【正文】 建成 后將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的《高樁碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行修改，可以說(shuō)是具有很大的劃時(shí)代意義的。第四就是寸灘的地形非常復(fù)雜，這給結(jié)構(gòu)的的計(jì)算帶來(lái)了很大的難題。但一些程序如用到高樁碼頭上，它的后處理及操縱的復(fù)雜性為設(shè)計(jì)人員無(wú)法接受。又據(jù)重慶市沙坪壩氣象站 1941 年～ 1961 年統(tǒng)計(jì)分析資料： 最大風(fēng)速： （ 1949 年 7 月 24 日） 定時(shí)（ 2 分鐘）最大風(fēng)速： （ 1949 年 5 月 26 日） 瞬間極大風(fēng)速： （ 1961 年 8 月 4 日） ?降水 年平均降雨量： 1082mm 月最大降雨量： 年平均降雨日數(shù)： 153 天 年最大降雨量： （ 1970 年） 年最小降雨量： （ 1971 年） 年最多降雨日數(shù)： 174 日（ 1974 年） 年最少降雨日數(shù)： 139 日（ 19784 年） 平均降雪日： 1 天 ?霧況 根據(jù)沙坪壩氣象站資料（ 1941 年～ 1961 年） 歷年平均霧日數(shù)： 日 年最多 霧日數(shù)： 205 日（ 1950 年） 年最多霧日數(shù)： 56 日（ 1952 年） ?氣溫 歷年平均氣溫： ℃ 最高氣溫： ℃ 最低氣溫： － ℃ 根據(jù)上述自然狀況進(jìn)行分析，港口不可作業(yè)天數(shù)見(jiàn)下表 2。據(jù)多年統(tǒng)計(jì)資料，在 1～ 3 月處于枯水平穩(wěn)時(shí)期，從 4 月下旬起出現(xiàn)小峰并逐漸進(jìn)入中高水時(shí)期， 7～ 9 月多為洪水時(shí)期， 11月以后，呈緩慢降落狀態(tài)。兩站均有較長(zhǎng)系列的水沙實(shí)測(cè)資料。國(guó)內(nèi)科研單位以 175145155M 方案所做的物理模型實(shí)驗(yàn)表明，長(zhǎng)壽以下河段處于常年回水區(qū)，寸灘至江津重慶 河段處于回水變動(dòng)區(qū)。 河勢(shì) 擬建港區(qū)位于寸灘鎮(zhèn)上游約 處，距上游長(zhǎng)江與嘉陵江匯合口約 6Km。港區(qū)下游約 3Km 的黃角灘是重慶河段的淺灘之一，淺區(qū)自三家灘至斗套石，長(zhǎng)約 1Km。本河段無(wú)累積性淤積現(xiàn)象。兩岸山巖陡峭，河谷窄深，斷面呈“ V”型，其過(guò)水?dāng)嗝娣e隨水位上升而增加的速率與開闊河段相比要小得多。庫(kù)區(qū)河道將在新的侵蝕基面的基礎(chǔ)上，塑造新河道。泥沙淤積部位總的分布是：兩岸邊灘、回流區(qū)、彎道凸岸、江心洲的支叉和峽谷河段上下嬸沱區(qū)。 工程地質(zhì)條件 ?地形、地貌 工程場(chǎng)地地貌為構(gòu)造剝蝕淺丘地貌單元及長(zhǎng)江河漫灘、一級(jí)階地河流地貌單元?！?20176?！?45176。按其工程地質(zhì)特性，分為五個(gè)工程地質(zhì)層六個(gè)亞層，由上至下分述如下： ①素填土層 Q4m1 雜色，主要由粘性土及砂泥巖碎塊石組成，屬人工拋填形成，局部含少量磚瓦塊等建筑垃圾和生活垃圾，層厚為 ～ ，分布于勘察區(qū)居民點(diǎn)附近。層厚為 ～ 。層厚為 ～。 ⑤中侏羅統(tǒng)沙溪廟組 J2S Ⅰ、泥巖 紫紅色或褐紅色，由粘土礦物組成，局部砂質(zhì)含量較高，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，巨厚層狀構(gòu)造。中～細(xì)粒結(jié)構(gòu)，鈣泥質(zhì)混合膠結(jié)，巨厚層狀構(gòu)造。 ?撞擊力 按兼顧 3000DWT 集裝箱船滿載排水量及靠船法向速度 Vn 護(hù)舷的選型和布置，確定船舶撞擊力。底盤車橫向中心軸距 ，輪距 ，最大軸壓標(biāo)準(zhǔn)值 220KN。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 ?本工程港工建筑物等級(jí)Ⅱ級(jí)。 基本要求 ?結(jié)構(gòu)（橫向排架）內(nèi)力計(jì)算利用手算與電算相結(jié)合； ?提交設(shè)計(jì)圖紙（含方案圖、結(jié)構(gòu)圖、構(gòu)件配筋圖等）不少于 7 張； ?