【文章內(nèi)容簡介】 主要包括面層面板縱梁橫梁樁帽基樁靠船構(gòu)件系船設(shè)備防沖設(shè)備工藝管溝等 構(gòu)的寬度 該碼頭為寬樁臺高樁碼頭碼頭結(jié)構(gòu)的總尺度主要取決于岸坡的地質(zhì)條件地基加固方式和所采用的接岸結(jié)構(gòu)形式和位置考慮到結(jié)構(gòu)總寬度內(nèi)作用的荷載性質(zhì)和大小的不同用縱縫將結(jié)構(gòu)分為前后兩部分前方樁臺和后方樁臺前方樁臺的寬度一般采用碼頭前沿地帶的寬度該碼頭取 145m 后方樁臺寬度取 455m 構(gòu)沿長度方向的分段 為避免在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力和沉降應(yīng)力應(yīng)沿碼頭長度方向隔一定的距設(shè)置變形縫變形縫的寬度一般采用 2030mm 變形縫內(nèi)采用泡沫塑料等柔性材料填充以保證結(jié)構(gòu)自由伸縮根據(jù)要求該碼頭的變形縫采用懸臂梁式懸臂長 20m每個泊位沿長度方向分為 4 段每段長 60m 其中橫向排架間距 7m 每段碼頭 9 根橫向排架 架中樁的布置 橫向排架中樁的數(shù)目和布置決定于樁臺的寬度和碼頭荷載該碼頭的樁屬于摩擦樁為充分發(fā)揮單樁的承載力前方樁臺樁與樁的中心距取 525m 后方樁臺樁與樁的中心距取 60m 考慮到有船舶撞擊力的作用在橫向排架布置一組雙叉樁 在海側(cè)門機軌道梁下布置雙直樁陸側(cè)門機軌道梁下布置雙叉樁海側(cè)軌道梁距碼頭前沿 20m 前后方樁臺接縫處橫梁懸臂 2m 后方樁臺懸臂 2m 叉樁坡度為 3∶ 1 橫向排架中的斜樁在設(shè)計施工時應(yīng)在平面內(nèi)扭轉(zhuǎn) 15176。 架的間距和樁的縱向布置 橫向排架間距的選擇與碼頭結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性有很大關(guān)系經(jīng)分析比較前后方樁臺的排架間距取 70m 沿碼頭長度方向上沒有布置縱向叉樁和半叉樁 件的布置 靠船構(gòu)件主要承受船舶的水平撞擊力在每一個橫向排架正前方都布置一個靠船構(gòu)件避免船舶直接作用在碼頭結(jié)構(gòu)物上而破壞碼頭前沿的輔助設(shè)施 件的布置 系船 柱布置在橫向排架正上方每 8 跨布置一個且距碼頭前沿 10m 處 53 構(gòu)造尺度 樁選用預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁 650mm 650mm 空心直徑 300mm 樁長 3665m 沿長度方向分為三部分樁頭段樁腰段和樁尖段如圖 52 樁頭段和樁尖段受打樁震動影響較大箍筋應(yīng)適當(dāng)加密為防止樁頭被打碎樁頂應(yīng)加設(shè) 35 層鋼筋網(wǎng)為了便于打入樁尖應(yīng)做成楔形樁尖差長度取 900mm 見圖 52 圖 52 樁帽采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土平面形狀為方形雙樁樁帽取 2600mm 1500mm 單樁樁帽取 1350mm 1350mm 尺寸如圖 53 圖 53 橫 梁是梁板式高樁碼頭的主要受力構(gòu)件作用在碼頭上的幾乎所有荷載都是通過它傳給樁基受力比較復(fù)雜前方樁臺橫梁采用連續(xù)梁后方樁臺橫梁采用簡支梁結(jié)構(gòu)形式為疊合梁下部分為預(yù)制梁上部分為現(xiàn)澆梁斷面尺寸如圖 54 考慮到碼頭的整體穩(wěn)定性縱梁采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式為疊合梁下部分為預(yù)制梁上部分為現(xiàn)澆梁其布置在裝斜橋軌道下面結(jié)構(gòu)斷面尺寸如圖 55 圖 55 圖 54 面板采用預(yù)制實心面板板厚 500mm 如圖 56 圖 56 件 為固定緩沖設(shè)備護木或橡膠護舷而設(shè)置的選 擇懸臂板式由懸臂板胸墻板和水平縱梁三部分組成其尺寸如圖 57 圖 57 54 作用分析 參考設(shè)計任務(wù)書高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范 JTJ 2919831 和 32《港口工程荷載規(guī)范》 JTJ21598 地震作用參考水運工程抗震設(shè)計規(guī)范 JTJ22598 計算所有作用在結(jié)構(gòu)上的荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值一般包括自重土壓水壓波浪水流地震以及使用荷載船舶荷載機械荷載等 尤其注意為了搞清標(biāo)準(zhǔn)值組合值準(zhǔn)永久值作用作用效應(yīng)效應(yīng)組合等概念建議詳細(xì)看明白港口工程荷載規(guī)范 