【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)的任務(wù)是新建設(shè)2萬噸級泊位的連云港港灌河港區(qū)燕尾作業(yè)區(qū)散雜貨碼頭。位，由于現(xiàn)有港口的通過能力已經(jīng)無法滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，所以本工程建設(shè)是很有必要的。該項(xiàng)需要對碼頭的水工結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)及部分構(gòu)件的技術(shù)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)及施工等有關(guān)問題。最后的設(shè)計(jì)成果包括計(jì)算書、說明書和三張大圖。根據(jù)該碼頭的營運(yùn)資料和自然條件，碼頭的總平面布置為：碼頭為順岸式，設(shè)后方樁臺，并由引橋連接前方碼頭與后方堆場。

　　

【正文】 系數(shù)公式： ?ycc 31014 ?? 由《碼頭工 程荷載 規(guī)范》 查得：水 溫取 則運(yùn)動(dòng) 粘性系數(shù))/10( 24 ?? sm? 船舶吃水線以下的表面積可由以下公式得出： mS ? 畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 計(jì)算系纜力，擠靠力，撞擊力 a. 由風(fēng)和 水流產(chǎn)生的系纜力 b. 由風(fēng)和水流產(chǎn)生的擠靠力 c. 船舶靠岸時(shí)產(chǎn)生的撞擊力 d. 系泊船舶在波浪作用下產(chǎn)生的撞擊力 系纜力計(jì)算： 風(fēng)：KNF KNFywxw ?? 水：KNF KNFKNF yc x m cXS C ,? ?? ( 00 0,30 ?? ?? ) 情況一： 時(shí)smVsmVyx /0,/22 ?? 橫向： KNFX ?? 縱向： KNFF ycy 8 4??? N= 情況二： 時(shí)smVsmVyx /22,/0 ?? 橫向： KNF X ?? 縱向： KNFy 8 4?? ?N 根據(jù)《港口工程荷載規(guī)范》 20200T 船舶系纜力標(biāo)準(zhǔn)值不小于 500kn N 取 1000kn 系纜力： KNN 1 0 0 0? KNNKNNKNNzyx0866500??? 畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 (系纜力作用點(diǎn)距離碼頭前沿線為 ，距離碼頭面高為 ，按 8 跨的結(jié)構(gòu)段查得在接受力排架上的水平力分配系數(shù)為 ) 折減為： KNNX ? 所以系纜力對橫線排架產(chǎn)生的彎矩為： mKNM .1 5 2 0? 撞擊力： 船舶靠岸時(shí)的撞擊力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)船舶有效撞擊能量橡膠舷性能曲線和靠船結(jié)構(gòu)的剛度確定 船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量計(jì)算公式： KJE 2 40 ? 滿載排水量： tfm 27542??? 假設(shè)有效撞擊能量全部被橡膠護(hù)舷所吸收，即碼頭采用TDB600H?2500+2800 型護(hù)舷連續(xù)豎向布置于各橫向排架前沿，并取一段橫向布置于豎向護(hù)舷上方，按設(shè)船舶干舷與橡膠護(hù)舷的接觸情況取接觸長度 ，查得撞擊力為 1375kn。 假定撞擊力作用點(diǎn)在船舶與橡膠護(hù)舷接觸長度中點(diǎn)，取最不利情況驗(yàn)算，撞擊力距離靠船構(gòu)件底部 ，則撞擊力對橫梁中和軸產(chǎn)生的彎矩為： KNM *1 3 7 5* ?? . 