【文章內(nèi)容簡介】 需面積為150；（2）候工室：～，所需面積為200；（3）地磅房：20～30，取30，共2座，每個大門各配一個；（4）小型流動機械庫：按流動機械入庫百分比確定。宜采用30%，所需面積為120；（5）維修保養(yǎng)間：根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，按工藝要求定，取面積為100；（6）材料供應(yīng)站：100～200，取200；（7）修建隊：每100延米碼頭為40，所需面積為72，取80；（8）碼頭水手間：15～20，取20，設(shè)有50人，所需面積100，則需設(shè)置5間；（9）加油站：加油站站房面積，不包括雨篷面積，按工藝要求確定，宜為100～200，取200；（10）消防站：可參照公安部《消防站建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定確定，這里大概取為400；（11）門衛(wèi)：15～30，取25，共2座。7 碼頭結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計 設(shè)計依據(jù) 本部分設(shè)計結(jié)構(gòu)形式依據(jù)為《高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》、《港口工程》；荷載依據(jù)為《港口工程荷載規(guī)范》；樁基依據(jù)為《港口工程樁基規(guī)范》。本港址天然岸坡相當(dāng)平緩，故直接采用天然岸坡。碼頭結(jié)構(gòu)縫：碼頭結(jié)構(gòu)型式為板梁式高樁碼頭，前方樁臺寬14m，后方樁臺寬11m。上部結(jié)構(gòu)為裝配整體式結(jié)構(gòu)，碼頭結(jié)構(gòu)縫的間距宜取為 60m～70m，根據(jù)本碼頭實際情況來確定，碼頭長215m，將碼頭沿縱向分為4段分別為50m，50m，60m和53m，；在結(jié)構(gòu)縫處采用懸臂式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)縫寬度取為20mm；分段處在面上宜作成凹凸縫，凹凸縫的齒高可取為200mm～400mm，取為300mm。見圖2所示。橫向排架布置依據(jù)等跨原則，取7m為一跨；縱梁布置為邊縱梁，軌道梁，中縱梁各2根。 圖2 荷載：永久作用：結(jié)構(gòu)自重 ，；可變作用：施工荷載：； 前沿堆貨荷載：； 門機荷載： 門機采用，支腿荷載P=250kN，；流動機械荷載：8t平板掛車滿載輪壓25kN。 碼頭結(jié)構(gòu)方案擬定 第一方案：上部結(jié)構(gòu)采用縱橫梁不等高連接，即上橫梁現(xiàn)澆，預(yù)制縱梁支撐在下橫梁上，預(yù)制面板兩邊支撐在縱梁上，最后現(xiàn)澆；第二方案：上部結(jié)構(gòu)采用縱橫梁等高連接，即預(yù)制縱、橫梁均支撐在樁帽上，預(yù)制面板四邊支撐在縱、橫梁上，最后現(xiàn)澆。 第一方案（1） 面板計算圖3 面板尺寸圖 ①面板基本尺寸擬定：面板采用疊合板：板厚，其中預(yù)制層，現(xiàn)澆層；面板上設(shè)有磨耗層，厚度擬為；面板采用混凝土強度等級為。②面板取最大跨度的一段來計算，如圖3：面板只擱置在縱梁上，擱置長度為，此種情況面板按單向板計算；彎矩的計算跨度為：在計算自重產(chǎn)生彎矩時，由于現(xiàn)澆部分未達到強度標(biāo)準(zhǔn)，所以按簡支梁計算，彎矩計算跨度?。旱淮笥冢辉谟嬎闶褂闷诳勺兒奢d產(chǎn)生彎矩時，預(yù)制部分與現(xiàn)澆部分聯(lián)接成整體，所以按連續(xù)梁計算，彎矩計算跨度?。?）當(dāng)時：2）當(dāng)時：式中: ——縱梁上翼緣寬度——計算跨度；——凈跨，；——板的厚度，施工期，使用期；——板的擱置長度。