算結(jié)果（KN??m）Gi eq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))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(shè)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：MGi=Gi×di,計算結(jié)果見表2.2.6.表2.2.4自重力計算結(jié)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(jié)果（m）Gi層號G1G2G3G4G5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(jié)果（KN·m）Gi層號G1G2G3G4G5∑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(shè)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=Gi×di，計算結(jié)果見表2-2-9.表2-2-7自重力計算結(jié)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ΣGi204769.323950.6231118.6231330.023表2-2-8力臂di計算(m)Gieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))G1G2G3G4G5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(jié)果(kN﹒m)Gieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))G1G2G3G4G5∑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(biāo)準(zhǔn)值計算主動土壓力系數(shù)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，Φ=45°按《重力式碼頭設(shè)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°-Φ/2)=tg2(45°-45°/2)=0.172卸荷塊體以下墻背按3.取：δ=Φ/3=45°/3=15°查表B.0.3－1,Ka=0.16水平土壓力系數(shù)Kax=Ka﹒cosδ=Kacos15°=0.16×cos15°=0.155垂直土壓力系數(shù)Kay=Ka﹒sinδ=Kasin15°=0.16×sin15°=0.041土壓力標(biāo)準(zhǔn)值按（JTJ290－98）3.5條計算。式中：cosα＝12.2.1墻后塊石棱體產(chǎn)生的土壓力標(biāo)準(zhǔn)值(永久作用)：極端高水位情況：土壓力強(qiáng)度計算值，按規(guī)范《JTJ290-98》規(guī)范3.5.1條計算。e0=0e1=0.5×18×0.172=1.548(Kpa)e2=(0.5×18+5.0×11)×0.172=11.008(Kpa)e2′=0e3=11×2.75×0.16=4.84(Kpa)e4=(0.5×18+5.0×11+6.21×11)×0.16=21.170(Kpa)e5=21.170+2.79×11×0.16=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(jié)果見表2-2-10（以單寬m計算）。水平力EHi作用的力臂di，計算結(jié)果見表2-2-11。水平力EHi作用產(chǎn)生的傾覆力矩MEHi=EHi×di，計算結(jié)果見表2-2-12。垂直力EVi作用的力臂Li，計算結(jié)果見表2-2-13。垂直力EVi作用產(chǎn)生的傾覆力矩MEVi=EVi×Li,計算結(jié)果見表2-2-14.表2－2－10土壓力計算結(jié)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=Eicosδ10.17021.6087.73837.92167.858EVi=Eisinδ002.07310.16118.182本層以上∑EHi10.17031.77839.51677.437145.295本層以上∑EVi002.07312.19830.380注：第一、第二層中δ=0，第三~五層中δ=15°表2－2－11力臂di計算結(jié)果（m）Ehieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EH1EH2EH3EH4EH5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MEhu計算結(jié)果（kN﹒m）Ehieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EH1EH2EH3EH4EH5∑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(jié)果（m）Evieq\o(\s\up6(層),\s\do2(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2－2－14穩(wěn)定力矩MEvi計算結(jié)果（kN﹒m）EVieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EV1EV2EV3EV4EV5∑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(shè)計高水位情況：①土壓力強(qiáng)度計算：e0=0e1=1.5×18×.172=4.644(Kpa)e2=(1.5×18+4×11)×0.172=12.212(Kpa)e2′=0e3=2.75×11×0.16=4.84(Kpa)e4=(1.5×18+4×11+6.21×11)×0.16=22.290(Kpa)e5=22.290+2.79×11×0.16=27.20(Kpa)主動土壓力分布圖見圖2-2-2b)。