港工設(shè)計(jì)報(bào)告

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滕安琦

排架計(jì)算報(bào)告書

工程編號(hào):計(jì)算:校核:審定:

橫梁計(jì)算時(shí)間2023年06月18日14:43:20

工程條件

1.基本說(shuō)明

1.1設(shè)計(jì)采用的技術(shù)規(guī)范

a．《高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(JTS167-1-2023)b．《港口工程荷載規(guī)范》c．《水運(yùn)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》d．《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》e．《港口工程樁基規(guī)范》

f．《港口工程灌注樁設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》

g．《港口工程預(yù)應(yīng)力混凝土大直徑管樁設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》h．《港口工程嵌巖樁設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》

1.2參數(shù)坐標(biāo)說(shuō)明

a．坐標(biāo)系約定

X方向?yàn)檠貦M梁方向，X零點(diǎn)為碼頭前沿。Y方向?yàn)檠卮a頭前沿方向，Y零點(diǎn)為橫梁軸線。

Z方向?yàn)樨Q向方向，Z零點(diǎn)為高程零點(diǎn)，Z的值代表高程。

b．作用效應(yīng)值的正負(fù)號(hào)說(shuō)明：

軸力：受拉為負(fù)、受壓為正。

彎矩：彎矩圖畫在受拉一側(cè)，橫梁上部受拉為負(fù)，下部受拉為正。應(yīng)力：受拉為負(fù)、受壓為正。

c．參數(shù)采用的量綱：

長(zhǎng)度單位采用m，力采用kN，其它衍生的量綱以此為標(biāo)準(zhǔn)（特別說(shuō)明的除外）。

1.3計(jì)算方法說(shuō)明

a．荷載計(jì)算

1、施工期永久荷載包含：上橫梁自重+縱梁自重+面板自重+靠船構(gòu)件自重

2、機(jī)械自動(dòng)在軌道上滾動(dòng)一遍得到支座的反力，然后將支座的反力

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最大值作為集中力反加到橫梁上。

3、面板上均載依照面板的長(zhǎng)寬比自動(dòng)依照單向板或雙向板方式進(jìn)行傳遞到橫梁和縱梁，集中力依照簡(jiǎn)支梁傳遞

4、由于船舶力產(chǎn)生的橫梁端部彎矩、豎向力傳遞到橫梁時(shí)將被乘以分派系數(shù)

6、程序不考慮超出橫梁右側(cè)的豎向荷載7、雙向板上的集中力荷載先傳遞到縱梁

8、計(jì)算時(shí)樁單元頂點(diǎn)取與橫梁底部或樁帽底部的交點(diǎn)

b．結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算

計(jì)算中將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面剛架，采用桿系有限單元法進(jìn)行求解；樁頂與橫梁形心采用剛性連接

9、計(jì)算中對(duì)橫梁樁帽附近的包絡(luò)值不進(jìn)行削峰

c．效應(yīng)組合作用d．效應(yīng)組合計(jì)算

承載能力極限狀態(tài)持久狀況作用效應(yīng)的持久組合采用以下公式計(jì)算：

承載能力極限狀態(tài)短暫組合采用以下公式計(jì)算：

注：rQj是第j個(gè)可變最用分項(xiàng)系數(shù)，依照分項(xiàng)系數(shù)表中所列值減小0.1；

承載能力極限狀態(tài)偶然組合采用以下公式計(jì)算：

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注：偶然作用的分項(xiàng)系數(shù)取1.0，與偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的可變作用取標(biāo)準(zhǔn)值；

承載能力極限狀態(tài)地震組合采用以下公式計(jì)算：

注：地震作用的分項(xiàng)系數(shù)取1.0，參考《水運(yùn)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行；

正常使用極限狀態(tài)持久狀況作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合采用以下公式計(jì)算：