JTJ21598 的 3 作用的分類及組合 用 量值隨時間的變化與平均值相 比可以忽略的作用如結(jié)構(gòu)自重力預(yù)加應(yīng)力土重力及由永久作用引起的土壓力固定設(shè)備重力固定水位的靜水壓力及浮托力等 高樁碼頭各部位混凝土強度等級參考高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范 JTJ 29198 土壓力標(biāo)準(zhǔn)值的計算參考重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范 JTJ2909835 用 量值隨時間的變化與平均值相比不可忽略的作用包括堆貨起重和運輸機械荷載汽車鐵路纜車人群船舶風(fēng)浪水流施工荷載可變作用引起的土壓力畢業(yè)設(shè)計主要考慮以下幾項 堆貨均布荷載 前方承臺 30kPa 后方承臺 40kPa 門座起重機見圖 58 兩機最小間距 15m 25t 門座起重機 軌距 105m 基距 105m 每支腿 6 個輪子 輪壓海側(cè)軌 250kN 輪陸側(cè)軌 250kN 輪 圖 58 國產(chǎn)平板掛車 滿載時軸壓 163KN 輪壓接地面積 mm2 單長寬 05 02 如圖 59 所示 圖 59 船舶作用荷載 主要包括與船舶有關(guān)的系纜力擠靠力和撞擊力 撞擊力撞擊力取船舶靠岸時產(chǎn)生的撞擊力和停泊時波浪引起的撞擊力之大值 船舶靠岸速度取 01ms 注意水平集中力如系纜力和撞擊力的橫向分力在各排架中要進行分配分配系數(shù)參考高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范 JTJ 29198 附錄 A 用 不一定出現(xiàn)一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時間很短的作用基本烈度為 7 度地震設(shè)計烈度取基本烈度 55 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析 需要驗算結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性 參考教材《港工建筑物》 47 高樁碼頭建筑物整體穩(wěn)定性的驗算港口工程地基規(guī)范 JTJ25098第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計 嚴(yán)格來說高樁碼頭是一個空間整體結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該按照空間問題計算但實際設(shè)計中多將其視為平面問題進行處理即僅取一個排架作為計算單元這種簡化的前提是 1 碼頭分段的長度遠(yuǎn)大于碼頭寬度使得縱向剛度較小橫向剛度相對較大各橫向排架近似于獨立工作 2 碼頭分段內(nèi)橫向排架的間距結(jié) 構(gòu)荷載條件承載能力基本相同 由于排架中設(shè)有叉樁使得排架整體的水平位移較小水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力也較小因此假定排架主要受到豎向荷載的影響水平荷載完全由叉樁承擔(dān) 由于橫梁抗彎剛度遠(yuǎn)大于樁的抗彎剛度且橫梁跨度小于樁長使得橫梁的線剛度遠(yuǎn)大于樁的線剛度當(dāng)橫梁與樁交接處受到彎矩作用時樁端分配的彎矩很小在計算中往往可以忽略因此可假定樁與橫梁之間為鉸接在豎向荷載作用下樁只受到軸向力而不受彎 61 面板設(shè)計 根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置該碼頭選用鋼筋混凝土實心預(yù)制板前后邊板為單向板其余為雙向板選擇計算一塊四邊與縱橫梁相連的雙向板進行計算見圖 61 圖 61 則 施工期預(yù)制面板安裝在橫梁上按簡支板計算 使用期面板與縱橫梁整體連接為連續(xù)板板的內(nèi)力計算首先按四邊簡支板查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算實用手冊》計算出兩個方向的跨中彎矩 MxMy 連續(xù)板的跨中 My 支座彎矩?。?075Mx－ 075 My 數(shù) 主要指跨度參考高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范 JTJ 2919841 板 對于簡支板取 Lo Lh 如 L e1 取 Lo Lne1 對于連續(xù)板當(dāng) B1≤ 01L 時取 L0 L 當(dāng) B1 01L 時取 L0 11L L 板的中心間距 m L0 板的計算跨度 m Ln 板的凈跨 m h 板的 厚度 m 取 500mm e1 板的擱置長度 