北侖港多用途碼頭工程設計

北侖港多用途碼頭工程 1 摘要化肥灌包中轉的理想區(qū)域。根據歷史資料和地形、水深、地質地貌、水文氣象測驗資料分析，北本設計的主要任務為：碼頭平面初步布置，包括：碼頭結構，陸域、水域的布置，碼頭前沿線，碼頭面標高，長度，寬度，排架間距等的確定。碼頭結構初步設計、方案比較等。面板設計，面板強度計算及配筋，驗算，繪配筋圖?？v向、橫向排架的內力計算；作用效應分析；作用效應組合；施工圖繪制等。計算?？v梁采用鋼筋混泥土疊合梁，分為三條軌道梁和一條普通縱梁，縱梁直接搭在樁帽上，按彈性支撐連續(xù)梁計算。橫向排架間距為7米，橫梁采用鋼筋混凝土疊合梁，橫梁斷面為花籃形。樁采用的是預制預應力空心方樁。最后是對結構設計進行優(yōu)化，后通過設計說明書、設計計算書、平面圖、結構圖、施工圖、配筋圖完成本次的畢業(yè)設計。關鍵字：髙樁碼頭平面布置；面板排架彈性支承連續(xù)梁。第一章前言侖港多用途碼頭工程”。內容包括：碼頭平面布置及碼頭結構設計、根據資料初步設計碼頭結構斷面尺度、結構計算、設計說明書、計算書，施工圖、配筋圖等圖紙的繪制。計算書中多運用規(guī)范規(guī)定的兩種極限狀態(tài)、三種設計狀況和相應的作用組合，計算內容比完整的工程設計計算書有所節(jié)略，設計內容主要包括水文資料分析、總平面設計、碼頭斷面設計、碼頭結構計算、各構件的配筋及整體的穩(wěn)定性驗算。根據所給資料，計算設計水位，確定碼頭前沿高程，繪制碼頭斷面圖。根距所給船舶資料進行船舶荷載的計算，確定護舷類型。面板的設計跨連續(xù)梁計算，主要荷載來自門機，利用影響線的方法，將門機荷載的作用情況組合在一起，確不少缺點甚至錯誤，敬請老師批評和指正。第二章設計背景工程名稱：北侖港多用途碼頭工程工程地址：本工程位于浙江寧波北侖港工程規(guī)模：擬建一個5000噸級多用途雜貨泊位。預計年吞吐量為礦建材料80萬噸，泊位利總體設計符合國家、地方經濟發(fā)展規(guī)劃和總體部署，遵循國家和行業(yè)有關工程建設法規(guī)、政結合國情，采用成熟的技術、設備和材料，使工程設計安全可靠、使用方便、工程量少、總造價低、施工進度快，獲得較好的經濟效益和社會效益。注重工程區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護，不占用土地，方便管理，節(jié)省投資。主要計算平面布置的基本寸、結構的基本寸和主要構件的內力計算。1）碼頭平面布置及碼頭結構設計；2）根據資料初步設計碼頭結構斷面度；4）完成設計說明書，計算書；5）完成施工圖6)完成配筋圖等圖紙的繪制。第三章設計資料3.2地形條件北侖區(qū)位處浙江省陸地最東端，地理坐標介于北緯29°44′至30°00′,東經121°38'45"至121°10′23"之間。區(qū)廓呈長方形，由西北向東南傾斜，東西長52公里(兩端最長處),南北寬29公里(兩端最寬處),海岸線全長約171.2公里(含大榭島環(huán)島海岸線21公里)。3.3水文條件設計水位設計高水位(m)設計低水位(m)極端高水位(m)極端低水位(m)表2-2碼頭前沿(五十年一遇)波浪要素表設計水位(m)HT錯誤!未指定書簽。錯誤!未指定書簽。(s)極端高水位設計高水位設計低水位極端低水位潮流條件V=1.0m/s設計流速,流向與碼頭岸線平行(即0=0°),落潮時流向主要集中出現(xiàn)在120°-130°左右，漲潮時流向主要集中出現(xiàn)在300°—310°左右。年平均氣溫(℃)極端最高氣溫(℃)極端最低氣溫(℃)3.4.2降水多年平均降水量為1341.3mm;多年平均大于等于50mm的降雨日數2.7天；多年平均大于等于25mm的降雨日數12.5天；多年平均大于等于10mm的降雨日數37.8天。表3-4各向風速(平均風速、最大風速)及各向風頻率統(tǒng)計列表風向NEC最大風速(m/s)平均風速(m/s)頻率(%)84536796風向SW最大風速(m/s)99平均風速(m/s)8頻率(%)974136874WW=0.55基本風壓，查表得ov=29.66m/s。根據鉆孔揭露地基土層的成因時代、巖性特征、物理力學性質及埋藏深度等，將勘探深度內的巖①2層：淤泥質粉質粘土（mQ4）褐灰、灰色，流塑，厚層狀構造，土質不均一，頂部土質稀軟，干強度中等，韌性中等，切面稍有光澤，無搖震反應。本層物理力學性質差，具高壓縮性，場地內均有分布，頂板標高-20.65~-0.92m，厚度5.00~7.70m。②層：淤泥質粉質粘土（mQ42）灰色，流塑，薄層狀或鱗片狀，土質不均一，在10號孔局部粉粒含量較高，相變?yōu)檎迟|粉土，干強度中等，韌性中等，切面稍有光澤，無搖震反應。本層物理力學性質差，具高壓縮性，場地內均有分布，頂板標高-26.15~-6.87m，厚度4.50~19.90m。③1層：粉質粘土（mQ41）灰色，軟塑，局部流塑，鱗片狀，土質較均一，干強度中等，韌性中等，切面稍有光澤，無搖振③2層：粘土（mQ41）該層局部為粉質粘土。本層物理力學性質差，具高壓縮性，場地內大部有分布，頂板標高-9.41~-21.50m，厚度2.80~16.20m。④1層：粉質粘土（al-lQ2）黃綠色，可塑，厚層狀，土質不均一，含少量礫砂，干強度中等，韌性中等，切面有光澤，無搖振反應。