注：式中可變作用組合系數(shù)Ψ0取0.7；

正常使用極限狀態(tài)持久狀況作用效應(yīng)的頻遇組合采用以下公式計(jì)算：

注：式中頻遇值系數(shù)Ψ1取0.7；

正常使用極限狀態(tài)持久狀況準(zhǔn)永久組合采用以下公式計(jì)算：

注：式中準(zhǔn)永久值系數(shù)Ψ2取0.6；

正常使用極限狀態(tài)短暫狀況效應(yīng)組合采用以下公式計(jì)算：

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1．施工期組合作用用途：

正常使用極限狀態(tài)持久狀況的頻遇組合用途：預(yù)應(yīng)力梁截面抗裂驗(yàn)算；梁截面裂縫寬度計(jì)算；預(yù)應(yīng)力樁截面抗裂驗(yàn)算；樁截面裂縫寬度計(jì)算2．使用期組合作用用途

正常使用極限狀態(tài)持久狀況的標(biāo)準(zhǔn)組合用途：預(yù)應(yīng)力梁截面抗裂驗(yàn)算；預(yù)應(yīng)力樁截面抗裂驗(yàn)算

2.碼頭總體設(shè)計(jì)

2.1碼頭泊位長(zhǎng)度確定

根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ291-98》的有關(guān)規(guī)定：

4.3.6：碼頭泊位長(zhǎng)度，應(yīng)滿足船舶安全靠離作業(yè)和系纜的要求。對(duì)有掩護(hù)港口的碼頭，其單個(gè)泊位長(zhǎng)度可按下式確定：

Lb?L?2d

式中:

Lb?碼頭泊位長(zhǎng)度（m）L?設(shè)計(jì)船長(zhǎng)（m）d?富足長(zhǎng)度（m）,采用表4-1中的數(shù)值表4-1富足長(zhǎng)度d

L(m)d(m)

擬建碼頭是多泊位連續(xù)布置中首先建設(shè)的碼頭，其長(zhǎng)度按單泊位計(jì)算。富足長(zhǎng)度d根據(jù)船長(zhǎng)L=86m，按規(guī)定取13.51m，所以泊位長(zhǎng)度為113.02m。

23030

2.2碼頭樁臺(tái)寬度確定

①結(jié)構(gòu)寬度：碼頭結(jié)構(gòu)總寬度主要取決于岸坡的穩(wěn)定性和擋土結(jié)構(gòu)位置。由

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于在上海天津一帶，岸坡開(kāi)挖坡度多取1:2.5，所以此處假定開(kāi)挖岸坡坡度為1:2.5；擋土結(jié)構(gòu)采用重力式擋土墻，再結(jié)合平面布置中確定的碼頭前沿底高程-5.25m，和碼頭面高程4.0m，在地形的橫斷面圖中可確定碼頭結(jié)構(gòu)的總寬度約為22m。其中，前方樁臺(tái)寬14.5m，主要用于裝卸橋的布置；后方樁臺(tái)寬7.48m，主要起連接作用；前方樁臺(tái)與后方樁臺(tái)，后方樁臺(tái)與擋土結(jié)構(gòu)之間的變形縫間距為2cm。

②結(jié)構(gòu)沿碼頭長(zhǎng)度方向的分段：為避免在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過(guò)大的濕度應(yīng)力和沉降應(yīng)力，沿碼頭長(zhǎng)度方向隔一定距離應(yīng)設(shè)置變形縫。從結(jié)構(gòu)沿碼頭長(zhǎng)度可分為2段，每段長(zhǎng)56.5m，每個(gè)結(jié)構(gòu)段的兩端做成懸臂式上部結(jié)構(gòu)，樁臺(tái)沿長(zhǎng)度方向在端部得懸臂段取1.25m、沿寬度方向在端部的懸臂段取2m。由于根據(jù)設(shè)計(jì)要求整個(gè)碼頭沿變形縫分為兩個(gè)樁臺(tái)，兩個(gè)樁臺(tái)的受力方式基本一致，所以計(jì)算時(shí)只算一個(gè)樁臺(tái)。

兩個(gè)樁臺(tái)間采用凹凸縫連接形式。

2.3碼頭高程和樁臺(tái)高度

①碼頭頂高程：取碼頭面高程為4.0m。②碼頭前設(shè)計(jì)底高程：取-5.25m。

③樁臺(tái)高度：根據(jù)橫縱梁、樁帽及面板、面層的高度確定樁臺(tái)高度，此處采用現(xiàn)澆倒T型梁，因此根據(jù)橫縱梁、面板、面層的高度可初步擬定樁臺(tái)高度為3m。

