【正文】 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。該項(xiàng)設(shè)計(jì)最后成果包括計(jì)算書和 6 張圖紙。Structure selection 目 錄 1 碼頭工程設(shè)計(jì)資料 1 施工條件及材料供應(yīng)情況 3 標(biāo)高及尺度 3 陸域貨物分區(qū)和碼頭平面布置 7 偶然作用 16 板梁式高樁碼頭結(jié)構(gòu)尺寸初步擬定 47 面板計(jì)算 53 剪力計(jì)算 57 作用 67 計(jì)算原則 68 作用 83 配筋計(jì)算 86 材料 92 參考文獻(xiàn) 93 附錄 設(shè)計(jì)船型： 根據(jù)吞吐量預(yù)測分析，擬建碼頭規(guī)模為 10000 噸級雜貨船，同時(shí)兼靠 20xx 噸駁船。地面高程一般在 ～ 米左右。根據(jù)對港區(qū)的鉆孔堪測，土層變化基本一致，各分層如下： ：灰黃色 ~灰褐色，局部夾薄層、粉砂、云母和腐植質(zhì)等，土質(zhì)自上而下由流態(tài)至極軟狀態(tài)，呈飽和高壓縮性狀。 ：灰色 ~灰褐色，夾薄層粉細(xì)砂，但以亞粘土為主，水平與垂直向巖相變化較大，土質(zhì)呈軟塑 ~可塑狀。具備陸上、水上沉樁的打樁船，可預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁和樁，能預(yù)制空心構(gòu)件（板和樁）。 根據(jù)規(guī)范公式代入，此碼頭 st PP? ，則： 2 6 8 6 624352450 0 0 0 03 6 5t ?????P ； 2 6 8 6 61 0 0 0 0 0 0 ???N 即鎮(zhèn)江件雜貨碼頭泊位數(shù)取 2 個(gè)。 3）泊位尺度 根據(jù)《河港工程總體設(shè)計(jì)規(guī)范》 ，取泊位富裕長度為 m20d? ， 單個(gè)泊位長度可按下式確定： dLLb ?? dLLb ??2 式中， 1bL ——端部碼頭泊位長度（ m）； 2bL ——中間泊位長度（ m）； L ——設(shè)計(jì)船型長度（ m）； d——富裕長度（ m）。 由上述取值，得 mD ?????? ， mD ?? ，即該碼頭通航水深為 ，航道設(shè)計(jì)水深為 。 陸域貨物分區(qū)和碼頭平面布置 1）庫場面積 根據(jù)《河港工程總體設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ21220xx 中第 條， dcKyk rBKh tT KKQE ?? HHKBK m ax? 式中 E ——倉庫或堆場所需容量（ t）； hQ ——年貨運(yùn)量（ t）， tQh 1000000? ； BKK ——倉庫或堆場不均衡系數(shù)， ?BKK ； maxH ——月最大貨物堆存噸天（ t 水域布置 1）碼頭前停泊水域 根據(jù)《河港工程總體設(shè)計(jì)規(guī)范》 JTJ21220xx 中第 條， 由于此碼頭為順岸式碼頭，在裝卸作業(yè)的需求下，要考慮船舶在碼頭前并排?？康目赡苄?，則碼頭前水域 寬度mB 5320xx20 ???? 。 淮海工學(xué)院二〇一五屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） CAD 圖聯(lián)系 908019351 第 7 頁 共 94 頁 碼頭裝卸工藝流程 本碼頭設(shè)計(jì)前方堆場寬度 m22 ；裝卸船機(jī)械采用軌距 ，起重量 t5 ，最大工作幅度 m30 的門座起重機(jī)，荷載代號為 252??hM （《港口工程荷載規(guī)范》（ JTJ 21598）附錄 C）；水平搬運(yùn)機(jī)械采用 6 臺叉車， 5 輛牽引車，輪胎吊 4 臺，汽車 4 輛， 20 臺平板車。 永久作用 碼頭結(jié)構(gòu)自重力： 根據(jù)第 及 條，自重力的標(biāo)準(zhǔn)值，可按結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸和材料的平均重度或固定設(shè)備的質(zhì)量計(jì)算確定。 ② 作用于船舶上的風(fēng)荷載 根據(jù)第 節(jié)有： 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和平行于碼頭前沿線的縱向分力宜按下列公式計(jì)算： 527 3 .6 1 0xw xw xF A V ???? ； 524 9 .0 1 0yw yw yF A V ???? 