某重力式碼頭結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)
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某重力式碼頭結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)某重力式碼頭結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師:指導(dǎo)教師:XXX學(xué)生:學(xué)生:XXX匯報(bào)內(nèi)容:匯報(bào)內(nèi)容:碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 1兩種碼頭結(jié)構(gòu)計(jì)算兩種碼頭結(jié)構(gòu)計(jì)算 2施工圖的繪制施工圖的繪制3后續(xù)工作后續(xù)工作4碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì):碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì):碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì):項(xiàng)目參數(shù)或類(lèi)型確定依據(jù)泊位長(zhǎng)度337m海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范碼頭前沿水深10.3m海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范碼頭頂面高程5.1m海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范低架門(mén)座起重機(jī)日本日立公司生產(chǎn) 工作幅度41m 軌距17m海港工程設(shè)計(jì)手冊(cè)(上)胸墻階梯型胸墻 頂寬2m 底寬4m 胸墻底部高程2.1m海港工程設(shè)計(jì)手冊(cè)(上)卸荷板懸臂式 懸臂長(zhǎng)度2m 厚度1m海港工程設(shè)計(jì)手冊(cè)(中)變形縫間距空心方塊22.08m港工建筑物扶壁14m港工建筑物基礎(chǔ)類(lèi)型暗基床港工建筑物拋填棱體梯形斷面海港工程設(shè)計(jì)手冊(cè)(中)倒濾層0.6m厚的天然石料 0.4m二片石港工建筑物系船柱空心方塊650kN單擋檐型 數(shù)目2 間距20m碼頭附屬設(shè)施技術(shù)規(guī)范扶壁 650kN單擋檐型 數(shù)目4 間距30m港口工程荷載規(guī)范橡膠護(hù)舷V型橡膠護(hù)舷(H500*L2000)HG/T2886-2003橡膠護(hù)舷護(hù)舷間距:件雜貨碼頭5m,集裝箱碼頭10m。碼頭附屬設(shè)施技術(shù)規(guī)范港工建筑物平面參數(shù)及主要構(gòu)件尺寸的確定:空心方塊斷面圖空心方塊斷面圖扶壁平面圖扶壁平面圖平面參數(shù)及主要構(gòu)件尺寸的確定:back碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì):兩種型式碼頭結(jié)構(gòu)計(jì)算兩種型式碼頭結(jié)構(gòu)計(jì)算 自重力計(jì)算自重力計(jì)算土壓力計(jì)算土壓力計(jì)算門(mén)機(jī)荷載計(jì)算門(mén)機(jī)荷載計(jì)算系纜力計(jì)算系纜力計(jì)算基床及地基承載力計(jì)算基床及地基承載力計(jì)算碼頭穩(wěn)定性計(jì)算碼頭穩(wěn)定性計(jì)算back整體穩(wěn)定性計(jì)算整體穩(wěn)定性計(jì)算方案一施工圖的繪制方案一施工圖的繪制 方案一斷面圖方案一平面圖、立面圖方案二施工圖的繪制方案二施工圖的繪制 方案二斷面圖方案二平面、立面圖back修改施工圖修改施工圖修改論文修改論文準(zhǔn)備答辯準(zhǔn)備答辯后續(xù)工作:后續(xù)工作:back學(xué) 號(hào) 密 級(jí) XXXXX某重力式碼頭結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)院 (系)名 稱(chēng): 船舶工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng): 港口航道與海岸工程學(xué) 生 姓 名: XXX指 導(dǎo) 教 師: XXX2XXX年X月XX 題 目 作 者 姓 名 XXXXXXX 大 學(xué)XXXXX某重力式碼頭結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)院 (系):船舶工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè):港口航道與海岸工程 學(xué) 號(hào):XXXX 學(xué)生姓名:XXXX 指導(dǎo)教師:XXXX 2XXX年X月XXXXXX摘要重力式碼頭是我國(guó)分布較廣,使用較多的一種碼頭形式,它是靠結(jié)構(gòu)自重(包括結(jié)構(gòu)自身及相應(yīng)填料的重量)來(lái)抵抗建筑物的滑動(dòng)和傾覆,要求有比較良好的地基。由于其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用,施工簡(jiǎn)單,維修費(fèi)用少,深受港務(wù)部門(mén)和施工單位的歡迎。本文依據(jù)規(guī)范設(shè)計(jì)了空心方塊和扶壁式兩種結(jié)構(gòu)型式的碼頭,并進(jìn)行結(jié)構(gòu)對(duì)比分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中,空心方塊具有節(jié)省混凝土,適當(dāng)增大塊體幾何尺寸以滿(mǎn)足碼頭斷面設(shè)計(jì)要求的優(yōu)點(diǎn);扶壁碼頭具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工速度快,節(jié)省材料的優(yōu)點(diǎn)。最后,根據(jù)規(guī)范繪制兩種結(jié)構(gòu)型式碼頭的施工圖。