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沉箱码头计算书

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  • 卖家[上传人]:mg****85
  • 文档编号:34214536
  • 上传时间:2018-02-22
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    • 1、任务要求:码头设计高水位 12米,低水位 7.4米,设计船型 20000吨,波高小于 1米,地面堆货 20kpa,Mh16 30门座式起重机,地基承载力不足,须抛石基床。一拟定码头结构型式和尺寸1 拟定沉箱尺寸:船舶吨级为 20000 吨,查规范得相应的船型参数:设计船型总长(m)型宽(m)满载吃水(m)183 27.6 10.5即吃水为 10.5 米。其自然资料不足,故此码头的前沿水深近似估算为:,1.50.21DkTm设计低水位 7.4 米,则底高程: ,因此定底高程 -5.1m 处。由于沉箱7.427定高程即为胸墙的底高程,此处胸墙为现浇钢筋混凝土结构,要求满足施工水位高于设计低水位,因此沉箱高度要高于码头前沿水深 12.1m。综上,选择沉箱尺寸为: 。130.214lbhm下图为沉箱的尺寸图:2拟定胸墙尺寸:如图,胸墙的顶宽由构造确定,一般不小于 0.8m,对于停靠小型内河船舶的码头不小于0.5m。此处设计胸墙的顶宽为 1.0m。设其底宽为 5.5m,检验其滑动和倾覆稳定性要求是否满足要求:(由于此处现浇胸墙部分钢筋直接由沉箱顶部插入,可认为其抗滑稳定性满足要求,只需验算其抗倾

      2、稳定性)设计高水位时胸墙有效重力小于设计低水位时,对于胸墙的整体抗倾不利,故考虑设计高水位时的抗倾稳定。沉箱为现浇钢筋混凝土,其重度在水上为 ,水下为 ,则在设计32.5/kNm31.5/kNm高水位时沉箱的自重为: .1.5 1.5123.5155.3.52464 62G ( )则 。7.8GkN自重 G 对 O 点求矩:。7.1053.49675.10492/35.1/=73.56M kNmg( ) ( )考虑到有门机在前沿工作平台工作时,胸墙的水平土压力最大,此处门机荷载折算为线性荷载为: 。250178.54qkPa(此处近似用朗肯土压力进行验算)朗肯主动土压力系数:。22530.()7)(=2Katntnoo则其土压力分布如上图:如上图,其各点的土压力强度为: 012=0.718.54.21;75.;.93178.63.4.abPKhqkPakkPa则其土压力为:。0.5148.5.0.15.642.E KN作用点至墙底的距离为: 22148.26.379.7.930.5791.3.( ()=.0ym 。则土压力对墙前 O 点的弯矩值为:。26.1756.7MKNmg综上:

      3、,即说明在高水位时胸墙能保持抗倾稳定。G=73.56kNg即胸墙的尺寸为:顶宽为 1.0m,底宽为 5.5m,高为 4.6m。则码头的结构形式及尺寸如图:二、计算高低水位时抗滑、抗倾稳定性及地基应力1、荷载作用分类及计算:(1)结构自重力(永久作用):a、设计高水位情况:设计高水位自重作用计算表项目 计算式 Gi( KN) Xi(m) Gi*Xi(KN*m)沉箱前、后面板、纵隔墙 (13.05*0.3*+13.05*2)*13*15 2035.80 5.50 11196.90 沉箱侧板、横隔墙(13.05*4.25*0.3*4+13.05*4.25*0.2*4)*15 1663.90 5.50 9151.45 沉箱底板 (9.3*0.25*13)*15 816.10 5.50 4488.55 沉箱前趾 (0.45+0.85)*0.9*0.5*13*15 114.10 0.50 56.60 沉箱内填土 4.25*4*13.05*9.5*6 12645.45 5.50 69549.98 胸墙 (1+2.5)*1.5*0.5*23.5+(2.5+5.5)*3.1*0.5*13.5*13297

      4、9.00 0.40 1191.60 胸墙后填土 (4.8+7.8)*3.1*0.5*9.5+(7.8+9.3)*1.5*0.5*18*135414.00 4.12 22305.68 总计 25668.35 117940.76 每延米自重作用 25668.35/13 1974.49 9072.37 b 、设计低水位情况:设计低水位自重作用计算表项目 计算式 Gi(kN) Xi(m) GiXi(kN*m)沉箱前面板、后面板、纵隔墙2*(0.3*12.5*13*15+0.3*1.05*13*25)+0.2*12.5*13*15+0.2*1.05*13*252223.00 5.55 12337.65 沉箱侧板,横隔板2*(0.3*12.4*12.5*15+0.3*12.4*1.05*25)+0.2*12.4*12.5*15+0.2*12.4*1.05*252120.40 5.55 11768.22 沉箱底板 10.2*0.45*13*15 895.05 5.55 4967.53 沉箱前趾 0.85*0.9*13*15 149.18 0.45 67.13 沉箱内填石6*(3.4*3.65*12.