式中： xwF ， ywF ——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）； xwA ， ywA ——分別為船體水面以上橫向和縱向受風(fēng)面積（ 2m ）； xV ， yV ——分別為設(shè)計(jì)風(fēng)速的橫向和縱向分量（ sm/ ），取最大風(fēng)速 smV /16? ； ? ——風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)。2xsc xscF C V B?? 淮海工學(xué)院二〇一五屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） CAD 圖聯(lián)系 908019351 第 11 頁 共 94 頁 239。 船舶吃水線以下的橫向投影面積 B? 按下式計(jì)算： )l o g ( g39。 設(shè)計(jì)水溫?cái)M取 15C ，故查表得 10? ??? sm/2 。 ???B 239。 綜上得： 情況 1： 16xV? m/s； 0yV? 。 綜上得：20 .1 6 5 0 4 0 0pN ? ? ?（ kN） 因 kNN m a x ??，所以系纜力未大于纜繩的破斷力。根據(jù)第 節(jié)有： 船舶擠靠力應(yīng)考慮風(fēng)和水流對計(jì)算船舶作用產(chǎn)生的橫向分力總和 xF? 。橡膠護(hù)舷等間距布置，間距擬取 6m，船舶直線段長度為 mL ??? ，則 ??n 綜上得：kNn FKF xjj 4 39。 DWT10000 件雜貨船的滿載排水量可根據(jù)《港口規(guī)劃與布置》（郭子堅(jiān)主編，人民交通出版社）第 48 頁的表 221 計(jì)算，即：貨船 tD W TD SP 1 1 3 9 ?? 。 綜上得：kJE 20 ???? 根據(jù)《中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ——橡膠護(hù)舷》（ 20xx2866/THG ）表 5，選用10001300?CY 型橡膠護(hù)舷，設(shè)計(jì)壓縮 %50 ,反力 kNR 392? ，吸能 kJE ? 。 偶然作用 作用于碼頭結(jié)構(gòu)上的偶然作用主要為地震力，鎮(zhèn)江港區(qū)的地震基本烈度為 VI ，碼頭淮海工學(xué)院二〇一五屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） CAD 圖聯(lián)系 908019351 第 16 頁 共 94 頁 及陸域建筑物設(shè)計(jì)時(shí)均應(yīng)按此烈度設(shè)防。 ③ 結(jié)構(gòu)沿碼頭長度方向的分段 為了避免碼頭結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形應(yīng)力，需設(shè)置變形縫，將碼頭建筑物沿碼頭長度方向進(jìn)行分段。分段處變形縫一般采用懸臂式結(jié)構(gòu)或簡支結(jié)構(gòu)，縫寬可取 20~30mm。 （ 2）樁基的布置原則 ① 高樁碼頭的樁基布置原則是： a. 應(yīng)能充分發(fā)揮樁基承載力，且使同一樁臺下的各樁受力盡量均勻，使碼頭的沉降和不均勻沉降較??； b. 應(yīng)使整個(gè)碼頭工程的建設(shè)比較經(jīng)濟(jì)； c. 應(yīng)考慮樁基施工的可能與方便。樁數(shù)應(yīng)根據(jù)樁距和碼頭荷載的大小確定。 ③ 樁基的縱向布置 樁基的縱向布置與橫向排架間距有關(guān)。 ④ 樁基的平面布置 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。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）。 ② 梁格布置 在梁板式高樁碼頭中，面板和橫梁是必不可少的上部結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件。 ② 梁板選型 按受力情況分，梁型有簡支梁、連續(xù)梁和懸臂梁；板型有單向板和雙向板。后方承臺的荷載較為簡單，對上部結(jié)構(gòu)的整體性和剛度要 求不高，從受力和施工條件來看，采用簡支梁板較為有利，淮海工學(xué)院二〇一五屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） CAD 圖聯(lián)系 908019351 第 18 頁 共 94 頁 且利于采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。