【導讀】大連海洋大學本科畢業(yè)設計。遼東灣某漁港總平面布置及重力式碼頭結構設計

　　

【正文】 永久作用） 碼頭墻后填料為塊石，內(nèi)摩擦角 ? ＝ ?45 ，沉箱頂面以下考慮墻背外摩擦角?153/ ???? 。作用于碼頭墻背的土壓力按 JTJ290－ 98《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》的有關規(guī)定計算。 作用于碼頭墻背的土壓力按照 JTJ29098《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》計算，所以得主動土壓力系數(shù)： anK ＝ )245(tan2 ??? ＝ 沉箱頂面以 下考慮外摩擦角，根據(jù) JTJ29098《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》，可查得 Kan＝ ，則 水平土壓力系數(shù) o ?????? ?osKK anax 豎向土壓力系數(shù) in ?????? ?anay KK 1 土壓力標準值按照 JTJ29098《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》計算： ?? c o s)( 101 ???? ??? anini in Khe (51) ?? c o s)( 02 ???? ?? anini in Khe (52) 式中： en en2：第 n 層土表和土底的土壓力水平分力（ kPa ） i? ：第 i 層土的重度（ 3kN/m ） hi：第 i 層土的高度（ m） ?cos ＝ 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（ kPa ） 計算如下： ?e ? ?K P ae 3 0 9 7 ＝＝ ?? ? ?K P ae 9 4 7 )( ＝????? ? ?K P ae 5 5 5 )(39。 ?????? ? ?K P ae 8 2 5 ( ＝） ???????? 大連海洋大學本科畢業(yè)設計 第一部分 計算書 25 土壓力引起的水平作用： )() 0 ( 0 ???????????HE =++ ）＝ kN/m( 土壓力引起的豎向作用： ）（＝ k N / ???VE 土壓力引起的傾覆力矩 ? ?? ?? ?? ?8 2 . 5 5 338 2 . 5 5 327 . 27 7 . 9 4 20 . 3 0 9 63 1 . 9 23 . 9 4 20 . 3 0 9 624 . 0 8 2) . 131(0 . 0 1 5 5????????????? ??? ?????????EHM =++ ）（＝ m /mkN ? 土壓力引起的穩(wěn)定力矩 ）（＝＝ m / 1 ??EVM 設計高水位情況： ?e ? ?K P ae 6 4 7 ＝＝ ?? ? ?K P ae 0 2 7 )( ＝????? 大連海洋大學本科畢業(yè)設計 第一部分 計算書 26 ? ?K P ae )(39。 ?????? ? ?K P ae 5 ( ＝） ???????? 土壓力引起的水平作用： )()( ???????????HE =++ ）＝ kN/m( 土壓力引起的豎向作用： ）（＝ k N / ???VE 土壓力引起的傾覆力矩 ? ?? ?? ?? ? . . 0 0 24 . 6 4 43 . 0 0 24 . 6 4 ) . 531(????????????? ????????????EHM =++ ）（＝ m /mkN ? 土壓力引起的穩(wěn)定力矩 ）（＝＝ m / 1 ??EVM 設計低水位情況： ?e 大連海洋大學本科畢業(yè)設計 第一部分 計算書 27 ? ?K P ae 2 5 7 ＝??? ? ?K P ae 6 3 5 39。 ???? ? ?K P ae 4 2 5 ＝??? ? ?K P ae 5 ( ＝） ?????? 土壓力引起的水平作用： )()( ???????????HE =++ ）＝ kN /m( 土壓力引起的豎向作用： ）（＝ k N / )( ????VE 土壓力引起的傾覆力矩 ? ?? ?? ?? ? 2 2 4 . 4 2 45 . 6 3 63 3 . 1 51 4 . 4 2 45 . 6 3 623 1 . 6) . 0 231(????????????? ????????????EHM =++）（＝ m /mkN ? 土 壓力引起的穩(wěn)定力矩 ）（＝＝ m / 6 ??EVM 大連海洋大學本科畢業(yè)設計 第一部分 計算書 28 貯倉壓力（永久作用） 只計算前倉格的貯倉壓力，后倉格貯倉壓力計算方法與前倉格相同 貯倉尺寸： H= L B= 按照《重力式碼頭設計與施工規(guī)范》（ JTS16722020）附錄 E 計算 1 . . 86 . 6 5LH ??? ,故按照深倉計算。 箱內(nèi)填石： 3ooo K N/ m113045323245 ?????? ???? ；； 根據(jù)（ JTS16722020） 公式 ? ? AXAZz qeeA ?? ??? 1?? () σx=σzK () SKUA ?tan? () 式中 σz—— 垂直壓力標準值 (kPa)； γ—— 倉內(nèi)填料重度標準值 (kN/m3)； A—— 系數(shù) (1/m)； Z—— 計算點距填料頂 面的深度 (m)，計算倉底板上的垂直壓力時，取倉內(nèi)填料高度； q—— 作用在倉內(nèi)填料頂面上的均布荷載標準值 (kPa)； σx—— 側壓力標準值 (kPa)； K—— 倉內(nèi)填料的側壓力系數(shù)，取 K=1sinφ； φ—— 填料內(nèi)摩擦角 (176。 )； U—— 倉的橫截面內(nèi)周長 (m)； δ—— 填料與倉壁之間的外摩擦角標準值 (176。 )，可取 δ=φ； S—— 空腔橫截面面積 (m2)。 2 9 in1s in1K o ????? ? U=(+) 2= S= = m/ 9 o ???? tgStg ? 表 264 貯倉壓力計算結果見表 Z（ m） 0 Z（ m） 0 大連海洋大學本科畢業(yè)設計 第一部分 計算書 29 施工期沉箱沉放時面板所受水壓力計算 假設加入 x m的水后，沉箱面板所受水壓力最大。 、沉箱總重 沉箱項自重力計算的結果得： KNG 55 2 6 5 3 .15251 5 9 2 . 1 3 ??? 加入 x m深水后的沉箱總重后： )( ][222KNx xx?? ???????????????? 、排開水的體積 )m( 6 4 3????? xxGV 水排 ? 、減去前后趾后的體積 )m( 339。 ?????????? xxVV ）（排 、沉箱吃水計算 m)( 3 5 5 39。 xxAVT ????? )( mx x?? ?? 當 x=，沉箱面板所受水壓力最大，此時，沉箱吃水為 。 、沉箱面板所受水壓力 kp ????? 貯倉壓力（ kpa） 貯倉壓力（ kpa） ? ?AZZ e1A ????? 0 KZX ?? ? 0 大連海洋大學本科畢業(yè)設計 第一部分 計算書 30 地震荷載 根據(jù) JTJ22598《 水運工程抗震設計規(guī)范》 重力式碼頭前后沒有剩余水頭差，即前后水位一致，所以不予考慮動水壓力，碼頭墻后土中水的動水壓力已在水下地震角中考慮，因此本設計只考慮地震慣性力和動土壓力。 根據(jù)材料， 港區(qū)場址的地震基本烈度為 7 度，設計地震加速度為 。 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 HK 根據(jù)水平地震系數(shù)表，取水平向地震系數(shù) HK ＝ 。 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、 建筑物的自重 ； b、 堆貨荷載：按整體計算荷載取值，乘上折減系數(shù) ； c、 船舶系纜力取 。 在計算水平慣性力時，計算建筑物自重按空氣中的重力計算。 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） 24 25 18 水平地震慣性力與水位無關，先計算 水平地震慣性力，下面以設計高水位情況為例計算，設計低水位情況相同。 重力式碼頭沿高度作用于質(zhì)點的水平向地震慣性力標準值按下式計算： 大連海洋大學本科畢業(yè)設計 第一部分 計算書 31 iiHHi WCKP ?? 式中： C ：為綜合影響系數(shù)，取 C=； KH：水平地震系數(shù)，取 ； Wi：集中在質(zhì)點的重力標準值（ kN ）； i? ：加速度分布系數(shù)，該設計取 i? ＝ 。 設計高 水位時的結構自重力計算如表 267。 表 267 設計高水位結構自重力（空氣中）及力臂計算表 計算項目 計算式 自重力Gi(KN) 對前址力臂 Xi(m) 穩(wěn)定力矩 GiXi(KN m) 沉箱前后壁、縱隔墻 10 25 1370 3973 沉箱端板、橫隔墻 1 22 25 685 沉箱底板 10 25 420 1218 沉箱前、后趾 （ +） 1/225 2 10 沉箱豎加強角 1/2? 24 25 沉箱底加強角 1/2? ( +) 2 6 25 沉箱倉內(nèi)填石 [3 2 41/2 (+)2] 6 18 4413 胸墻 1 ( ＋ ) 10 24 720 胸墻 2 ( ＋ 2 ) 10 24 503 沉箱上填沙 10 18 大連海洋大學本科畢業(yè)設計 第一部分 計算書 32 沉箱上填石 1 （ ＋2 ） 10 18 沉箱上填石 2 2 1018 72 沉箱后踵填石 （ +） 1/210 18 610 合計 每延米自重作用 因此建筑物重心距沉箱底的距離 h=??m 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 ?? iiHH WCKP ?= =( m/kN ) 水平地震慣性力對前趾產(chǎn)生的傾覆力矩 PHM ( kN m)為 hPM HPH ? ＝ ＝ (kN m) 豎向地震慣性力計算 沿建筑物高度作用于質(zhì)點的豎向地震慣性力標準值按下式 ： iiVVi WCKM ?? 式中： C：綜合影響系數(shù)，取 C＝ ； KV：豎向地震系數(shù)，可取HV KK 32?； iW ：集中在質(zhì)點 （或第 i 分段）的重力標準值（ kN ）； i? ：加速度分布系數(shù)，該設計取 i? ＝ 。 對于重力式碼頭，當設計烈度為 8 度和 9 度時，需要同時記入水平向和豎向的地震慣性力，以此對于本設計設計烈度為 7 級，可以不考慮豎向地震慣性力的計算。 地震動土壓力計算 根據(jù) JTJ22598《水運工程抗震設計規(guī)范》這里只進行主動土壓 力計算，下面是計算涉及的公式。 ① 地震時作用于擋土墻后第 n 層頂面處單位面積上主動土壓力標準值 39。ndae （ kPa ） 為 ? ? ???? ? c osc os c os 1039。 nn dani