本層物理力學性質較好，具中等壓縮性，場地中部、8、10號孔有分布，頂板標高④2層：粉質粘土（mQ2）灰色，軟塑，薄層狀，沿層面含少量粉砂薄層，土質較均一，干強度中等，韌性中等，切面有光澤，無搖振反應。本層物理力學性質較差，具中等偏高壓縮性，場地內均有分布，頂板標高-50.65~-2.80m，厚度7.50~18.90m。⑤層：含粘性土礫砂、中砂（alQ2）礫含量約15~30%，另含少量碎石，粘性土含量厚度0.50~12.00m。⑥1a層：含粘性土礫砂（al-lQ31）褐灰色、中密，飽和，厚層狀，分選性差，礫石呈次棱角狀，粒徑一般0.5~2cm，含量約25%，另含少量碎石，粘性土含量10~15%。本層物理力學性質好，具中等偏低壓縮性，呈透鏡體狀零星分布，頂板標高-71.45~-62.370m，厚度0.50~3.20m。⑥1層：粉質粘土（al-lQ31）灰綠色，灰蘭色，可塑，局部硬塑，厚層狀構造，土質不均一，韌性中等，干強度中等，無搖振反應。本層物理力學性質較好，具中等壓縮性，場地內廣泛分布，僅中部8、9號孔基巖隆起區(qū)缺失，頂板標高-68.58~-54.70m，厚度13.50~22.30m。⑥2層：含粘性土中砂（alQ31）褐灰色，灰綠色，可塑，中密，厚層狀，土質不均一，含較多礫砂，該層7號孔為含碎石粉質粘土，碎石風化呈砂狀。本層物理力學性質較好，具中壓縮性，場地內僅中部6、7號孔有分布，灰綠色，飽和，中密，厚層狀，分選性差，碎石呈次棱角狀，粒徑一般0.5~4cm，大者達10cm以上，含量約45~80%，余為粘性土，另含少量砂、礫。本層物理力學性質較好，具中等偏低壓縮性，場地內僅8、9號孔有分布，頂板標高-62.07~-52.09m，厚度0.30~4.00m。⑧1層：強風化熔結凝灰?guī)r（J3）灰綠色，巖性主要為熔結凝灰?guī)r，巖石風化強烈，原巖結構大部被破壞，巖芯呈碎塊、碎石狀，號孔有揭露，頂板標高-66.07m，揭示厚度0.40m。⑧2層：中風化熔結凝灰?guī)r（J3）質渲染，巖石致密堅硬，屬硬質巖類，力學性III本工程采用高樁碼頭設計。3.6泥沙條件地基容許承載預制樁地基容許承載樁側極限摩阻力標準值樁端極限阻力樁端極限阻力標準值限準值q力樁端極限力阻力標準值f①②③③④④⑤⑥⑥①⑧深水貼岸、港域受控于落潮流且掩護條件好、近岸水體含沙量高。3.7地震條件根據我國《中國地震動參數區(qū)劃圖》(GB18306-2001)及浙江省地震分布圖的說明，劃定本地區(qū)地震烈度為6度，按“水運工程抗震設計規(guī)范”(JTJ-225-98)的規(guī)定，對于小于等于6度的建筑物可不進行抗震設計。3.8荷載條件(1)碼頭面均布荷載碼頭前沿均布荷載標準值為20kPa,前方堆場均布荷載標準值為40kPa。()門機荷載平行于軌道的水平力按輪壓的10%考慮。（3）碼頭流動機械荷載海上施工供應基地等設施，可以為本工程施工提供必要的服務。本地區(qū)駐有大批的專業(yè)化海上工程施工隊伍，具有豐富的施工經驗和較完善的施工設備，對本工程的施工環(huán)境、條件等比較熟悉，為工程的施工提供了可靠的保證。第四章設計成果該工程為北侖港多用途件雜貨碼頭設計5000DWT散雜貨船。簡要說明自己所設計的港口碼頭的結構方案（結構型式、結構構造及尺度）、結構安全度、介紹主要構件的計算圖式、主要技術參數（強度、剛度等）、內力計算方法、計算成果（穩(wěn)在工程的施工順序、施工計劃安排及重要工序的施工方法、技術要求和質量控制等都需要參要求施工，在沉樁時要嚴格控制樁的豎向偏差，要符合設計要求（不大于1%）。港外錨地；港內水域，如港內航道、船舶轉頭水域、港內錨地、船舶制動水域、船舶回旋水域、港池、碼頭前水域；導航航標志；防波堤碼頭布置及尺度（碼頭水工建筑物、前方作業(yè)地業(yè)工藝設計（選擇裝卸作業(yè)機械化系統(tǒng)→確定合理的工藝流程→配備裝卸作業(yè)系統(tǒng)基本要素，如1）平面布置應以港口發(fā)展規(guī)劃為基礎，合理利用自然條件、遠近結合和合理分區(qū)，并應留有綜合開發(fā)的余地。各類碼頭的布置既應避免相互于擾，也應相對集中，以便于綜合利用港口設施2）新建港區(qū)的布置應與原有港區(qū)相協(xié)調，并有利于原有港區(qū)的攻造，同時應減少建設過程中對原有港區(qū)生產的于擾。3）港口平面布置，應力求各組成部分之間的協(xié)調配合，有利于安全生產和方便船舶及物流運4）平面設計應考慮方便施工，并根據建設條件，注意施工場地的安排。)港口建設應考慮港口水域交通管理的必要設施，并應留有口岸檢查和檢驗設施布置的適當按上述作業(yè)標準，扣除重疊因素，確定碼頭作業(yè)天數為289天，堆場作業(yè)天數36天，作業(yè)班制為三班制。4.5.1裝卸工藝設計原則1）裝卸工藝方案除應滿足物料吞吐量的要求，還要考慮到裝卸工藝的先進性，合理性及環(huán)保2）裝卸設備選型以國內技術性能先進，設備省，通用性強，操作安全可靠及維修方便的機型，同時要考慮發(fā)展需要，統(tǒng)籌兼顧。有效。操作環(huán)節(jié)盡量減少的工藝流程；4.5.2裝卸工藝選型裝卸設備的選型主要是依據年吞吐量，裝卸貨種及設計船型等因數進行，本項目建一個000泊位前沿裝備倆臺M-3-25門座起重機進行件雜貨的裝卸作業(yè)，軌距10.5m,最大幅度件雜貨：船一→門式起重機一→(臨時堆場一→輪胎起重機或叉車)-→牽引平板車一→輪胎吊或叉車-→堆場堆場一→輪胎吊(叉車)-→汽車一→貨主1件雜貨泊位：式中T年日歷天數，取365; 裝卸艘設計船型所需的時間(h);取一一晝夜小時數，取24h;2一一晝夜非生產時間之和(h),包括工間休息、吃飯及交接班時間，應根據各港實際情況確定，取4h。