提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書； ?圖紙繪制應(yīng)符合《港口工程制圖規(guī)范》； ?設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)按學(xué)校統(tǒng)一格式進(jìn)行編制，內(nèi)容應(yīng)清楚、簡(jiǎn)潔、完善，編排應(yīng)規(guī)范、合理，文本采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編排。 表 1 設(shè)計(jì)船型基本尺度 船 型 設(shè) 計(jì) 主 要 尺 度（ m） 備 注 型長(zhǎng) 型寬 型深 滿載吃水 190TEU 集裝箱船 90 兼顧 220TEU 集裝箱 船 裝卸工藝設(shè)計(jì) 藝設(shè)計(jì)原則 滿足集裝箱運(yùn)輸及裝卸要求，選擇流程合理、簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)、適用； 與碼頭的平面布置和結(jié)構(gòu)形式協(xié)調(diào)； 工藝簡(jiǎn)單，維護(hù)維修方便，設(shè)備配置適當(dāng)、靈活，運(yùn)行費(fèi)用低。 碼頭前沿采用拖掛車，后方堆場(chǎng)采用龍門吊，空箱堆場(chǎng)采用空箱堆高機(jī)。拆裝箱采用叉車作業(yè)，陸上場(chǎng)地之間的水平運(yùn)輸采用集裝箱拖掛車。 根據(jù)所給資料、河港工程設(shè)計(jì)規(guī)范以及港口布置與規(guī)劃，上述公式中的各參數(shù)取值如下： 330 天， 60%， 23h， 24h， 190TEU， ， 1 22 自然箱 /h， ， 90%， 2% 則： 碼頭泊位數(shù)的確定 該碼頭工程是集裝箱專用碼頭 ,設(shè)計(jì)年吞吐量為 70 萬(wàn) TEU/年 ,按照“一次規(guī)劃 ,分期建設(shè)”的原則進(jìn)行建設(shè) ,一期工程設(shè)計(jì)的年運(yùn)量為 20 萬(wàn)。 根據(jù)《河港工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，上述各參數(shù)取值如下： ， 100%， 355 天， 7 天， 則： ?地面箱位數(shù)計(jì)算： 其中： ――堆箱層數(shù)，取 5 層 ――庫(kù)場(chǎng)容量利用率（ %），取為 65% 計(jì)算： 考慮庫(kù)場(chǎng)利用率（ ），則地面箱應(yīng)布置： 集裝箱碼頭大門所需車道數(shù) ――水運(yùn)、鐵路中轉(zhuǎn)及港內(nèi)拆裝箱之和占碼頭年貨運(yùn)量的百分（ %） 取 0 進(jìn)行計(jì)算； ――集裝箱車輛到港不均衡系數(shù)，取為 ； ――年?duì)I運(yùn)天數(shù)，取為 355 天； ――大門日工作時(shí)間，取 12h； ――單車道小時(shí)通過(guò)的車輛數(shù)（輛 /h），取為 20 輛 /h； ――車輛平均載重量（ TEU/輛），取為 。 則：碼頭前沿高程 + . 碼頭設(shè)計(jì)水深的確定 碼頭前沿設(shè)計(jì)水深，應(yīng)保證營(yíng)運(yùn)期內(nèi)設(shè)計(jì)船型在滿載吃水情況下安全停靠和裝卸作業(yè)，其值可按下式計(jì)算：（根據(jù)《河規(guī)》） 式中：―― 碼頭前沿設(shè)計(jì)水深（ m）； ――設(shè)計(jì)船型滿載吃水（ m），取 ； ――龍骨下最小富余深度（ m），取 ； ――其他富余深度（ m），取 。 泊位長(zhǎng) 度為 碼頭長(zhǎng)度 碼頭前沿停泊水域： 考慮碼頭前方水域不占用主航道，考慮為設(shè)計(jì)船寬并加上一個(gè)富余寬度； 一般取為： 其中 :為船型寬 第 3 章 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及工程概算 對(duì)重慶港寸灘集裝箱碼頭工程，提出兩種結(jié)構(gòu)方案，下面分別對(duì)這兩種結(jié)構(gòu)方案作簡(jiǎn)要介紹，并作必要的論證（通過(guò)工程概算）。