②合力計算：土壓力合力Ei的計算結(jié)果見表2.2.15.。③水平力EHi作用的力臂di，計算結(jié)果見表2.2.16。④水平力EHi作用產(chǎn)生的傾覆力矩MEhi=EHi×di,計算結(jié)果見表2.2.17。⑤垂直力Evi作用的力臂Li，計算結(jié)果見表2.2.13。⑥垂直力Evi作用產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩MEvi=Evi×Li,計算結(jié)果見表2.2.18。表2－2－15土壓力計算結(jié)果(KN)層號第一層第二層第三層第四層第五層Ei12.57824.6188.02341.00073.609EHi=Eicosδ12.57824.6187.74939.60271.100EVi=Eisinδ002.07610.61119.050本層以上∑EHi12.57837.19644.94584.547155.647本層以上∑EVi002.07612.68731.737注：第一、二層中δ=0，第三~五層中δ=15°表2－2－16力臂di計算結(jié)果（m）Ehieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EH1EH2EH3EH4EH5第一層1.054第二層3.5541.150第三層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MEhu計算結(jié)果（kN﹒m）Ehieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EH1EH2EH3EH4EH5∑第一層13.25713.257第二層44.70228.31173.013第三層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(jié)果（m）EVieq\o(\s\up6(層),\s\do2(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2－2－19穩(wěn)定力矩MEvi計算結(jié)果（kN﹒m）EVieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EV1EV2EV3EV4EV5∑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(shè)計低水位情況：①土壓力強(qiáng)度計算：e0=0e1=5.05×18×0.172=15.635(Kpa)e2=15.635+0.45×11×0.172=16.486(Kpa)e2′=0e3=4.84(Kpa)e4=(5.05×18+0.45×11+6.21×11)×0.16=26.266(Kpa)e5=26.266+2.79×11×0.16=31.176(Kpa)②合力計算：土壓力合力Ei的計算結(jié)果見表2－2－19。③水平力EHi作用的力臂di，計算結(jié)果見表2－2－20。④水平力EHi作用產(chǎn)生的傾覆力矩MEhi=EHi×di,計算結(jié)果見表2－2－21。⑤垂直力EVi作用的力臂Li,計算結(jié)果見表2－2－13。⑥垂直力EVi產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩MEVi=EVi×Li，計算結(jié)果見表2－2－22。表2－2－19土壓力計算結(jié)果(KN)層號第一層第二層第三層第四層第五層Ei13.93232.7748.05447.01985.515EHi=Eicosδ13.93232.7747.78045.41682.599EVi=Eisinδ002.08412.16922.131本層以上∑EHi13.93246.70654.48699.902182.501本層以上∑EVi002.08414.25336.384表2－2－20水平力臂di計算結(jié)果（m）Ehieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EH1EH2EH3EH4EH5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(jié)果（kN﹒m）Ehieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EH1EH2EH3EH4EH5∑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(jié)果(m)Ehieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EH1EH2EH3EH4EH5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(jié)果（kN﹒m）EVieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EV1EV2EV3EV4EV5∑第一層－第二層－－第三層－－8.3368.336第四層－－8.33648.67657.012第五層－－11.25465.713119.507196.4742.2.2q=20Kpa產(chǎn)生的土壓力標(biāo)準(zhǔn)值（可變作用）主動土壓力系數(shù)同前。土壓力強(qiáng)度計算，按《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》（JTJ290—98）3.5.1條計算。e=qKqKa,其中kq=Kq=所以e=qka.e0=20×0.172=3.44(kpa)e1=20×0.16=3.2(Kpa)土壓力分布圖見圖2-2-3圖2－2－3a)均布荷載產(chǎn)生的主動土壓力分布圖(kpa)b)門機(jī)，鐵路荷載產(chǎn)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(jié)果見表2-2-23。