③荷載計算1）永久作用：面板自重，墊層自重；自重總和；跨中彎矩： 2）可變作用：施工荷載產(chǎn)生跨中彎矩：；堆貨荷載產(chǎn)生跨中彎矩：；流動機械荷載：初步設(shè)計不予計算。截面抗裂驗算：式中：——抗裂安全系數(shù)，參考范圍為Ⅰ～，Ⅱ～； ——截面抵抗矩的塑性系數(shù)，矩形截面；——為砼抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值，砼為C30時；——截面抗彎摸量，施工期，使用期——跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)值。：，滿足要求： ，滿足要求所以，面板截面尺寸滿足抗裂要求。④縱梁計算 縱梁均采用C30鋼筋砼，必要時采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)?？v梁尺寸：縱梁分為預(yù)制部分和現(xiàn)澆部分，其斷面呈花籃形，根據(jù)b、h的不同分為邊梁、中縱梁、軌道梁三種，其中邊梁斷面呈半花籃形：邊 梁：b=300mm，h=500mm中縱梁：b=400mm，h=900mm軌道梁：b=500mm，h=900mm⑤計算跨度，縱梁擱置在下橫梁上，擱置長度e=。在計算自重產(chǎn)生彎矩時，由于現(xiàn)澆部分未達到強度標(biāo)準(zhǔn)，所以按簡支梁計算，彎矩計算跨度取：但不大于；在計算使用期可變荷載產(chǎn)生彎矩時，預(yù)制部分與現(xiàn)澆部分聯(lián)接成整體，所以按連續(xù)梁計算，彎矩計算跨度?。?）當(dāng)時：2）當(dāng)時：式中:——計算跨度；——凈跨，；——梁的擱置長度。計算得到：施工期，使用期⑥荷載計算1）永久荷載：預(yù)制縱梁自重，面板和磨耗層傳遞的自重在計算時分別取左右兩跨跨長的一半進行計算，其傳遞范圍如圖4所示。 圖4 所以：2） 可變荷載：已知堆貨荷載 ，則由于堆貨荷載產(chǎn)生縱梁的內(nèi)力。3） 門機移動荷載：對于門機軌道梁，需計算門機荷載。截面抗裂驗算（1）外邊梁兩邊梁使用相同尺寸，驗算時驗算前沿荷載較大的邊跨。永久作用：使用期可變作用： 則：總彎矩，截面抗彎模量，經(jīng)計算抗裂安全系數(shù):施工期可變作用：則總彎矩 截面抗彎模量，滿足要求。（2）內(nèi)邊梁永久作用：(3)中縱梁和邊縱梁，驗算荷載較大的跨,即軌道梁之間的兩跨永久作用：較大跨 內(nèi)軌道梁內(nèi)測荷載較小跨 使用期可變作用： 則：總彎矩，經(jīng)計算抗裂安全系數(shù):施工期可變作用：則總彎矩 截面抗彎模量，滿足要求。（4）內(nèi)軌道梁永久作用： 可變作用：a、堆貨荷載b、門機荷載10t門機，型號。 ①一臺門機：取2位置時支腿壓力最大，即此時最危險，每個支腿的，取最危險情況驗算，簡化計算圖示為圖5。根據(jù)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》中影響線的知識來求跨中彎矩較簡便：式中:——作用力；——力作用位置對應(yīng)的位移。圖5②兩臺門機：兩臺門機相鄰兩支腿對稱于跨中布置，此時不可能出現(xiàn)兩臺門機均處于位置2的情況。最危險情況為，兩臺門機都處于1位置，每個支腿，并且這種情況下可以發(fā)現(xiàn)兩支腿的6個輪子可以同處于一跨，根據(jù)計算確定出最危險狀況。 則總彎矩為： ，又截面抗彎模量：驗算發(fā)現(xiàn)需采用預(yù)應(yīng)力才能滿足要求，即 滿足要求。其中，砼標(biāo)號采用，；預(yù)應(yīng)力施工期荷載與中縱梁相同，且截面尺寸大于中縱梁，不再驗算。（5）外軌道梁橫梁計算采用倒T型梁，混凝土標(biāo)號為C30，橫梁中和軸位置確定：，由于橫梁面積較大，一般能滿足承載力要求，故無需驗算。樁力估算、樁長確定荷載計算永久荷載計算:橫梁支撐在樁基上，永久荷載包括磨耗層、面板、縱梁和橫梁的自重。其中，磨耗層和面板以縱梁為支撐，連同縱梁的自重一起以集中力的形式作用在橫梁上，橫梁自重為均布荷載作用在樁基上?？