泊位通過能力為90.62萬噸，吞吐量為：80萬噸，4.5.5堆場，倉庫面積E一一倉庫或堆場所需容量(t);Kk一一堆場總面積利用率，取75%;q一一單位有效面積的貨物的堆存量，取/m2Q,—一年貨運量(t);KBK一一倉庫或堆場不平衡系數；取1.45;K,一一貨物最大人倉庫或堆場百分比(%),取100%;Tyk一一倉庫或堆場年營運天(d),取360d;Tdc一一貨物在倉庫或堆場的平均堆存期(d),取12天；αk一一堆場容積利用系數，對件雜貨取1.0。4.6水域及碼頭尺度根據歷史資料和地形、水深、地質地貌、水文氣象測驗資料分析，北侖港建港條件良好，全年不凍，平均風速不大，常風向和暴風向為西北和東北，波浪以風浪為主，只在臺風時涌浪較大，但由于受島嶼和地形影響，平時港內風浪不大，根據資料確定港外不設防波提，但在風浪大時船舶老離開碼頭。碼頭泊位長度應滿足船舶安全靠離岸作業(yè)和系纜的要求，其單個泊位長度按下式確定：L=L+2dbb式中D一一碼頭前沿設計水深（m）T設計船型滿載吃水，取7.0m；1Z一一波浪富裕深度（m當計算結果為負值時，取Z0；H4%碼頭前允許停泊的波高(m)，波列累積頻率為4%的波高，根據當地波浪和港口條Z4一一備淤富裕深度，取0.4m；碼頭前沿底高程由設計低水位加設計水深確定，設計低水位為0.67m，碼頭前沿停泊水域寬度取2倍設計船型寬度碼頭前沿停泊水域深度為設計水深，底高程取碼頭前沿底高程。船舶回旋水域宜布置在碼頭附近，且應有足夠的水深和水域面積。碼頭為順岸式布置且靠近主航道，布置在回旋水域后，無需單獨設立進港航道。第五章結構選型本工算例用鋼筋混凝土高樁梁板式結構形式(見圖5.1.1),碼頭結構由前樁臺、后樁臺和接岸結構組成，碼頭總長127m總寬設置為40.75m,前方承臺寬13.75m,后方承臺寬27m,前方承臺的板、梁為預應力鋼筋混凝土連續(xù)結構，后方承臺為預應力鋼筋混凝土簡支梁板結構，樁基為550mm×550mm的預應力鋼筋混凝土空心樁，排架間距為7m。但由于其自重大，樁多而密；現(xiàn)澆混凝土工作量大，故該碼頭不宜采用。對于無梁板式高樁碼頭其上部結構主要由面板、樁帽和靠船構件組成。其面板系點支撐，受力情況不明確；面板為雙向板，實現(xiàn)雙向預應力較難，只能采用非預應力；跨度不宜太大，樁的承載力往往不能充分的發(fā)揮；由于面板位置較高，使靠船構件的懸臂長度增長；樁的自由長度增大，對結構整體剛度和樁的耐久性不利。由于該碼頭的豎向荷載較大，故不宜采用此結構。梁板式高樁碼頭上部結構主要由面板、縱梁、橫梁、樁帽和靠船構件組成。碼頭承臺上的堆貨荷載和流動機械荷載通過面板傳遞給縱梁和橫梁，各構件受力明確；橫向排架跨度大，樁的承載力能夠充分發(fā)揮；裝配程度高，施工速度快；適用于荷載較大且復雜的大型碼頭。碼頭結構主要包括面層、面板、縱梁、橫梁、樁帽、基樁、靠船構件、系船設備等。方擋土結構的位置與碼頭前水深、岸坡的穩(wěn)定性、碼頭的使用和施工要求有關?？紤]到結構總寬度內作用的荷載性質和大小的不同，用縱縫將結構分為前后兩部分——前方樁臺和后方樁臺。前方樁臺的寬度一般采用碼頭前沿地帶的寬度，該碼頭取1375m；后方樁臺寬度取27m。為了避免在結構中產生過大的變形應力，應沿碼頭長度方向進行分段，設置變形縫。變形縫的寬度一般采用20~30mm。變形縫內采用泡沫塑料等柔性材料填充，以保證結構自由伸縮。根據要求該碼頭的變形縫采用懸臂梁式，懸臂長20m；每個泊位沿長度方向分為2段，每段長64m；其中橫向排架間距7m，每段碼頭9根橫向排架。橫向排架中樁的數目和布置決定于樁臺的寬度和碼頭荷載。該碼頭的樁屬于摩擦樁，為了充分發(fā)揮單樁的承載力，樁臺樁與樁的中心距取525m；考慮到有船舶荷載撞擊力的作用，在橫向橫向排架中的斜樁在設計施工時應在平面內扭轉15°。橫向排架間距的選擇與碼頭上的荷載和基樁的承載靠船構件主要承受船舶的水平撞擊力。在每一個橫向排架正前方都布置一個靠船構件，避免船舶直接作用在碼頭結構物上而破壞碼頭前沿的輔助設施。為防止樁頭被打碎，樁頂應加設3—5層鋼筋網。為了便于打入樁尖應做成楔形，樁尖差長度取樁帽采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，平面形狀為方形。雙樁樁帽取2600mm×1500mm,單樁樁帽取1350mm×1350mm。。為固定緩沖設備(護木或橡膠護舷)而設置的，選擇懸臂板式。由懸臂板、胸墻板和水地震以及使用荷載（船舶荷載、機械荷載）等。尤其注意：為了搞清標準值、組合值、準永久值、作用、作用效應、效應組合等概念，量值隨時間的變化與平均值相比可以忽略的作用。如結構自重力、預加應力、土重力及由永久作用引起的土壓力、固定設備重力、固定水位的靜水壓力及浮托力等。前方樁臺：30KN/m2后方樁臺：50KN/m2n倆臺門機吊臂位置均垂直碼頭前沿線時，倆門機支腿中心線間最短離4m，按港口工程荷共同作業(yè)倆種情況。