《港口水工建筑物》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

《港口水工建筑物》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書課程名稱：《港口水工建筑物》課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)數(shù)：96學(xué)時(shí)學(xué)分?jǐn)?shù)：3開課系（部）、教研室：河海建筑工程系港工教研室執(zhí)筆人：周世良王多垠編寫時(shí)間：2001年10月一、設(shè)計(jì)目的《港口水工建筑物》是港航工程專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)課之一，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)際應(yīng)用性。通過課程設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生較系統(tǒng)地掌握港口水工建筑物特別是高樁碼頭的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用所學(xué)的理論知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力、利用和查閱資料的能力、獨(dú)立工作的能力以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，為使學(xué)生成為合格的工程師或設(shè)計(jì)師打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)任務(wù)完成順岸式碼頭一個(gè)泊位的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分重點(diǎn)完成面板設(shè)計(jì)及橫向排架計(jì)算，并繪制碼頭的平面、立面及橫斷面圖各一張。三、基本內(nèi)容與要求（一）、設(shè)計(jì)基本內(nèi)容1、概述設(shè)計(jì)任務(wù)書所給定的碼頭是順岸式碼頭泊位中心的一個(gè)泊位。該碼頭前方平臺(tái)的施工程序大致如下：1）、預(yù)制樁、面板、縱梁等所有預(yù)制構(gòu)件；2）、挖泥；3）、打樁、夾樁；4）、拋填塊石；5）、安裝靠船構(gòu)件、現(xiàn)澆下橫梁；6）、砼強(qiáng)度達(dá)70%后，安裝縱梁、靠船構(gòu)件、水平撐、面板；7）、現(xiàn)澆上橫梁、縱梁接頭、面板面層；8）、安裝碼頭設(shè)備。設(shè)計(jì)中必須考慮施工程序和施工方法對(duì)計(jì)算圖式和荷載取值的影響。2、面板設(shè)計(jì)1）、設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟（1）、擬定斷面尺寸，這一步已由設(shè)計(jì)任務(wù)書給出；（2）、荷載分析及計(jì)算；（3）、內(nèi)力計(jì)算；（4）、配筋計(jì)算（略）；（5）、繪制面板的配筋圖（略）。2）、荷載分析及計(jì)算面板所受荷載有：自重：20Kpa的堆貨荷載，10T輪胎式起重機(jī)和鐵路荷載。沖擊系數(shù)1+μ=1.15。輪胎吊可能沿板跨行駛，也可能垂直板跨行駛，應(yīng)按最不利布置進(jìn)行計(jì)算。3）、板的內(nèi)力計(jì)算（1）、計(jì)算跨度按規(guī)范第五篇2.3.1條規(guī)定確定。（2）、設(shè)計(jì)中可只進(jìn)行中板計(jì)算。（3）、預(yù)制板為簡支板，迭合板為整體板，應(yīng)注意所受荷載的不同。（4）、關(guān)于集中力的有效分布寬度b，在跨中和支座附近應(yīng)分別計(jì)算。（5）、10T輪胎吊的荷載取值。1、不打支腿吊重3T時(shí)，取同一斷面上的較大兩個(gè)輪壓。例如，垂直板跨行駛時(shí)，只取E、F輪壓計(jì)算。如圖1示。2、打支腿吊重10T時(shí)，只取最大支腿壓力計(jì)算。（6）、關(guān)于機(jī)車輪壓在板上的傳遞。1、軌道采用P43鋼軌，直接鋪設(shè)在面板上；2、假定輪壓通過鋼軌按45°傳遞（見圖2），作用在一根鋼軌上的荷載為軸重的一半；3、在計(jì)算時(shí)，鐵路荷載圖式中的集中荷載計(jì)算：q=187/1.5=125KN/m4）、配筋計(jì)算（略）3、橫向排架計(jì)算梁板式高樁碼頭橫向排架計(jì)算，主要是確定樁力和橫梁內(nèi)力。