【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，柱徑mm，帽寬mm的65噸級(jí)全擋檐型系船柱。，間距25m[10]。護(hù)輪檻、軌道結(jié)構(gòu)、管溝等的型式、位置和尺寸。碼頭前沿設(shè)置護(hù)輪檻，以防止在碼頭上行駛的車輛不慎掉入水中，同時(shí)也給站在碼頭前沿的人以安全感。護(hù)輪檻高度為20cm，為便于碼頭面上的雨水從前沿排入海中，在護(hù)輪檻根部設(shè)置排水孔[10]。碼頭前沿設(shè)置專用管溝，用來放置船舶供水與供電的水管和電纜，重力式碼頭有較大的實(shí)體胸墻，可把管溝設(shè)在胸墻內(nèi)。采用大尺度的管溝，以便于鋪設(shè)和修理工作[10]。在碼頭前沿鋪設(shè)兩條工藝管溝。第五章 結(jié)構(gòu)選型第五章 結(jié)構(gòu)選型由《港工建筑物》知：：工作原理：依靠結(jié)構(gòu)自身及其上填料的重量來維持穩(wěn)定。優(yōu)點(diǎn)：耐久性好（鋼筋用量少，自重大）；承載能力強(qiáng)，能抵抗大船、漂浮物的撞擊，對(duì)超載、工藝變化適應(yīng)能力最強(qiáng)；施工簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟。適用條件：地質(zhì)條件較好、有大量砂石料的地方。：工作原理：用系列長(zhǎng)樁打入地基形成樁基礎(chǔ)，以承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；能承受較大的荷載；砂、石料用量少；對(duì)開挖超深的適應(yīng)性強(qiáng)。適用條件：軟土層較厚，同時(shí)合適打樁的地基。結(jié)合防城港附近的地質(zhì)條件和施工條件，碼頭結(jié)構(gòu)形式選用重力式。在重力式碼頭結(jié)構(gòu)中，按照墻身結(jié)構(gòu)的不同分為塊體結(jié)構(gòu)，沉箱結(jié)構(gòu)，扶壁結(jié)構(gòu)，大圓筒結(jié)構(gòu)等。本碼頭設(shè)計(jì)采用的是沉箱結(jié)構(gòu)，同其他結(jié)構(gòu)相比較，沉箱結(jié)構(gòu)具有施工速度快，水下工程量少，結(jié)構(gòu)整體性和抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。沉箱的長(zhǎng)度一般取決于施工設(shè)備能力，同時(shí)要考慮與碼頭變形縫的間距相適應(yīng)。一般是在兩個(gè)相鄰變形縫之間設(shè)置一個(gè)沉箱；當(dāng)變形縫間距較大時(shí)，兩縫之間可設(shè)置2～3個(gè)沉箱，本次設(shè)計(jì)中變形縫間設(shè)置一個(gè)沉箱。該碼頭的施工條件良好，沒有特殊要求和限制，變形縫采取三縫合一，取50mm，1號(hào)泊位總長(zhǎng)度169m，共13個(gè)沉箱，其中端部1個(gè)為異型沉箱。沉箱高程取決于基床頂面高程和沉箱頂面高程，箱頂高程要高于胸墻混凝土澆筑的施工水位，取3m。沉箱寬度主要由碼頭的水平滑動(dòng)及傾覆的穩(wěn)定性和基床及地基的承載力確定，（包括前趾和后趾各1m的懸臂）。為了增加沉箱的剛度和減小箱壁和底板的計(jì)算跨度，在箱內(nèi)需要設(shè)置縱橫隔墻。結(jié)合本工程的具體情況，在箱內(nèi)設(shè)置一道縱向隔墻和兩道橫向隔墻。防城港附近擁有豐富的砂石原料，則箱內(nèi)的填料采用塊石。根據(jù)規(guī)范對(duì)沉箱構(gòu)件的構(gòu)造要求和本碼頭的荷載情況及工程經(jīng)驗(yàn)，初步擬定沉箱各構(gòu)件的尺寸為：箱壁厚度350mm，底板厚度500mm，隔墻厚度200mm，在構(gòu)件連接處設(shè)置200mm200mm的加強(qiáng)角，以減少集中應(yīng)力。前后趾上底寬≥500mm，取700mm，下底寬取1000mm。沉箱各部分尺寸如圖51與圖52所示。圖51 沉箱剖面圖（mm）圖52 沉箱平面圖（mm）本工程地段土層為卵石、圓礫混砂及亞粘土。規(guī)范中規(guī)定，對(duì)于非巖石地基，當(dāng)采用水下安裝的預(yù)制結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)設(shè)置拋石基床[5]。為滿足持力要求，將前兩層土清除，第三層進(jìn)行處理，做拋石基床，設(shè)置為暗基床。基床形式[5]：拋石基床的形式有暗基床、明基床和混合基床三種形式。暗基床適用于原地面水深小于碼頭前設(shè)計(jì)水深。結(jié)合本工程特點(diǎn)，基床形式采用暗基床?