關(guān)鍵詞: 重力式;空心方塊;扶壁式;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);ABSTRACTGravity quay wall is widely distributed in China, which is a normal type. It uses its weight (including the weight of the structure itself and the corresponding packing) that depend on the structure to resist sliding and overturning of the building, which requires a good foundation. Its structure is rugged, simple construction, and maintenance costs, welcomed by the port sectors and construction units.According to specifications , This article designed hollow box and buttresses, and make the structure of comparative analysis and structural optimization. Among them, the hollow block saves concrete and increases the geometric size of the block to meet the requirements of the advantages of the terminal section design; buttressed quay wall has a simple structure,and a faster construction,while saving lots of materials.Finally, according to the specification,drawing the construction plans of the terminals of the two structural types.Key words: Gravity; hollow box; supporting wall; structural design;目 錄第1章緒論1第2章結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)22.1設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)依據(jù)22.2設(shè)計(jì)資料22.2.1設(shè)計(jì)船型22.2.2水文及氣象資料32.2.3地震32.2.4施工條件32.2.5地質(zhì)條件32.3結(jié)構(gòu)方案初步設(shè)計(jì)42.3.1碼頭裝卸工藝方案42.3.2碼頭平面布置方案42.3.3方案一碼頭結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)方案52.3.4方案二碼頭結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)方案92.4本章小結(jié)10第3章碼頭結(jié)構(gòu)承受作用的分類(lèi)及計(jì)算113.1方案一113.1.1自重113.1.2土壓力183.1.3船舶荷載303.1.4門(mén)機(jī)荷載333.2方案二363.2.1自重363.2.2土壓力423.2.3船舶荷載453.2.4門(mén)機(jī)荷載453.2.5剩余水壓力453.3本章小結(jié)47第4章碼頭結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性驗(yàn)算484.1方案一484.1.1持久狀況作用效應(yīng)組合484.1.2承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式484.1.3碼頭結(jié)構(gòu)的抗滑穩(wěn)定性計(jì)算534.1.4碼頭結(jié)構(gòu)的抗傾穩(wěn)定性計(jì)算604.1.5碼頭沿基床底面抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算664.1.6卸荷板后傾穩(wěn)定性驗(yàn)算674.1.7碼頭結(jié)構(gòu)的地基承載力驗(yàn)算684.1.8碼頭結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計(jì)算754.2方案二784.2.1持久狀況作用效應(yīng)組合784.2.2承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式784.2.3碼頭結(jié)構(gòu)的抗滑穩(wěn)定性計(jì)算804.2.4碼頭結(jié)構(gòu)的抗傾穩(wěn)定性計(jì)算814.2.5碼頭沿基床底面抗滑穩(wěn)定性計(jì)算824.2.6碼頭結(jié)構(gòu)的地基承載力計(jì)算834.2.7碼頭結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計(jì)算874.3本章小結(jié)89第5章碼頭結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力驗(yàn)算905.1方塊碼頭的卸荷板承載力計(jì)算905.2扶壁式碼頭的肋板、立板等計(jì)算915.2.1立板915.2.2內(nèi)底板925.2.3尾板935.2.4肋板945.2.5趾板955.3本章小結(jié)97第6章結(jié)論98第7章參考文獻(xiàn)99128第1章 緒論重力式碼頭是靠自重力來(lái)抵抗建筑物的滑動(dòng)和傾覆的一種港工建筑物。與此同時(shí),結(jié)構(gòu)自重及其上的填料重量和各種荷載又對(duì)地基產(chǎn)生應(yīng)力,要求地基具有一定的強(qiáng)度。所以這種結(jié)構(gòu)型式一般適用于較好的地基,例如巖石、砂、卵石、礫石及硬粘土的地基,在我國(guó)從南到北的海港中得到廣泛應(yīng)用。