港口高樁碼頭畢業(yè)設(shè)計(jì)管理資料

摘要本次設(shè)計(jì)的港址位于黃驊港港池的西南側(cè)。根據(jù)港口地質(zhì)條件、通貨能力要求等，綜合分析采用高樁碼頭結(jié)構(gòu)形式。本次設(shè)計(jì)主要包括港口的平面布置和高樁碼頭結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算，以及進(jìn)行必要的穩(wěn)定性驗(yàn)算，并對(duì)其樁基施工工藝要點(diǎn)進(jìn)行簡要的說明。碼頭總長871米，寬23米，。，倉庫和堆場面積及分布根據(jù)貨物量決定。碼頭的平面布置在充分考慮使用和管理要求的前提下進(jìn)行了最優(yōu)化的布置。碼頭面板采用預(yù)制板，搭接在縱梁上；縱梁使用期按剛性支撐連續(xù)梁計(jì)算；橫梁使用期斷面為鋼筋混凝土疊合梁，橫向排架計(jì)算采用樁兩端為鉸接的柔性樁臺(tái)的計(jì)算方法；對(duì)面板、縱梁和橫梁進(jìn)行內(nèi)力、配筋計(jì)算和抗裂驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算中對(duì)實(shí)際作用中可能同時(shí)作用在建筑物上的多種荷載，按照最不利的情況進(jìn)行組合。樁采用的是預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土方樁，對(duì)樁基承載力進(jìn)行計(jì)算及必要的驗(yàn)算。關(guān)鍵字：高樁碼頭，平面布置，橫向排架，荷載組合，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)力計(jì)算，配筋計(jì)算，驗(yàn)算AbstractThedesignofportaddressisinthesouthwestsideoftheoildrillingbasin.Accordingtotheportofgeologicalconditions,currencycapacityrequirements,etc.,comprehensiveanalysisofthepiledwharfstructures.Thisdesignmainlyincludestheportlayoutandinternalforcecalculationofpiledwharfstructure,andmakethenecessarystabilitychecking,andthemainpointsinpilefoundationconstructiontechnologybriefly.Terminaltotallengthof871meters,23meterswide,topsurfaceelevationmeters.Thepierbythetwo50000tonsberthanda35000-tonberths,warehouseandyardareaisdeterminedaccordingtothequantityofgoodsanddistribution.Terminallayoutonthepremiseoffullyconsideringtheuseandmanagementrequirementsfortheoptimizationofthelayout.DockpanelUSEStheprecastslab,laponthelongitudinalbeam;Longitudinalbeamsystemarecalculatedbyrigidsupportcontinuousbeam;Beamcrosssectionofreinforcedconcretecompositebeamsandtransversebentcalculatedwithpileashingesonbothendsofthecalculationmethodofflexiblepileplatform;Onpanel,longitudinalbeamandbeaminternalforceandreinforcementcalculationandcrackresistancecalculation.StructuralinternalforcecalculationofactualeffectinMayatthesametimeroleinavarietyofloadonthebuilding,accordingtothemostunfavorablesituation.Pileisprecastprestressedconcretepile,thepilefoundationbearingcapacitycalculationandthenecessarycheckingcalculation.Keywords:Wharf,Layout,Laterallybent,Loadcombinations,Structuredesign,Internalforcecalculation,Reinforcementcalculation,Checking目錄前言 11設(shè)計(jì)背景 散貨堆場總面積:()式中：A—倉庫或堆場的總面積（㎡）；q—單位或有效面積的貨物堆存量（t/㎡）,取q=5t/㎡；—倉庫或堆場總面積利用率，為有效面積占總面積的百分比（%），取=75%。(2)平面布置①碼頭前沿地帶，碼頭前沿地帶是指碼頭前沿線向后一定距離的場地，該地帶主要作為布置前方鐵路線、道路、門機(jī)軌道及進(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，其寬度根據(jù)裝卸工藝確定。結(jié)構(gòu)計(jì)算中，對(duì)于有門機(jī)的碼頭，寬度一般取14米，本設(shè)計(jì)中取寬14米。對(duì)于平面布置中的碼頭前沿地帶是從管理的角度出發(fā)，其縱寬度一般為40-50m，本設(shè)計(jì)中取碼頭前沿地帶總寬度為40m，，。②前方堆場，主要用來堆放裝卸下來的臨時(shí)堆存的貨物，按照一般規(guī)定，參照多用途碼頭的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，前方堆場的長度一般為泊位長度減去20m-30m，寬度通常為40m-60m，庫后鐵路作業(yè)平臺(tái)的寬度宜取7m-9m，本設(shè)計(jì)中前方堆場的長度取250m，寬度取50m，庫后鐵路作業(yè)平臺(tái)寬度取8m。③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10000㎡，矩形布置，長250米，寬50米，面積12500㎡，二線庫場取相同的布置，則件雜貨的庫場面積為10000㎡。裝卸工藝布置裝卸工藝是港口碼頭的基本生產(chǎn)工藝，是港口生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ)。合理的裝卸工藝，是港口碼頭增大通過能力，一高裝卸效率，降低裝卸成本，加速車船周轉(zhuǎn)，縮短貨運(yùn)期限，提高貨運(yùn)質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和改善勞動(dòng)條件的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)條件。因此，設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的裝卸工藝流程，來完成港口一定的貨物吞吐任務(wù)，是提高港口經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的重要途徑。（1）裝卸工藝布置原則①裝卸工藝設(shè)計(jì)方案應(yīng)根據(jù)年貨物吞吐量、貨種、流向、車型、船型、集疏運(yùn)方式、裝卸要求和自然條件等因素綜合確定。②裝卸工藝設(shè)計(jì)應(yīng)簡化工藝流程和減少操作環(huán)節(jié)；應(yīng)合理選擇機(jī)型和工屬具，優(yōu)先選用國內(nèi)定型產(chǎn)品，減少機(jī)械類型和規(guī)格；應(yīng)結(jié)合國情確定機(jī)械化、自動(dòng)化水平。③裝卸工藝設(shè)計(jì)應(yīng)保證作業(yè)安全，減少環(huán)境污染，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，保護(hù)人體健康。④貨種單一、流向穩(wěn)定且運(yùn)量較大時(shí)，宜設(shè)專業(yè)化碼頭。⑤貨運(yùn)碼頭設(shè)計(jì)水位差在8m以下，宜采用直立式。17m以上，宜采用斜坡式。8~17m,件雜貨進(jìn)出口和散貨出口碼頭，宜采用直立式，散貨進(jìn)口碼頭，宜采用斜坡式或浮碼頭。（2）裝卸機(jī)械根據(jù)不同港口使用要求，參照《港口裝卸工藝學(xué)》的相關(guān)內(nèi)容。碼頭前沿作業(yè)地帶采用門機(jī)作為裝卸船機(jī)械。