【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 力由沉箱和沉箱內(nèi)填石組成，由于沉箱后未填土，波浪力對(duì)沉箱有一定的作用，使得沉箱有象陸側(cè)傾倒的趨勢(shì)，故計(jì)算施工期時(shí)的力矩應(yīng)以后址為作用點(diǎn)按照設(shè)計(jì)高水位情況計(jì)算。根據(jù)沉箱自重和沉箱內(nèi)填石自重的計(jì)算結(jié)果得＝822+411+252++++=（）=沉箱自重力矩+前倉(cāng)填石重+后倉(cāng)填石重=++++143+48++= ()每延米自重作用為＝/10＝()=/10=()（可變作用）碼頭前沿堆貨范圍按5m計(jì)算，G=520=100KN/m，碼頭前沿堆貨產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩：=100(+)=220KNm/m（可變作用）按《港口工程荷載規(guī)范》，本工程只計(jì)算垂直于碼頭前沿線的系船力，風(fēng)速Vx=22 m/s（按貨船計(jì)算）按（JTJ21598）。滿載時(shí)：㏒Axw=+㏒DW=+㏒580= ㏒Ayw=+㏒DW=+㏒580=取Axw==178。半載或壓載時(shí)：㏒Axw=+㏒DW=+㏒580= ㏒Ayw=+㏒DW=+㏒580=取Axw= Ayw=178。作用于船舶上計(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的縱向風(fēng)力Fyw，按（JTJ21598）：Fxw=,Fyw=AywVy178。,式中：Vx=22m/s,，由船最大輪廓≤50m，取=，則Fxw=22178。= Fyw=22178。=（可變作用）：N= (∑Fxw/sincos+∑Fyw/cossin)Nx=N sincos,Ny=cos cos,Nz=Nsin.式中：，由海船碼頭定=30176。，=15176。.=2,k=.則N=由規(guī)范（JTJ21598），系纜力為100KN，取N=100 KN則 Nx=100sin30176。cos15176。=,Ny=100xcos30176。cos15176。=,Nz=100sin15176。=26KN系纜力引起的垂直，水平作用：=Nz/10=26/10= KN/m,， =Nx/10=,傾覆力矩：MPR= +=（可變作用）各種水位時(shí)，堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力相同?！?=e′～==堆貨荷載產(chǎn)生引起的水平作用：=+=+=，堆貨荷載引起的豎直作用：==，堆貨荷載引起的傾覆力矩：=（+）+=m/m，堆貨荷載引起的穩(wěn)定力矩：==m/m（永久作用）碼頭墻后填料為塊石，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JTJ290－98《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定計(jì)算。 作用于碼頭墻背的土壓力按照J(rèn)TJ29098《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》計(jì)算，所以得主動(dòng)土壓力系數(shù)：＝＝沉箱頂面以下考慮外摩擦角，根據(jù)JTJ29098《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》，可查得Kan＝，則水平土壓力系數(shù) 豎向土壓力系數(shù) 1土壓力標(biāo)準(zhǔn)值按照J(rèn)TJ29098《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》計(jì)算： (51) (52)式中：enen2：第n層土表和土底的土壓力水平分力（）：第層土的重度（）hi：第層土的高度（m）＝1在此情況下各高程處土壓力水平向強(qiáng)度（）計(jì)算如下：土壓力引起的水平作用： =++土壓力引起的豎向作用：土壓力引起的傾覆力矩=++土壓力引起的穩(wěn)定力矩：土壓力引起的水平作用： =++土壓力引起的豎向作用：土壓力引起的傾覆力矩=++土壓力引起的穩(wěn)定力矩：土壓力引起的水平作用： =++土壓力引起的豎向作用：土壓力引起的傾覆力矩=++土壓力引起的穩(wěn)定力矩（永久作用）只計(jì)算前倉(cāng)格的貯倉(cāng)壓力，后倉(cāng)格貯倉(cāng)壓力計(jì)算方法與前倉(cāng)格相同貯倉(cāng)尺寸：H=LB=按照《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（JTS16722009）附錄E計(jì)算,故按照深倉(cāng)計(jì)算。箱內(nèi)填石：根據(jù)（JTS16722009）公式 ()σx=σzK () ()式中 σz——垂直壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；γ——倉(cāng)內(nèi)填料重度標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m3)；A——系數(shù)(1/m)；Z——計(jì)算點(diǎn)距填料頂面的深度(m)，計(jì)算倉(cāng)底板上的垂直壓力時(shí)，取倉(cāng)內(nèi)填料高度；q——作用在倉(cāng)內(nèi)填料頂面上的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；σx——側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；K——倉(cāng)內(nèi)填料的側(cè)壓力系數(shù)，取K=1sinφ；φ——填料內(nèi)摩擦角(176。)