【文章內(nèi)容簡介】 2 159 sin10+23 +23+2 23 218m 設(shè)計底標(biāo)高為 平面方案比選 庫場面積確定： 件雜貨倉庫和堆場的總面積按下式計算： 44 式中： Q 為年貨運量， 40 萬噸；為倉庫（堆場）不平衡系數(shù)，取 ；為貨物最大入庫（場）百分比，取 100％（不考慮直取作業(yè)）； q 為單位有效面積的貨物堆存量，取 ；為倉庫（堆場）年營運天數(shù)，取 350d；為倉庫總面積利用率，取 65％；為貨物在庫（場）的平均堆存期，取 10d。 從而可求得＝ 17582，取 18000。 平面布置： 碼頭前沿地帶。寬取 14m,門機前輪距碼頭前沿線 ，門機軌距 。該地帶主要作為布置前方鐵路線、道路、門機軌道以及進(jìn)行貨物裝卸作業(yè)和流動起重運輸機械回轉(zhuǎn)運行的區(qū)域。 前方堆場。寬 取 21m。主要是用來堆放裝卸下來臨時堆存的貨物。 件雜貨堆場。分為一線二線，一線庫場的容量按一艘設(shè)計船型的裝卸量考慮，取 9000m2,矩形布置，長 140m，寬 65m，面積 9100 m2。二線庫場取相同的布置，則件雜貨的庫場總面積為 18200 m2 裝卸工藝設(shè)計 裝卸船采用門機，水平運輸采用拖掛車，庫場作業(yè)采用鏟車和輪胎吊機。 10t門機臺時效率一般為 30~50t，取 40t，晝夜裝卸作業(yè)時間取 18h，碼頭全年工作天數(shù)取 330d，則每臺門機全年可完成裝卸量 萬噸，根據(jù) 40 萬噸的設(shè)計吞吐能力，需配置 2 臺 10t 門機。水平運輸拖掛車一拖三掛為一組，運距按 100m計算，掛車每次運量取 10t，行車速度按 5km/h 計算，拆、掛鉤及調(diào)頭等時間按每次 100s 計算，每小時可運輸 10 次，配一組拖掛車完全可以滿足兩臺門機的作業(yè)。檢修等機動機械數(shù)量，全港統(tǒng)一考慮。 結(jié)構(gòu)選型 結(jié)構(gòu)型式 重力式結(jié)構(gòu)具有堅固耐久、可承受較大的碼頭地面荷載、對碼頭地面超載和裝卸工藝變化適應(yīng)性強、施工較較簡單等優(yōu)點，在地基條件適合情況下，常為首先考慮的碼頭結(jié)構(gòu)型式。本工程地基經(jīng)過處理，可以有較大的承載能力，能適應(yīng)于重力式結(jié)。在使用上，碼頭 荷載較大，采用重力式結(jié)構(gòu)比較合適。因此重力式結(jié)構(gòu)是一個比較理想的結(jié)構(gòu)型式。 在重力式碼頭結(jié)構(gòu)中，按照墻身結(jié)構(gòu)不同有塊體結(jié)構(gòu)，沉箱結(jié)構(gòu)，扶壁結(jié)構(gòu)，大圓筒結(jié)構(gòu)等分類。本碼頭設(shè)計采用沉箱結(jié)構(gòu)，和其他重力式機構(gòu)相比較，沉箱結(jié)構(gòu)有以下特點，優(yōu)點方面：施工速度快，水下工程量少，結(jié)構(gòu)整體性和抗震性能好；缺點方面：需要鋼材多，耐久性不如塊體碼頭，需要專門的預(yù)制和水下設(shè)備。 構(gòu)造尺度 形尺寸 沉箱長度由施工設(shè)備能力、施工要求和碼頭變形縫間距確定。該碼頭的施工條件良好，沒有特殊要求和限制，重力式碼頭變形縫間距一般采取 10～ 30m，取沉箱長度為 ，碼頭總長度 189m，共 14 個沉箱。沉箱高程取決于機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 ，基床頂高程取港池底高程－ ，沉箱高度為 。沉箱寬度主要由碼頭的水平滑動及傾覆的穩(wěn)定性和基床及地基的承載力確定，根據(jù)工程經(jīng)驗一般為碼頭墻高的 倍左右，初步取 （包括前趾和后踵各 1m 的懸臂）。 墻設(shè)置 為了增加沉箱的剛度和減小箱壁和底板的計算跨度，在箱內(nèi)設(shè)置一道縱向隔墻和 3 道橫向隔墻。 