碼頭平運(yùn)輸機(jī)械采用國產(chǎn)平板拖掛車機(jī)械。碼頭堆場作業(yè)區(qū)采用軌道移動(dòng)式堆料機(jī)。本次設(shè)計(jì)為5萬噸級(jí)散貨碼頭，設(shè)計(jì)水位差在8米以下，故采用直立式碼頭。對(duì)于直立式碼頭裝卸船作業(yè)宜選用起重機(jī)，所以本設(shè)計(jì)選用門座式起重機(jī)。一般散貨起重機(jī)的起重量為7t-13t，擬取10t，，參照《港口水工建筑物》附錄一，門座起重機(jī)性能為：，；荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：250kN；吊具下最大起重量為:25t、最大幅度為30m。起重機(jī)的起升高度滿足最大到港散貨船舶空載設(shè)計(jì)水位和滿載設(shè)計(jì)水位時(shí)全部散貨的裝卸作業(yè)，并且都能滿足其他方面的設(shè)計(jì)最低要求。4結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)選型基本原則①碼頭結(jié)構(gòu)型式的選擇要貫徹經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、耐久的指導(dǎo)思想，并應(yīng)進(jìn)行綜合分析比較；②全面規(guī)劃、遠(yuǎn)近結(jié)合。應(yīng)結(jié)合港口的規(guī)劃要求，對(duì)碼頭負(fù)荷能力及浚深的預(yù)留等；③因地制宜，根據(jù)具體使用要求、自然條件、施工條件等選擇碼頭結(jié)構(gòu)型式；④積極采用科學(xué)技術(shù)新成果；⑤就地取材，因材設(shè)計(jì)，充分利用當(dāng)?shù)夭牧腺Y源。結(jié)構(gòu)形式重力式碼頭一般適用于較好的地基，重力式碼頭的工作特點(diǎn)是依靠結(jié)構(gòu)本身及其上面填料的重量來保持結(jié)構(gòu)自身的滑移穩(wěn)定和傾覆穩(wěn)定。由于自重大，地基承受的壓力大，故重力式碼頭適用于較好的地基。它也是耐久性好和對(duì)超載、裝卸工藝變化適應(yīng)能力最強(qiáng)的一種結(jié)構(gòu)，但其泊穩(wěn)條件較差。板樁式碼頭一般適用于一萬噸級(jí)以下的碼頭。板樁碼頭的工作特點(diǎn)是依靠板樁入土部分的側(cè)向土抗力和安設(shè)在碼頭上部的錨碇結(jié)構(gòu)來維持其整體穩(wěn)定。除特別堅(jiān)硬或過于軟弱的地基外，一般均可采用。其結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，施工速度快，對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)耐久性不如重力式碼頭，泊穩(wěn)條件不如高樁碼頭。高樁式碼頭一般適用于軟土地基。高樁碼頭是在軟弱地基上修建的一種主要結(jié)構(gòu)型式，其工作特點(diǎn)是通過樁臺(tái)將作用在碼頭上的荷載經(jīng)樁基傳給地基。高樁碼頭為透空式結(jié)構(gòu)，減弱波浪效果好，泊穩(wěn)條件較好，砂石料用量省，建筑物結(jié)構(gòu)簡單，能夠承受較大的荷載，對(duì)挖泥超深的適應(yīng)性強(qiáng)，但其耐久性和對(duì)超載、裝卸工藝變化的適應(yīng)能力不如重力式碼頭。碼頭結(jié)構(gòu)的選型應(yīng)考慮地質(zhì)條件、波浪條件、水流條件、施工依托條件及使用要求和使用年限等。本工程綜合考慮可選擇的碼頭結(jié)構(gòu)形式有重力式沉箱結(jié)構(gòu)和高樁板梁式碼頭結(jié)構(gòu)。（1）從地質(zhì)條件考慮黃驊港一期工程中工程范圍內(nèi)土層為第四系全新統(tǒng)濱海相沉積層，沉積韻律較明顯，主要巖性為粉砂、粉質(zhì)粘土、粉土多為層狀土。重力式沉箱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)水下工作量少，結(jié)構(gòu)整體性好，抗震性能強(qiáng)，施工速度快，一般在當(dāng)?shù)赜锌捎糜陬A(yù)制沉箱的設(shè)施或工程量大、工期短的大型碼頭選用沉箱結(jié)構(gòu)。但沉箱結(jié)構(gòu)的耐久性不高，需要鋼材多，需要專門的施工設(shè)備和合適的施工條件。例如天津港東突堤南側(cè)礦建碼頭采用的尾沉箱重力式碼頭，該碼頭建于軟基上，采用深層水泥拌合技術(shù)。板梁式高樁碼頭上部結(jié)構(gòu)主要由面板、縱梁、橫梁、樁帽和靠船構(gòu)件組成。板梁式碼頭各個(gè)構(gòu)件受力明確合理，橫向排架間距大，樁的承載力能充分發(fā)揮，裝配程度高且節(jié)省材料，施工迅速且造價(jià)較低，適用于水位差不大、荷載較大且較復(fù)雜的大型碼頭。（2）從施工條件考慮重力式沉箱那頭結(jié)構(gòu)的施工過程主要為：拋石基床施工、墻體構(gòu)件的預(yù)制和安裝以及胸墻和墻后回填等程序。本部分施工重點(diǎn)論述其預(yù)制沉箱的施工。沉箱的施工程序?yàn)?沉箱的制造、下水、浮運(yùn)、沉放（分節(jié)預(yù)制的沉箱須接高）及箱內(nèi)填充。沉箱的制造是一項(xiàng)非常復(fù)雜而且精度要求很高的工作，需架設(shè)數(shù)量很多的模板，且對(duì)模板的要求較高，沉箱一般質(zhì)量較大，沉箱的下水工作一般需要大型專門的機(jī)械。板梁式高樁碼頭中，樁一般采用預(yù)制樁較多。高樁碼頭樁基施工的主要工作有：樁的預(yù)制和運(yùn)輸，設(shè)置打樁定位基線及測量平臺(tái)，定位沉樁，樁的臨時(shí)固定和處理。高樁碼頭中方樁的樁徑一般為400mm—600mm，樁徑不大，樁型規(guī)則，預(yù)制中模板要求不高，當(dāng)樁長較長時(shí)，一般分節(jié)預(yù)制，施工中在進(jìn)行接樁。樁基施工的主要步驟為沉樁，沉樁一般采用捶擊法沉樁工藝，沉樁的施工機(jī)械主要為打樁船，沉樁施工中要嚴(yán)格控制沉樁樁尖標(biāo)高，其標(biāo)高的控制一般是通過控制貫入度和標(biāo)高進(jìn)行間接控制。（3）從經(jīng)濟(jì)條件考慮經(jīng)濟(jì)條件主要從水運(yùn)工程概預(yù)算編制進(jìn)行具體的考慮，本部分從整體進(jìn)行考慮，重力式沉箱，預(yù)制所需材料比樁基明顯多，預(yù)制費(fèi)用明顯高出樁基，施工中，沉箱的下水的沉箱的浮運(yùn)都需要專門的大型機(jī)械，而樁基的施工主要需要打樁船就可以解決，因此從大體考慮，樁基施工的費(fèi)用要明顯少于重力式沉箱。根據(jù)以上條件綜合考慮，本設(shè)計(jì)中采用板梁式高樁碼頭結(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、樁基、靠船構(gòu)件及其他碼頭附屬設(shè)施。（1）碼頭結(jié)構(gòu)的寬度該碼頭為寬樁臺(tái)高樁碼頭，碼頭結(jié)構(gòu)的總尺度取決于岸坡的地質(zhì)條件、地基加固方式和所采用的結(jié)構(gòu)形式和位置?？紤]到岸坡回填土方量，且結(jié)構(gòu)總寬度內(nèi)作用的荷載性質(zhì)和大小的不同，用縱向變形縫縫將結(jié)構(gòu)分為前后兩部分——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，該碼頭取14米，后方樁臺(tái)寬度為結(jié)構(gòu)總寬度減去前方樁臺(tái)寬度，該碼頭取9米。（2）結(jié)構(gòu)沿碼頭長度方向的分段為避免在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過大的變形應(yīng)力，應(yīng)沿碼頭長度方向隔一定的距離設(shè)置變形縫。參照《高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》：上部結(jié)構(gòu)為裝配整體式結(jié)構(gòu)時(shí)，宜取60m-70m，變形縫的寬度一般采用20mm-30mm，變形縫內(nèi)應(yīng)采用泡沫塑料等柔性材料填充，以保證結(jié)構(gòu)自由伸縮，碼頭上部結(jié)構(gòu)在變形縫分?jǐn)嗵幙刹捎脩冶凼浇Y(jié)構(gòu)或簡支結(jié)構(gòu)。根據(jù)要求本碼頭變形縫采用懸臂式結(jié)構(gòu)，。變形縫寬度取30mm。變形縫間距取67m，碼頭沿長度方向分為13段，本設(shè)計(jì)中碼頭實(shí)際總長為871m。（3）縱梁的布置縱梁的設(shè)置主要決定于碼頭面上的荷載，還與碼頭對(duì)整體性的要求有關(guān)。寬樁臺(tái)碼頭中的后樁臺(tái)一般不布置縱梁。前樁臺(tái)設(shè)有軌道起重機(jī)時(shí)，一般均設(shè)置縱梁。（4）橫向排架的間距和樁的縱向布置橫向排架中樁距一般采用3—5m。