【導讀】本設計為江陰澄通港5萬噸級新建碼頭工程設計。內容包括四個部分，即碼。頭設計工程中的資料分析、碼頭總平面布置、碼頭結構的初步設計及技術設計。次設計需達到初步設計的要求，并對指定構件達到施工詳圖的要求。米，樁臺寬，設三條引橋，陸域面積。裝卸工藝主要為門機，牽引平板車，叉車和輪胎吊。等高連接面板擱置于橫梁的形式。經過比選確定第一種方案為推薦方案。算和裂縫開展寬度驗算。斷面圖、橫梁配筋圖）。

　　

【正文】 Vy=0 N= 2） 情況二： Vx=0， Vy=20m/s N= 故 N=。 橫向分力： Nx=Nsinα cosβ =176。 cos15176。 =729kN 縱向分力： Ny=Ncosα cosβ =176。 cos15176。 = kN 豎向分力： Nz=Nsinβ =176。 = 系纜力水平集中力的橫向分力在排架中的分配系數(shù)為 ，則分配后橫向分力為。 擠靠力 此次設計不進行擠靠力的計算。 撞擊力 可按《港口工程荷載規(guī)范》 ： 船舶靠岸時的有效撞擊能 量 ： 其中： 0E —— 船舶靠岸時的有效撞擊能量 ； ? —— 有效動能系數(shù) ，取 ； M—— 船舶質量 （ t） ,按滿載排水量計算，取 60735t； nV — 船舶靠岸法向速度 （ m/s） ，查 《港口工程荷載規(guī)范》 表 ，取為 。 由《橡膠護舷性能畢業(yè)設計參考資料》，可以采用 DA— A800H 1000L 標準型橡膠護舷三排 ，查表得 E0=185kJ m 時，反力約 為 550kN。 直接由排架承受的撞擊力為 235kN。 yx FFKN = [ ]n s in c o s c o s c o s?? ? ? ???20nE M V 1 8 4 .4 8k J2???江陰澄通港區(qū) 5 萬噸級泊位 15 擬定碼頭結構方案一 結構形式 該方案從整體上看是傳統(tǒng)式斷面結構即縱橫梁采用不等高連接，橫梁斷 面采用倒 T形且采用現(xiàn)澆混凝土，縱梁擱置在橫梁上，板擱置在縱梁上?？紤]縱梁的構造要求，現(xiàn)澆混凝土橫梁尚應考慮打樁偏位的影響。 倒 T 形橫梁的上橫梁寬為 50cm，高度為 165cm；下橫梁寬度為 90cm，高度為 120cm,牛腿寬度為 合的形式。其中預制板厚度 30cm，現(xiàn)澆板厚度 15cm,采用 15cm的磨耗層 。軌道采用澆筑到縱梁中的形式。 碼頭長 281 米，將碼頭沿縱向分為 4+1 段，采用懸臂式變形縫，其間距為66米，變形縫寬 2cm，懸臂長 ，橫向排架間距為 7米，則每個分段內有 9跨連續(xù)結構，最東邊一個結構段內只有 2 跨連續(xù)結構。 前方樁臺寬 ， 樁基采用等間距布置，樁距為 米，門機前軌道梁下為雙直樁，門機后軌道梁下為雙叉樁，中間縱梁下為單直樁。后方樁臺寬 8米 。 尺寸擬定及驗算 以下符號在下面設計中通用 : A 構件截面面積； Ate 有效 受拉混凝土截面面積 a 縱向受拉鋼筋合力點至截面近邊的距離； b(B) 截面寬度 bf＇ T形梁截面翼緣寬度 C20 表示立方體強度標準值為 20Mpa c 混凝土保護層厚度 d 鋼筋直徑 Ec 混凝土彈性模量 Es鋼筋彈性模量 e 擱置長度 fy 鋼筋的抗拉強度設計值 fc 混凝土軸心抗壓強度設計值 h 載面高度 h0 截面有效高度 hw T型梁截面腹板高度 I 截面慣性矩 Ln 凈跨 L0 計算跨度 M 彎矩設計值 Q 剪力設計值 γ 受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù) γ d 結構系數(shù) γ i 荷載作用的分項系數(shù) ρ 配筋 率 面板尺寸擬定及驗算 擬定面板預制層厚 30cm，現(xiàn)澆層厚 15cm，磨耗層厚 15cm。 