2樁力估算 初步設(shè)計(jì)時(shí)簡化計(jì)算，橫向排架按多跨簡支梁進(jìn)行計(jì)算（將 B,C 簡化為鉸接且 mknMMCB .0??），系纜力水平分力和 撞擊力完全由叉樁承受； （ 1） 永久荷載產(chǎn)生的樁力 圖 49 永久荷載作用如上圖，其中畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 mKNQKNF KNFFKNFKNF /, 0 8 0 5 1, 0 8, 2 25 4321 ?? ????? ， 由結(jié)構(gòu)靜力學(xué)求得：, 2 8 5 , 9 0, 3 5 7 KNF KNFKNF C BA ? ?? （ 2） 堆貨荷載產(chǎn)生的樁力 圖 410 堆貨荷載作用如上圖，其中KNFKNF FKNFKNF 5 0 8, 0 1 2, 0 8, 5 7 54 321 ?? ??? ， ， 由結(jié)構(gòu)靜力學(xué)求得：KNF KNFKNF C BA 1 1 , 0 1 2, 1 1? ?? （ 3） 門機(jī)荷載產(chǎn)生樁力 樁力 1N 2N 3N 4N 5N KN 樁力 1N 2N 3N 4N 5N KN 畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 圖 411 堆貨荷載作用如上圖， 工況 1 時(shí) KNFKNF 4 9, 0 6 021 ?? 工況 2 時(shí) KNFKNF 0 6 0, 4 921 ?? 由結(jié)構(gòu)靜力學(xué)求得：工況 1：KNF KNFKNF C BA ,0,2060? ?? 工況 2：KNF KNFKNF C BA 0 6 0 ,0, 4 9? ?? （ 4） 系纜力產(chǎn)生樁力 圖 412 （ 5） 撞擊力產(chǎn)生的樁力 樁力 1N 2N 3N 4N 5N 工況 1（ KN） 0 工況 2（ KN） 0 樁力 1N 2N 3N 4N 5N KN 畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 圖 413 樁力組合： 備注：在荷載組合時(shí)考慮各種荷載分項(xiàng)系數(shù)以及可變作用的主導(dǎo)與非主導(dǎo)效應(yīng)，同時(shí)在組合時(shí)按最不利情況計(jì)算，出現(xiàn)負(fù)值則取零計(jì)算。 . 3樁長計(jì)算 根據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》，樁基宜選擇中密或密實(shí)砂層，硬粘土層，碎石類土或分化巖等良好土層作 為樁基持力層。根據(jù)地址資料分析可知第 4 層，主要樁力 1N 2N 3N 4N 5N KN 荷載 1N 2N 3N 4N 5N 1 0 2 0 1+2+3+5 1+2+4+5 1+2+6 最大樁力 畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 礦物成份為灰黃灰色粉細(xì)砂等屬正常和超固結(jié)土，強(qiáng)度好。這些土層的樁側(cè)摩阻力和樁端承載力較大，工程性質(zhì)好，是理想的樁尖持力層。 最大樁力為： 直樁 碼頭邊坡采用自然邊坡 約 1： （范圍較?。? 和 1： 3 樁基頂高程： 設(shè)計(jì)樁底高程： 55m 圖 414 樁身實(shí)心或樁端封閉 的打入樁軸向抗壓承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算： knQd 6143? 考慮群樁效應(yīng)： knQd ? 滿足要求 引橋設(shè)計(jì) 截面尺寸及跨度 面板采用預(yù)應(yīng)力鉸接空心板 h=45cm， 2m板寬的計(jì)算截面，墊層取 5cm，空心 d=25cm，混凝土標(biāo)號為40c 計(jì)算時(shí)簡化為工字型截面，計(jì)算得到： 231 0 .0 6 7 56w bh m?? 引橋?qū)?12m，需要 6 塊 2m 寬的空心板。引橋不設(shè)計(jì)縱梁，空心板擱置在預(yù)制橫梁上，擱置長度為 20cm，橫梁間距 9m。 計(jì)算跨度： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 施工期計(jì)算跨度： elln ??0 ??? （使用期也按簡支板計(jì)算） 荷載計(jì)算 （ 1）永久荷載（單寬計(jì)算） 空心板及磨耗層自重： mknq /?永 永久荷載彎矩： KNM ?永 （ 1） 可變荷載：在傳遞范圍內(nèi)取單寬考慮以堆載代替水平流動(dòng)機(jī)械荷載和人群荷載。 mknq /20?變 2 1 6 KNM ?變 截面抗裂驗(yàn)算 KNM ? MWfk tkmf ?? ~ ?? （滿足要求） 預(yù)制橫梁擱置在樁帽上，當(dāng)作連續(xù)梁來計(jì)算，樁帽中心距 ，頂寬，所以彎矩計(jì)算跨度 均按連續(xù)梁計(jì)算： mllbmln , 0 ??? ， 圖 415 畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 荷載計(jì)算 （ 1）永久荷載 :橫梁自重 mknq /?