橫向排架間距主要決定于作用在碼頭上的和荷載和基樁的承載能力，為了發(fā)揮樁基承載力，常采用長樁大跨。前方樁臺(tái)的橫向排架間距一般為6—7米，本碼頭工程前、后方樁臺(tái)的排架間距均取7米。沿碼頭長度方向上沒有布置叉樁或半叉樁。橫向排架中樁的布置高樁碼頭的樁基布置原則是：①應(yīng)能充分發(fā)揮樁基承載力，且使同一樁臺(tái)下的各樁受力盡量均勻，使碼頭的沉降和不均勻沉降較??；②應(yīng)使整個(gè)碼頭工程的建設(shè)比較經(jīng)濟(jì)；③應(yīng)考慮樁基施工的可能性與方便性。此外樁基在進(jìn)行平面布置時(shí)，應(yīng)安排好斜樁的傾斜方向，要避免樁與樁在泥面以下相碰?？紤]到打樁偏差，兩根樁交叉時(shí)的凈距不宜小于50cm。此外，還要考慮樁基布置對(duì)施工程序的影響。應(yīng)使平面布置符合下列要求：①保證每根樁都能打，且施工方便；②不妨礙打樁船的拋錨和帶纜；③盡量減少調(diào)船和變動(dòng)打樁架斜度。橫向排架中樁的數(shù)目和布置決定于樁臺(tái)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，，此處距離主要有門機(jī)的軌距決定，前方樁臺(tái)總長14m，，。后方樁臺(tái)總長9，考慮到平板拖掛車的作用，。?？紤]到有船舶撞擊力的作用，在橫向排架中布置一組叉樁，在海測門機(jī)軌道梁下布置雙直樁，陸側(cè)軌道兩下布置雙叉樁，海測軌道梁距碼頭前沿2米，，叉樁坡度3：1，橫向排架中的斜樁在設(shè)計(jì)施工中應(yīng)在平面內(nèi)扭轉(zhuǎn)15°。支承樁的樁長根據(jù)巖層（或其他硬土層）的標(biāo)高確定。摩擦樁的樁長一般根據(jù)所需要的承載力確定。為了減少碼頭的沉降和提高樁的承載力，應(yīng)考慮將基樁樁尖打入良好持力層的一定深度（對(duì)粘性土和粉土不宜小于2倍樁徑，密實(shí)砂土和碎石類不宜小于1倍樁徑）。如不能達(dá)到良好持力層時(shí)，也應(yīng)使同一樁臺(tái)下的樁打至同一土層，且樁尖標(biāo)高不宜相差太大。樁長不宜超過打樁船能打的高度。靠船構(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，避免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。本碼頭其結(jié)構(gòu)形式采用預(yù)制懸臂梁式。碼頭附屬設(shè)施碼頭附屬設(shè)施主要包括防沖設(shè)備、系船設(shè)備、軌道結(jié)構(gòu)、碼頭路面、供水供電管溝等。①防沖設(shè)備通常有木護(hù)舷、輪胎護(hù)舷和橡膠護(hù)舷等，木護(hù)舷僅在1000噸級(jí)以下小型碼頭中可應(yīng)用，輪胎護(hù)舷可應(yīng)用于3000噸級(jí)以下的中小型碼頭，橡膠護(hù)線吸能高、反力小、面壓低、耐久性好，可用于任何形式、任何噸級(jí)的碼頭。本碼頭采用D形壓縮型橡膠護(hù)舷。②系船設(shè)備，本碼頭采用系船柱，其中普通系船柱中心位置距碼頭前沿線1米，系船柱的間距為30米，且每個(gè)泊位設(shè)置兩個(gè)風(fēng)暴系船柱，系纜力標(biāo)準(zhǔn)值為650kN。系船柱主要外形尺寸（單位：mm）Themainappearanceofcolumnsize系纜力標(biāo)準(zhǔn)值脖高帽高柱徑檐寬650KN500216/152480/380722系船柱主要外形尺寸（單位：mm）Themainappearanceofcolumnsize系纜力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）檐長底盤尺寸錨桿方形邊長圓形直徑直徑數(shù)量650K90042(48)10(8)③供水電管溝設(shè)置在前邊縱梁和起重機(jī)軌道梁之間，，。，每級(jí)臺(tái)階的高度取200mm，寬度取300mm，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。護(hù)輪檻采用直角式。護(hù)欄采用鋼結(jié)構(gòu)，，護(hù)欄立柱間距取2米。碼頭路面采用現(xiàn)澆混凝土路面。結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺度面層鋪平碼頭同時(shí)作為磨耗層，采用現(xiàn)澆形式，厚度不小于50mm，經(jīng)驗(yàn)值一般取150mm，本設(shè)計(jì)取面層厚度為150mm。面板采用實(shí)心預(yù)制板，厚度一般為400mm—600mm，本設(shè)計(jì)取面板厚500mm。橫梁斷面形式，預(yù)制部分為T形斷面，現(xiàn)澆部分為矩形斷面，高度一般為800mm—1500mm，本設(shè)計(jì)取橫梁高度為1200mm，橫梁寬度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值，取其寬度為600mm,?？v梁斷面形式采用矩形，高度一般為900mm—1200mm，本設(shè)計(jì)中總橫梁高度取1200mm?？v梁寬度一般為300mm—500mm，但是其高度取1200mm，考慮到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，本設(shè)計(jì)取縱梁寬度為600mm?？v梁采用預(yù)制安裝的連續(xù)縱梁。樁帽采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，單樁樁帽寬度1400mm，雙樁樁帽取2600mm，，且不得小于600mm，樁帽高度取800mm。樁采用預(yù)應(yīng)力混凝土方樁，斷面一般采用400mm400mm—600mm600mm，本設(shè)計(jì)中斷面形式采用600mm600mm，樁頭嵌入樁帽80mm。碼頭面層斷面圖，如下圖（）所示：（a）橫斷面圖（b）縱斷面圖面層斷面圖（單位：）FigureSurfacelayersection5結(jié)構(gòu)計(jì)算作用分析作用在碼頭上的作用按時(shí)間的變異可將作用分為永久作用、可變作用和偶然作用。永久作用主要包括自重力、預(yù)加應(yīng)力、土重力及由永久作用引起的土壓力?？勺冏饔弥饕ǘ沿浐奢d、流動(dòng)起重運(yùn)輸機(jī)械荷載、船舶荷載、波浪力等。偶然作用主要為地震作用其中永久作用參照《高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工》規(guī)范中高樁碼頭結(jié)構(gòu)各部位的混凝土強(qiáng)度計(jì)算即可。偶然作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短，，地震設(shè)計(jì)烈度取基本設(shè)計(jì)烈度即可，本部分內(nèi)容主要詳細(xì)考慮可變作用。可變作用中考慮的荷載主要有碼頭地面使用荷載、船舶荷載、水流力、冰荷載等。（1）堆貨均布荷載參照《港口水工建筑物》附錄一荷載標(biāo)準(zhǔn)值；碼頭前沿堆貨荷載標(biāo)準(zhǔn)值取為20kN/㎡；堆場堆貨荷載標(biāo)準(zhǔn)值取為50kN/㎡。（2）散貨帶斗門機(jī)25t門座起重機(jī)海陸側(cè)輪壓荷載均為250kN/輪，，每支腿6個(gè)輪子。其荷載計(jì)算圖示如下圖（）：（單位：）FigureDoorloadchart（3）25t平板掛車因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)時(shí)，平板掛車每次運(yùn)輸?shù)妮d重量取為門機(jī)一次裝卸貨物的重量，即為16噸，。25t平板掛車平面尺寸圖和荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下圖（）：平板掛車平面尺寸圖（單位：）FigureFlattrailerplanesizechart汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值Carloadstandardvalue自重（t）載重量(t)總重力(kN)軸荷載(kN)每個(gè)車輪著地寬度及長度（m）9253402×140×（4）流動(dòng)機(jī)械荷載（）：牽引車平面尺寸圖式（單位：）Fig.Tractordimensionschema流動(dòng)機(jī)械荷載標(biāo)準(zhǔn)值Mobilemachineryloadstandardvalue自重（t）載重量（t）總重力（kN）軸荷載（kN）每個(gè)車輪著地寬度及長度（m）前軸中軸后軸377373×（5）船舶荷載作用在碼頭建筑物上的船舶荷載按其作用方式分為船舶系纜力、，港區(qū)設(shè)計(jì)風(fēng)速V=22m/s，因?yàn)榇霸诔^九級(jí)風(fēng)（最大風(fēng)速V=22m/s）時(shí)離碼頭到錨地避風(fēng)，所以港區(qū)設(shè)計(jì)取V=22m/s。