；埠穸萚5]：基床厚度通常根據(jù)地基承載力的設(shè)計(jì)值由計(jì)算確定，即墻底應(yīng)力經(jīng)過基床擴(kuò)散后傳到地基上的應(yīng)力設(shè)計(jì)值應(yīng)小于或等于地基允許承載力設(shè)計(jì)值。對(duì)于較好的地基，墻底應(yīng)力不需要經(jīng)過擴(kuò)散就能滿足地基允許承載力，此時(shí)的基床只起到整平基面和防止地基土被淘刷的作用，其厚度可以小些。結(jié)合本工程情況，持力層土質(zhì)良好，基床只起整平基面和防止地基土被淘刷的作用，基床厚度取2m?；鄣牡讓捈斑吰缕露萚5]：對(duì)于暗基床，拋石基床設(shè)在開挖的基槽內(nèi)，基槽的底寬可根據(jù)基床應(yīng)力擴(kuò)散的范圍來確定，但不應(yīng)小于建筑物底寬加兩倍基床厚度?；驳走吘€距墻底前趾與后趾的距離，應(yīng)根據(jù)碼頭建筑物的受力情況來確定。對(duì)于墻后有填土的碼頭建筑物，前趾的應(yīng)力比后趾應(yīng)力大，此時(shí)，（d是基床厚度）。，其中前底邊距墻前趾3m，后底邊距后趾2m?；圻吰碌钠露龋话愀鶕?jù)土質(zhì)由經(jīng)驗(yàn)確定。本工程基槽邊坡的坡度取為1：1?；布鐚抂5]：基床的肩寬（特別是暴露在外面的外肩）應(yīng)有一定的寬度，以保證基床的穩(wěn)定性。對(duì)于夯實(shí)的基床，還應(yīng)考慮打夯范圍的要求和防止打夯時(shí)發(fā)生溜肩。拋石基床塊石的重量和質(zhì)量[5]：拋石基床所采用的塊石的重量既要滿足在波浪和水流作用下的穩(wěn)定性，又要考慮便于開采運(yùn)輸、拋填和夯實(shí)，本工程采用10～100kg塊石，并有適當(dāng)?shù)募?jí)配。石料質(zhì)量應(yīng)符合下列條件：（1）飽水抗壓強(qiáng)度，對(duì)夯實(shí)基床不低于50MPa，對(duì)于不夯實(shí)基床不低于30MPa；（2）未風(fēng)化、不成片狀和無嚴(yán)重裂紋。胸墻的結(jié)構(gòu)形式采用現(xiàn)澆混凝土胸墻，采用三級(jí)階梯式胸墻。為保證施工的順利進(jìn)行，，具體尺寸見圖53。為了保證胸墻抗滑抗傾能力滿足要求，令胸墻嵌入沉箱頂10cm。圖53 胸墻設(shè)計(jì)圖（mm）防城港1號(hào)泊位為沉箱碼頭，在防城港附近，有豐富的塊石原料來源，便于運(yùn)輸，成本較低，施工方便，所以，碼頭的墻后全部用塊石回填，墻后不設(shè)置拋石棱體。由于墻后不設(shè)拋石棱體，全部采用塊石回填，所以沉箱接頭處采用平接，接縫寬度為50mm[5]。圖54 接縫設(shè)計(jì)圖（mm）沉箱碼頭的永久作用主要包括：結(jié)構(gòu)自重、墻后填土產(chǎn)生的土壓力、貯倉(cāng)壓力、水壓力等。（一）結(jié)構(gòu)自重力圖55 極端高水位作用分布圖（尺寸單位：m；作用單位：kPa）計(jì)算結(jié)果見表51。表51 極端高水位下自重計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目構(gòu)件尺寸重度（kN/m3）自重力G (kN)對(duì)前趾力臂X（m）穩(wěn)定力矩 M（kNm）上底寬（m）下底寬（m）高（m）長(zhǎng)（m）沉箱前后壁、縱隔墻15沉箱側(cè)板、橫隔墻915沉箱底板15沉箱前、后趾1115沉箱豎加強(qiáng)角15沉箱底加強(qiáng)角15沉箱前倉(cāng)填石11沉箱后倉(cāng)填石11胸墻1水上24水下14胸墻2114胸墻314沉箱上填石1水上18水下11沉箱上填石2111605沉箱后踵填石111合計(jì)每延米自重作用圖56 設(shè)計(jì)高水位作用分布圖（尺寸單位：m；作用單位：kPa）計(jì)算結(jié)果見表52。表52 設(shè)計(jì)高水位下自重計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目構(gòu)件尺寸重度（kN/m3）自重力G (kN)對(duì)前趾力臂X（m）穩(wěn)定力矩 M（kNm）上底寬（m）下底寬（m）高（m）長(zhǎng)（m）沉箱前后壁、縱隔墻15沉箱側(cè)板、橫隔墻915沉箱底板15沉箱前、后趾1115沉箱豎加強(qiáng)角15沉箱底加強(qiáng)角15沉箱前倉(cāng)填石11沉箱后倉(cāng)填石11胸墻1水上24水下14胸墻2114胸墻314沉箱上填石1水上18水下11沉箱上填石2111605沉箱后踵填石111合計(jì)151731每延米自重作用圖57 設(shè)計(jì)低水位作用分布圖（尺寸單位：m；作用單位：kPa）計(jì)算結(jié)果見表53。