例如廣州黃浦港、湛江港、廈門(mén)港、青島港、煙臺(tái)港、秦皇島港及大連港等,在河港中應(yīng)用也很廣泛。重力式碼頭的結(jié)構(gòu)型式主要決定于墻身結(jié)構(gòu)。按結(jié)構(gòu)可劃分為塊體、沉箱、扶壁、大直徑圓筒及現(xiàn)澆混凝土及漿砌石等。我國(guó)早在西漢初年,廣州已建“泥城”碼頭(又名“陸賈城”),用土塊、塊石砌筑,一直使用到 20 世紀(jì)初。1845 年長(zhǎng)洲島建成中國(guó)第一座大石塢。1867 年,廣州出現(xiàn)首座混凝土結(jié)構(gòu)碼頭。20 世紀(jì) 50 年代以前,我國(guó)修建的重力式碼頭多數(shù)為漿石刀塊石或混凝土方塊分層錯(cuò)縫平砌的古典重力式,靠人力搬運(yùn),干地施工。由于起重設(shè)備的起重能力小,塊體碼頭都采用階梯形斷面。最典型的是 1954 年興建的黃埔港修船碼頭,開(kāi)始使用 40 噸重大型實(shí)心方塊,在陸上預(yù)制,分層水下砌筑,斷面的底寬仍為較大的階梯減壓式,用吊機(jī)代替人力搬運(yùn)。這種斷面形式的缺點(diǎn)是:斷面大,混凝土用量多;方塊小,型號(hào)、數(shù)量和層數(shù)多,整體性差;施工麻煩;重心靠前,基底應(yīng)力分布不均勻。隨著起重設(shè)備能力的增大和人們對(duì)重力式碼頭工作機(jī)理的認(rèn)識(shí)不斷加深,方塊碼頭在不斷向塊大、空心、異形、重心靠后和減小土壓力等方面發(fā)展。從 50 年代初開(kāi)始逐漸應(yīng)用衡重式和帶卸荷板的斷面以及其它各種新型斷面。帶卸荷板的塊體碼頭在我國(guó)是從 1958 年開(kāi)始采用的。廣州黃埔老港區(qū) 1958 年擴(kuò)建深水碼頭共 3 個(gè)泊位,均為卸荷板方塊重力式結(jié)構(gòu),1960 年 7 月全部建成投產(chǎn),分別為化肥碼頭、雜貨碼頭和客貨碼頭。由于其具有減小土壓力和重心靠后的優(yōu)點(diǎn),在以后建造的方塊碼頭中,幾乎全部采用卸荷板。俄羅斯等歐洲一些國(guó)家(法國(guó)、德國(guó)等),在重力式碼頭中也普遍采用卸荷板。日本基本不采用卸荷板式,可能是因?yàn)榭拐饐?wèn)題。有些國(guó)家的工程界對(duì)卸荷板能否減小墻后土壓力持懷疑態(tài)度,所以在工程中較少采用。根據(jù)我國(guó)已建成的幾十座卸荷板式方塊碼頭的多年使用考驗(yàn)和試驗(yàn)室試驗(yàn)的結(jié)果,證明卸荷板是具有減小土壓力的效果的。1978年在我國(guó)新編的港口工程技術(shù)規(guī)范重力式碼頭一冊(cè)中,卸荷板式方塊碼頭被作為常用的結(jié)構(gòu)型式之一列入規(guī)范。目前,我國(guó)已建成方塊碼頭共 87 例,其中階梯式 11 例,衡重式 2 例,卸荷板式 74 例。1991 年底竣工的青島港前灣一期工程5 萬(wàn)噸級(jí)多用途碼頭是我國(guó)首次設(shè)計(jì)和建成的一種大型、深水位低卸荷塊體式方塊碼頭,該碼頭岸壁高 19.9 米(頂標(biāo)高 5.8 米,底標(biāo)高-14.1 米),方塊底寬 7.6 米,其斷面卸荷塊體頂面標(biāo)高為 2.8米,底面標(biāo)高為-0.7 米,懸臂板長(zhǎng) 3.2 米,包括卸荷塊體在內(nèi)共5 層,上部澆注混凝土胸墻。這種結(jié)構(gòu)型式的方塊碼頭于 1992 年推廣應(yīng)用于營(yíng)口港鲅魚(yú)圈汽車(chē)滾裝碼頭,威海石化碼頭等萬(wàn)噸級(jí)以上大型碼頭中,取得了較好的效益。空心方塊混凝土碼頭具有節(jié)省混凝土材料、縮短施工工期、降低工程費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn),是一種非常有經(jīng)濟(jì)價(jià)值和發(fā)展前途的重力式碼頭結(jié)構(gòu)形式,國(guó)內(nèi)外許多港口碼頭工程都以采用空心方塊建造深水泊位。帶卸荷板的空心方塊碼頭,是六十年代初出現(xiàn)的一種新型重力式碼頭結(jié)構(gòu)型式。因其結(jié)構(gòu)上的諸多優(yōu)點(diǎn),以及南方沿海地區(qū)地基承載能力較好、地方材料豐富等自然條件,這一結(jié)構(gòu)型式已被南方沿海港口廣泛采用。我國(guó)南方采用扶壁式結(jié)構(gòu)的碼頭較為廣泛, 它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 施工速度快、施工工藝成熟等優(yōu)點(diǎn), 與其他重力式碼頭相比, 工程投資較省。6070 年代期間, 由于受到起重能力的限制, 扶壁式結(jié)構(gòu)多用于墻高10m 以下的中小型碼頭。近年來(lái), 我國(guó)南方一些3. 5 萬(wàn)噸級(jí)的碼頭也采用扶壁結(jié)構(gòu), 使用情況良好, 深受用戶(hù)好評(píng)。但該結(jié)構(gòu)抗浪能力較小, 一般用在內(nèi)河或掩護(hù)條件較好的地區(qū)。國(guó)內(nèi)目前施工的扶壁高度多在15m 以下,而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 碼頭建設(shè)日趨大型化, 且多向外海深水海區(qū)發(fā)展, 五萬(wàn)噸級(jí)以上的大型碼頭一般要求構(gòu)件預(yù)制高度多在15m 以上, 扶壁結(jié)構(gòu)的主要問(wèn)題是施工期間結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定、吊裝運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題, 這是限制扶壁結(jié)構(gòu)大型化的主要原因。本文根據(jù)設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)帶卸荷板空心方塊和扶壁式兩種結(jié)構(gòu)型式碼頭,并對(duì)兩種碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析,最終確定最優(yōu)方案,繪制施工圖。