m 取 02m B1 梁的上緣寬度 m 簡支板 因 h e 故取 彎矩計算 Lo L ne 6202 640m 連續(xù)板 橫向因 B1 06m 01L 0525m 故取 Lo 5115m 縱向 因 B1 08m 01L 07m 故取 L0 682m 析 面板上的永久作用和可變作用包括短暫狀況和持久狀況 永久作用主要是結(jié)構(gòu)自重現(xiàn)澆面層 24kNm3 預(yù)制面板 25kNm3 現(xiàn)澆面層 r 24kNm3h 015m q rh 240 15 36kPa 預(yù)制面板 r 25kNm3h 05m q rh 2505 125kPa 可變作用 1 短暫狀況施工荷載 3kPa 參考港口工程荷載規(guī)范》 JTJ21598 預(yù)制板吊運荷載 施工荷載 3 kPa 預(yù)制板吊運 預(yù)制板尺寸 Lx 465003 2 471m Ly 62202 66m 預(yù)制板為四點吊運吊運時取動力系數(shù)α 13 吊點位置見圖 62 圖 62 2 持久狀況堆貨均布荷載平板拖掛車荷載等 堆貨均布荷載碼頭前后方樁臺均布荷 載標(biāo)準(zhǔn)值 q 30kPa 碼頭后方堆場 q 30kPa 應(yīng)計算 短暫狀況施工期按簡支板計算 可變作用施工荷載 q 3kpa 彎矩計算 M1 qL02 3 642 1536kN mm 永久作用板自重引起的內(nèi)力 q1 125kPa 彎矩計算 M1 qL02 125 642 64kN mm 可變作用施工荷載引起的內(nèi)力預(yù)制板吊運按四點支撐板查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》計算雙向彎矩 2 持久狀況使用期根據(jù)板與支座的連接方式確定為連續(xù)板或四邊簡支板 永久作用結(jié)構(gòu)自重磨耗層現(xiàn)澆面層預(yù)制面板引起的內(nèi)力 板自重同短暫狀況 M 64kN m 面層荷載 q 36 kPa Lx 5115mLy 682m 見圖 63 圖 63 075 查詢《建筑結(jié)構(gòu)靜力手冊》第 216 頁表 416 并根據(jù)查詢結(jié)果計算系數(shù)為 系數(shù) My 00620 系數(shù) Mx 00317 根據(jù)公式彎矩 表中系數(shù) qL02L0 取 Lx 和 Ly 中較小值 q 36kPa 計算結(jié)果如下 Mx 00317 36 51152＝ 2986 kN m My 00620 36 51152＝ 5840kN m 連續(xù)板的跨中彎矩 Mx 0525 2986＝ 157kN m My 0525 5840＝ 307kN m 連續(xù)板的支座彎矩 Mx′ － 075 2986＝－ 224kN m My′ － 075 5840＝－ 438kN m 可變作用堆貨均布荷載運輸機械荷載等引起的內(nèi)力注意通常情況下堆貨均布荷載多臺運輸機械不可能同時作用在一塊面板上因此只需計算出不同可變荷載作用下的內(nèi)力取最大的作為控制內(nèi)力即可 40t 平板拖掛車作用 重載時車軸最大軸壓 163KN 單輪接地面積 05 02 40t 平板拖掛車荷載經(jīng)面層傳遞后集中荷載沿 LaLb 方向的傳遞寬度如下 a1 S a02h 28052015 33m 61 b1 b02h 052015 08m 6 2 S 重合部分 h 為面層厚度 由于荷載作用在對稱軸上見下圖根據(jù)《港口航道與海岸工程匯編 1 下冊》第1225 頁相關(guān)公式進行計算 情況一見圖 64 圖 64 對于情況一 la 5115m lb 682m a1 33m b1 08m b1 02 Ma α0p α0a1b1q 6 3 Mb β0p β0a1b1q 6 4 α 0 α 1 －α 2 65 β 0 β 1 －β 2 66 a1β 1 按 a a1b 2 b1b1 查表得 α 1 0127 β 1 0104 α 2β 2 按 a a1b 2b1 查表得 α 2 0141 β 2 0149 α 0 α 1 －α 2 α 0 0127 0802 02－ 0141 0208 06 β 0 β 1 －β 2 β 0 0104 0802 02－ 0149 0208 0483 Ma α0p α0a1b1q 06163 9780KNm Mb β0p β0a1b1q 048163 7873KNm 圖 65 對于情況二見圖 65 la 5115m lb 682m b1 33 a1 08m a1 02 Ma α0p α0a1b1q Mb β0p β0a1b1q α 0 α 1 －α 2 β 0 β 1 －β 2 α 1β 1 按 a a1b 2 a1a1 b 33 a 2 0802 2 查表得 α1 0141 β 1 0095 α 2β 2 按 b b1a 2 a1 b 33 a 2 02 04 查表得 α 2 0