      5、5*9.5+3.4*3.65*1.05*18) 10249.42 5.55 56884.28 胸墙(1+5.5)*4.6/2*13*23.54567.23 2.79 12719.72 胸墙后填土 (3.8+8.3)*4.6/2*13*18 6512.22 7.04 45819.98 总计 26716.49 144564.50 每延米自重作用 2055.11 11120.35 (2) 、土压力标准值计算:码头后填料为粗砂,水上水下的内摩擦角 ,沉箱以下外摩擦角 =35o 35=1.7o。主动力系数为: 2 22 2coscos35=0.9in()iin(1.7)in11aKo;axcos0.29cos.028K。=in17.6土压力标准值按下式计算: 1a0()Kcosnieh2a0()ni其中 。cos=1a、 码头后填料土压力(永久作用):设计高水位情况:;13.50e;12.08.297.8ahKkPea(与 相差很小,近似忽略)12.08. 7.6ahke 1.0e。1-5.2+15+54.9a k) ( )(土压力强度分布图见上图高水位计算作用分布图。土压力为:;n117.85

      6、7.84917.542.6/22E KNm土压力标准值的水平力:;Hncos.6cos.=3.9/土压力标准值的竖向力:;Vnsi542.sin1.70.2/EKNmo土压力引起的倾覆力矩为:11. 17.578+781+54.9-82323=340(KNm)/ EHM g( ) ( ) 。土压力引起的稳定力矩为:。V10.2=.(. )/EKNmg设计低水位情况:;13.5e;7.402986.14ahKPeka(相差不大,近似和 相等) ;7.40286. 7ahkae 7.4e。1-5.+1.+5.0286a k) ( )(土压力强度分布图见上图低水位计算作用分布图。土压力为:;116.3841.26.82.573.6/2nE KNm( )土压力标准值的水平力:;Hncos7.cos1.=9./土压力标准值的竖向力:;Vnsi3.6sin.74./EKNmo土压力引起的倾覆力矩为: 16.112.512.56.38425+3.84+6.8-342 3=4795(KNm)/ EHMg( ) ( ) 。土压力引起的稳定力矩为:。V14.7=6.35(0.2)/EKNmgb 、堆货荷载

      7、产生的土压力:各种水位时,堆货荷载产生的土压力强度标准值相同。;13.58920.5.8ekPa。 (近似相等,均取 5.80kPa)8.9-516ek土压力强度分布图见上图高水位计算作用分布图。堆货荷载引起的水平作用:;5.801.67.8/qHEKNm堆货荷载引起的竖向作用:;Vtan.7.tan.=2.34/qHoo堆货荷载引起的倾覆力矩:;=18.60.6.57()/EqHMKNmg堆货荷载引起的稳定力矩:。.2341.2()/EqHc、码头前沿堆货引起的竖向作用:码头前沿堆货范围按 7m 计算。;72014/GKNm码头前沿堆货产生的稳定力矩:。140(.27)938()/GMgd、门机荷载产生的土压力计算(可变作用):沉箱长度为 13m,故考虑时仅按一台门机产生的土压力计算,在吊臂处于不同位置下各种水位中,门机产生的土压力范围相同。如图情况 3:A、B 前腿为 1100KN、400KN,C、D 后腿为 400KN、1100KN。门机后退产生的附加土压力强度:;2=150/3.2086.3PaxeKkPah门机后腿产生附加土压力引起的水平作用和倾覆力矩: q6./2HEKNm

      8、3851=4()Mg门机后腿产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩:qV32.8tan1.768/EKNmo60=9()Mg门机前腿产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩: 150/3.8/GKNm.827=0()g其余两种情况类似,但是 1 和 2 情况下,后腿竖向荷载小于 3 情况,故产生的附加土压力也小于 3 情况,考虑最不利情况时,仅需考虑 3 情况即可。(3)、船舶系缆力(可变作用);sincoxN。y因为此处是海港码头,按要求,则 =3015oo , 。;sincsincs=241.8xNKN系缆力引起的水平作用和倾覆力矩为:;241.8.5/3RHPm。.569()MKNg(4) 、码头荷载标准值汇总码头荷载汇总表作用分类荷载情况垂直力(KN/m)水平力(KN/m)稳定力矩(KN*m/m倾覆力矩(KN*m/m)设计高水位 1974.49 9072.37 自重力 设计低水位 2055.11 11120.35 设计高水位 110.02 531.29 1122.20 3540.73永久作用填料土压力设计低水位 144.74 698.93 1476.35 4795.74堆货土压力

      9、 22.34 107.88 415.52 2006.57前沿堆货 140.00 938.00 门机作用 122.06 32.28 385.49 164.64可变作用船舶系缆力 18.58 2、码头稳定性验算(1)作用荷载效应组合持久组合:设计高水位(永久作用)+堆货(主导可变作用) ;(波浪力为 0)短暂组合:波浪力为 0,故此不予考虑;偶然组合:非正常撞击、火灾、爆炸等未考虑;地震组合:可不进行抗震验算。(2)码头沿基床顶面的抗滑稳定性验算:此处无波浪作用,堆货土压力为主导可变作用时: 0EHq vq1(+)(G+E)PB dd f(3)码头沿机床顶面的抗倾稳定性验算:此处无波浪作用,考虑堆货土压力为主导可变作用时: 0EHEqGEvEqvud1(M+)(M+)PB PBM抗滑稳定性验算计算表土压力为主导可变作用:r0(re1EH+rE2EqH+rpPB)1/rd(rgG+rE1Ev+Re2Eqv+ruPBu)f 项目组合情况r0 rE1 EH rE2 EqH rp PB 结果 rd rg G Ev Eqv ru PBu f 结果 结论高水位 1.0 1.35 531.29 1.25 107.88 0.7 1.2 0 852.09 1.1 1.0 1974.49 110.02 22.34 1.2 0 0.6 1173.24 稳定持久组合 低水位 1.0 1.35 698.93 1.25 107.88 0.7 1.2 0 1078.41 1.1 1.0 2055.11 144

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