計(jì)算情況一般分為施工期和使用期兩種。施工期只考慮下橫梁和樁受力，使用期應(yīng)分析最不利荷載情況，分別考慮高、低水位時(shí)與相應(yīng)的最不利荷載情況的組合。由于碼頭作用荷載情況復(fù)雜，一般可先對(duì)各種單位力進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，然后與相應(yīng)的荷載值相乘得出其內(nèi)力值，再按可能的情況組合迭加，求出橫梁的內(nèi)力以及最大壓樁力和最大拉樁力。1）、計(jì)算方法橫向排架的計(jì)算采用精確法，注意施工時(shí)期和使用時(shí)期的計(jì)算簡圖以及結(jié)構(gòu)斷面的不同。2）、荷載（1）、橫向排架所受的自重是分階段加上去的，計(jì)算時(shí)應(yīng)加以注意。（2）、門機(jī)和鐵路荷載的布置，以排架受力最大為原則，一線火車和二線火車有可能單獨(dú)作用，也有可能同時(shí)作用，應(yīng)分別計(jì)算。鐵路荷載作用在門機(jī)梁（L2）上的作用力按簡支梁用比例法求得（如圖4示），然后按剛性支承連續(xù)梁求得作用在排架上的計(jì)算荷載。為減輕工作量，可只計(jì)算兩臺(tái)門機(jī)同時(shí)工作的情況。（3）、船舶荷載中系纜力和撞擊力不可能同時(shí)出現(xiàn)，組合時(shí)應(yīng)加以注意。3）、橫行排架計(jì)算本次設(shè)計(jì)的橫向排架為三跨，未知彎矩有二個(gè)，除兩端懸臂以外，橫向排架上的集中力均為作用在縱梁放置處，計(jì)算時(shí)先分別求出在單位豎向力及單位彎矩作用下，橫梁的內(nèi)力及樁力，然后再乘以實(shí)際相應(yīng)荷載值。水平力可考慮全部由叉樁承受。橫梁的計(jì)算跨度取單樁軸線和叉樁的樁軸線交點(diǎn)的垂線與梁底面交點(diǎn)之間的距離。由于計(jì)算圖式的取用與實(shí)際結(jié)構(gòu)情況有差異，一般應(yīng)對(duì)支座處的內(nèi)力值進(jìn)行削峰處理。在進(jìn)行橫向排架計(jì)算時(shí)，輪胎吊不計(jì)算，每個(gè)同學(xué)都應(yīng)完成各種荷載作用下橫向排架的內(nèi)力計(jì)算。計(jì)算時(shí)參考“水工建筑物”和港工規(guī)范進(jìn)行，并將計(jì)算結(jié)果匯總，荷載組合時(shí)應(yīng)注意組合在一起的荷載必須是可能同時(shí)出現(xiàn)的且為最不利的這一點(diǎn)。4、繪制結(jié)構(gòu)總圖1）、總的要求碼頭結(jié)構(gòu)總圖應(yīng)能概括地反映本工程的全貌，應(yīng)該正確、清楚、符合規(guī)范要求，圖幅為1號(hào)圖。2）、結(jié)構(gòu)總圖的組成碼頭結(jié)構(gòu)總圖應(yīng)包括以下部分：（1）、碼頭平面、立面、斷面圖；（2）、必要的文字說明；（3）、標(biāo)題欄。3）、碼頭及附屬設(shè)施的選擇及布置本次設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮選擇和布置下列碼頭附屬設(shè)備：（1）、護(hù)木：選用橡膠護(hù)舷（D300）。（2）、系船柱：間距20m左右。（3）、系船環(huán)：間距2—3m。（4）、爬梯等。4）、幾個(gè)具體問題（1）、本次課程設(shè)計(jì)未給出地形圖，但碼頭區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況的變化甚小，因此，碼頭結(jié)構(gòu)在平面、縱、橫斷面方向都沒有什么變化。（2）、平面圖宜用分層表示法將樁基、橫梁、面板、碼頭面層等表示清楚。（3）、碼頭一端可視為另一泊位相連接，另一端為自由端，應(yīng)考慮設(shè)置橫向護(hù)輪坎（現(xiàn)澆），作圖時(shí)應(yīng)注意。（4）、叉樁的平面扭角為16°。（二）、設(shè)計(jì)基本要求1、每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成自己的設(shè)計(jì)任務(wù)；2、設(shè)計(jì)方案合理，計(jì)算正確，提交圖說資料完整、清楚、符合規(guī)范；3、課程設(shè)計(jì)期間的作息時(shí)間仍執(zhí)行正常上課