件尺寸 根據(jù)規(guī)范對沉箱構(gòu)件的構(gòu)造要求 和本碼頭的受荷情況及工程經(jīng)驗，初步擬定沉箱各構(gòu)件的尺寸為：箱壁厚度 35cm，底板厚度 50cm，隔墻厚度 20cm，在各構(gòu)件連接處設(shè)置 20cm 20cm 的加強角，以減少應(yīng)力集中。 寸 采用階梯式胸墻，底高程取 （使沉箱嵌入胸墻 10cm），頂寬 2m。 寸 暗機床，基床厚度取 3m，底寬取 ，前肩寬 ，后肩寬 。 圖 51 碼頭結(jié)構(gòu)圖 作用分析 用 結(jié)構(gòu)自重力（永久作用） 結(jié)構(gòu)自重力受水位影響，應(yīng)對極端高水位、設(shè)計高水位、設(shè)計低水位，三種不同的水位情況分別計算，并對施工期設(shè)計高水位進(jìn) 行計算。為了方便列表計算。 極端高水位情況 圖 52 極端高水位作用分布圖（標(biāo)高單位： m） 表 51 極端高水位自重作用計算表 計算項目 自重力 對前趾力臂 穩(wěn)定力矩 計算式 Gi（ KN） X（ m） 沉箱前后壁、縱隔墻 15 4 沉箱端板、橫隔墻 2 15 4 沉箱底板 6 15 4 沉箱前、后趾 （ +） 2 15/2 4 2 32 15/2 4 沉箱底加強角 2 + 2 8 15/2 4 沉箱前、后倉填石 [〔 24/2 2 + 2/2]4112 4 1 （ 24＋ 14） 3 2 6 14 4 沉箱上填石 （ 18＋ 11） 4 6 （ +）/2 11 設(shè)計高水位情況 圖 53 設(shè)計高水位作用分布圖（標(biāo)高單位： m） 表 22 設(shè)計高水位自重作用 計算表 計算項目 自重力 對前趾力臂 穩(wěn)定力矩 計算式 Gi（ KN） X（ m） 15 4 沉箱端板、橫隔墻 2 15 4 沉箱底板 6 15 4 沉箱前、后趾 （ +） 2 15/2 4 2 32 15/2 4 沉箱底加強角 2 + 2 8 15/2 4 沉箱前、后倉填石 [〔 2 4/2 2 + 2/2] 4 11 2 4 1 （ 24＋ 14） 3 2 6 14 4 沉箱上填石 （ 18＋ 11） 4 6 （ +）/2 11 圖 54 設(shè)計低水位作用分布圖 表 53 設(shè)計底水位自重作用計算表 計算項目 自重力 對前趾力臂 穩(wěn)定力矩 計算式 Gi（ KN） X（ m） （ 25+ 15） 4 （ 25+ 15） 2 4 6 15 4 沉箱前、后趾 （ +） 2 15/2 4 2（ 25+ 15） 32/2 4 2 + 2 8 15/2 4 沉箱前、后倉填石 [ 2 ] 4 18 +[ 24/2 2 + 2/2] 4 18 2 4 胸墻 1 24 3 胸墻 2 6 24 4 沉箱上填石 18 4 6 沉箱后踵填石 [ 18+（ +）/2 11] 每延米自重作用 施工期情況 圖 55 施工期作用分布圖 施工期結(jié)構(gòu)自重力由沉箱和沉箱內(nèi)填石組成，按照設(shè)計高水位情況計算。根據(jù)表 3－ 4 中沉箱自重和沉箱內(nèi)填石自重的計算結(jié)果得： ＝ ++++++ ++2430++++ 每延米自重作用為 ＝ /15＝ /15 碼頭后填料土壓力（永久作用） 碼頭墻后填料為塊石，水上重度，水下重度，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)計與施工規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定計算，本設(shè)計的計算項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）和門機荷載產(chǎn)生的土壓力（可變作用），堆貨與門機荷載產(chǎn)生的土壓力計算比較簡單，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)對不同的水位分別進(jìn)行計算。 