；U——倉(cāng)的橫截面內(nèi)周長(zhǎng)(m)；δ——填料與倉(cāng)壁之間的外摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值(176。)，可取δ=φ；S——空腔橫截面面積(m2)。U=(+) 2=S==表264 貯倉(cāng)壓力計(jì)算結(jié)果見表 Z（m）貯倉(cāng)壓力（kpa）0 Z（m）貯倉(cāng)壓力（kpa）000假設(shè)加入x m的水后，沉箱面板所受水壓力最大。、沉箱總重沉箱項(xiàng)自重力計(jì)算的結(jié)果得：加入x m深水后的沉箱總重后：、排開水的體積、減去前后趾后的體積、沉箱吃水計(jì)算當(dāng)x=，沉箱面板所受水壓力最大，此時(shí)。、沉箱面板所受水壓力根據(jù)JTJ22598《水運(yùn)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》重力式碼頭前后沒有剩余水頭差，即前后水位一致，所以不予考慮動(dòng)水壓力，碼頭墻后土中水的動(dòng)水壓力已在水下地震角中考慮，因此本設(shè)計(jì)只考慮地震慣性力和動(dòng)土壓力。根據(jù)材料，港區(qū)場(chǎng)址的地震基本烈度為7度。所以，要考慮地震作用。表265 水平向地震系數(shù)地震烈度7度8度9度根據(jù)水平地震系數(shù)表，取水平向地震系數(shù)＝。地震荷載作為特殊荷載，與下列荷載組成，各自的組合系數(shù)分別為：a；b、堆貨荷載：按整體計(jì)算荷載取值，；c、。，計(jì)算建筑物自重按空氣中的重力計(jì)算。表266 材料重度表材料名稱混凝土胸墻C25鋼筋混凝土沉箱C30塊石重度（kN/m3）242518水平地震慣性力與水位無關(guān)，先計(jì)算水平地震慣性力，下面以設(shè)計(jì)高水位情況為例計(jì)算，設(shè)計(jì)低水位情況相同。重力式碼頭沿高度作用于質(zhì)點(diǎn)的水平向地震慣性力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：式中： ：為綜合影響系數(shù)，取C=；KH：水平地震系數(shù)，；Wi：集中在質(zhì)點(diǎn)的重力標(biāo)準(zhǔn)值（）；：加速度分布系數(shù)，該設(shè)計(jì)取＝。設(shè)計(jì)高水位時(shí)的結(jié)構(gòu)自重力計(jì)算如表267。表267設(shè)計(jì)高水位結(jié)構(gòu)自重力（空氣中）及力臂計(jì)算表計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算式自重力Gi(KN)對(duì)前址力臂Xi(m)穩(wěn)定力矩GiXi(KNm)沉箱前后壁、縱隔墻102513703973沉箱端板、橫隔墻12225685沉箱底板10254201218沉箱前、后趾（+）1/225210沉箱豎加強(qiáng)角1/22425沉箱底加強(qiáng)角1/2( +)2625沉箱倉(cāng)內(nèi)填石[3241/2(+)2]6184413胸墻1(＋)1024720胸墻2(＋2)1024503沉箱上填沙1018沉箱上填石1（＋2）1018沉箱上填石22101872沉箱后踵填石（+）1/21018610合計(jì)　每延米自重作用　因此建筑物重心距沉箱底的距離h=根據(jù)材料，可知建筑物重心處的地震加速度水平地震慣性力PH (kN/m)為==()水平地震慣性力對(duì)前趾產(chǎn)生的傾覆力矩( kNm)為＝＝ (kNm) 豎向地震慣性力計(jì)算沿建筑物高度作用于質(zhì)點(diǎn)的豎向地震慣性力標(biāo)準(zhǔn)值按下式：式中：C：綜合影響系數(shù)，取C＝；KV：豎向地震系數(shù)，可??；：集中在質(zhì)點(diǎn) （或第分段）的重力標(biāo)準(zhǔn)值（）；：加速度分布系數(shù)，該設(shè)計(jì)?。?。對(duì)于重力式碼頭，當(dāng)設(shè)計(jì)烈度為8度和9度時(shí)，需要同時(shí)記入水平向和豎向的地震慣性力，以此對(duì)于本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)烈度為7級(jí)，可以不考慮豎向地震慣性力的計(jì)算。 地震動(dòng)土壓力計(jì)算根據(jù)JTJ22598《水運(yùn)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》這里只進(jìn)行主動(dòng)土壓力計(jì)算，下面是計(jì)算涉及的公式。①地震時(shí)作用于擋土墻后第n層頂面處單位面積上主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值 （）為②作用在墻后第n層土底面處單位面積上主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值（）為③作用在墻后背上第n層的總主動(dòng)動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值（）為式中：：墻背與鉛垂線的夾角（），本設(shè)計(jì)?。?