表53 設(shè)計(jì)低水位下自重計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目構(gòu)件尺寸重度（kN/m3）自重力G (kN)對(duì)前趾力臂X（m）穩(wěn)定力矩 M（kNm）上底寬（m）下底寬（m）高（m）長(zhǎng)（m）沉箱前后壁、縱隔墻水上25水下15沉箱側(cè)板、橫隔墻水上925水下915沉箱底板15沉箱前、后趾1115沉箱豎加強(qiáng)角水上25水下15沉箱底加強(qiáng)角15沉箱前倉(cāng)填石11沉箱后倉(cāng)填石水上18水下11胸墻1241683胸墻21241650胸墻3241485沉箱上填石118沉箱上填石21189908613沉箱后踵填石水上118水下111合計(jì)每延米自重作用施工期的自重力由沉箱以及沉箱內(nèi)填石組成，由于沉箱后未回填土，波浪力對(duì)沉箱具有一定的作用，使得沉箱有向陸地一側(cè)傾倒的趨勢(shì)，因此計(jì)算施工期時(shí)期的力矩應(yīng)以后趾作為作用點(diǎn)按照設(shè)計(jì)高水位時(shí)的情況計(jì)算。圖58 施工水位作用分布圖（尺寸單位：m；作用單位：kPa）根據(jù)設(shè)計(jì)高水位下的自重計(jì)算表52中沉箱自重力和沉箱內(nèi)填石的自重力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表55：表55 設(shè)計(jì)高水位下自重計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目構(gòu)件尺寸重度（kN/m3）自重力G (kN)對(duì)后趾力臂X（m）穩(wěn)定力矩 M（kNm）上底寬（m）下底寬（m）高（m）長(zhǎng)（m）沉箱前后壁、縱隔墻15沉箱側(cè)板、橫隔墻915沉箱底板15沉箱前、后趾1115沉箱豎加強(qiáng)角15沉箱底加強(qiáng)角15沉箱前倉(cāng)填石11沉箱后倉(cāng)填石11合計(jì)每延米自重作用（二）土壓力重力式碼頭所受的土壓力，因其產(chǎn)生的條件不同而分為兩類：（1）由墻后填料產(chǎn)生的土壓力屬于永久作用；（2）由碼頭面堆載和流動(dòng)機(jī)械荷載產(chǎn)生的土壓力屬于可變作用。碼頭墻后填料為塊石，水上重度kN/m3，水下重度kN/m3，內(nèi)摩擦角，沉箱頂面以下考慮墻背外摩擦角。作用于碼頭墻背的土壓力按《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（JTS16722009）的有關(guān)規(guī)定計(jì)算，本設(shè)計(jì)的計(jì)算項(xiàng)目包括碼頭的土壓力（永久作用）、堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力（可變作用）和裝卸橋產(chǎn)生的土壓力（可變作用），堆貨與裝卸橋產(chǎn)生的土壓力計(jì)算比較簡(jiǎn)單，而且不受水位變化的影響，碼頭墻后填料產(chǎn)生的土壓力受水位變化的影響，應(yīng)對(duì)不同的水位分別進(jìn)行計(jì)算[5]。碼頭后填料為塊石，根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（JTS16722009）：主動(dòng)土壓力系數(shù)： （51）則沉箱頂面以下考慮根據(jù)《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（JTS16722009），查得=：水平土壓力系數(shù)：豎向土壓力系數(shù)：土壓力標(biāo)準(zhǔn)值： （52） （53）式中，：第層土表的土壓力水平分力（kPa）；：第層土底的土壓力水平分力（kPa）；：第層土的重度（kN/m3）；：第層土的高度（m）；。（永久作用）1）極端高水位情況：（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）土壓力強(qiáng)度分布圖見圖55。土壓力引起的水平作用： （kN/m）土壓力引起的豎向作用：（kN/m）土壓力引起的傾覆力矩：（kNm/m）土壓力引起的穩(wěn)定力矩：（kNm/m）2）設(shè)計(jì)高水位：（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）土壓力強(qiáng)度見圖56。土壓力引起的水平作用：（kN/m）土壓力引起的豎向作用：（kN/m）土壓力引起的傾覆力矩：（kNm/m）土壓力引起的穩(wěn)定力矩：（kNm/m）3）設(shè)計(jì)低水位：（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）土壓力強(qiáng)度見圖57。土壓力引起的水平作用： （kN/m）土壓