流動機械荷：12t牽引車牽引10t平板車，如圖5.4.2所示牽引車前軸重11.0KN,前輪胎接地面積(長×寬)100mm×150mm;牽引車后軸重26.0KN,后輪胎接地面積(長×寬)100mm×400mm;平板車滿載輪壓11.7KN/輪，輪胎接地面積(長×寬)150mm×150mm。12t牽引車10t平板車5.4.2船舶作用荷載主要包括與船舶有關的系纜力、擠靠力和撞擊力。依據≤港口工程荷載規(guī)范≥(JTJ215-98)中有關規(guī)定進行計算。注意：水平集中力(如系纜力和撞擊力)的橫向分力在各排架中要進行分配，分配系數參考高樁碼頭設計與施工規(guī)范(JTJ291-98)“附錄A”。1)風荷載：作用于船舶上的計算風壓力的垂直于碼頭前沿線的橫向分力和平行于碼頭前沿線的縱向分力，計算公式：分別為作用在船舶上的計算風壓力的橫向和縱向分力(KN);A,A--分別為船體水面以上橫向和縱向受風面積(m2);V,V--分別為設計風速的橫向和縱向分量(m/s),船舶在超過6級風(最大風速XV=12.3m/s)時停止作業(yè)，取V=V=12.3m/s;X船舶水面以上受風面積A根據設計船型和船舶的裝載情況可按下列公式計算滿載時F=73.6×10-5×433.24×1KN 式中：F--水流對船舶作用產生的水流力縱向分力(KN);C--水流力縱向力分力系數；p--水流密度(t/m3);V--水流速度(m/s);S--船舶吃水線以下的表面積(m2);Re--水流對船舶作用的雷諾數；則3)系纜力：=1.7×112×7.0+0.625×112×17=2522α--系船纜的水平投影與碼頭前沿形成的夾角β--系船纜與水平面之間的夾角，取15°;別為可能同時出現(xiàn)的風和水流對船舶作用產生的橫向分力總和及縱向分力總和。情況一：V=22.0m/s;V=0m/s.N=Nsinαcosβ=300×sin30o×cos15o=144.KNN=Ncosacosβ=3coscosKNN=Nsinβ=300×sin150=77.KN船舶靠離岸時的撞擊能量又p--有效動能系數，取0.8;V查表可得0.17～0.35,取0.3∴有效撞擊能：選用V型H600×1000橡膠護舷材，從性能表中查得反力5)擠靠力：船舶受風面積則式中(對于船長大于50m的船，計算風壓乘以0.64)船舶直線段長度護舷間距10.5m,與船舶接觸的護舷數目各接觸點擠靠力分部不均勻系數K'=1.3,靠力按港口工程荷載規(guī)范10.5.3條規(guī)定，一個排架上的擠第六章結構設計(2)碼頭分段內橫向排架的間距、結構、荷載條件、承載能力基本相同。橫斷面圖6.1.1b6.1.1計算原則施工期：預制面板安裝在橫梁上，按簡支板計算；使用期：面板與縱、橫梁整體連接，為連續(xù)板，板的內力計算，首先按四邊簡支板查《建筑結構靜力計算實用手冊》計算出兩個方向的跨中彎矩Mx、My,連續(xù)板的跨中彎矩取0.525Mx和0.525My,支座彎矩取-0.75Mx、-0.75My。6.1.2計算跨度1)簡支板排架間跨度7m,板的擱置長度0.18m。彎矩計算：01)永久作用：(1)短暫狀況可變作用預制板為四點吊，吊點位置見圖6.1.3預制板吊運時動力系數取α=1.3(2)持久狀況可變作用②流動機械荷載6.1.4作用效應分析荷載標準值作用下的內力計算1)短暫狀況(施工期):按簡支板計算可變作用：施工荷載q=3kpa預制板吊運按四點支撐板查《建筑結構靜力計算手冊》(第二版)查表計算雙向彎矩。查表得計算系數02)持久狀況(使用期):按四邊簡支計算：根據板與支座的連接方式確定為連續(xù)板或四邊簡支板l3.51即y068xyx連續(xù)板的跨中彎矩xy連續(xù)板的支座彎矩M0xy堆貨均布荷載、運輸機械荷載等引起的內力，注意，通常情況下堆貨均布荷載、多臺運輸機械不可能同時作用在一塊面板上，因此只需計算出不同可變荷載作用下的內力，取最大的作為控作用圖示如圖（）所示 非對稱于板中心的集中荷載所產生的彎矩標準值，可近似地按迭加原理求得，根據<<高樁碼頭設計與施工規(guī)范>>附錄B計算荷載作用在非對稱軸上(圖)平板拖掛車荷載經面層傳遞后，集中荷載沿La、Lb方向的傳遞寬度如下：0圖對于情況一(圖)系數，按a=a,b=2b··α,β 系數，按a=a,b=2(b+b)由表B.0.1查得：Qlβ--系數，按a=a,b=2b2·∴比較情況一和情況二得出：連續(xù)板在流動機械荷載作用下產生的彎矩：yxy均布荷載產生的彎矩：根據<<建筑結構靜力計算手冊>>(第二版)按照彈性薄板小撓度理論計算，假定三邊簡支一邊固…■…■撓度-表中系數由下表可查得彎矩計算系數 0.0179 -0.03440.04060.04540.04890.05130.05300.0548 0.0553-0.0557-0.0560跨中彎矩： 第i個非主導可變作用的標準值；Mo=-0.0526×30×72=-KN支座彎矩：Mo=-0.0557×30×72=-KNy計算結果總匯：表6-1計算結果總匯(KN.m)作用短跨跨中長跨跨中短跨支座長跨支座永久作用面板自重面層自重可變作用短暫狀況施工荷載吊運內力可變作用持久狀況堆貨荷載機械荷載1)承載力極限狀態(tài)的作用效應組合：(1)持久狀況作用效應的持久組合：式中：結構重要性系數，取1.0:——永久作用標準值；G永久作用效應系數為永久作用效應，當有多個永久作用時，應對其作用效應進行疊加);G永久作用分項系數，取1.2;CQ1主導可變作用效應系數為主導可變作用效應，取值應大于其他任何一個可變作用的效應); 主導可變作用分項系數，取1.5;——可變作用組合系數，取0.7;i1Qi——第i個非主導可變作用效應系數（CQiQiKQi——第i個非主導可變作用分項系數。