第2章 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)依據(jù)第1章第2章2.1邱駒.港工建筑物M.洪承禮.港口規(guī)劃與布置M.JTS167-2-2009,重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范S.JTJ206-1996,港口工程制圖標(biāo)準(zhǔn)S.JTJ 211-99,海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范S.JTJ 297-2001,碼頭附屬設(shè)施技術(shù)規(guī)范 S.JTS144-1-2010,港口工程荷載規(guī)范 S.JTS147-1-2010,港口工程地基規(guī)范S.JTJ213-98,海港水文規(guī)范S.JTJ212-2006,河港工程總體設(shè)計(jì)規(guī)范S.海港工程設(shè)計(jì)手冊(cè)2.2 設(shè)計(jì)資料某海港根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模,需新建兩個(gè)泊位的多用途碼頭。由當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)得知混凝土澆筑的施工水位為+1.8米。2.22.2.1 設(shè)計(jì)船型2萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船:船長(zhǎng)船寬型深滿(mǎn)載吃水=17028149.7m 5000噸級(jí)雜貨船:船長(zhǎng)船寬型深滿(mǎn)載吃水=10116.48.67.0m 7000噸級(jí)雜貨船:船長(zhǎng)船寬型深滿(mǎn)載吃水=11017.28.56.9m2.2.2 水文及氣象資料1、 氣候該港所在地區(qū)年平均氣溫13.5C,最高氣溫38C,最低氣溫-9C。常年不封凍。2、 水位設(shè)計(jì)高水位:3.6m;極端高水位:4.6m;設(shè)計(jì)低水位:-0.08m;極端低水位:-1.6m。3、 流水流設(shè)計(jì)流速:V=1m/s;流向:與船舶縱軸接近平行。4、 波浪有防波堤掩護(hù),波高小于1m。5、 風(fēng)按九級(jí)風(fēng)設(shè)計(jì),風(fēng)速:V=22m/s。2.2.3 地震該地區(qū)地震基本烈度為6度。2.2.4 施工條件當(dāng)?shù)赜谢炷翗?gòu)件預(yù)制廠(chǎng),可預(yù)制各種型式的梁、板等構(gòu)件和混凝土人工塊體。當(dāng)?shù)厣笆湓?,且質(zhì)量好、價(jià)格低。2.2.5 地質(zhì)條件表 2.1 地質(zhì)資料 地層編號(hào)土層名稱(chēng)標(biāo)高(m)重度標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m3)地基容許承載力(kPa)1淤泥質(zhì)粘土-4.5-5.518.0902中粗砂-5.5-9.018.01253粘土-9.0-13.019.01604粉質(zhì)粘土-13.0-19.018.82105風(fēng)化巖-19.0以下6002.3 結(jié)構(gòu)方案初步設(shè)計(jì)2.3.1 碼頭裝卸工藝方案根據(jù)文獻(xiàn)10,文獻(xiàn)5,同時(shí)考慮泊位??看盀榧s貨船和集裝箱船,采用多用途低架門(mén)座起重機(jī)。則使用船舶裝載甲板貨時(shí)公式驗(yàn)證門(mén)機(jī)最大工作幅度 (2.1)其中 a=3m,a=0.5 m,B=28m,A=17m所以R=40m。最終選用底架門(mén)座起重機(jī)。型號(hào)日本日立公司生產(chǎn)。工作幅度為41m,軌距17m。,輪壓32t/wheel。機(jī)重480t。2.3.2 碼頭平面布置方案1、 碼頭泊位長(zhǎng)度根據(jù)文獻(xiàn)5泊位總長(zhǎng)度:Lb=L+2d (2.2)得Lb=L1+1.5d1+L2+1.5d2。因?yàn)長(zhǎng)1=170m,L2=110m;d1=18m,d2=14m。故,Lb=328m。2、 工作段的設(shè)置根據(jù)文獻(xiàn)1:混凝土空心方塊碼頭(以下稱(chēng)為方案一)的變形縫間距:當(dāng)?shù)鼗^好,基床厚度小于2m并進(jìn)行夯實(shí)時(shí),可采用2030m;不符合上述條件者,宜采用15-20m。這里選取17.66m,即工作段長(zhǎng)17.66m。對(duì)于預(yù)制安裝的扶壁碼頭(以下稱(chēng)為方案二),因?yàn)槊總€(gè)預(yù)制端的長(zhǎng)度較小(一般46m)且安裝為上下通縫,在地基產(chǎn)生不均勻沉降時(shí),胸墻內(nèi)將出現(xiàn)較大的變形應(yīng)力,所以胸墻變形縫的間距不宜超過(guò)20m。這里選取10.5m。即工作段長(zhǎng)10.5m。變形縫做成上下通縫、縫寬30mm。3、 前沿地帶寬根據(jù)文獻(xiàn)5,多用途碼頭前方作業(yè)地帶的寬度應(yīng)滿(mǎn)足多種流動(dòng)機(jī)械的作業(yè)要求,不宜小于40m,這里取40m。2.3.3 方案一碼頭結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)方案1、 碼頭前沿高程的確定碼頭前沿設(shè)計(jì)高水位為3.6m,極端高水位為4.6m。根據(jù)文獻(xiàn)5:按基本標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,并取超高值1.5m:碼頭前沿高程=3.6m+1.5m=5.1m;按復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,并取超高值0.5m:碼頭前沿高程=4.6m+0.5m=5.1m;故在此取較大值5.1m。2、 碼頭前沿水深根據(jù)文獻(xiàn)5:一般可用下式計(jì)算: D= T+Z1+Z2+Z3+Z4 (2.3)T-設(shè)計(jì)船型滿(mǎn)載吃水Z1-龍骨下最小富裕深度Z2-波浪富裕深度Z3-船舶因配載不均而增加的尾吃水Z4-備淤深度這里,船舶滿(mǎn)載吃水9.7m。海底土壤為淤泥土,故根據(jù)規(guī)范Z1取0.2m。