港工课程设计
6.1
1813.90
沉箱底加强角
0.5×0.22×(3.5+2.8)×10×3×15
6.1
345.87
沉箱内填石1
8.7×5×(11.72×11+2.28×18)
2.9
22802.87
沉箱内填石2
8.7×5×(11.72×11+2.28×18)
6.1
47964.67
沉箱内填石3
8.7×5×(11.72×11+2.28×18)
1600.116
-
可变作用
6.86
6.86
114.63
8.35
957.16
-
③校核高水位(+4.83m)下:
土层
顶层(KN/m2)
底层(KN/m2)
单宽合力(KN/m)
力臂(m)
力矩(KN*m)
方向
永久作用
1
0.00
1.14
0.21
16.45
3.45
-
2
1.14
31.97
270.34
5.63
1522.01
每段码头考虑布置一个系船柱,则系缆力引起的垂直水平作用和倾覆力矩分别为:
垂直分力:PRV=Nz/13=6.97(kN/m)
水平分力:PRH=Nx/13=13.0(kN/m)
倾覆力矩:MPR=6.97×2+13.0×17.15=236.89(kN·m/m)
(
根据所给资料知道,该码头上安装两台M5-2-250型门机。根据国产门机计算荷载规范得,门机自重115t,最大起重量5t,悬臂最大幅度30m,前、后轨间距10.5m,前轨距码头前沿2.5m。所研究的沉箱上只有一个门机。
故沉箱的高度为:H=3-(-11.5)+0.5=15m
沉箱宽度主要由码头的水平滑动及倾覆的稳定性和基床及地基的承载力确定,根据工程经验一般为码头的0.6倍左右,初步取12.2m。
(
为了增强沉箱的刚度和减小箱壁与箱底的计算跨度,在箱内设置2道纵向隔墙和4道横向隔墙。
(
沉箱的箱壁、隔墙和底板的厚度应由计算确定。根据规范对沉箱构件的构造要求和本码头的受荷情况及工程经验,取沉箱的箱壁厚度为35cm,底板厚度为40cm,隔墙厚度为20cm。
沉箱后踵填石
0.5×(14.2+14.5)×13×11=2052.05
10.56
21669.65
合计
37689.97
——
238543.9
延米自重
2899.23
18349.53
④校核低水位(-0.85m)下自重计算:
计算项目
自重力G计算式(KN)
力臂(m)
稳定力矩(KN·m)
沉箱前后壁、纵隔墙
1.1×13×(4.35×25+10.25×13)
1632.80
-
可变作用
6.86
6.86
114.63
8.35
957.16
-
②设计低水位(+0.62m)下:
土层
顶层(KN/m2)
底层(KN/m2)
单宽合力(KN/m)
力臂(m)
力矩(KN*m)
方向
永久作用
1
0.00
14.15
32.40
13.65
442.26
-
2
14.15
37.02
310.10
5.16
另外,在构件连接处,设置20cm×20cm的加强角以减少应力集中。
(
胸墙底部高程应尽量降低,以增加码头的整体性和稳定性。依前面所讲,胸墙底部高程初步定为3m,顶宽1m。
(
基床采用明基床形式,基床底部高程为-15.00m,故基床厚度为3.5m;基床外肩宽取2.5m,内肩宽取2.0m
2
(
结构自重力受水位影响,应对不同的水位情况分别计算。
在计算可变作用土压力时将可上下看做一层。在计算永久作用土压力时将墙后填料分为2层,码头地面至水位为第一层;水位铅直向下至水底为第二层;
第n层填料顶层的土压力强度可按下式计算:
永久作用: (墙后填土自重产生)
可变作用:
第n层填料底层的土压力强度可按下式计算:
永久作用:
可变作用:
第n层填料的土压力合力河岸下式计算:
-
可变作用
6.86
6.86
114.63
8.35
957.16
-
④校核低水位(-0.85m)下:
土层
顶层(KN/m2)
底层(KN/m2)
单宽合力(KN/m)
力臂(m)
力矩(KN*m)
方向
永久作用
1
0.00
18.69
56.53
12.67
716.24
-
2
18.69
38.79
306.07
4.70
1438.53
3.075
9113.10
胸墙2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5.0×(0.29×24+0.81×14)×13=1189.5
8.125
9664.69
沉箱上填石1
5.1×(1.39×18+0.81×11)×13=1056.16
7.53
7952.88
沉箱上填石2
5.0×(0.29×18+0.81×11)×13=918.45
8.345
7664.47
9.3
73126.45
胸墙1
5.1×2.2×24×13
3.075
10764.47
胸墙2
5.0×1.1×24×13
8.125
13942.5
沉箱上填石1
5.1×2.2×18×13
7.53
19769.87
沉箱上填石2
5.0×1.1×18×13
8.345
10740.02
沉箱后踵填石
0.5×(14.2+14.5)×13×11
10.56
21669.65
合计
42732.03
——
269346.8
延米自重
3287.08
20718.98
③校核高水位(+4.83m)下自重计算:
计算项目
自重力G计算式(KN)
力臂(m)
稳定力矩(KN·m)
沉箱前后壁、纵隔墙
1.1×13×14.6×15=3131.7
6.1
19103.37
沉箱侧板、横隔墙
胸墙1
5.1×(1.83×24+0.37×14)×13=2963.61
3.075
9113.1
胸墙2
5.0×1.1×14×13
8.125
8133.13
沉箱上填石1
5.1×(1.83×24+0.37×14)×13=3255.33
7.53
24512.63
沉箱上填石2
5.0×1.1×11×13
8.345
6563.34
各种材料的相关参数如下表:
材料名称
重度KN/m3
内摩擦角(度)
水上
水下
混凝土胸墙
24
14
钢筋混凝土沉箱
25
15
块石
18
11
45
①设计高水位(+3.81m)下自重计算:
计算项目
自重力G计算式(KN)
力臂(m)
稳定力矩(KN·m)
沉箱前后壁、纵隔墙
1.1×13.0×14.6×15=3131.7
6.1
19103.37
9.3
77289.28
胸墙1
5.1×2.2×24×13
3.075
10764.468
胸墙2
5.0×1.1×24×13
8.125
13942.5
沉箱上填石1
5.1×2.2×18×13
7.53
19769.87
沉箱上填石2
5.0×1.1×18×13
8.345
10740.015
沉箱后踵填石
0.5×(14.2+14.5)×13×11
永久作用:
可变作用:
第n层填料土压力合力的水平分力可按下式计算:
永久作用:
可变作用:
①设计高水位(+3.81m)下:
土层
顶层(KN/m2)
底层(KN/m2)
单宽合力(KN/m)
力臂(m)
力矩(KN*m)
方向
永久作用
1
0.00
4.29
2.98
15.77
46.99
-
2
4.29
33.19
286.96
5.69
6.1
19570.92
沉箱侧板、横隔墙
(0.35×2+0.2×4)×(11.72×15+2.88×25)×3×3
6.1
20406.33
沉箱底板
10.1×0.4×13×15
6.1
4805.58
沉箱前、后趾
0.5×(0.5+0.8)×1.05×13×15×2
6.1
1623.67
沉箱竖加强角
0.5×0.22×60×(11.72×15+2.28×25)
沉箱后踵填石
0.5×(14.2+14.5)×13×11=2052.05
10.56
21669.65
合计
35596.2
——
222616.8
延米自重
2738.17
17124.37
②设计低水位(+0.62m)下自重计算:
计算项目
自重力G计算式(KN)
力臂(m)
稳定力矩(KN·m)