永 空心板和磨耗層傳遞自重： mknq /?空 永久荷載彎矩： ?永M （ 2）可變荷載：施工荷載 mknq /27?施 施工荷載彎矩： ?永M 堆貨荷載代替水平流動(dòng)機(jī)械與人群荷載： mknq /200?堆 堆貨荷載彎矩： ?堆M 截面抗裂計(jì)算 (1)施工期： 總彎矩： M= 截面抗彎模量： 261 bhw ? ? 抗裂安全系數(shù) ： MWfk tkmf ?? =（ 2 級鋼筋 ~） 式中：fk抗裂安全系數(shù)，參考范圍為 1 級鋼筋 ~， 2 級鋼筋 ~。 （ 2）使用期： 總彎矩： M= 截面抗彎模量： 261 bhw ? ? 抗裂安全系數(shù)： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 MWfk tkmf ?? =（ 2 級鋼筋 ~ 施工期，使用期均滿 足要求 樁承載力計(jì)算 圖 416 受力如上圖所示： R1=R3= R2= 單樁抗壓極限承載力： Qd= m axd ? 滿足要求 畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 五、 技術(shù)設(shè)計(jì) 面板技術(shù)設(shè)計(jì) （ 1） 面板基本尺度，由初步設(shè)計(jì)可知，預(yù)制板 25cm，現(xiàn)澆層及磨耗層都為 15cm，預(yù)制面板擱置長度為 15cm （ 2） 預(yù)制梁高度，門機(jī)軌道 ，中縱梁 ，邊縱梁 （ 3） 荷載 :永久荷載：鋼筋混? ? kN/ 3m , ?素混?kN/ 3m 可變作用： ：施工荷載 ,預(yù)制面板吊運(yùn)系數(shù)取 ?? ：堆貨荷載 （以堆貨荷載代替水平運(yùn)輸機(jī)械） （ 1） 短暫狀況 施工期 工況 1：預(yù)制面板擱置在縱梁上，按簡支板計(jì)算，取最大跨度計(jì)算，凈跨mln ? 計(jì)算跨度： ml 0 ?（彎矩） mll n ?? （剪力） 荷載作用：施工期荷載主要為面板自重和施工荷載 ① 永久荷載： kn/?永q 永久荷載彎矩： ?永跨中M 剪力 : knv ? ② 永久荷載： kn/?施q 施工荷載彎矩： ?施M 剪力 : knv ? 畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 工況 2：預(yù)制面板吊運(yùn)內(nèi)力 預(yù)制板的分塊寬度，在施工條件允許且不因吊運(yùn)而增加配筋時(shí)，應(yīng)盡量加大，垂直板跨方向分為倆塊 圖 51 預(yù) 制 面 板 采 用 四 點(diǎn) 吊 ， 吊 點(diǎn) 距 離 邊 緣 ， 所 以 計(jì) 算 跨 度mlml xy ,4 ?? ，吊運(yùn)動(dòng)荷載系數(shù)取 ， ?yx ll ，混凝土 61?? ，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》查得： 0 3 1 ??對應(yīng)的xM 1 2 0 ?yyM ?對應(yīng)的 ?oxoxM ?對應(yīng)的 1 3 3 ?oyoyM ?對應(yīng)的 面板自重 k p ahq 1 2 ??????? 鋼混?? ,彎矩： 2yqlM ?? 則 : 3 knMx ? mknMy .? mknM ox .? mknMoy .3 8 ? （ 2） 持久狀況 使用期 使用期現(xiàn)澆面板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，與 預(yù)制板共同承受荷載，面板為連續(xù)結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法求面板內(nèi)力，取最大跨度計(jì)算，凈跨 mln ? 計(jì)算跨度0l：)4,(, 101 01 ???? ?? lBlllB lllB nn時(shí)，時(shí)， 畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 彎矩跨度： mlo ? 計(jì)算剪力： mll n ?? 堆貨荷載： kpa30?堆q 堆貨荷載產(chǎn)生的彎矩： ?施M 板厚與肋高之比： , ??Hh 彎矩系數(shù)為：支座 跨中： 所以連續(xù)梁跨中彎矩： mknM .? 2 ?支座M 剪力 : knv ?