本水域有防波堤掩護(hù),波高小于1m,故Z2取0m。規(guī)范規(guī)定雜貨船Z3=0mZ4一應(yīng)小于挖泥船挖土的最小厚度,一般不小于0.4mD=10.3m。3、 胸墻根據(jù)文獻(xiàn)10,當(dāng)采用現(xiàn)場(chǎng)砌筑結(jié)構(gòu)時(shí),胸墻底面高程一般應(yīng)高出施工水位0.3m。胸墻底面高程為1.8+0.3=2.1m。另外,根據(jù)文獻(xiàn)10,胸墻的底寬應(yīng)根據(jù)抗滑、抗傾的穩(wěn)定性及構(gòu)造要求確定,頂寬應(yīng)根據(jù)系船柱、門(mén)機(jī)軌道梁、輔助設(shè)施的管溝布設(shè)要求綜合考慮確定,一般不小于0.8m。這里,方案一胸墻頂寬定為2m,胸墻底寬定為4m,采用階梯型;方案二胸墻寬為4m,高為3m,采用矩形。4、 空心方塊的選取根據(jù)文獻(xiàn)10,空心方塊的層數(shù)一般不超過(guò)7層。在方塊構(gòu)件轉(zhuǎn)角處應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)角,其尺寸為20cm20cm??招膲K體斷面尺寸如圖2.1。圖 2.1 空心方塊斷面圖5、 卸荷板的選取根據(jù)文獻(xiàn)10,對(duì)于設(shè)置卸荷板的空心方塊碼頭,卸荷板的懸臂長(zhǎng)度一般不小于1.53.0m,厚度一般不小于0.81.2m。這里懸臂長(zhǎng)度選取1.5m。厚度取為1.2m。6、 基礎(chǔ)的選取根據(jù)文獻(xiàn)1,暗基床適用于原地面水深小于碼頭前沿設(shè)計(jì)水深。故選用暗基床。7、 拋填棱體根據(jù)文獻(xiàn)10,拋填棱體的斷面一般有三角形、梯形、鋸齒形三種。為減輕墻后土壓力,一般選用梯形斷面或鋸齒形斷面,但鋸齒形斷面棱體施工程序多,質(zhì)量不宜得到保證,所以這里選取梯形斷面。8、 倒濾層的設(shè)置根據(jù)文獻(xiàn)1,為防止回填土的流失,在拋填棱體的頂面和坡面、胸前變形縫的后面、卸荷板安裝縫的頂面及側(cè)面,均應(yīng)設(shè)置倒濾層。鋪設(shè)0.6m厚的級(jí)配良好的天然石料作為倒濾層,棱體表面鋪設(shè)0.4m二片石,防止倒濾層材料漏到棱體中去。9、 系船柱的確定根據(jù)文獻(xiàn)6,兩個(gè)泊位的設(shè)計(jì)船長(zhǎng)分別為100m和170m,系船柱間距定為20m和30m,數(shù)目為4和6。系船柱中心距碼頭前沿距離定為1000mm。另根據(jù)文獻(xiàn)7,載重量為2萬(wàn)噸級(jí)船舶系纜力標(biāo)準(zhǔn)值不小于500kN,初步選取單擋檐型,圓底,鑄鐵,系纜力標(biāo)準(zhǔn)值為550kN的系船柱。10、 橡膠護(hù)舷的選取根據(jù)文獻(xiàn)1和文獻(xiàn)11以及文獻(xiàn)6,初步選定V型橡膠護(hù)舷(H500L2000),護(hù)舷間距:件雜貨碼頭5m。集裝箱船碼頭10m。船舶一般都是斜向靠碼頭,故大多考慮由一個(gè)護(hù)舷吸收船舶撞擊產(chǎn)生的能量。船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量可按下式計(jì)算: (2.4)式中 E0船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量(kJ);有效動(dòng)能系數(shù),取0.70.8;m船舶質(zhì)量(t),按設(shè)計(jì)船型滿(mǎn)載排水量計(jì)算,缺乏資料時(shí)可按文獻(xiàn)6附錄H選用;Vn船舶靠岸法向速度(m/s)。因?yàn)榇a頭有防波堤掩護(hù),所以對(duì)于集裝箱船,查表,。對(duì)于件雜貨船(7000t), ,。故。根據(jù)橡膠護(hù)舷力學(xué)性能曲線(xiàn),當(dāng)V型橡膠護(hù)舷達(dá)到設(shè)計(jì)壓縮量時(shí),船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量小于橡膠護(hù)舷的最大吸收能量180kJ。2.3.4 方案二碼頭結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)方案方案二的碼頭前沿高程,碼頭前沿水深,基礎(chǔ)類(lèi)型,系船柱的型號(hào)以及橡膠護(hù)舷的型號(hào)同方案一,并且扶壁碼頭不設(shè)置拋填棱體、倒濾層和卸荷板,其斷面圖和平面圖如下:圖 2.2 扶壁碼頭斷面圖圖 2.3扶壁平面圖2.4 本章小結(jié)本章依據(jù)設(shè)計(jì)資料并對(duì)照相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范確定了兩種碼頭及結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計(jì)方案。一、碼頭平面布置(泊位長(zhǎng)度、碼頭頂面高程、碼頭前沿水深等)的確定。二、確定了裝卸運(yùn)輸機(jī)械,主要是門(mén)機(jī)的確定。三、確定了空心方塊碼頭和扶壁式碼頭的斷面結(jié)構(gòu)。第3章 碼頭結(jié)構(gòu)承受作用的分類(lèi)及計(jì)算3.1 方案一3.1.1 自重自重力的計(jì)算圖式見(jiàn)圖3.1。圖 3.1結(jié)構(gòu)自重計(jì)算示意圖(單位:mm)1、 極端高水位情況表 3.1 自重力計(jì)算結(jié)果 kN 層號(hào)第一層第二層第三層第四層第五層第六層第七層Gi170.15235.67897.52797.52797.527104151.45本層以上Gi170.15405.828503.355600.882698.409802.409953.859表 3.2 力臂di計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目G1G2G3G4G5G6G7第一層1.864第二層1.3643.350第三層1.3643.3502第四層1.3643.35022第五層1.3643.350222第六層1.3643.3502222第七層2.3644.35033332.658注:di為重心距計(jì)算面前趾的距離。