取跨度最大的一跨計算。 面板計算簡圖如下 （圖中尺寸單位為 mm） ： 圖 （圖中尺寸 cm） 江陰澄通港區(qū) 5 萬噸級泊位 16 1） 計算跨度：簡支梁 :l0= 連續(xù)梁： l0= 2） 荷載計算 ① 永久作用（按簡支板計算） γ 鋼筋砼 =。γ 砼 =板自重 q1= 。 砼墊層 q2= 自重 q0=q1+q2=。 跨中 彎矩 ：0 4 0 .1 4? ? ?永 久 201M q l k N m8 ② 可變作用 a) 使用期（按連續(xù)板彎矩系數(shù)法計算）： 堆貨荷載 ： q1=20kPa 跨中彎矩 ： 21 01M q l 6 1 .2 6 k N m8? ? ?堆 貨 經計算可知，堆貨荷載作用比流動機械荷載作用要大，故可變荷載取較大值堆貨荷載 m。 b) 施工期（按簡支板計算）： 施工荷載： q2=3kPa 跨中彎矩： 2201M q l 8 .1 1 k N m8? ? ?施 工 3） 面板厚度驗算 ① 使用期 M M 6 kN m? ? ? ?跨 中 永 久 堆 貨 抗彎模量 21W bh ?? 。采用 C30 混凝土， 混凝土軸心抗拉強度標準值ftk=20xxkN/m2。矩形截面塑性影響系數(shù)γ m=。 所以f m tkfWK 1 .3 1 0 .7 ~ 0 .8M?? ? ?，滿足要求。 ② 施工期 M M M 5 kN m? ? ? ?跨 中 永 久 施 工 抗彎模量 231W b h 0 .0 1 5m6?? 。 所以f m tkfWK 0 .9 6 0 .7 ~ 0 .8M?? ? ?，滿足要求。 縱梁尺寸擬定及驗算 縱梁如圖擱置在橫梁上： 圖 江陰澄通港區(qū) 5 萬噸級泊位 17 1） 計算跨度：簡支梁 ： l0= 連續(xù)梁： l0=7m 2） 各個縱梁分別進行荷載計算： ① 軌道梁 軌道梁斷面圖如圖 所示： a) 永久荷載（按簡支板計算）： 由面板傳遞的荷載： q1=縱梁自重： q2= 21 2 01M q q ) l 3 6 8 . 2 7 k N m8? ? ? ?永 久 （ b) 可變荷載： 圖 （ cm） 使用期（按連續(xù)板計算）： ⒈ 門機荷載作用 ：考慮門機最不利荷載位置，作用位置圖如 圖 （ b） 即一臺門機作用于跨中位置，且門機臂位于位置 2 時。支腿 A豎向荷載為 1500kN。門機一腿 6 個輪子，輪壓值為 250kN。作用簡圖如圖 （ c） ： 圖 （ c） (m) 此時 M 門機 = m ⒉堆貨荷載： q1=（ b） 2101M q l 4 7 4 .6 9 k N m8? ? ?堆 貨 施工期： 因施工期荷載產生的彎矩較小，故不再進行施工期截面驗算。 截面尺寸驗算： M M M 192 kN m? ? ? ?跨 中 永 久 可 變 抗彎模量 231W bh ??。采用 C30 預應力混凝土，預加應力σ取 8000kPa。 所以f m tk( f ) WK 1 . 3 2 1 . 1 ~ 1 . 2M? ? ?? ? ?，滿足要求。 ② 中縱 梁 中縱梁斷面圖如圖 ② 所示： a) 永 久荷載（按簡支板計算）： 由面板傳遞的荷載： q1=縱梁自重： q2= 21 2 01M q q ) l 4 5 4 . 7 0 k N m8? ? ? ?永 久 （ b) 可變荷載： 使用期（按連續(xù)板計算）： 堆貨荷載： q1=② (cm) 江陰澄通港區(qū) 5 萬噸級泊位 18 2101M q l 6 4 3 .1 3 k N m8? ? ?堆 貨 截面尺寸驗算： M M M 904 .89 kN m? ? ? ?跨 中 永 久 可 變 抗彎模量 231W b h 0 .1 8 1 5m6?? 。