水平力Eq1Hi作用的力臂di，計算結(jié)果見表2-2-24。水平力作用產(chǎn)生的傾覆力矩MEq1Hi=Eq1Hi×di，計算結(jié)果見表2-2-25。垂直力Eq1vi作用的力臂Li，計算結(jié)果見表2-2-13.。垂直力Eq1vi作用產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩MEq1vi=Eq1vi×Li,計算結(jié)果見表2-2-26.。表2－2－23土壓力計算結(jié)果(KN)層號第一層第二層第三層第四層第五層Eq1i10.328.60.0525.1359.58Eq1Hi=Eqiicosδ10.328.60.0504.9609.253Eq1Vi=Eq1isinδ000.0141.3292.479本層以上∑Eq1Hi10.3218.9218.9723.9333.183本層以上∑Eq1Vi000.0141.3433.822注：第一、第二層δ=0，第三~五層δ=15?。表2－2－24力臂di計算結(jié)果（m）Ehieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EH1EH2EH3EH4EH5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(jié)果（kN﹒m）Ehieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EH1EH2EH3EH4EH5∑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(jié)果（m）Evieq\o(\s\up6(層),\s\do2(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2－2－27穩(wěn)定力矩MEvi計算結(jié)果（kN﹒m）EVieq\o(\s\up6(層),\s\do2(號))EV1EV2EV3EV4EV5∑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門機(jī)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?qū)⑤唹毫癁榫€荷載，再將這些線荷載通過軌枕道渣等沿碼頭橫向傳布，達(dá)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(qiáng)度計算，按（JTJ290-98）規(guī)范3.5.1條計算eo=30×0.172=5.16(kPa)e1=30×0.16=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(jié)果見表2.2.27。水平力Eq2Hi作用的力臂di，計算結(jié)果見表2.2.28水平力Eq2Hi作用產(chǎn)生的傾覆力矩MEq2Hi=Eq2Hi×di，計算結(jié)果見表2.2.29垂直力Eq2Vi作用的力臂Li，計算結(jié)果見表2.2.13。垂直力Eq2Vi作用產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩MEq2Vi=Eq2Vi×Li，計算結(jié)果見表2.2.30表2.2.27土壓力計算結(jié)果（KN）層號第一層第二層第三層第四層第五層Eq2i15.4812.90.047.2914.37Eq2Hi=Eq2icosδ15.4812.90.047.0413.88Eq2Vi=Eq2isinδ000.011.893.72本層以上∑Eq2Hi15.4828.3828.4235.4649.34本層以上∑Eq2Vi000.011.95.62表2.2.28力臂di計算結(jié)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(jié)果（KN·m）Eq2Hi層號Eq2H1Eq2H2Eq2H3Eq2H4Eq2H5∑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2.2.30穩(wěn)定力矩MEvi計算結(jié)果（KN·m）Eq2Hi層號Eq2H1Eq2H2Eq2H3Eq2H4Eq2H5∑第一層--第二層第三層--0.040.04第四層--0.047.567.60第五層--0.5410.20620.08830.834船舶荷載(可變作用)系纜力船舶受力面積:本算例按貨船考慮,只考慮風(fēng)向垂直船舶縱軸時,九級風(fēng)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)作用在船舶上的計算風(fēng)壓力，按（JTJ215－98）規(guī)范(10.2.1－1)式計算。FXW=73.6×10-5AXWV2ζ，式中V=22m/s;ζ―――風(fēng)壓不均勻系數(shù)，根據(jù)船長L=165.0m，查（JTJ215－98）規(guī)范表10.2.3，取0.884。滿載時：FXW=73.6×10-5×855×222×0.884=269.3(kN)半滿載時：FXW=73.6×10-5×1552×222×0.884=488.3(kN)系纜力：按（JTJ215－98）規(guī)范10.4節(jié)計算系纜力標(biāo)準(zhǔn)值計算：式中：N、NX、NY、NZ－分別為系纜力標(biāo)準(zhǔn)值及其橫向、縱向和豎向分力（kN）?！艶X、∑FY－分別為可能同時出現(xiàn)的風(fēng)和水流對船舶作用產(chǎn)生的橫向分力總和及縱向分力總和（kN）。n－計算船舶同時受力的系船柱數(shù)目，由表10.4.2查得n=4。K－系船柱受力分布不均勻系數(shù)，當(dāng)實際受力的系船柱數(shù)目n=2時，K取1.2，n>2時，取1.3。α－系纜力的水平投影與碼頭前沿線所成的夾角（30°）。β－系船纜與水平面之間的夾角（15°）。