①作用于船舶上的風(fēng)荷載作用在船舶上的計(jì)算風(fēng)壓力的垂直于碼頭前沿線的橫向分力（kN）和平行于碼頭前沿的縱向分力（kN）可按下式計(jì)算：（）式中：—分別為作用在船舶上的計(jì)算風(fēng)壓力的橫向和縱向分力（kN）；—分別為船體水面以上橫向和縱向的受風(fēng)面積（㎡）；—分別為設(shè)計(jì)風(fēng)速的橫向和縱向分量。5萬噸級(jí)散貨船半載或壓時(shí)：（）船舶在水面以上的最大輪廓尺寸：B=32m，L=230m查表==②作用于船舶上的水流力水流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的水流力船首橫向分力和船尾橫向分力：（）式中：—分別為水流對(duì)船首橫向分力和船尾橫向分力（kN）；—分別為水流力船首橫向分力系數(shù)和船尾橫向分力系數(shù)；—水的密度（t/m3），對(duì)海水；V—水流速度（m/s），本設(shè)計(jì)中水流流速取海流最大流速，取V=；BQUOTE—船舶吃水線以下的橫向投影面積（m2）。：，則水流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的水流力縱向分力：（）（）（）式中：—水流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的水流力縱向分力（kN）；—水流力縱向力分力系數(shù)；S—船舶吃水線以下的表面積（m2）；V—水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，，取水溫10。故=則（）③系纜力（）式中：K—系船柱受力分布不均勻系數(shù)，實(shí)際受力的系船柱數(shù)目時(shí)k；n—計(jì)算船舶同時(shí)受力的系船柱數(shù)目，n取6；—系船纜的水平投影與碼頭前沿形成的夾角，取30；—系船纜與水平面之間的夾角，取15；—可能同時(shí)出現(xiàn)的風(fēng)和水流對(duì)船舶作用產(chǎn)生的橫向分力總和及縱向分力總和。情況一：，情況二：根據(jù)“荷載規(guī)范”：50000噸級(jí)船舶計(jì)算系纜力小于650KN時(shí)，按650KN選用，故取系纜力標(biāo)準(zhǔn)值為650KN。系纜力標(biāo)準(zhǔn)值N的橫向投影，縱向投影，豎向投影：（）（）（）④擠靠力本工程采用橡膠護(hù)舷間斷布置，護(hù)弦間距7m，與船舶接觸的橡膠護(hù)舷共33組（）式中：—橡膠護(hù)舷間斷布置時(shí)，作用于一組或一個(gè)橡膠護(hù)舷上的擠靠力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；—擠靠力不均勻系數(shù)，；n—與船舶接觸的橡膠護(hù)舷的組數(shù)或個(gè)數(shù)。橡膠護(hù)舷等間距布置，擬定護(hù)舷間距7m，與船舶接觸的橡膠護(hù)舷共有33組。⑤撞擊力船舶靠岸時(shí)的撞擊力：船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量：（）式中：—有效動(dòng)能系數(shù)，–，，；—船舶靠岸法向速度，查《港口工程荷載規(guī)范》=；—船舶質(zhì)量。滿載排水量（）選用DA800×1500標(biāo)準(zhǔn)型橡膠護(hù)舷：E=278KJ,反力R=825KN⑥其他荷載因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)時(shí)，碼頭平臺(tái)采用透空式結(jié)構(gòu)，所以作用在碼頭平臺(tái)結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載可忽略不計(jì)。因水流流向大致與碼頭前沿線平行，而碼頭平臺(tái)的岸線較長，縱向整體剛度較大，所以水流對(duì)碼頭平臺(tái)結(jié)構(gòu)作用產(chǎn)生的水流力也可忽略不計(jì)。面板設(shè)計(jì)根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置，本設(shè)計(jì)中面板選用鋼筋混凝土預(yù)制板實(shí)心板，板梁式高樁碼頭設(shè)計(jì)中，鋼筋混凝土板的計(jì)算方法可簡化為單向板和雙向板。在本結(jié)構(gòu)中，其前、后邊板為單向板，其余均為雙向板，單向板的計(jì)算較為簡單，本部分設(shè)計(jì)不再對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，此處選擇四邊與縱橫梁相連的雙向板進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算原則參照《高樁碼頭設(shè)計(jì)施工規(guī)范》（JTJ291—98）中的相關(guān)內(nèi)容。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，首先按四邊簡支板計(jì)算出兩個(gè)方向的跨中彎矩和，連續(xù)板的跨中彎矩取和；支座彎矩取和。計(jì)算參數(shù)（1）簡支板排架間距7m，。彎矩計(jì)算：，（），（）取。（2）連續(xù)板短邊方向：,。長邊方向：，，式中：B—梁的上翼緣寬度，—梁的中心距離；—計(jì)算跨度，—凈跨；—板厚，此處=，—擱置長度。作用分析（1）永久作用為其量值隨時(shí)間的變化與平均值相比可忽略不計(jì)的作用。結(jié)構(gòu)自重：現(xiàn)澆面層：；。預(yù)制面板：；。（2）可變作用分為其量值隨時(shí)間的變化與平均值相比不可忽略的作用，可變作用又可分為短暫狀況可變作用和持久狀況可變作用。①短暫狀況可變作用：施工荷載取3KPa預(yù)制板吊運(yùn)：預(yù)制板尺寸預(yù)制板吊運(yùn)時(shí)取動(dòng)力系數(shù)吊點(diǎn)詳細(xì)位置見下圖（）：預(yù)制板吊點(diǎn)示意圖(單位：mm)FigSchematicdiagramofprefabricatedplatehangingpoint①持久狀況可變作用：堆貨均布荷載，碼頭前沿均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=20KPa,堆場堆貨均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=50kPa平板拖掛車荷載。作用效應(yīng)計(jì)算(1)短暫狀況（施工期）：按簡支板計(jì)算永久作用：板自重彎矩計(jì)算（）可變作用：施工荷載：彎矩計(jì)算(2)持久狀況（使用期）：按四邊簡支板計(jì)算。①永久作用(a)板自重：同短暫狀況(b)面層荷載：即參照《建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)歷計(jì)算手冊(cè)》查表4-1，其計(jì)算系數(shù)分別為所以（）連續(xù)板的跨中彎矩連續(xù)板的支座彎矩②可變作用通常情況下堆貨均布荷載、多臺(tái)運(yùn)輸機(jī)械不可能同時(shí)作用在一塊板上，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，經(jīng)過比較，堆貨均布荷載相對(duì)于平板拖掛車荷載較小，可忽略不計(jì)，所以本部分僅對(duì)平板拖掛車進(jìn)行計(jì)算。25t平板拖掛車作用重載時(shí)車軸最大軸壓為194kN，。平板拖掛車荷載經(jīng)面層傳遞擴(kuò)散后，集中荷載沿兩個(gè)垂直方向的傳遞寬度分別為：（）（）式中：—集中荷載分別在平行板跨方向的傳遞寬度（m）；S—最外面集中荷載的中心間距（m）；—集中荷載分別在平行板跨方向的接觸寬度（m）；—墊層厚度（m），即為現(xiàn)澆面層厚度，m。由于荷載作用在對(duì)稱軸上，參照《高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》附錄B進(jìn)行以下計(jì)算分兩種情況進(jìn)行討論。情況一如下圖（）：平板掛車荷載作用圖式FigFlattrailerwhereactionschema=====（）式中：—雙向板在單位寬度上，計(jì)算跨度為和的跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)值（）；—系數(shù)；；P—集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN）,；—集中荷載沿和方向的傳遞寬度（m）。（）按照，查表的。按照，查表的。。情況二如下圖（）：平板掛車荷載作用圖式FigFlattrailerwhereactionschema=====，按照，查表的。按照，查表的。。