④樁頂?shù)母叱蹋阂?guī)定樁頂高程取施工水位，施工水位建議取1m，綜合考慮碼頭頂面高程及樁臺(tái)高度，樁頂?shù)母叱倘?.3m，由于樁插入樁帽0.3m，因取樁帽底高程1m。

2.4樁基設(shè)計(jì)與布置

由《港口水工建筑物》中樁基布置原則：○1應(yīng)能充分發(fā)揮樁基承載力，且使同一樁臺(tái)下的各樁受力盡量均勻，使碼頭的沉降和不均勻沉降較??；○2應(yīng)使整個(gè)

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碼頭工程的建設(shè)比較經(jīng)濟(jì)；○3應(yīng)考慮樁基施工的可能與便利。

根據(jù)規(guī)范擬定：

前門機(jī)梁下設(shè)置雙直樁，后門機(jī)梁下設(shè)置叉樁，叉樁傾斜度為3:1在雙直樁和叉樁之間設(shè)置一根直樁。排架中樁距取3.5m，兩端懸臂部分取2m。

沿碼頭長(zhǎng)度方向排架等間距布置，間距取6m，兩端懸臂部分均取1.25m。樁基為600mm*600mm預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心方樁，邊長(zhǎng)為0.6m，空心圓直徑0.3m。

圖1-1碼頭斷面圖

圖1-2樁型圖

2.5靠船構(gòu)件參數(shù)

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沿碼頭前沿方向?qū)挾?m)=1；靠船構(gòu)件底部高程(m)=1.95；B1(m)=0.6；B2(m)=0.4；H1(m)=1.95；H2(m)=0.4

3面板尺寸設(shè)計(jì)

3.1面板形式

面板采用疊合板形式，預(yù)制部分為20cm,現(xiàn)澆部分為18cm。采用面板與面層一起澆筑：面層厚度取2cm。

3.2板的擱置形式與擱置長(zhǎng)度

根據(jù)《港口水工建筑物》表4-2-2，

構(gòu)件擱置長(zhǎng)度

構(gòu)件名稱簡(jiǎn)支板擱置長(zhǎng)度（cm）

采用裝配式整體板，面板擱置長(zhǎng)度取15mm。

20板裝配式整體板152020裝配式縱梁裝配式橫梁3.3梁格布置

根據(jù)《高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范JTJ291-98》中4.2.2的有關(guān)規(guī)定：兩邊支承兩邊自由的板可按單向板計(jì)算。四邊支承板長(zhǎng)邊與短邊的計(jì)算跨度之比大于或等于2時(shí)可按單向板計(jì)算，長(zhǎng)邊與短邊的計(jì)算跨度之比小于2時(shí)可按雙向板計(jì)算。

前樁臺(tái)的橫向排架間距是6m,橫向排架中的樁距是3.5m，兩者之比小于2，按雙向板計(jì)算；面板是兩邊支承在橫梁上，兩邊支承在縱梁上，因此此處面板為雙向板。其自重及作用在板

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上面的均布荷載通過(guò)如圖2-1所示傳給縱、橫粱。

圖2-1面板荷載傳遞圖其中q?0.2?24?0.2?25?9.8kPal0?3.5m

4.縱梁設(shè)計(jì)與計(jì)算

4.1軌道梁計(jì)算

4.1.1斷面設(shè)計(jì)

根據(jù)《港口水工建筑物》可知縱梁的斷面形式有矩形、花籃形（含半花籃形）和?形。由于此處擬定將縱梁擱置在橫梁上，縱梁采用矩形斷面。

縱梁的高度應(yīng)根據(jù)受力計(jì)算確定，而寬度主要由剪力計(jì)算確定。

又根據(jù)一般規(guī)定可知縱梁的高度一般為90-120cm，寬度一般為30-50cm，此處擬定縱梁為花籃形斷面，寬度40cm，高度100cm。詳見(jiàn)圖3-1。

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圖3-1縱梁截面

4.1.2計(jì)算跨度

本設(shè)計(jì)將縱梁設(shè)計(jì)為剛性支承連續(xù)梁，根據(jù)《港口水工建筑物（其次版）》中表4-4-4中規(guī)定，剛性支承連續(xù)梁的計(jì)算跨度如下：彎矩計(jì)算中：