船舶撞擊力可通過鋼浮體傳給導(dǎo)向傳力樁再傳給橫梁，作用在橫向排架上的撞擊力，應(yīng)考慮浮 式系靠船設(shè)施各部位吸能的影響。接岸結(jié)構(gòu)宜獨(dú)立承受土壓力。 ③ 護(hù)輪坎 護(hù)輪坎斷面可采用內(nèi)坡形斷面。 板梁式高樁碼頭的結(jié)構(gòu)尺寸估算 估算結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，可按 下式進(jìn)行： ~ WfK M??? 式中： W ——構(gòu)件的截面抗彎模量（ 3m ），對矩形截面， W 應(yīng)按下式計(jì)算： 淮海工學(xué)院二〇一五屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） CAD 圖聯(lián)系 908019351 第 20 頁 共 94 頁 261bhW? b ——矩形截面的寬度（ m）； h ——矩形截面的高度（ m）； ? ——構(gòu)件截面抵抗矩的塑性系數(shù)，查《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ267—98）附錄 G，對矩形截面取 ?? ； tf——混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ 2/mkN ），對30C砼， 10tf ?? 2/mkN ； M ——構(gòu)件的彎矩（ kN），構(gòu)件的最不利內(nèi)力按下式估算： 0 .7M M M??不 利 永 久 可 變 如果式 ~ WfK M???不成立，則需加大構(gòu)件截面尺寸或采用預(yù)應(yīng)力構(gòu)件?，F(xiàn)僅以門機(jī)梁內(nèi)側(cè)的面板進(jìn)行估算： ① 永久作用 結(jié)構(gòu)自重： a. 面板自重：1 2 5 0 .4 5 1 1 .2 5g ? ? ?（ kPa ） 彎矩計(jì)算：22111 1 1 . 2 5 6 5 0 . 6 388M g l? ? ? ? ?面 板（ /kN m m? ） 面板自重產(chǎn)生的彎矩圖如圖 41 所示： 淮海工學(xué)院二〇一五屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） CAD 圖聯(lián)系 908019351 第 21 頁 共 94 頁 圖 41 面板自重產(chǎn)生的彎矩圖 b. 面層自重： 2 24 ? ? ?（ kPa ） 彎矩計(jì)算：因?yàn)槊鎸訛殡p向板， 所以彎矩按《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》（河海大學(xué)、大連理工大學(xué)等合編， 1996）附錄十的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，因 5 756xyll ??，查附錄十的彎矩系數(shù)表并采用直線內(nèi)差法得長跨方向的彎矩系數(shù)為 ? ，則： 222 0 . 0 4 3 3 4 . 8 5 . 2 5 5 . 7 3yxM m g l? ? ? ? ?面 層 （ /kN m m? ） 5 0 . 6 3 5 . 7 3 5 6 . 3 6M M M? ? ? ? ?面 層永 久 面 板 （ /kN m m? ） ② 可變作用： 面板上的可變作用有堆貨荷載和電瓶車荷載，以上兩者不會同時(shí)出現(xiàn)，經(jīng)分析比較，堆貨荷載起控制作用。 門機(jī)梁彎矩按簡支梁法進(jìn)行估算。 1）門機(jī)梁內(nèi)側(cè)堆貨荷載向門機(jī)梁傳遞： 11 2 0 5 . 2 5 5 2 . 522xp q l? ? ? ? ?）（ mkN/ 轉(zhuǎn)化為作用在門機(jī)梁 上的均布荷載： 11 5 .2 522 0 .4 3 86xyll??? ? ? )4 3 3 ()21( 3232 ????????? pp E ?? ）（ mkN/ 2）門機(jī)梁外側(cè)堆貨荷載向門機(jī)梁傳遞： 淮海工學(xué)院二〇一五屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） CAD 圖聯(lián)系 908019351 第 24 頁 共 94 頁 因?yàn)殚T機(jī)梁外側(cè)面層為單向板，所以按簡支梁法可知，門機(jī)梁和邊縱梁各承受一半的堆貨荷載。 （ 3）普通縱梁尺寸估算 普通縱梁截面初擬尺寸如圖 46 所示： 圖 46 普通縱梁截面