采用 C30 預應力混凝土，預加應力σ取 3000kPa。 所以f m tk( f ) WK 1 . 2 2 1 . 1 ~ 1 . 2M? ? ?? ? ?，滿足要求。 ③ 邊縱 梁 邊縱梁斷面圖如圖 ③ 所示（取靠近碼頭前沿線的邊縱梁）： c) 永久荷載（按簡支板計算）： 由面板傳遞的荷載： q1=縱梁自重： q2=護輪坎： q3= 21 2 3 01M q q q ) l 1 4 8 . 3 9 k N m8? ? ? ? ?永 久 （ d) 可變荷載： 圖 ③ (cm) 使用期（按連續(xù)板計算）： 堆貨荷載： q1=19kN/m 2101M q l 1 1 6 .3 8k N m8? ? ?堆 貨 截面尺寸驗算： M M M 229 .86 kN m? ? ? ?跨 中 永 久 可 變 抗彎模量 231W b h 0 .1 3 6 m6?? 。采用 C30 混凝土。 所以f m tkfWK 1 .8 3 1 .1 ~ 1 .2M?? ? ?，滿足要求。 橫梁尺寸擬定 橫梁尺寸如圖 所示： 上橫梁寬 50cm，高 165cm。下橫梁寬 90cm，高 60cm。 由于橫梁斷面尺寸較大，可滿足一般承載要求，故不再進行驗算 。 靠船構件 靠船構件尺寸如圖 所示： 靠船構件自重： P 靠 =。作用點離碼頭前沿距離為 米。 圖 (cm) 江陰澄通港區(qū) 5 萬噸級泊位 19 圖 (cm) 基樁樁力估算及樁長的確定 各荷載作用示意圖如下： 1） 永久荷載作用示意圖 ： 圖 (m) 2） 堆貨荷載作用示意圖： 圖 (m) 江陰澄通港區(qū) 5 萬噸級泊位 20 3） 門機荷載作用示意圖： 圖 4） 系纜力作用示意圖： 圖 5） 撞擊力作用示意圖： 圖 6） 樁力計算 將樁基與橫梁連接簡化成鉸接，樁力計算見下表 ： 表 樁 力 (kN) 荷 載 （ kN) N1 N2 N3 N4 N5 ①永久荷載作用 ②堆貨荷載作用 ③門機荷載作用 Ⅰ Ⅱ ④系纜力作用 ⑤撞擊力作用 荷載組合 ① +② +⑤ ① +② +③Ⅰ +④ ① +② +③Ⅱ +④ 最大樁力 7） 樁長計算 江陰澄通港區(qū) 5 萬噸級泊位 21 前方樁臺采用 50cm 50cm 預應力混凝土方樁 根據(jù)《港口工程樁基規(guī)范》 ， 樁基宜 選擇中密或密實砂層 ,硬粘性土層 ,碎石類土或分化巖等良好土層作為樁基持力層。 根據(jù)地質資料，第Ⅸ層為粉、細砂，中密，含云母碎片，局部夾淤泥質粘土，通過計算可將該層定為持力層。 各土層特征 如表 ： 表 土層名稱 qf(kPa) 深度（ m) 樁長（ m) Ⅲ 1 粉、細砂 Ⅲ 2 粉、細砂 Ⅵ粉細、砂 Ⅷ粉、細砂夾淤泥質粘土 Ⅸ粉、細砂 單樁垂直極限承載力設計值 : d f i i RR1Q ( U q l q A ) 3 0 3 9 k N 2 6 2 2 . 5 k N? ? ? ?? ? 其 中 ： dQ —— 單樁垂直極限承載力設計值 R? —— 單樁垂直承載力分項系數(shù)。當?shù)刭|條件復雜或永久作用所占比重較大時 , γ R 可取 。 U—— 樁身截面周長 Rq —— 單 樁極限樁端阻力標準值 il —— 樁身穿過第 i層土的長度 m fiq —— 單樁第 i層土的極限側摩阻力標準（ kpa） A—— 樁身的截面面積 樁頂標高 米，樁長 米。 擬定碼頭結構方案二 方案二為部分預制式高樁碼頭，縱梁與橫梁等高連接，面板 四邊擱置在縱梁和橫梁上?？v梁與橫梁都擱置在樁帽上，橫梁為預制構件，與縱梁在樁帽處澆成整體?？v梁尺寸同方案一 ，也為預制 ；橫梁采用矩形截面，預制高度為 120cm,寬度為 50cm。 縱梁間距及橫向排架間距均與第一方案相同。 尺寸擬定及驗算 面板尺寸擬定及驗算 面板四邊支撐在縱梁