當(dāng)B2?0.05l時(shí)，l0?l；當(dāng)B2?0.05l時(shí)，l0?1.05ln。式中：l——橫梁（或樁帽）中心距（m）；B2——縱梁支座（橫梁或樁帽）寬度（m）剪力計(jì)算：l0?ln

式中：l0?計(jì)算跨度（m)；

ln?凈跨（m)。

此處：其中B2?0.2m，l?6m,B2?0.05l?0.3m；

ln?6?0.4?5.6m

則：彎矩計(jì)算中：l0?l?6m

剪力計(jì)算中：l0?ln?6?0.4?5.6m

4.1.3計(jì)算荷載

1）永久荷載a縱梁自重：

25?0.4?1?1?10kN/m

b面板支座力：

圖3-1-3-1面板自重傳給軌道梁的力

一塊面板傳給一根縱梁的力：(2.5?6)?面板的支座力；

3.5?0.5?9.8?72.8875kN21?72.8875?36.44kN2對(duì)于一般縱梁，承受兩塊板的重力，所以其面板支座力為72.8875kN，而軌道梁承受一塊板

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的重力，所以其面板支座力為36.44kN。

2）可變荷載

c堆貨荷載通過(guò)面板的支座力：

圖3-1-3-2散貨荷載傳給軌道梁的力

軌道梁承受的通過(guò)面板傳遞的堆貨荷載的支座力：

(2.5?6)?3.51?0.5?50??185.94kN22d門機(jī)荷載：

根據(jù)設(shè)計(jì)資料可知門機(jī)類型為Mh?4?25,軌距為10.5m，支腿縱距為10.5m，每只腿有4個(gè)輪子，輪壓：海側(cè)軌250kN/輪，陸側(cè)軌250kN/輪。

圖3.3門機(jī)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖

3）荷載組合：a+b+c+d

4.1.4內(nèi)力計(jì)算結(jié)果

a承載能力極限狀態(tài)持久組合

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b正常使用極限狀態(tài)持久狀況的標(biāo)準(zhǔn)組合

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4.2．一般縱梁計(jì)算

4.2.1斷面設(shè)計(jì)

與軌道梁一致，矩形斷面，寬度40cm，高度100cm。

4.2.2計(jì)算跨度

與軌道梁一致，即：彎矩計(jì)算：l0?l?6m

剪力計(jì)算：l0?ln?6?0.4?5.6m

4.2.3計(jì)算荷載

1）永久荷載

a縱梁自重：25?0.4?1?1?10kN/mb面板支座力：

圖3-2-3-1面板自重傳給軌道梁的力

一塊面板傳給一根縱梁的力：(2.5?6)?面板的支座力；

3.5?0.5?9.8?72.8875kN21?72.8875?36.44kN2對(duì)于一般縱梁，承受兩塊板的重力，所以其面板支座力為72.8875kN，而軌道梁承受一塊板的重力，所以其面板支座力為36.44kN。

2）可變荷載

c堆貨荷載通過(guò)面板的支座力：

普通縱梁承受的通過(guò)面板傳遞的堆貨荷載的支座力：

(2.5?6)?3.51?0.5?50??2?371.875kN223）荷載組合：a+b+c承載能力極限狀態(tài)持久組合組合:永久荷載+散貨荷載1

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正常使用極限狀態(tài)持久狀況的標(biāo)準(zhǔn)組合

組合:永久荷載+散貨荷載1

4.2.4內(nèi)力計(jì)算結(jié)果

承載能力極限狀態(tài)持久組合

組合1:永久荷載+散貨荷載1

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正常使用極限狀態(tài)持久狀況的標(biāo)準(zhǔn)組合

組合1:永久荷載+散貨荷載1

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5橫梁的設(shè)計(jì)與計(jì)算

5.1斷面設(shè)計(jì)

根據(jù)《港口水工建筑物》第四章高樁碼頭其次節(jié)可知橫梁的橫斷面形式一般矩形、倒

T形、花籃形和倒梯形四種，其中前三種主要用于前方樁臺(tái)的橫梁。

此處擬定的縱梁為花籃形且將擱置在橫梁上，因此擬定橫梁斷面形式為倒T形。結(jié)構(gòu)采用部分預(yù)制部分現(xiàn)澆的形式，預(yù)制部分?jǐn)R置長(zhǎng)度按表4-2-2，選取20cm，中間部分現(xiàn)澆。