α、β按表10.4.3取值：α=30β=15∑FX=FXW，∑FY=0（水流速度很小，因此產(chǎn)生的系纜力忽略不計）按照（JTJ215－98）規(guī)范10.4.5條規(guī)定，DW=10000t的船舶系纜力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)不小于400Kn,取N=400kN。橫向分力：NX=Nsinαcosβ=400×sin30cos15=193.185(kN)豎向分力：NY=Nsinβ=400×sin15=103.528(kN)系纜力的橫向分力NX沿碼頭高度的分布及其產(chǎn)生的傾覆力矩,計算結(jié)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(chǎn)生的總傾覆力矩：,計算結(jié)果見表2.2.33。表2.2.31NX的分布層號分布寬度B(m)水平力PRHi=力臂di(m)傾覆力矩第一層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2.2.31NZ的分布層號分布寬度B(m)垂直力PRVi=力臂di(m)傾覆力矩第一層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(jié)果層號第一層第二層第三層第四層第五層129.948161.018182.182201.15214.152.3.2撞擊力、擠靠力對該碼頭的結(jié)構(gòu)計算不起控制作用，略。碼頭穩(wěn)定性驗算3.1持久狀況3.1.1作用效應(yīng)組合持久組合一:極端高水位時的永久作用+系纜力(主導(dǎo)可變)+均載、門機(jī)鐵路荷載(非主導(dǎo)可變)持久組合二:設(shè)計高水位時的永久作用+系纜力(主導(dǎo)可變)+均載、門機(jī)鐵路荷載(非主導(dǎo)可變)持久組合三:設(shè)計低水位時的永久作用+系纜力(主導(dǎo)可變)+均載、門機(jī)鐵路荷載(非主導(dǎo)可變)3.1.2承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式

(1)碼頭分層穩(wěn)定驗算不考慮波浪作用，系纜力為主導(dǎo)可變作用，均載、門機(jī)鐵路荷載為非主導(dǎo)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：γ0（γEEH+γPRPRH+ψγEEqH）≤1/γd(γGG+γEEV-γPRPRV+ψγEEqv)f抗傾穩(wěn)定：γ0（γEMEH+γPRMPR+ψγEMEqH）≤1/γd(γGMG+γEMEV+ψγEMEqv)γG－――自重力的分項系數(shù)，取1.0。γPR－――系纜力的分項系數(shù)G―――作用在計算面上的結(jié)構(gòu)自重力的標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；F―――沿計算面的摩擦系數(shù)設(shè)計值，按第3.4.10條規(guī)定采用。γ0－――結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；γE－――土壓力的分項系數(shù)；EH、EV－――分別為填料所產(chǎn)生的主動土壓力在計算面以上的水平力和垂直分力的標(biāo)準(zhǔn)值（kN）PRH―――系纜力水平分力的標(biāo)準(zhǔn)值（kN）EqH、Eqv―――分別為碼頭面可變作用所產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)值(kN)；Ψ―――作用效應(yīng)組合系數(shù)，取0.7；PRV－――系纜力垂直分力的標(biāo)準(zhǔn)值（kN）MEqH、MEqv―――分別為碼頭面可變作用產(chǎn)生的主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值對計算面前趾的傾覆力矩和穩(wěn)定力矩（kN﹒m）；MPR―――系纜力標(biāo)準(zhǔn)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(jié)果見表2.3.1~2.3.6。（2）沿基床底面抗滑穩(wěn)定驗算根據(jù)前述抗滑穩(wěn)定計算結(jié)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：γ0（γEEH+γPRPRH+ψγEEqH）≤1/γd(γGG+γEEV+ψγEEqv)f式中，f為拋石基床與地基土（粘土）之間的摩擦系數(shù)。①基床拋石增加的自重（見圖2-3-3）：△G=（11.4×3-0.5×3×3）×11=326.7（kN）②墻前被動土壓力：ep=3×11×tg2(45°+45°/2)=192.338(kPa)Ep=0.58192.388×3×0.3=86.552（kN）（折減系數(shù)取0.3）③計算結(jié)果見表2.3.7。根據(jù)上述穩(wěn)定計算結(jié)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。(3)卸荷塊體后傾穩(wěn)定驗算：參考《海港工程設(shè)計手冊》中冊第三章“重力式碼頭”進(jìn)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：γ0M0≤1/γd(γGMG其中,γ0=1.1γd=1.25,γG=1.0M0A點右側(cè)的卸荷塊體以上的結(jié)構(gòu)自重力和其上的均載，門機(jī)、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)MGA點左側(cè)的卸荷塊體以上的結(jié)構(gòu)自重力對A點的矩，MG=1987.45kNm,γ0M0=1.0×313.267=313.267（kNm1/γd(γGMG)=1/1.25×(1.0×1987.45)=1589.96（kNm）滿足穩(wěn)定要求。