表 3.3 力矩MGi計(jì)算結(jié)果 kNm項(xiàng)目G1G2G3G4G5G6G7第一層317.160317.160第二層232.085789.5211021.606第三層232.085789.521195.0541216.660第四層232.085789.521195.054195.0541411.714第五層232.085789.521195.054195.054195.0541606.768第六層232.085789.521195.054195.054195.054208.0001814.768第七層402.2351025.199292.581292.581292.581312.000402.5543019.731注:MGi=Gidi 。2、 設(shè)計(jì)高水位情況表 3.4 自重力計(jì)算結(jié)果 kN 層號(hào)第一層第二層第三層第四層第五層第六層第七層Gi206.250248.39897.52797.52797.527104.000151.450本層以上Gi206.250454.648552.175649.702747.229851.2291002.679表 3.5 力臂計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目G1G2G3G4G5G6G7第一層1.953第二層1.4533.433第三層1.4533.4332第四層1.4533.43322第五層1.4533.433222第六層1.4533.4332222第七層2.4534.53333332.658表 3.6 力矩MGi計(jì)算結(jié)果 kNm 項(xiàng)目G1G2G3G4G5G6G7第一層402.806402.806第二層299.681852.7501152.432第三層299.681852.750195.0541347.486第四層299.681852.750195.054195.0541542.540第五層299.681852.750195.054195.054195.0541737.594第六層299.681852.750195.054195.054195.054208.0001945.594第七層505.9311125.988292.581292.581292.581312.000402.5543224.2163、 設(shè)計(jì)低水位情況表 3.7 自重力計(jì)算結(jié)果 kN層號(hào)第一層第二層第三層第四層第五層第六層第七層Gi266.250389.028103.78197.52797.527104.000151.450本層以上Gi266.250655.278759.059856.586954.1131058.1131209.563表 3.8 設(shè)計(jì)低水位力臂計(jì)算結(jié)果 m項(xiàng)目G1G2G3G4G5G6G7第一層1.963第二層1.4633.264第三層1.4633.2642第四層1.4633.26422第五層1.4633.264222第六層1.4633.2642222第七層2.4634.26433332.658表 3.9力矩Mgi計(jì)算結(jié)果 kNm項(xiàng)目G1G2G3G4G5G6G7第一層522.649522.649第二層389.5241269.7871659.311第三層389.5241269.787207.5621866.873第四層389.5241269.787207.562195.0542061.927第五層389.5241269.787207.562195.054195.0542256.981第六層389.5241269.787207.562195.054195.054208.0002464.981第七層655.7741658.815311.343292.581292.581312.000402.5543925.6484、 極端低水位情況表 3.10 極端低水位自重力計(jì)算結(jié)果 kN層號(hào)第一層第二層第三層第四層第五層第六層第七層Gi266.250389.028157.27597.52797.527104.000151.450本層以上Gi266.250655.278812.553910.0801007.6071111.6071263.057表 3.11 極端低水位力臂計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目G1G2G3G4G5G6G7第一層1.963第二層1.4633.264第三層1.4633.2642第四層1.4633.26422第五層1.4633.264222第六層1.4633.2642222第七層2.4634.26433332.658表 3.12 力矩MGi計(jì)算結(jié)果 kNm 項(xiàng)目G1G2G3G4G5G6G7第一層522.649522.649第二層389.5241269.7871659.311第三層389.5241269.787314.5501973.861第四層389.5241269.787314.550195.0542168.915第五層389.5241269.787314.550195.054195.0542363.969第六層389.5241269.787314.550195.054195.054208.0002571.969第七層655.7741658.815471.825292.581292.581312.000402.5544086.1303.1.2 土壓力主動(dòng)土壓力系數(shù)計(jì)算同前。土壓力強(qiáng)度計(jì)算,按(JTS167-2009)規(guī)范2.4.1-3條計(jì)算。 (3.1)其中, (3.2)所以,土壓力分布見(jiàn)圖3.2、圖3.3。