樁帽參數(shù)確定：

根據(jù)《高樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》JTS167-1-20234.4.1.中有關(guān)規(guī)定，樁帽外包最小寬度，截面小于或等于600mm×600mm的方樁取150mm。樁帽高度不宜小于0.5倍樁帽寬度，且不得小于600mm。

所以，樁帽選用類型1,樁帽高度0.9m，雙直樁和叉樁上樁帽寬度1.8m，普通縱梁下樁帽寬1m。

根據(jù)《港口水工建筑物》第四章高樁碼頭其次節(jié)可知橫梁的寬度根據(jù)計(jì)算確定，并應(yīng)考慮縱梁或板的擱置長(zhǎng)度等構(gòu)造要求，現(xiàn)澆混凝土橫梁尚應(yīng)考慮打樁偏位的影響，倒T型橫梁的上橫梁寬約為35-45cm，高度一般為80-150cm。下橫梁寬度一般為90-120cm，高度一般為60-80cm。

故本設(shè)計(jì)擬定倒T形梁斷面尺寸為：下橫梁高70cm，寬120cm；上橫梁高100cm，寬40cm。

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B=1.2H=1.7b1=0.4h1=0.7

5.2計(jì)算跨度

高樁碼頭的結(jié)構(gòu)分段是一個(gè)空間整體結(jié)構(gòu)。按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的方法尚在發(fā)展中，但由于本設(shè)計(jì)采用的是板梁式高樁碼頭，它的結(jié)構(gòu)布置和受荷條件各排架（邊排架除外）基本上是一致的，可按縱向和橫向兩個(gè)平面進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算。

故本設(shè)計(jì)取一個(gè)橫向排架作為計(jì)算單元，計(jì)算跨度等于橫向排架的跨度即為14.5m。

5.3計(jì)算荷載

1）永久荷載

a橫梁自重：25?(0.4?1?0.7?1.2)?31kN/mb面板自重—橫梁一塊面板的支座力：

13.5?3.5??9.8?30kN221?72.8875?36.44kN2c面板自重—縱梁—橫梁：

一塊面板通過(guò)縱梁傳到一根橫梁上的支座力：

d縱梁自重—橫梁：25?0.4?1?6?2?30kN

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4-3-1邊上橫梁受力圖

4-3-2中間橫梁受力圖

2）可變荷載

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13.5?50??3.5?153.125kN/m223.51?0.5?50??185.94kNf堆貨荷載－縱梁－橫梁：(2.5?6)?22e堆貨荷載－橫梁：

g門機(jī)滾動(dòng)荷載－軌道梁－橫梁

4-3-3邊上橫梁堆貨荷載

4-3-4中間橫梁堆貨荷載

h船舶撞擊力：R=300KN，作用在設(shè)計(jì)低水位附近，設(shè)計(jì)低水位標(biāo)高為0.2m。

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i船舶系纜力：N=170KN,作用在軌頂面以上0.2m,即4.2m處，距離邊緣0.5m。

3）作用組合a+b+c+d+e+f+g+ia+b+c+d+e+f+g+h

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6作用效應(yīng)總組合

6.1施工期每種組合類型下的作用效應(yīng)包絡(luò)值

a．承載能力極限狀態(tài)短暫狀況作用效應(yīng)的短暫組合

橫梁計(jì)算時(shí)間2023年06月18日14:43:20

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b．正常使用極限狀態(tài)持久狀況的頻遇組合橫梁端部位移：Min=-.06(mm)，Max=0(mm)

橫梁計(jì)算時(shí)間2023年06月18日14:43:20

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6.2使用期每種組合類型下的作用效應(yīng)包絡(luò)值

a．承載能力極限狀態(tài)持久狀況作用效應(yīng)的持久組合

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b．正常使用極限狀態(tài)持久狀況的標(biāo)準(zhǔn)組合橫梁端部位移：Min=-.28(mm)，Max=.7(mm)

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橫梁計(jì)算時(shí)間2023年0