比較以上兩種計(jì)算結(jié)果，得連續(xù)板在拖掛車作用下產(chǎn)生的跨中彎矩為連續(xù)板在拖掛車作用下產(chǎn)生的的支座彎矩為面板計(jì)算結(jié)果匯總（單位：）TableThepanelcalculationresults 作用短跨跨中長跨跨中短跨支座長跨支座永久作用面板自重———面層自重可變作用短暫狀況施工荷載———持久狀況平板掛車作用效應(yīng)組合（1）承載力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合：①持久狀況作用效應(yīng)的持久組合：（）式中：—永久作用分項(xiàng)系數(shù)，—可變作用分項(xiàng)系數(shù)，。長跨跨中：；短跨跨中：；長跨跨支：；短跨跨支：。②短暫狀況作用效應(yīng)的短暫組合：（）式中：—永久作用分項(xiàng)系數(shù)，；—可變作用分項(xiàng)系數(shù)，。（2）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（）式中：—可變作用的頻遇值系數(shù)，。長跨跨中：；短跨跨中：；長跨跨支：；短跨跨支：。②持久狀況作用的長期效應(yīng)組合（）式中：—可變作用的頻遇值系數(shù)，。長跨跨中：；短跨跨中：；長跨跨支：；短跨跨支：。面板彎矩計(jì)算結(jié)果表（單位：）TableStringersmomentcalculationusingtheresultsoftable作用M值短跨跨中長跨跨中短跨支座長跨支座①面層自重———②面板自重③平板掛車荷載承載能力極限狀態(tài)作用組合計(jì)算式×②+×③×（①+②）+×③×②+×③×②+×③結(jié)果——正常使用極限狀態(tài)作用組合計(jì)算式1×②+×③1×②+×③1×②+×③1×②+×③結(jié)果——板的配筋本設(shè)計(jì)中板使用的是鋼筋混凝土預(yù)制實(shí)心板，板在安裝過程中會(huì)有一個(gè)起吊過程，因此正常情況下應(yīng)該對(duì)此預(yù)制板的四角吊環(huán)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)及其必要的驗(yàn)算，但本設(shè)計(jì)中默認(rèn)吊環(huán)均能滿足工程施工的要求，因此對(duì)吊環(huán)不再進(jìn)行設(shè)計(jì)?！陡劭诠こ袒炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C30,本設(shè)計(jì)中混凝土選用C35，，混凝土保護(hù)層厚度取40mm,鋼筋：采用熱軋I級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為。根據(jù)作用效應(yīng)組合的計(jì)算結(jié)構(gòu)，按照持久狀況作用效應(yīng)的持久組合進(jìn)行板的配筋計(jì)算，其中（1）長跨最大正彎矩為：（）（）滿足要求。（）選用配筋率＞％（）滿足配筋率要求。（2）長跨最大負(fù)彎矩為：滿足要求。配筋率＜％不滿足要求，按照最小配筋率配筋。選用。（3）短跨最大正彎矩為：滿足要求。配筋率＜％不滿足要求，按照最小配筋率配筋。選用。（4）短跨最大負(fù)彎矩為：滿足要求。配筋率＜％不滿足要求，按照最小配筋率配筋。選用。（5）吊環(huán)配筋單個(gè)吊環(huán)鋼筋截面面積計(jì)算公式：（）式中：—構(gòu)件的總重力設(shè)計(jì)值（N）；—I級(jí)鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（KPa）；—吊環(huán)數(shù)，設(shè)有四個(gè)吊環(huán)時(shí)，按三個(gè)受力計(jì)算。則選36（）,錨固長度1000mm。本部分內(nèi)容參照《高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》中的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)板進(jìn)行受沖切承載力驗(yàn)算和裂縫寬度的驗(yàn)算。（1）受沖切承載力驗(yàn)算局部荷載設(shè)計(jì)值=受沖切承載力設(shè)計(jì)值：（）式中：（C40混凝土）；；滿足受沖切承載力。（2）板裂縫寬度驗(yàn)算面板最大抗裂寬度可按下列公式計(jì)算：（）（）式中：—最大裂縫寬度；—構(gòu)件受力特征系數(shù)，；—考慮鋼筋表面形狀的影響系數(shù)，；—考慮荷載長期效應(yīng)組合或重復(fù)荷載影響的系數(shù)，；—最外排縱向受拉鋼筋的保護(hù)層厚度，取20mm；—縱向受拉鋼筋的有效配筋率，當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，；—有效受拉混凝土截面面積，對(duì)受彎構(gòu)件，取為；—受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積，取受拉較大一側(cè)的鋼筋截面面積；—按荷載長期效應(yīng)組合計(jì)算的鋼筋混凝土構(gòu)件縱向受拉鋼筋的應(yīng)力，按公式計(jì)算。長跨跨中彎矩為：（）取不滿足要求，應(yīng)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋。②長跨跨支彎矩為：取滿足要求。③短跨跨中彎矩為：取滿足要求。④長跨跨支彎矩為：取滿足要求。縱梁設(shè)計(jì)高樁碼頭的結(jié)構(gòu)分段是一個(gè)空間整體結(jié)構(gòu)。對(duì)于常見的板梁式高樁碼頭，通常其碼頭分段長度遠(yuǎn)大于碼頭寬度，使得結(jié)構(gòu)縱向剛度小而橫向剛度相對(duì)較大，各橫向排架近似于獨(dú)立工作，橫梁和其下樁基組成的橫向排架常是主體受力構(gòu)件，各排架結(jié)構(gòu)的間距、受荷條件（邊排架除外）以及承載能力基本上是相同的，因此通常按縱向和橫向兩個(gè)平面進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算?？v梁的計(jì)算荷載主要包括：縱梁自重、直接作用在縱梁上的使用荷載（如門機(jī)荷載）、由面板自重及面板上使用荷載產(chǎn)生的面板支座反力?？v梁沿碼頭前沿方向布置，，其結(jié)構(gòu)斷面圖如下圖（）：縱梁斷面（單位：）FigLongitudinalsection（1）面積：。（）（2）面積矩：。（）（3）軸心位置：（距梁底邊）。（）（4）慣性矩：對(duì)于組成截面均為矩形組合截面，根據(jù)《材料力學(xué)》（2002年）附錄Ⅰ第1-3節(jié)，慣性矩的平行移軸公式和組合截面的慣性矩計(jì)算公式如下（）（）（）式中：—組合截面對(duì)給定的坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸的慣性矩（）；—組合截面中某一截面對(duì)坐標(biāo)軸的慣性矩（）；—組合截面中某一截面對(duì)其與軸平行的形心軸的慣性矩（）；—組合截面中某一截面的截面形心在給定的坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)值（m）；—組合截面中某一截面的面積（）；—組合截面中某一截面的寬度（m）；—組合截面中某一截面的高度（m）。斷面尺寸為b=，h=（5）混凝土彈性模量。計(jì)算原則施工期：預(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。（2）使用期：縱梁按連續(xù)梁計(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。此時(shí)梁的有效斷面為疊合斷面。（3）縱梁的內(nèi)力按照下列規(guī)定計(jì)算①支撐于樁帽上的連續(xù)縱梁，其內(nèi)力應(yīng)按照彈性支撐連續(xù)梁計(jì)算②支撐于橫梁上的裝配整體式縱梁，具有彈性支撐性質(zhì)。對(duì)于重要工程宜按照彈性支撐連續(xù)梁計(jì)算，一般工程科簡化為剛性支撐連續(xù)梁計(jì)算。計(jì)算參數(shù)，，，凈跨6m，橫向排架間距7m。（1）簡支梁彎矩計(jì)算跨度，但不大于,取。剪力計(jì)算。式中：—計(jì)算跨度；—凈跨；—擱置長度。（2）連續(xù)梁彎矩計(jì)算跨度，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，所以彎矩計(jì)算跨度取。式中：—橫梁或樁帽的中心距；—縱梁支座、橫梁或樁帽的寬度。剪力計(jì)算跨度。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。（1）永久作用：①預(yù)制縱梁及現(xiàn)澆接頭自重：；②面層自重：?？