作用于碼頭墻背的土壓力按照 JTJ29098《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》計算，所以得主動土壓力系數(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 JTJ29098《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》 計算： （ 51） （ 52） 式中： en en2） ：第層土的重度（） hi：第層土的高度（ m） ＝ 1 1）碼頭墻后填料產(chǎn)生的土壓力（永久作用） ① 極端高水位情況 在此情況下各高程處土壓力水平向強度（）計算如下： 土壓力強度分布圖見圖 52。 土壓力引起的水平作用： ++ 土壓力引起的豎向作用： 土壓力對碼頭前趾的傾覆力矩 ++ 土壓力對碼頭前趾的穩(wěn)定力矩 設(shè)計高水位情況： 土壓力強度分布圖見圖 53。 土壓力引起的水平作用： ++ 土壓力引起的豎向作用： 土壓力對碼頭前趾的傾覆力矩 ++ 土壓力對碼頭前趾的穩(wěn)定力矩 設(shè)計低水位情況： 土壓力強度分布圖見圖 54。 土壓力引起的水平作用： ++ 土壓力引起的豎向作用： 土壓力對碼頭前趾的傾覆力矩 ++ 土壓力對碼頭前趾的穩(wěn)定 力矩 貯倉壓力（永久作用） JTJ29098《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》規(guī)定沉箱內(nèi)填料對箱壁和底板的作用按貯倉壓力計算，下面按該規(guī)定計算前后倉格的貯倉壓力。由前后倉的倉格尺寸及填料情況均相同，這里只計算前倉的貯倉壓力，后倉情況相同。 1） 前倉格貯倉壓力 倉格截面尺寸為 L B ，填料高度 H 。 由，根據(jù) JTJ290－ 98《重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范》的規(guī)定按深倉計算。 箱內(nèi)填料為塊石，倉內(nèi)填料內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值為 o，填料與倉壁之間的外摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值為＝ 30o，倉內(nèi)填料的重度標(biāo)準(zhǔn)值為 ＝ 11kN/m3. 根據(jù)（ JTJ290－ 98）公式（ 4） 倉內(nèi)填料的側(cè)壓力系數(shù)， 倉格截面的周長 U＝ 2（ +）＝ （ m）， 面積 S＝ ＝ （ m2）。 根據(jù)（ JTJ290－ 98）公式（ 1~3）可求得系數(shù) A ＝ （ 1/m） 則任意深度處的垂直壓力和側(cè)壓力按公式 53 54 計算。 在填料表面壓力為零， 沿深度 z 按指數(shù)曲線變化，箱底壓力最大。以 m 代入可得到箱底的側(cè)壓力和底板上的壓力 （） ＝ （） 貯倉壓力分布圖見圖 52 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。 沉箱碼頭主要包括：堆貨（前沿和后方）、流動機械荷載（如門機、裝卸橋等）引起的重力、土壓力等、以及船舶作用荷載（只考慮系纜力）、波浪力等。 堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力（可變作用） 各種水位時，堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力標(biāo)準(zhǔn)值均相同，沉箱頂、 底的土壓力強度分別為： ＝ 30 ＝ （） ＝ 30 ＝ （） 堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力示意圖如圖 22。 堆貨荷載引起的土壓力水平作用為 ＋ ＝ + （） 堆貨荷載引起的土壓力豎向作用為 ＝ tg15176。＝ （） 堆貨荷載所產(chǎn)生的土壓力傾覆力矩為 ＝ （ ＋ ）＋ ＝ （） 堆貨荷載所產(chǎn)生的土壓力穩(wěn)定力矩為 ＝ 7＝ （ ） 碼頭前沿堆貨引起的豎向作用（可變作用） 碼頭前沿堆貨范圍按 5m 計算 G 5 30 150（ KN/m） 碼頭前沿堆貨產(chǎn)生的穩(wěn)定力