；：地面與水平面的夾角（），本設(shè)計(jì)?。?；：地面上的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值。：第層土的重度（/m3），水下采用浮重度；hi：第層土的厚度（m）；hn：第n層土的厚度（m）；：第n層土的主動(dòng)動(dòng)土壓力系數(shù)，式中：：第n層土地震時(shí)內(nèi)摩擦角（），通?？扇∨c無地震時(shí)相同；：第n層土與墻背間的摩擦角（），本設(shè)計(jì)?。?；θ：地震角（），是W180。與W的夾角，與水平地震系數(shù)KH和綜合影響系數(shù)C有關(guān)，按下表選用。地震角設(shè)計(jì)烈度7度8度9度地震角（）水上土水下土－1可知：＝45186。，＝0，當(dāng)水面以上＝，＝；當(dāng)水面以下＝，＝。墻后土體從水位線處上下分為2層。i）設(shè)計(jì)高水位情況靜水面以上部分n＝1，＝15（），＝，＝180＝0，＝18＝27（），則＝15＝（）＝（15+27）＝（）＝（）靜水面以下部分n＝2，＝15（），＝，＝11＝（），＝11＝85（），則＝（15+）＝（）＝（15++85）＝（）（）墻后背上的總主動(dòng)動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值（）為=+＝+＝（）墻后背上的總主動(dòng)動(dòng)土壓力產(chǎn)生的傾覆力矩+=（）ii) 設(shè)計(jì)低水位情況靜水面以上部分n＝1，＝15（），＝，＝180＝0，＝18＝（），則＝15＝（）＝（15+）＝（）＝（）靜水面以下部分n＝2，＝15（），＝，＝11＝（），＝11＝（），則＝（15+）＝（）＝（15++）＝（）（）墻后背上的總主動(dòng)動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值（）為=+＝+74＝132（）墻后背上的總主動(dòng)動(dòng)土壓力產(chǎn)生的傾覆力矩+=（）（可變作用）由于擬建碼頭采用最大幅度為30m的25t門機(jī)，查《港口工程荷載規(guī)范》（JTJ21598）知代號(hào)為－6－25。查附錄三可知最大輪壓力為250kN，支腿的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值見下表。支腿編號(hào)1234支腿豎向荷載220220808010m長(zhǎng)沉箱上只能放下一個(gè)門機(jī)，最多有2個(gè)門機(jī)腿共同作用，故每個(gè)沉箱上共作用12個(gè)輪子，考慮兩種作業(yè)情況各種水位中，門機(jī)產(chǎn)生的土壓力分布范圍相同。第一種情況:前輪80KN/輪，后輪220KN/輪。門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力簡(jiǎn)化為三角形分布，集中荷載對(duì)墻后土壓力的影響深度范圍： 門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力強(qiáng)度：式中： =； =； P=22012/10=264(kN/m) =2264/=(KPa)門機(jī)后輪產(chǎn)生附加土壓力引起的水平作用和傾覆力矩：＝1/2＝（kN/m）＝＝（）門機(jī)后輪產(chǎn)生附加土壓力引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩：＝＝11（kN/m）＝11＝（）門機(jī)前輪產(chǎn)生附加土壓力引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩：G＝8012/10＝96（kN/m）＝962＝192（）第二種情況: 前輪220KN/輪，后輪80KN/輪。門機(jī)后輪產(chǎn)生的附加土壓力強(qiáng)度：P=8012/10=96（kN/m）=296/=(KPa)門機(jī)后輪產(chǎn)生附加土壓力引起的水平作用和傾覆力矩：＝1/2＝（kN/m）＝＝（）門機(jī)后輪產(chǎn)生附加土壓力引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩：＝＝（kN/m）＝＝（）門機(jī)前輪產(chǎn)生附加土壓力引起的豎向作用和穩(wěn)定力矩：G＝22012/10＝264（kN/m）＝2642＝528（）265 碼頭荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總表作用分類荷載情況垂直力水平力穩(wěn)定力矩傾覆力矩( ）( ）( )( )永久作用自極端高水位重設(shè)計(jì)高水位力設(shè)計(jì)低水位施工期填料土壓力極端高水位設(shè)計(jì)高水位設(shè)計(jì)低水位可變作用堆貨土壓力前沿堆貨100220船舶系纜力第7章 碼頭穩(wěn)定性驗(yàn)算偶然組合：因該地區(qū)地震烈度為7度，不進(jìn)行抗震計(jì)算，故不考慮偶然組合 表271作用效應(yīng)組合表 組 合 水位（永久作用） 荷 載 組 合持久組合一 極端高水位堆貨（主導(dǎo)可變）+系纜力（非主導(dǎo)可變