圖 3.2均布荷載(q=30kPa)產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力分布圖(單位:kPa)圖 3.3墻后拋石棱體產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力分布圖a)極端高水位;b)設(shè)計(jì)高水位;c)設(shè)計(jì)低水位d)極端低水位1、 極端高水位情況表 3.13 極端高水位土壓力計(jì)算結(jié)果 kN層號(hào)第一層第二層第三層第四層第五層第六層第七層Ei10.17216.3404.14024.55036.30043.35064.044EHi=Eicos10.17216.3403.99923.71235.06141.87161.858EHi=Eisin0.0000.0001.0726.3599.40211.22816.588本層以上EHi10.17226.51230.51154.22389.284131.155193.013本層以上EVi0.0000.0001.0727.43116.83328.06144.650表 3.14 力臂di計(jì)算結(jié)果 m項(xiàng)目EH1EH2EH3EH4EH5EH6EH7第一層1.062第二層3.0620.923第三層5.0622.9230.592第四層7.0624.9232.5920.848第五層9.0626.9234.5922.8480.968第六層11.0628.9236.5924.8482.9680.973第七層13.56211.4239.0927.3485.4683.4731.215表 3.15 傾覆力矩MEHi計(jì)算結(jié)果 kNm項(xiàng)目EH1EH2EH3EH4EH5EH6EH7第一層10.80310.803第二層31.14715.08246.228第三層51.49147.7622.367101.620第四層71.83580.44210.36520.108182.749第五層92.179113.12218.36267.53233.939325.134第六層112.523145.80226.360114.957104.06240.740544.443第七層137.953186.65236.356174.237191.715145.41775.158947.488表 3.16 力臂Li計(jì)算結(jié)果 m項(xiàng)目EV1EV2EV3EV4EV5EV6EV7第一層第二層第三層4第四層44第五層444第六層4444第七層55555表 3.17 穩(wěn)定力矩MEHi計(jì)算結(jié)果 kNm項(xiàng)目EV1EV2EV3EV4EV5EV6EV7第一層0.000第二層0.000第三層4.2894.289第四層4.28925.43529.724第五層4.28925.43537.60967.333第六層4.28925.43537.60944.913112.246第七層5.36231.79447.01156.14182.941223.2482、 設(shè)計(jì)高水位情況表 3.18 設(shè)計(jì)高水位土壓力計(jì)算結(jié)果 kN層號(hào)第一層第二層第三層第四層第五層第六層第七層Ei12.57818.7494.22026.34938.66545.66366.920EHi=Eicos12.57818.7494.07625.45037.34644.10564.636EHi=Eisin0.0000.0001.0936.82510.01511.82717.333本層以上EHi12.57831.32735.40360.85398.198142.303206.939本層以上EVi0.0000.0001.0937.91817.93229.76047.093表 3.19 力臂di計(jì)算結(jié)果 m項(xiàng)目EH1EH2EH3EH4EH5EH6EH7第一層0.933第二層2.9330.491第三層4.9332.4910.584第四層6.9334.4912.5840.846第五層8.9336.4914.5842.8460.97第六層10.9338.4916.5844.8462.970.974第七層13.43310.9919.0847.3465.473.4741.216表 3.20 傾覆力矩MEHi計(jì)算結(jié)果 kNm項(xiàng)目EH1EH2EH3EH4EH5EH6EH7第一層11.73511.735第二層36.8919.20646.097第三層62.04746.7042.380111.131第四層87.20384.20210.53221.531203.468第五層112.359121.70018.68472.43036.225361.399第六層137.515159.19826.836123.330110.91642.958600.753第七層168.960206.07037.026186.954204.280153.22078.5981035.109表 3.21力臂Li計(jì)算結(jié)果 m項(xiàng)目EV1EV2EV3EV4EV5EV6EV7第一層第二層第三層4第四層44第五層444第六層4444第七層55555表 3.22 穩(wěn)定力矩MEVi計(jì)算結(jié)果 kNm項(xiàng)目EV1EV2EV3EV4EV5EV6EV7第一層0.000第二層0.000第三層4.3724.372第四層4.37227.29931.671第五層4.37227.29940.05971.730第六層4.37227.29940.05947.309119.039第七層5.46534.12450.07459.13786.666235.4653、 設(shè)計(jì)低水位情況表 3.23 設(shè)計(jì)低水位土壓力計(jì)算結(jié)果 kN層號(hào)第一層第二層第三層第四層第五層第六層第七層Ei13.93424.7074.72532.49646.79053.82577.190EHi=Eicos13.93424.7074.56431.38745.19351.98874.556EHi=Eisin0.0000.0001.2248.41712.11913.94119.993本層以上EHi13.93438.64143.20574.592119.785171.773246.329本層以上EVi0.0000.0001.2249.64121.76035.70155.694表 3.24 力臂di計(jì)算結(jié)果 m項(xiàng)目EH1EH2EH3EH4EH5EH6EH7第一層1第二層30.917第三層52.9170.567第四層74.9172.5670.843第五層96.9174.5672.8430.975第六層118.9176.5674.8432.9750.978第七層13.511.4179.0677.3435.4753.4781.22表 3.25 傾覆力矩MEHi計(jì)算結(jié)果 kNm項(xiàng)目EH1EH2EH3EH4EH5EH6EH7第一層13.93413.934第二層41.80222.65664.458第三層69.67072.0702.588144.328第四層97.538121.48411.71526.459257.197第五層125.406170.89820.84389.23344.063450.444第六層153.274220.31229.970152.007134.45050.844740.858第七層188.109282.08041.380230.475247.433180.81590.9581261.249表 