xyxy參考高樁碼頭設計與施工規(guī)范（JTJ291-98）“3.2.8”?！狵在短暫組合中，不考慮非主導可變作用的組合系數。x組合二：板吊運時，取1.3xyM0xM0yQxyxyQ -可變作用的準永久值系數，取0.6;經比較均布荷載起控制作用6.1.6受沖切承載力設計值參考港口工程混凝土結構設計規(guī)范(JTJ267-98)?？箯?、抗剪、抗扭、抗壓、抗沖切(對于板而言，主要是流動作業(yè)機械的局部輪壓，雙向板抗沖切承載力參考高樁碼頭設計與施工規(guī)范JTJ291-98“4.1.10”),根據各構件的規(guī)定分別計算。圖6.1.6局部荷載設計值：1.4×71.7=100.38(KN)受沖切承載力設計值：式中：Y=1.7;ξ=0.7;f?=1.30(MPa)(C,混凝土)沖切椎體的周長：u=(2150+450)×2+4×420=6880(mm)將上述數帶入式可得：滿足受沖切承載力(圖6.1.6)6.1.7板的配筋計算面板彎矩組合值承載力極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀正常使用極限狀(持久組合)(短暫組合)態(tài)(短期組合)態(tài)(短期組合)長跨跨中短跨跨中長跨支座短跨支座根據持久狀況作用效應的持久組合值進行配筋計算選用C,s混凝土受力鋼筋選用HRB335鋼筋面板寬度取1m進行，用公式M①板長跨跨中彎矩：(滿足要求按單筋矩形截面配筋查表選中14@100②板短跨跨中彎矩：滿足要求按單筋矩形截面配筋查表選中12@100滿足配筋率要求。③板長跨跨支負彎矩：滿足要求按單筋矩形截面配筋查表選中14@100滿足配筋率要求。④板短跨跨支負彎矩：滿足要求按單筋矩形截面配筋查表選中14@100(A=1539mm2)滿足配筋率要求。6.1.8抗裂驗算驗算面板裂縫寬度：Q構件受力特征系數，取1.0;d受拉鋼筋直徑，取10(mm);Es——鋼筋的彈性模量，取E、=2.0×105N/mm2滿足設計要求。6.2門機梁計算(1)施工期：預制軌道梁安裝在樁帽上，按簡支梁計算，作用在梁上的荷載為預制梁及現(xiàn)澆接頭混凝土自重，此時梁的有效斷面為預制斷面。(2)使用期：縱梁按連續(xù)梁計算，作用在梁上的荷載為碼頭面板、面層自重及使用期的可變荷載作用。此時梁的有效斷面為疊合斷面?？v梁的內力計算參考高樁碼頭設計與施工規(guī)范(JTJ291-98)“4.2.5”6.2.1初擬斷面及斷面特征門機梁采用預應力混凝土迭合梁，迭合部分為面板的接縫，斷面圖如(圖6.2.1)C.混凝土彈性模量E=3.15×107(KPa)門機梁是支承在橫梁上的縱向連續(xù)梁，可按剛性支承連續(xù)梁考慮，下面以碼頭標準段的后門機梁為例進行計算。1)門機荷載應分別考慮一臺門機單獨作業(yè)及倆臺門機共同作業(yè)的情況，一臺門機單獨作業(yè)時，吊臂與碼頭前沿線成45。,各支腿輪壓計算圖式如(圖)。倆臺門機共同作業(yè)時，門機之間支腿中心線最小距離為4.0m,吊臂位置均垂直碼頭前沿線，各支腿輪壓與計算簡圖如(圖)。2)面板上的流動機械荷載及均布荷載面板上的流動機械為12t牽引10t平板車，以牽引車后軸荷載最大，為26KN/軸。當輪壓從縱橫梁倆個方向傳至板底時(如圖)相當于均載：所以門機梁的控制荷載由門機荷載與均布荷載組合，4米250KN4*150KN圖面板為雙向板，作用其上的荷載應由縱橫梁分別承擔，當均載作用時，分配方式如圖從圖中可以看出，面板上梯形荷載及懸臂板上的荷載由門機梁承擔。恒載包括門機梁預制部分自重、現(xiàn)澆迭合部分自重及現(xiàn)澆路面層等。1)門機梁預制部分自重：2)門機梁迭合部分自重：3)現(xiàn)澆路面厚0.15m,其自重：1.施工期這個階段門機梁的荷載主要是安裝預制梁時的自重及澆筑面板接縫時接縫混凝土的重量，而面板自重則由橫梁承擔，在此不計?？紤]到施工時門機梁預制部分之間的混凝土可能未達到設計強度，因此按簡支梁計算，此時計算斷面為T形，如圖門機梁預制部分自重門機梁現(xiàn)澆迭合部分自重計算簡圖(如圖)截面號從左起x(m)施001245圖均布荷載作用時：集中荷載作用時：剪力則以支座邊緣處的數值作為剪力配筋依據圖1)門機梁單獨作業(yè)產生的內力150KN或250KN按按3)現(xiàn)澆面層產生的內力i查影響線，算得各斷面彎矩值如表6-2-4-2ii可將堆貨均荷載簡化為若干個集中力：MPln'，i0i查影響線，算得各斷面彎矩值如表6-2-4-2ii01234M5678①門機單機作業(yè)0000③堆貨荷載00-192.2④現(xiàn)澆路面層025.5735.5236.5434.4527.32-2.70④迭加值M01052.551373.631436.141402.52905.73563.13M0-207.16-561.6使用期控制荷載2①門機單機作業(yè)-371.0-306.97-279.41-266.49-275.0-362.57-401.72-417.06-391.5509.77676.37792.79691.66655.71388.36202.77③堆貨荷載-221.09