碼頭排架前排樁基采用 ?1600 鋼筋砼嵌巖鉆孔灌注樁，碼頭排架后四排樁基采用 ?1600 的鋼筋砼嵌巖灌注樁，每榀排架設(shè) 5 根樁，前 4 根樁間距為 8m，后兩根樁間距為 6m，這樣就可使得上部結(jié)構(gòu)的兩個(gè)軌道梁都恰好放在兩根樁上，這對(duì)整個(gè)碼頭結(jié)構(gòu)的受力性能大大提高了。樁基和橫梁連接采用 ?1400 鋼筋砼立柱，平臺(tái)立柱相隔一定高度設(shè)縱橫撐連接。 該方案引橋共三座，引橋長(zhǎng)均為 米，寬 16 米，設(shè)喇叭口與岸和平臺(tái)連接。 該方案護(hù)岸結(jié)構(gòu)采用直立式擋土墻結(jié)構(gòu)，護(hù)岸總長(zhǎng) 219m，護(hù)岸結(jié)構(gòu)采用衡重式漿砌條石擋土墻，墻高約 18m,墻后碾壓回填塊石，墻前設(shè)塊石壓腳，墻基礎(chǔ)為中風(fēng)化基巖。該方案中未設(shè)置靠船樁，這必然給施工帶來(lái)了方便，也同時(shí)在某種程度上也減少了工程的造價(jià)。 ?廣西建委發(fā)布的地方材料預(yù)算價(jià)格。 水工結(jié)構(gòu)工程概算單價(jià) ? 人工工資單價(jià)： 建筑工人工資： 元 /工日；船員工資 元 /工日；司機(jī) 元 /工日。有限元模型及單元見(jiàn)圖 41。 圖 53 ?軌道梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，其自重以集中荷載施加于橫梁上，計(jì)算圖示見(jiàn)圖54。 第一種面板：由圖可知：，則此面板按單向板計(jì)算，其子自重以集中力施加于橫梁上，計(jì)算圖示見(jiàn)圖 56。 圖 59 可變作用 ?船舶荷載 船舶荷載計(jì)算按照《港口工程荷載規(guī)范》（ JTJ21598） 中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。 根據(jù)“荷載規(guī)范”，取系纜力標(biāo)準(zhǔn)值 。 圖 511 由圖可得： 前軌反力 后軌反力 1471KN ?堆荷：按傳遞到橫梁上，堆荷荷載傳遞到橫梁上同面板原理相同。 圖 514 荷載計(jì)算工況 恒載 橫向排架結(jié)構(gòu)自重作為恒載按加載，面板、軌道梁、普通縱梁、鋼質(zhì)軌、系船梁、前邊梁作為恒載加載，這樣作為工況一進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算。則： 在計(jì)算對(duì)橫梁中和軸產(chǎn)生的力矩之前，先求橫梁的中和軸。 工況三 圖 518 ③系纜最低層（第一層）： 同樣， ,以此作為工況四進(jìn)行加載，如圖 519。 工況七 圖 522 ②堆荷 5 跨： 以此作為工況八進(jìn)行加載，如圖 523。 工況十一 圖 526 ⑥堆荷 3 跨： 以此作為工況十二進(jìn)行加載，如圖 527。 工況十五 圖 530 ⑩堆荷 4 跨： 以此作為工況十六進(jìn)行加載，如圖 531。 具體記算結(jié)果見(jiàn)附錄。 持久狀況作用的短期效應(yīng)組合： Sd SGK+ψ 1（ SQ1K+SQiK） 式中：ψ 1――頻遇值系數(shù)，取 。 橫梁各桿件標(biāo)號(hào)及各跨度標(biāo)識(shí)見(jiàn)圖 61。 圖 62 BC 段處 B 左端支座上部受彎承載力，配筋計(jì)算： 先在上橫梁兩側(cè)布置水平分布筋 2φ 14，間距為，共布置水平分布筋 12φ 14，不足時(shí)增加受力短筋。豎向分布筋配雙肢箍 2φ14，另外，由于在梁的支座處部位剪力較大，因此配置豎向分布筋配雙肢箍 2φ 14 間距應(yīng)適當(dāng)加密取 按規(guī)范式（ 1）： 按規(guī)范式（ 7）： （因?yàn)?h 1100mm） 按規(guī)范式（ ） 所以， 因此，橫梁受剪承載力滿足要求。 裂縫寬度驗(yàn)算 按照《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL/T 191－ 96），對(duì)偏心受壓構(gòu)件，按照荷載效應(yīng)長(zhǎng)期組合進(jìn)行驗(yàn)算： 按照《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL/T 191－ 96） 規(guī)定： ＝ ＋ 300/h ；＝ ；＝ ； 換算半徑 取為 因此樁滿足抗裂要求。 1269 KN 1107KN，按構(gòu)造配筋即可。 