勺冏饔茫孩俅a頭前沿堆貨荷載：q=20KPa，寬度為從碼頭前沿到14m處；②門機(jī)：，，每臺(tái)門機(jī)4組輪子，每支腿6個(gè)輪子，（吊臂位置1）；③牽引車、平板掛車荷載牽引車荷載：前軸軸壓37kN，中軸軸壓73kN；后軸軸壓73kN；輪胎接地面積前輪（個(gè)數(shù)長寬）：，中后輪；平板掛車荷載：前軸軸壓100kN，中后軸軸壓120kN，輪胎接地面積（個(gè)數(shù)長寬）：。作用效應(yīng)計(jì)算（1）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（疊合部分）的重量，面板自重由橫梁承擔(dān)?？紤]施工時(shí)接縫混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，所以按簡支梁計(jì)算。預(yù)制部分及現(xiàn)澆接頭自重：q=××25=18kN/m，施工期承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值：施工期正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值。②使用期：按照剛性支撐連續(xù)梁計(jì)算，碼頭沿長度方向分為13段，每段長度為67米，每段為九跨連續(xù)梁。面層自重分配到縱梁g=×24=，面層自重分配到梁上的作用如下圖（）所示現(xiàn)澆面層荷載分配FigCast-in-placesurfacelayerloaddistribution面層自重：q=24×=（a）軌道梁內(nèi)側(cè)面層自重向軌道梁傳遞：（）轉(zhuǎn)化為作用在門機(jī)軌道梁上的均布荷載：（）（）(b)軌道梁外側(cè)面層自重向軌道梁傳遞：(c)軌道梁自重綜上，作用在門機(jī)軌道梁上的均布恒載為：（）縱梁在均布恒載作用下的彎矩、剪力計(jì)算彎矩值（）支座反力為左右二截面的剪力絕對(duì)值之和。式中：—均布恒載作用下等跨連續(xù)梁的跨中（支座）彎矩；—均布恒載作用下等跨連續(xù)梁的支座剪力；—彎矩計(jì)算系數(shù)，對(duì)于五跨連續(xù)梁，參照《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》；—剪力計(jì)算系數(shù)，對(duì)于五跨連續(xù)梁，參照《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》；—彎矩計(jì)算跨度；—剪力計(jì)算跨度?？鐑?nèi)最大彎矩支座彎矩剪力值門機(jī)軌道梁在恒載作用下各跨彎矩表（單位：）TablePortalcranetrackbeamZaihengloadacrossthebendingmoment跨中彎矩支座彎矩支座截面剪力計(jì)算結(jié)果表TableBearingshearcalculationresults（kN）（2）可變作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的作用效應(yīng)可變作用主要包括堆貨均布荷載和流動(dòng)起重運(yùn)輸機(jī)械荷載，并應(yīng)考慮到不同可變作用同時(shí)出現(xiàn)的可能性，此處由于堆貨均布荷載值對(duì)軌道梁產(chǎn)生的作用較小，所以只考慮流動(dòng)機(jī)械對(duì)縱梁的作用。①平板掛車荷載考慮兩輛平板掛車同時(shí)作用。，如下圖（）：牽引車、平板掛車荷載FigTractor,trailerload列力的平衡方程有：得根據(jù)《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》附錄八，在移動(dòng)集中荷載作用下等跨連續(xù)梁各截面的跨中彎矩、支座彎矩及支座截面剪力的計(jì)算公式如下：（）（）支座反力為左右兩截面的剪力絕對(duì)值之和。式中：M—移動(dòng)集中荷載作用下等跨連續(xù)梁的跨中彎矩；V—移動(dòng)集中荷載作用下等跨連續(xù)梁的支座剪力；—彎矩計(jì)算系數(shù)；—剪力計(jì)算系數(shù)；—彎矩計(jì)算跨度，。兩輛平板掛車同時(shí)作業(yè)時(shí)，。（為2個(gè)單元長度）；，；，；，。綜上所述，將門機(jī)軌道梁在移動(dòng)的牽引車、平板掛車集中荷載作用下的跨中彎矩、支座彎矩及支座截面剪力計(jì)算結(jié)果列于下表：門機(jī)軌道梁在移動(dòng)荷載下各跨彎矩表（單位：）TablePortalcranetrackbeamsundermovingloadsacrossthebendingmoment跨中彎矩支座彎矩門機(jī)軌道梁在移動(dòng)荷載下支座截面剪力表（單位：）TablePortalcranetrackbeamundermovingloadbearingshear②門機(jī)荷載經(jīng)比較，。，；，。在門機(jī)荷載作用下等跨連續(xù)梁各截面的跨中彎矩、支座彎矩、制作截面剪力的計(jì)算公式為：式中：M—移動(dòng)集中荷載作用下等跨連續(xù)梁的跨中彎矩；V—移動(dòng)集中荷載作用下等跨連續(xù)梁的支座剪力；—彎矩計(jì)算系數(shù)；—剪力計(jì)算系數(shù)；—彎矩計(jì)算跨度。門機(jī)軌道梁在移動(dòng)的門機(jī)集中荷載作用下的跨中彎矩、支座彎矩、支座截面剪力計(jì)算結(jié)如下表門機(jī)軌道梁在集中荷載下各跨彎矩表（單位：）TablePortalcranetrackgirderunderconcentratedloadineachcrossbendingmoment跨中彎矩支座彎矩門機(jī)軌道梁在集中荷載下支座截面剪力（單位：）TablePortalcranetrackgirderunderconcentratedloadbearingshear作用于作用效應(yīng)組合按《高裝碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》。（1）承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合：持久狀況作用效應(yīng)的持久組合應(yīng)按下式確定：（）式中：—作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值；—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，。；—永久作用分項(xiàng)系數(shù)；—主導(dǎo)可變作用分項(xiàng)系數(shù)；—非主導(dǎo)可變作用分項(xiàng)系數(shù)；—組合系數(shù)，；—永久作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的作用效應(yīng)；—主導(dǎo)可變作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的作用效應(yīng)；—非主導(dǎo)可變作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的作用效應(yīng)。分項(xiàng)系數(shù)取值按《高裝碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》。正常使用極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合久狀況作用的長期效應(yīng)組合應(yīng)按下列公式確定：（）式中：—準(zhǔn)永久值系數(shù)，。②持久狀況作用的短期效應(yīng)組合應(yīng)按下式確定：（）式中：——頻遇值系數(shù)，。（正）（單位：）TableStringersmomentcalculationusingtheresultsoftable作用M值①自重（縱梁和面層）——②門座式起重機(jī)③牽引車、平板掛車承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值計(jì)算式×①+×②+××③×②+××③×①+×②+××③×②+××③×①+×②+××③結(jié)果正常使用極限狀態(tài)（長期效應(yīng)合）計(jì)算式1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）結(jié)果正常使用極限狀態(tài)（短期效應(yīng)合）計(jì)算式1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）結(jié)果縱梁使用期彎矩計(jì)算結(jié)果表（負(fù)）（單位：）TableStringersmomentcalculationusingtheresultsoftable作用M值①自重（縱梁和面層）—.