-215.26-209.65-204.62-198.52-196.44-293.1④現(xiàn)澆路面層④迭加值Mmaxi1047.181198.681066.28955.16301.63326.92Mmini678.19-636.05-566.27-579.39-605.0-1169.39-700.88-543.2使用期控制荷載斷面剪力(KN)Q右Q0左Q0右①門機單機作業(yè)750.0836.50116.50-68.25-850.25-78.10②門機雙機作業(yè)822.84934.19③堆貨荷載276.65411,5973.62④現(xiàn)澆路面層35.90-40.83-27.81①或②+③+④迭加值QmaxiQmini-108.81-1446.36-139.05斷面剪力(KN)Q30左Q40右Q40左①門機單機作業(yè)90.60835.6087.10984.87-895.18-116.73-934.19③堆貨荷載51.95420.66④現(xiàn)澆路面層①或②+③+④迭加值maxi-190.35使用期控制荷載支座反力5RRR①單門機作業(yè)②雙門機作業(yè)③堆貨荷載④現(xiàn)澆路面層①或②+③+④從表6-2-4-2~6-2-4-4可以看出各斷面的內力控制值，除堆貨荷載分別與門機的倆種作業(yè)方式的荷載進行組合；對梁的各斷面，選取能使產生最大內力的組合情況作為控制條件。分別求出各斷面的控制值。繪制彎矩和剪力包絡圖(如圖)。前門機梁及其他縱梁的計算與后門機梁的計算相同。參考港口工程混凝土結構設計規(guī)范(JTJ.267.98),按雙筋截面進行配筋計算，以構件內彎矩的最大值進行計算，應滿足最小配筋率，若不滿足則按最小配筋率計算配筋。施工期門機梁彎矩遠小于使用期所以俺使用期彎矩配筋1)正截面受彎承載力計算(1)跨中配筋縱梁預計配雙層鋼筋，取a=80mm滿足要求選擇查表選8φ25滿足配筋要求。2)支座配筋0滿足要求選擇查表選8φ25滿足配筋要求。3)斜截面受剪承載力計算滿足要求。dμd故截面尺寸滿足抗剪要求，按最小配筋率配置箍筋。配置雙肢箍φ16@400根據《港口的最大裂縫限值計規(guī)范》表3.3.2規(guī)定，海水港水位變動區(qū)的鋼筋混凝土結構1)跨中抗裂驗算k第七章橫梁計算7.1橫梁結構形式1)橫梁結構形式圖見圖7.1.1橫梁為預應力鋼筋混凝土迭合梁，與面板鏈接的部分為橫梁現(xiàn)澆混凝土迭合部分，而面板一下的部分是預制安裝的預應力鋼筋混凝土梯形梁。分別按照施工期和使用期倆個階段計算橫梁的內力。施工期(1)安裝橫梁，將橫梁擱置在樁帽上，按照簡支梁計算內力。(2)靠船構件安裝，安裝好后澆橫梁接頭。(3)安裝面板及現(xiàn)澆面板接頭的混凝土，在此橫梁以彈性支承連續(xù)梁計算。(4)施工期橫梁的有效斷面為預制斷面，作用在橫梁上的荷載為永久荷載。使用期使用期按照彈性支承連續(xù)梁計算，作用在橫梁上的荷載為碼頭面層混凝土和其他使用荷載，使用期橫梁的有效斷面為疊合斷面。橫梁斷面面積、中和軸的位置、斷面尺寸及斷面慣性矩見下表7-1-1階段斷面圖(m)截面積中和軸慣性矩混凝土彈性模量預制安裝階段使用階段0880883992表7-1-17.2荷載pl=479.52KNpl=479.52KN由于流動機械輪壓較小，對橫梁的作用遠小于均布荷載，故在此不作計算。H計H計vjj22前門機傳橫梁后門機傳橫梁7.3內力計算4由前述可見，由叉樁和直樁支撐的橫梁，假設兩端為鉸接，在垂直荷載的作用下，根據彈性支撐連續(xù)梁計算，水平力由叉樁承擔。彈性支撐連續(xù)梁第n支座的五彎矩方程為：δM+δM+δMδMδM+△=0垂直荷載作用下的樁力計算，計算圖式如7.3.1.annb圖7.3.1直樁的計算樁力：N=R叉樁的計算樁力：nn水平力作用下的叉樁樁力計算如圖7.2.1.b7.3.2施工期構件安裝階段的內力計算(1)安裝門機梁、橫梁及靠船構件的預制部分如圖7.3.2。MQ預制部分橫梁的自重：圖7.3.2門機梁自重(在門機梁計算一章中可查得)靠船構件重：(在靠船構件計算一章中可查得)2樁力計算：178.31178.31KN158.11KNQR(2)面板安裝(此時梁的中間拼縫都已澆筑，所以是兩跨連續(xù)梁，計算圖式如圖7.3.3橫梁的預制部分：梁的支撐系數：因為根據彈性支撐連續(xù)梁五彎矩方程計算。=15.04×10-71橫梁支座負彎矩：M1M13橫梁支座剪力：支座的反力：2N=310.07KN3同樣跨中斷面的切力及彎矩可用公式計算結果如表7-3-1、表7-3-2。..情況0156.54194.13182.90195.37220.30209.82-128.65∑情況0-65178.3189.2847.42-62.92158.11-151.9662.98-13.12-42.04-3.17-95.22-107.8941.4834.2725.017.089.16-0.19.051.13-18.80∑-3.17-95.22-107.8941.48303.4834.02181.0676.43-28.2177.06152.0646.99-57.55(3)現(xiàn)澆接頭如圖7.3.4(4)澆筑橫梁及門機梁迭合部分、安裝邊板，如圖7.3.5圖7.3.5M=0.08×10-7=0.1398×10-5=0.0304×10-7支座剪力：支座反力BN1N2N35任意其他截面的剪力、彎矩都可由公式求得計算結果列入表7-3-1~7-3-2中，內力匯總后，作用在樁上的力為：N=374.44+50.07+11805=542.56KNN=167.64+236.51+7.95+81.42=493.52KNN=29.12-43.00+25.32+81.42=92.86KN57.3.3內力在使用階段計算1)單位力作用下的內力計算，按彈性支承連續(xù)梁計算。