根據(jù)《港口工程嵌巖樁設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》 JTJ28520，由于入中風(fēng)化巖層，故乘以 的系數(shù)。公路方面，重慶通往四川以及周邊省區(qū)的道路大都是要穿山越嶺，橫跨江面的，架設(shè)的大大小小的橋梁猶如彩虹飛架于崇山峻嶺之中。 本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)主要是體現(xiàn)在碼頭的結(jié)構(gòu)上。由于樁間距 的合理布置就可使得上部結(jié)構(gòu)的兩個(gè)軌道梁都恰好放在兩排樁上，這對(duì)整個(gè)碼頭結(jié)構(gòu)的受力性能大大提高了；由于在靠船構(gòu)件下設(shè)置靠船樁，這就大大減小了前排樁基的內(nèi)力 根據(jù)寸灘研究報(bào)告 ，從而可以防范前排樁基和前排立柱的偏壓破壞。我首先對(duì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭闹笇?dǎo)小組的老師們和同學(xué)們表示最衷心的感謝！ 在重慶交通大學(xué)經(jīng)過(guò)了四年的學(xué)習(xí)，我們究竟掌握了多少知識(shí)，我們能否將這些知識(shí)用于實(shí)踐，能否成為祖國(guó)交通事業(yè)的合格建設(shè)者呢？這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)真實(shí)的檢驗(yàn)。 我再一次感謝給予過(guò)我無(wú)私幫助的老師和同學(xué)們。 [4] 姚輝等，高樁碼頭計(jì)算方法探討 [J] ，水運(yùn)工程， 1996（ 6）。 [2] 中國(guó)人民共和國(guó)交通部，港口工程樁基規(guī)范 [M]，北京，人民交通出版社 .1998。 當(dāng)然，由于初次做這樣全面的設(shè)計(jì)，又 沒(méi)有任何的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，只能憑借一點(diǎn)點(diǎn)的理論知識(shí)和自己對(duì)施工比較模糊、膚淺的理解來(lái)完成這份設(shè)計(jì)，其中的疏漏錯(cuò)誤之處在所難免。 雖然本設(shè)計(jì)采用大型通用軟件 ABAQUS 進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算，但對(duì)于寸灘的復(fù)雜地形和水域條件，在進(jìn)行荷載組合時(shí)，要考慮諸多荷載的組合，而且還要考慮那些荷載組合時(shí)是對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)中的某個(gè)部位是最不利的，這還需要進(jìn)一步的研究。本設(shè)計(jì)采用全直樁框架碼頭結(jié)構(gòu)，這不但解決了船舶的系纜問(wèn)題，而且大大提高了碼頭的裝卸效率。寸灘的設(shè)計(jì)充分利用重慶的水運(yùn)優(yōu)勢(shì)，在一定程度上也減小了陸上交通建設(shè)的規(guī)模，從而較少了重慶交通建設(shè)的總體費(fèi)用。 抗拔驗(yàn)算 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，前兩排樁沒(méi)有反向軸力，不作抗拔驗(yàn)算。 嵌巖樁軸向抗壓承載力核算（不考慮螺旋箍筋受壓） N＝ 按《港口工程嵌巖樁設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》 JTJ2852021 計(jì)算樁的軸向 抗壓承載力。 抗剪驗(yàn)算 結(jié)合構(gòu)造要求，擬配φ 10250mm 箍筋。 前排樁基的配筋計(jì)算（按照承載能力極限狀態(tài)持久組合值配筋） 根據(jù) ABAQUS 框架模型計(jì)算結(jié)果，在前排樁基產(chǎn)生最大軸力 N＝ ，最大彎矩 M＝；最大剪力 Q 因采用有限元模擬，對(duì)上述數(shù)據(jù)取擴(kuò)大系數(shù) 后作承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算，則： N＝ ,M＝ Q 1107KN。 配筋率，配筋見(jiàn)圖 63。 截面計(jì)算跨度按規(guī)范（ 3）確定： 因?yàn)? 所以應(yīng)按規(guī)范式（