v梁傳遞范圍分配見圖6，圖中中間陰影區(qū)域為分配范圍。圖6（1）、縱梁傳遞的集中力為：外邊梁：其中外軌道梁：中縱梁：內(nèi)軌道梁：內(nèi)縱梁：內(nèi)邊梁：（2）、靠船構(gòu)件自重：靠船構(gòu)件尺寸見圖7所示。圖7 計算得到：（為自重作用位置距碼頭前沿的距離）。（3）橫梁自重為均布荷載?？勺兒奢d計算：可變荷載作用包括堆貨荷載、門機荷載以及船舶荷載。（1）、堆貨荷載堆載作用于面板上，由面板傳給縱梁，再以集中力的形式傳遞到橫梁上，故計算得到各縱梁傳遞的集中力：外邊梁： 外軌道梁： 中縱梁： 內(nèi)軌道梁： 內(nèi)縱梁：內(nèi)邊梁： （2）、門機荷載門機荷載作用在軌道梁上，軌道梁簡化為以各橫梁為支座的多跨簡支梁，所以門機荷載通過軌道梁傳遞給橫梁的集中力相當(dāng)于各支座反力，經(jīng)計算發(fā)現(xiàn)兩臺門機時的情況較一臺門機更危險。①門機工況Ⅰ：吊臂位于臨水面，并與碼頭前沿垂直,如圖8。海側(cè)：， 陸側(cè)：, ②門機工況Ⅱ：吊臂位于駁岸方向，并與駁岸垂直。海側(cè)：,；陸側(cè)：,圖8（3）、船舶荷載計算①系纜力：考慮風(fēng)荷載與水流力對設(shè)計船舶的共同作用。a、風(fēng)荷載：由《港口工程荷載規(guī)范》可得作用在船舶上的風(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分別為式中:，——分別為作用在船舶上的計算風(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受風(fēng)面積（m^2）；，——分別為設(shè)計風(fēng)速的橫向和縱向分量（m/s）；——風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)。船舶水面以上受風(fēng)面積采用貨船的半載或壓載公式計算：式中:——為船舶載重量（）。代入計算得到：，船舶在水面上的最大輪廓尺寸為、則：，設(shè)計風(fēng)速取控制風(fēng)速： ，所以：；。b、水流力水流對船舶作用產(chǎn)生的水流力船首橫向分力和船尾橫向分力分別為：,式中:——船舶吃水線以下的橫向投影面積（）；——水流速度()，?。?——海水密度（），??；——船首橫向分力系數(shù)，；——船尾橫向分力系數(shù)。由公式計算得到：。水流對船舶作用產(chǎn)生的水流縱向分力為：式中:——船舶吃水線以下的表面積（） ——水流力縱向分力系數(shù)，按下式確定：式中:——系數(shù)； ——水流對船舶作用的雷諾數(shù)，按下式確定：式中:——船舶吃水線長度，取為150m； ——水的運動粘滯系數(shù)，取水溫查得，則：由和流向角查表得， 所以：船舶吃水線以下表面積按下式計算：式中 ——船長，取200m； ——船舶吃水，取15m； ——船寬，取30m； ——船舶方形系數(shù)，根據(jù)《港口工程荷載規(guī)范》。代入計算得到：所以水流對船舶作用產(chǎn)生的水流縱向分力：。系纜力： 式中:，，——分別為系纜力標(biāo)準(zhǔn)值及其橫向、縱向和豎向分力（），——分別為可能同時出現(xiàn)的風(fēng)和水流對船舶作用產(chǎn)生的橫向分力和豎向分力總和（）；——系船柱受力不均勻系數(shù)，?。弧嬎愦巴瑫r受力的系船柱數(shù)目，?。? ——系船纜的水平投影與碼頭前沿線所成的夾角，取 ；——系船纜與水平面之間的夾角，取。見圖9。圖9情況一：，此時： 情況二：，此時：10000T海船N不應(yīng)小于4000KN，故取N=400KN。所以取情況一驗算，計算得：。，折減為：又方向豎直向上，初步設(shè)計不予考慮，所以系纜力對橫向排架產(chǎn)生彎矩為：②撞擊力：標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)船舶有效撞擊能量和橡膠護舷性能曲線及靠