——②門座式起重機(jī)③牽引車、平板掛車承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值計(jì)算式×②+××③×①+×②+××③×②+××③×①+×②+××③×②+××③結(jié)果正常使用極限狀態(tài)（長期效應(yīng)合）計(jì)算式×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）結(jié)果正常使用極限狀態(tài)（短期效應(yīng)合）計(jì)算式×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）結(jié)果縱梁使用期剪力計(jì)算結(jié)果表（正）（單位：）TableStringermomentcalculationusingtheresultsofTable作用V值①自重（縱梁和面層）——②門座式起重機(jī)③牽引車、平板掛車承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值計(jì)算式×①+×②+××③×②+××③×①+×②+××③×②+××③×①+×②+××③結(jié)果正常使用極限狀態(tài)（長期效應(yīng)合）計(jì)算式1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）結(jié)果正常使用極限狀態(tài)（短期效應(yīng)合）計(jì)算式1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）結(jié)果縱梁使用期彎矩計(jì)算結(jié)果表（負(fù)）（單位：）TableStringermomentcalculationusingtheresultsofTable作用M值①自重（縱梁和面層）———②門座式起重機(jī)③牽引車、平板掛車承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值計(jì)算式×②+××③×①+×②+××③×②+××③×①+×②+××③×②+××③結(jié)果正常使用極限狀態(tài)（長期效應(yīng)合）計(jì)算式×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）結(jié)果正常使用極限狀態(tài)（短期效應(yīng)合）計(jì)算式×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）1×①+×（②+③）×（②+③）結(jié)果縱梁的配筋計(jì)算本設(shè)計(jì)只進(jìn)行門機(jī)軌道梁的配筋。門機(jī)軌道梁按矩形截面構(gòu)件配筋。斷面尺寸：b×h=600×1200mm，每跨梁長7m。材料系數(shù)：混凝土為C40，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為；鋼筋采用熱軋Ⅱ級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為。門機(jī)軌道梁的跨高比為：，所以本設(shè)計(jì)扔按照《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算規(guī)范》（JTJ267-98），門機(jī)軌道梁應(yīng)按深受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)，并按規(guī)范進(jìn)行配筋計(jì)算。深受彎構(gòu)件受剪截面應(yīng)符合下列公式的要求：當(dāng)時(shí)：（）當(dāng)時(shí)：（）（）上述公式，當(dāng)時(shí)，取。式中：—截面設(shè)計(jì)高度；B—矩形截面寬度，門機(jī)軌道梁b=600mm；V—建立設(shè)計(jì)值，（負(fù)值）；—結(jié)構(gòu)細(xì)數(shù)，；—計(jì)算跨度，門機(jī)軌道梁=7000mm；H—矩形梁的截面高度，h=1200mm；—按一般受彎構(gòu)件集中配置受力鋼筋時(shí)截面的有效高度，梁處于潮濕環(huán)境，屬三類環(huán)境條件，混凝土最小保護(hù)層厚度為45mm，不知二排鋼筋，縱向手拉鋼筋合力點(diǎn)至截面手拉邊緣的距離取a=80mm，則。綜上得：因?yàn)椋?，所以按式進(jìn)行計(jì)算：則門機(jī)軌道梁的截面尺寸滿足斜截面抗剪要求。（1）正截面受彎承載力下的縱向配筋計(jì)算深受彎構(gòu)件在正截面受彎承載力下的縱向鋼筋面積可按下列公式計(jì)算：（）（）式中：M—受彎承載力設(shè)計(jì)值，按使用期承載能力極限狀態(tài)持久狀況效應(yīng)的持久組合設(shè)計(jì)值計(jì)算；Z—內(nèi)力臂。內(nèi)力臂在按下列規(guī)定確定：對(duì)連續(xù)的深受彎構(gòu)件跨中截面：（）對(duì)連續(xù)的深受彎構(gòu)件中間支座截面：（）當(dāng)時(shí)，取。綜上得：跨中截面內(nèi)力臂：中間支座截面內(nèi)力臂：梁的配筋同樣應(yīng)滿足最小配筋率的要求，對(duì)熱軋Ⅱ級(jí)鋼筋，梁的最小配筋率為，若計(jì)算得出的小于，則應(yīng)按配筋。①跨中彎矩滿足要求選用。②跨中彎矩滿足要求。選用。③跨中彎矩滿足要求。選用。④支座彎矩滿足要求。選用。⑤支座彎矩滿足要求。選用。（2）斜截面受剪承載力下的抗剪配筋計(jì)算門機(jī)軌道梁上作用有多種荷載，均布荷載為結(jié)構(gòu)自重，集中荷載有門機(jī)荷載和平板掛車荷載。由上述計(jì)算可得，集中荷載對(duì)支座截面所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的百分比都在75%以上，所以根據(jù)《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ267-98），集中荷載作用下深受彎構(gòu)件受剪承載力，應(yīng)按下列公式計(jì)算：（）（）（）式中：—斜截面的受剪承載力設(shè)計(jì)值（N）；—計(jì)算截面的剪跨比；—豎向分布鋼筋抗剪強(qiáng)度系數(shù)；—水平分布鋼筋抗剪強(qiáng)度系數(shù)；—間距為sh的同一排豎向分布鋼筋的截面面積（mm2）；—間距為sv的同一排豎向分布鋼筋的截面面積（mm2）；—分布鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa），但取值不應(yīng)大于310MPa；—豎向分布鋼筋的水平間距；—水平分布鋼筋的豎向艱巨。計(jì)算截面剪跨比按下列規(guī)定采用：（a）采用式時(shí)，當(dāng)＜，取=，當(dāng)＞3時(shí)，取=3；（b）采用式時(shí)，當(dāng)＜，取=，，取=.因?yàn)殚T機(jī)荷載為移動(dòng)的集中荷載，所以斜截面的受剪承載力應(yīng)按可能出現(xiàn)的最小情況計(jì)算，此時(shí)計(jì)算截面的剪跨比按大于3取用，則：，；因?yàn)?，所以?duì)的影響可忽略不計(jì)，僅按構(gòu)造要求設(shè)置水平分布鋼筋。此時(shí)，深受彎構(gòu)件受剪承載力公式可簡化為：則不需要進(jìn)行斜截面抗剪配筋計(jì)算，僅按構(gòu)造要求設(shè)置腹筋。若時(shí)需按計(jì)算配置腹筋。根據(jù)《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ267-98），對(duì)的深受彎構(gòu)件，豎向分布鋼筋可參照一般梁的構(gòu)造要求配置，。梁中箍筋最大間距的按照規(guī)范規(guī)定取相應(yīng)值，當(dāng)梁高h(yuǎn)＞1200mm，時(shí)，，直徑不宜小于8mm；梁內(nèi)縱向架立鋼筋和構(gòu)造鋼筋的直徑，當(dāng)梁跨l＞6m，d不宜小于10mm，當(dāng)梁高h(yuǎn)＞1600mm時(shí)，不宜小于12mm；當(dāng)梁高h(yuǎn)＞700mm時(shí)，在梁的兩側(cè)面沿高度每隔300mm-400mm各設(shè)置一根直徑不小于10mm的縱向構(gòu)造鋼筋；兩側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋用連系筋相連，連系筋的直徑可與箍筋相同，間距常為箍筋間距的倍數(shù)，一般在500mm-700mm之間。豎向分布鋼筋擬選用熱軋Ⅰ級(jí)鋼筋，最小配筋率：。水平分布鋼筋擬選用熱軋Ⅱ級(jí)鋼筋，最小配筋率：。綜上，將門機(jī)軌道梁在斜截面受剪承載力下的抗剪配筋計(jì)算過程列于下表。門機(jī)軌道梁在斜截面受剪承載力下的抗剪配筋計(jì)算過程TablePortalcranetrackLiangZaixiesectionshearcapacityofshearreinforcementcalculationprocess項(xiàng)目截面AB（左）B（右）C（左）C（右）V（）（）（）是否須由計(jì)算確定抗剪腹筋是是是是是選配箍筋肢數(shù)n，直徑，間距選配箍筋（）水平分布鋼筋的豎向間距取320mm，直徑選用，則：（）水平分布鋼筋滿足最小配筋率的要求。