3.26力臂Li計(jì)算結(jié)果 m項(xiàng)目EV1EV2EV3EV4EV5EV6EV7第一層第二層第三層4第四層44第五層444第六層4444第七層55555表 3.27 穩(wěn)定力矩MEVi計(jì)算結(jié)果 kNm項(xiàng)目EV1EV2EV3EV4EV5EV6EV7第一層CompanyLOGO無(wú)憂(yōu)無(wú)憂(yōu)PPTPPT整理發(fā)布整理發(fā)布第一階段完成進(jìn)度匯報(bào)第一階段完成進(jìn)度匯報(bào)第一階段完成進(jìn)度匯報(bào)第一階段完成進(jìn)度匯報(bào)姓名:姓名:XXX專(zhuān)業(yè):港口航道與海岸工程專(zhuān)業(yè):港口航道與海岸工程指導(dǎo)教師:指導(dǎo)教師:XXX完成進(jìn)度泊位長(zhǎng)度的確定門(mén)機(jī)的確定碼頭前沿高程的確定碼頭前沿水深的確定變形縫的設(shè)置胸墻的確定空心方塊的確定卸荷板的選取基礎(chǔ)類(lèi)型的確定泊位長(zhǎng)度的確定泊位長(zhǎng)度的確定根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范泊位總長(zhǎng)度:Lb=L+1.5d+L+1.5dL=170m,d=19m。故,Lb=397m。Back門(mén)機(jī)的確定門(mén)機(jī)的確定根據(jù)海港工程設(shè)計(jì)手冊(cè)(上),JTJ211-99海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范,同時(shí)考慮泊位??看盀榧s貨船和集裝箱船,采用多用途低架門(mén)座起重機(jī)。則使用船舶裝載甲板貨時(shí)公式驗(yàn)證門(mén)機(jī)最大工作幅度R=1/2A+a+a+B其中a=2m,a=0.5m,B=28m,A=17mR=39m。最終我們選用底架門(mén)座起重機(jī)。型號(hào)日本日立公司生產(chǎn)。工作幅度為41m,軌距17m。輪數(shù)16個(gè),輪壓32t/wheel。機(jī)重480t。Back碼頭前沿高程的確定碼頭前沿高程的確定碼頭前沿設(shè)計(jì)高水位為3.6m,極端高水位為4.6m。根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范:按基本標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,并取超高值1.5m:碼頭前沿高程=3.6m+1.5m=5.1m;按復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,并取超高值0.5m:碼頭前沿高程=4.6m+0.5m=5.1m;故在此取較大值5.1m。Back碼頭前沿水深的確定碼頭前沿水深的確定碼頭前沿水深一般可用下式計(jì)算:D=T+Z1+Z2+Z3+Z4T-設(shè)計(jì)船型滿(mǎn)載吃水Z1-龍骨下最小富裕深度Z2-波浪富裕深度Z3-船舶因配載不均而增加的尾吃水Z4-備淤深度其中,船舶滿(mǎn)載吃水9.7m。海底土壤為淤泥土,故根據(jù)規(guī)范Z1取0.2。本水域有防波堤掩護(hù),波高小于1m,故Z2取0m。規(guī)范規(guī)定雜貨船Z3=0mZ4一應(yīng)小于挖泥船挖土的最小厚度,一般不小于0.4mD=10.3m。Back變形縫的設(shè)置變形縫的設(shè)置根據(jù)港工建筑物:混凝土方塊碼頭的變形縫間距:當(dāng)?shù)鼗^好,基床厚度小于2m并進(jìn)行夯實(shí)時(shí),可采用2030m;不符合上述條件者,宜采用15-20m。這里選取20m。對(duì)于預(yù)制安裝的扶壁碼頭,因?yàn)槊總€(gè)預(yù)制端的長(zhǎng)度較小(一般46m)且安裝為上下通縫,在地基產(chǎn)生不均勻沉降時(shí),胸墻內(nèi)將出現(xiàn)較大的變形應(yīng)力,所以胸墻變形縫的間距不宜超過(guò)20m。這里也選取20m。Back胸墻的確定胸墻的確定根據(jù)海港工程手冊(cè),當(dāng)采用現(xiàn)場(chǎng)砌筑結(jié)構(gòu)時(shí),胸墻底面高程一般應(yīng)高出施工水位0.3m。胸墻底面高程=1.8+0.3=2.1m。另外,根據(jù)海港工程手冊(cè),胸墻的底寬應(yīng)根據(jù)抗滑、抗傾的穩(wěn)定性及構(gòu)造要求確定,頂寬應(yīng)根據(jù)系船柱、門(mén)機(jī)軌道梁、輔助設(shè)施的管溝布設(shè)要求綜合考慮確定,一般不小于0.8m。這里,胸墻頂寬定為2m。胸墻底寬定為4m。Back空心方塊的確定空心方塊的確定根據(jù)海港工程設(shè)計(jì)手冊(cè),空心方塊的層數(shù)一般不超過(guò)7層??招膲K體尺寸按下式確定:式中:L塊體長(zhǎng)邊(m);B塊體寬度(m);h塊體高度(m);C各受力構(gòu)件寬度總和(m);K折減系數(shù),取K=0.9空心方塊橫截面圖Back卸荷板的選取卸荷板的選取根據(jù)海港工程設(shè)計(jì)手冊(cè),對(duì)于設(shè)置卸荷板的空心方塊碼頭,卸荷板的懸臂長(zhǎng)度一般不超過(guò)1.5m,厚度一般不超過(guò)0.8m。這里懸臂長(zhǎng)度選取1.5m。厚度取為1.0m。Back基礎(chǔ)類(lèi)型的確定基礎(chǔ)類(lèi)型的確定根據(jù)港工建筑物,暗基床適用于原地面水深小于碼頭前沿設(shè)計(jì)水深。故選用暗基床。Back空心方塊碼頭橫斷面草圖空心方塊碼頭橫斷面草圖
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碼頭
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工程設(shè)計(jì)
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