表2-3-2持久組合一抗傾穩(wěn)定驗算表2.3.3持久組合二抗滑穩(wěn)定驗算層號ψγ0γGγEγdγPRfG(kN)EH(kN)EV(kN)EqH(kN)EqV(kN)PRH(kN)PRV(kN)M1M2備注第一層0.71.11.01.351.251.01.31.0160.512.578010.32032.19817.25578.991136.343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0.71.11.01.351.251.251.3230.31813.257015.480129.948235.898184.2540.71.11.01.351.251.251.31966.60673.013054.610161.018413.1591573.285表2.3.5持久組合三抗滑穩(wěn)定驗算表2.3.6持久組合三抗傾穩(wěn)定驗算表2.3.7沿基床底面抗滑穩(wěn)定計算γ0γEγEPγPRγGψfM1M2備注基床底面1.11.251.351.01.31.00.70.4482.885485.160穩(wěn)定EH(kN)PBH(kN)EqH(kN)EV(kN)EP(kN)EqV(kN)G(kN)基床底面145.295200.38282.52330.38086.5529.4421162.9653.2短暫狀況因波浪不大，要求施工工序跟上，計算略。偶然狀況地震烈度為6級，忽略不計。基床和地基承載力驗算4.1基床頂面應(yīng)力計算4.4.1持久狀況(1)作用效應(yīng)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(jī)鐵路荷載持久組合二：設(shè)計高水位時的永久作用+系纜力作用+均載、門機(jī)鐵路荷載持久組合三：設(shè)計低水位時的永久作用+系纜力作用+均載、門機(jī)鐵路荷載(2)基床頂面應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)值計算結(jié)果見表2-4-1。基床頂面應(yīng)力計算結(jié)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(biāo)準(zhǔn)值計算結(jié)果見表2-4-2?；岔斆鎽?yīng)力計算結(jié)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(biāo)準(zhǔn)值計算結(jié)果見表2-4-1?；岔斆鎽?yīng)力計算結(jié)果見表2-4-4。表2-4-1MR、M0、VK、標(biāo)準(zhǔn)值計算MR(KN?m)MGMEVMEq1VMEq2VΣ4142.115164.24720.64030.8344357.836M0(KN?m)MEHMEq1HMPRMEq2HΣ658.947255.208214.15383.171511.475VK(KN)GEVEqVPRVΣ1105.86530.383.822+5.626.8841152.571表2-4-2MR、M0、VK、標(biāo)準(zhǔn)值計算MR(KN?m)MGMEVMEq1VMEq2VΣ4602.184171.37920.64030.8344825.037M0(KN?m)MEHMEq1HMPRMEq2HΣ731.87255.208214.15383.171584.398VK(KN)GEVEqVPRVΣ1162.96531.7373.822+5.626.8841199.201表2-4-3MR、M0、VK、標(biāo)準(zhǔn)值計算MR(KN?m)MGMEVMEq1VMEq2VΣ5299.537196.47420.64030.8345547.485M0(KN?m)MEHMEq1HMPRMEq2HΣ877.309255.208214.15383.171729.837VK(KN)GEVEqVPRVΣ1330.02336.3843.822+5.626.8841382.733表2.2.4基床頂面應(yīng)力計算結(jié)果水位持久組合碼頭前方均載、鐵路門機(jī)荷載極端高水位一無4357.8361511.4751152.5712.4705.40.230267.985158.894有290953.55311.3361511.4751442.5712.6345.40.066286.734247.553設(shè)計高水位二無4825.0371584.3981199.2012.7025.4-0.002222.563221.581有290953.55778.5371584.3981489.2012.8165.4-0.116311.323240.230設(shè)計低水位三無5547.4851729.8371382.7332.7615.4-0.061273.432238.701有290953.56500.9851729.8371672.7332.8525.4-0.152362.081257.446注：①表中ξ=（MR-M0）/VK;e=B/2-ξ，emax=Vk/B(1+6e/B),emin=Vk/B(1-6e/B)△G碼頭前方均載、門機(jī)、鐵路荷載作用的自重力，△G=20×7.3+30×4.8=290KN△MG△G為底層方塊前趾處的穩(wěn)定力矩。△MG==20×7.3(7.3/2+0.9)+30×4.8×(2.4+3.4)=953.5KN?m②在設(shè)計高、低水位情況下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)后傾，但偏心不大，前后趾應(yīng)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(jié)果上述計算結(jié)果，基床頂面最大應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值σmax＝362.081kpa，根據(jù)（JTJ290-98）規(guī)范3.6.6條計算：γ0γσσmax≤σγ其中γ0＝1.1γσ=