內力計算參考高樁碼頭設計與施工規(guī)圖7.3.7中假定直樁1和2支撐點為支點4,叉樁4和5支點為支點16,利用五彎矩方程可求得單位力作用于任何斷面時梁內各斷面的彎矩、剪力及樁力。(可繪制單位力作用下的剪力、彎矩、樁力，利用影響線及可求出各種荷載作用下的內力)。橫梁各斷面在單位力作用下的內力計算結果見表7-3-3。計算結果為：3)各種荷載作用下橫梁各斷面的內力值及內力組合值見表7-3-4~7-3-6,依據港口工程高樁碼目力N3=1162KNN5=1444.2KN,(-34.2KN)圖靠船構件計算圖7.4.1M=-412.0×(0.95-0.9)-20.6KN.m撞撞7.5驗算及配筋最大正彎矩M=344.33kN·m1.支座截面配筋(上側)所以按最小配筋率配筋選用7φ16的鋼筋(A。S=1407mm2)2.跨中截面配筋(下側)所以按最小配筋率配筋選用7中16的鋼筋(A。=1407mm2)S7.5.2使用期橫梁配筋施工期及使用期最大剪力：截面尺寸的構造滿足抗剪要求V=0.7aμ說明混凝土的抗剪強度以滿足要求，不需進行斜截面的受剪承載力計算，按構造要求配置箍采用Ⅱ級鋼筋作為箍筋，直徑取8mm,按最小配筋率0.08計算：箍筋HRB335,不宜太細，選擇中10@400,雙肢箍，即A=202mm2。滿足要求。根據《港口工程混凝土結構設計規(guī)范》表3.3.2規(guī)定，海水港水位變動區(qū)的鋼筋混S單位力及作用位置M1M2M3M4M5M6M7M8M9MMM0000-10單位力及作用位置切力(KN)Q4右Q89Q10左Q10右QQQQ續(xù)上表(表7-3-3)單位力及作用位置M1M2M3M4M5M6M7M8M9MMMM現(xiàn)澆面層P?P00P.PP.PPPP?PPPP272447972447985單位力及作用位置Q4右QQQQQ10左Q10右Q0①0Q現(xiàn)澆面層PPpPP.PP.PP.PP.PPPD.DDPP.PP續(xù)上表(表7-3-4)荷載M~M1MM5M6M7M8M9MMMM堆貨荷載P0D.D0P0D.D0P.P0P.P0P.P0P0P0P.P0P0P.P0P.P02正值0∑負值0門機荷情況P0P.P0∑0情p0載況2P.P0∑02最大值正值0負值0-567.53-379.45荷載荷載(KN)內力內力剪力(KN)Q10左Q10右P5P6P7-64.77P9183.75-27.01-27.01-27.01-27.01-27.01-27.01P114.054.05P1490.04.164.16P162正值∑負值門機荷載情況1P4情況2P41388.53-81.92-81.92-81.92-81.922∑最大值正值負值荷載內力彎矩(KN.m)MM系纜力F個P0M∑撞擊力F-130-130-130-13099M0M02∑擠靠力P∑組合內力彎矩(KN.m)M1M2M3M4M5M6M7M8M9MMM1面層+均載+船舶力9-130-130-12面層+均載+門靠力9-3包絡值322.02666.49917.091026.9935.5718.1937.41030.79-130-3荷載剪力(KN)QQQQQQQQQQQ系纜力E5810左10石14石15石H87.96-9.59-9.59-7.1269.92∑-5.19-5.19-5.19-5.19-5.19撞擊力136.6421.063.64∑擠靠力62.19∑荷載內力剪力(KN)Q4右Q0Q10左Q10右QQQQ14右Q15右1船舶力1-428.72門機+系纜力或擠靠力574.64421.94280.32157.35包絡值-412.0-564.5-564.5-325.41-399.39表7-3-6第八章樁的承載力計算根據鉆孔資料可知，碼頭下方土層從上向下▽-6.87m～-11.37m為淤泥質粘土；▽-15.67m~▽-23.17m為含粘性土爍砂；▽-23.17m~▽-爍砂，式中A樁身截面面積(m2),取0.55×0.55=0.3025m2。樁標號極限樁力設計樁力承載力安全系數1號2號3號4號5號8.3錘擊沉樁拉應力8.4配筋及驗算查表取8中28,實際A=4926mm。Pμ2)張拉控制應力：3)先張法預應力損失：(1)張拉端錨具變形和鋼筋內縮引起的預應力損失：式中a——張拉端錨具變形和鋼筋內縮值，E預應力鋼筋的彈性模量；l——臺座長度，取50m。(3)預應力鋼筋應力松弛引起的預應力損失σ在超張拉的情況下?取0.0350第一批預應力損失：預應力鋼筋合力：pclpσ=0.5σ+σ=0.5×14.2+63.34=70.44N第九章整體穩(wěn)定性驗算整體穩(wěn)定性的驗算圓弧滑動法，計算公式如下：根據費倫紐斯的經驗方法確定圓弧的圓心和半徑。使滑力矩：抗滑力矩：土條序號iiibili-72-62-522-3-152-2-9-0.1562-1-321322923242hiWilCi求出：M,M=5784.3KN.mrk1MMR結論本次設計擬進行北侖港多用途碼頭工程結構設計，設計主要內容有原始資料分析、港口總平面布置、水工建筑物結構設計等。