連系筋直徑選用Ф8，間距擬取2倍箍筋間距200mm。，理論上門機(jī)軌道梁各斜截面已滿足受剪承載力的要求，可不必配置斜筋或彎起鋼筋，但為了加強(qiáng)梁在支座附近的受剪承載力，仍由各跨跨中彎起2根縱向受力鋼筋至梁頂再伸入支座。（3）門機(jī)軌道梁正常使用極限狀態(tài)抗裂驗(yàn)算①抗斜裂縫驗(yàn)算對(duì)于一般要求不出現(xiàn)斜裂縫的深受彎構(gòu)件，應(yīng)按下式進(jìn)行驗(yàn)算：（）式中：—按荷載的短期效應(yīng)組合計(jì)算的剪力值（N）；—混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)40號(hào)混凝土，。綜上得：，則：，門機(jī)軌道梁滿足抗斜裂縫的要求。②抗垂直裂縫驗(yàn)算根據(jù)《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ267-98），對(duì)于一般要求不出現(xiàn)垂直裂縫的深受彎構(gòu)件，應(yīng)按下列公式進(jìn)行驗(yàn)算：（）（）式中：—按荷載的短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值（N·mm）；—截面抵抗矩塑性系數(shù)：當(dāng)；—混凝土截面受拉邊緣的彈性抵抗矩（mm），。綜上得：N·mm門機(jī)軌道梁們組抗垂直裂縫要求。橫向排架設(shè)計(jì)橫梁是板梁式高樁碼頭的主要受力構(gòu)件，作用在碼頭上的幾乎所有荷載都是通過它傳給基樁。橫向排架中常布置叉樁和直樁支撐，由于設(shè)置叉樁的樁臺(tái)能較好地抵抗水平位移，且橫梁的慣性一般較大、跨度較小，其線性剛度遠(yuǎn)大于樁的線性剛度，實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)叉樁中兩斜樁的斷面尺寸、斜度和樁長相等或相近時(shí)，在進(jìn)行橫梁內(nèi)力分析時(shí)，可假定兩端為鉸接，垂直荷載作用下，橫梁可按照彈性支撐連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算，一般采用彎矩方程解決，其橫向排架斷面圖如下圖（）所示：碼頭橫向排架結(jié)構(gòu)斷面（單位：）FigureWharfsbentstructuresection（1）施工期：分為四個(gè)施工階段，需要分別計(jì)算其內(nèi)力①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；③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；④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。（2）使用期使用期按彈性支承連續(xù)梁計(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。（3）橫向排架的內(nèi)力計(jì)算橫向排架內(nèi)力宜按柔性樁臺(tái)計(jì)算，由叉樁和直樁支撐的橫梁，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)可假定樁兩端為鉸接，樁與橫梁之間采用嵌固連接的全直樁碼頭，樁的計(jì)算長度可采用嵌固點(diǎn)法確定，應(yīng)考慮樁帽及靠船構(gòu)件對(duì)橫梁內(nèi)力的影響。（1）施工期，橫梁按簡支梁計(jì)算彎矩計(jì)算跨度：，取。剪力計(jì)算跨度：式中：—計(jì)算跨度；—凈跨；e—擱置長度。（2）使用期，橫梁按連續(xù)梁計(jì)算彎矩計(jì)算跨度：剪力計(jì)算跨度：式中：為橫梁或樁帽中心間距。結(jié)構(gòu)斷面特性表TableStructuresectioncharacteristics階段截面圖截面積中和軸慣性矩I（計(jì)入10%鋼筋面積）混凝土彈性模量E（計(jì)入10%鋼筋面積）EI（計(jì)入10%鋼筋面積）預(yù)制安裝階段使用階段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，包括面層、預(yù)制面板、縱梁傳來的支座反力、預(yù)制橫梁、現(xiàn)澆接頭及靠船構(gòu)件等。①現(xiàn)澆面層自重：；②面板傳給橫梁自重：；③縱梁自重：；④橫梁自重：。（2）可變作用主要包括船舶荷載、堆貨均布荷載、門座起重機(jī)荷載以及拖掛車荷載等①船舶荷載系纜力：按9級(jí)風(fēng)計(jì)算，撞擊力：船舶靠岸速度；②堆貨荷載：碼頭前沿堆貨荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=20kPa,堆場堆貨荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=50kPa，本部分計(jì)算時(shí)取堆貨荷載值q=30kPa；③門座起重機(jī)荷載：海陸側(cè)輪壓荷載均為250kN/輪；④牽引拖掛車等流動(dòng)機(jī)械荷載：牽引車前軸軸壓37kN，中后軸軸壓為73kN；拖掛車滿載時(shí)車軸最大軸壓194kN。橫梁上的可變作用有堆貨荷載和牽引車、平板掛車荷載，不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，經(jīng)分析比較，堆貨荷載起控制作用。作用效應(yīng)計(jì)算（1）使用期按彈性支承連續(xù)梁計(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。樁的軸向剛性系數(shù)：（）式中：—樁自由段長度；—樁材料的彈性模量，?。粸闃稊嗝娴拿娣e，=×=。(為樁入土段的剛性系數(shù)，R為單樁垂直極限承載力)。（）根據(jù)地質(zhì)資料得：+++++=則由上式（）得，取。，由幾何知識(shí)求得每根樁的自由長度為：FigureWaterpileschematicdiagram每根樁的軸向剛性系數(shù)分別為：由支座剛性系數(shù)公式：（單樁支座）（）（叉樁支座）（）得每個(gè)支座的剛性系數(shù)分別為：簡化計(jì)算的基本假定：樁兩端為鉸接；作用在橫向排架上的水平力完全由叉樁承受；橫向排架中的橫梁，只承受垂直力和彎矩作用，按彈性支承連續(xù)梁工作，然后便可采用五彎矩方程式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的基本體系見圖（）：FigureFivebendingmomentdiagramsystem本設(shè)計(jì)中橫向排架共四跨，以下所列方程均按照四跨列式。彎矩方程：（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）式中：—外荷載作用下，基本體系（簡支梁）第n跨左支承和右支承的虛反力；—外力作用下，基本體系中第n支座的反力。將支座剛性系數(shù)帶入上述公式得：將橫向排架上的荷載分成以下情況由彎矩方程求如下：為方便簡化計(jì)算，下列計(jì)算中所涉及到的與跨度有關(guān)的問題中，梁和面板自重,如下圖（）：FigureTransompanelloadchart（）（）（）跨中彎矩。②面層自重，如下圖（）：FigureUrfacelayerofdeadweightloadchart跨中彎矩。③堆貨荷載，如下圖（）：FigureFigurestackerloads跨中彎矩。④縱梁自重，如下圖（）：FigureStringerappliedloaddiagram跨中彎矩。⑤船舶荷載（a）系纜力系纜力垂直于碼頭前沿線的橫向分力為，系纜力垂直于碼頭前沿線的橫向分力為，參照《高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》附錄A，水平力在排架中的分配系數(shù)為，所以，對(duì)橫梁中和軸產(chǎn)生的力矩為。（b）撞擊力船舶撞擊力法向分力，該力在橫向排架中的分配系數(shù)為，作用在每個(gè)排架上的船舶撞擊力，對(duì)橫梁中和軸產(chǎn)生的力矩為。（c）擠靠力，如下圖（）：對(duì)橫梁中和軸產(chǎn)生的力矩為，，F(xiàn)igureFiguresqueezedbyforce跨中彎矩。⑥門機(jī)荷載，如下圖（）：FigureDoorloadchart海側(cè)路側(cè)跨中彎矩。Ⅰ支座彎矩分別為Ⅱ支座彎矩分別為Ⅲ支座彎矩分別為Ⅳ支座彎矩分別為Ⅴ支座彎矩分別為。Ⅵ支座彎矩分別為⑦流動(dòng)機(jī)械荷載流動(dòng)機(jī)械輪壓較小，遠(yuǎn)小于30kN/㎡堆貨荷載對(duì)橫向排架的作用，因此本部分不再對(duì)此部分荷載進(jìn)行計(jì)算。施工期考慮預(yù)制橫梁的自重、現(xiàn)澆面板接縫