目前關于北侖港多用途碼頭工程的地理位置、地質地形地貌情況、氣象水文資料、卸港量等統(tǒng)計資料均已完整給出，具備進行組織設計的條件。頭。面板采用預制板，搭接在縱梁和橫梁上，按雙向板進行計算?？v梁采用鋼筋混泥土疊合梁，分為三條軌道梁和一條普通縱梁，縱梁直接搭在樁帽上，按彈性支撐連續(xù)梁計算。橫向排架間距為7米，橫梁采用鋼筋混凝土疊合梁，橫梁斷面為花籃形。樁采用的是預制預應力空心方樁。帶來的計算錯誤。算等作以下綜述。2.港口總平面布置根據手頭現(xiàn)有資料，結合參考“海港總平面設計規(guī)范”計算碼頭水陸域的各功能區(qū)的尺度，再根據實際情況布置港口總平面陸域各個功能區(qū)的位置以及水域的布置方案，以達到作業(yè)流程方便簡單。3碼頭結構造型與設計部分計算內力采用相應的五彎矩方程式?？v梁配筋后進行抗裂驗算。橫向排架的計算比較復雜。橫梁為預應力鋼筋混凝土迭合部分，而面板一下的部分是預制安裝的預應力鋼筋混凝土梯形梁?；鶚杜c其上面的橫梁組成橫向排架。高樁碼頭的結構分段是一個空間整體結構，橫梁和其下樁基組成的橫向排架通常是主體受力構件，各排架結構布置和受荷條件基本上是相同的，通?？砂纯v向和橫向兩個平面進行結構內力計算。此時排架內力可簡化為平面問題進行分析，取一個橫向排架作為單元，計算段長等于橫向排架的間距。橫梁配筋后進行抗裂驗算。樁的設計時應考慮垂直承載力和垂直沉樁拉應力。滿足要求后要配筋及驗算。4整體穩(wěn)定性驗算部分整體穩(wěn)定性驗算采用圓弧滑動法。置較低，對于這種地基，高樁碼頭幾乎是最佳的結構形式，（3）減少預制構件數量：減少品種，統(tǒng)一規(guī)格，加大預制構件尺寸，采用大跨度、長樁或（1）減少樁的種類：對于同一樁臺的基樁，采用等截面、等長度的樁。A）碼頭長度較大，在橫向排架中，除了用一對叉樁外，其余的都用直樁；B）在同一樁臺下的樁，打到同一較硬土層，使樁尖標高接近。4）改進沉樁工藝，減小下沉應力，以節(jié)約鋼筋（1）采用長樁，增加樁的有效入土長度，以加大樁側表首先，我要感謝我的老師，他一絲不茍、嚴謹細致的作風一直是我學習、工作中的榜樣，給了起到了指明燈的作用；他們不拘一格的思路和循循善誘的教導給予我無盡的啟迪，使我很快就融入了設計的快樂中。其次我要感謝同組同學對我的指點和幫助，沒有他們的提供資料和幫助，是我大學學習中遇到過的涉及內容最廣、工作量最大、時段最長的一次設計。把握住每個小課設的精華、增強邏輯、環(huán)環(huán)緊扣，那么這次的任務很簡單了。我的任務是設計一個碼頭泊位。雖然老師說此次的畢業(yè)設計不是很難，但是當我真的開始著手時，還的確是重重困難。俗話說，“磨刀不誤砍柴工”，每次都是看了好多的模板及規(guī)范以后才有一點眉目，但還是由很多的問題解決不了，我都會第一時間記在本子上面，然后等答疑的時候問老師，老師對于我提出來的問題都一一解答，從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我不懈的支持和細通過本次設計可以使我完整的了解港口的原始資料分析、總平面布置、碼頭結構（包括梁、題以及綜合應用的能力的提高。并且通過完成畢業(yè)設計，使我進一步鞏固所學的理論知識，以便更好的運用于將來的實際工作當中。同時也培養(yǎng)和鍛煉我的創(chuàng)新意識，一定程度上自我素質。在此謹向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在設計將完成之際，我的心情很難平靜，從最后我還要感謝土木工程學院和我的母校大連海洋大學四年來對我的栽培。參考文獻李廉錕高等教育出版社孫訓芳高等教育出版社人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社周福田人民交通出版社韓理安人民交通出版社人民交通出版社劉傳春中國建筑工業(yè)出版社人民交通出版社河海大學等外文definite(forasystemwithoutanyfreemotions)orsemi-definite(forasystemallowingsomespecialfreemotionsalltheeigenvaluesofEqwieigenvalues2(r=1,2,3，...6n)representthesquarednaturalfrequenciesofthesystem:rrr1r2rjrnrTrrr,r,r,1j2j3j,4jGG,5jGGT6jGgrrrrr1withZr.rIngeneral,thegeneralizedcoordinates{p}inEq.(14)separatenaturallyintotwogroups,whichRDT外文翻譯水彈性分析關于柔性的浮動互連結構三維水彈性理論是用來預測的水彈性對于柔性浮動互連剛性模式，它是基于有限元方法從數值分析計算結構的。模塊和連接構件都認為是的連接剛度柔剛度我們可以發(fā)現(xiàn)他是可以和實驗連續(xù)結構比較吻合的。這個模型是用來互連結構的一般特點。水彈性對柔性浮動互連結構的影響包括他們的位移和彎矩。水彈性對連接和模塊影響的研究,為最優(yōu)設計提供了相關信息。這些靈活的結構的一個關鍵特性是他們變形和流體場之間