高桩梁板式码头设计 建筑材料工程技术专业毕业设计.docx
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高桩梁板式码头设计 建筑材料工程技术专业毕业设计.docx
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高桩梁板式码头设计建筑材料工程技术专业毕业设计
高桩梁板式码头设计建筑材料工程技术专业毕业设计
xxxxxxxx学院
毕业设计
设计题目xxx水工码头工程
学生姓名xxx
专业班级09级建筑材料工程技术
(1)班
指导教师xxxxxxxxxxx学院2012年5月10日
xxxxxxxxxx学院
毕业设计
开题报告
专业班级x级建筑材料工程技术
(1)班设计方向梁板式高桩码头结构
学生姓名xxx
指导教师审查意见:
指导教师签字:
年月日xxx水工码头工程
一、选题的背景与意义
选题背景:
本工程为南京龙潭港区三江口公用码头改造二期3000吨级化工泊位工程位于长江下游龙潭水道与仪征水道连接处,上游为已建成的一、二期5000吨级化工码头,本次工程建设一个3000吨级液体化工泊位(水工结构按靠泊3000吨级油船设计),码头设计吞吐量为60万吨/年,其中进口40万吨/年,出口20万吨/年。
与已建成的一、二期5000吨级化工码头连城整片。
本工程由码头平台、引桥、综合平台、生产辅助用房、工艺管道、给排水及消防六大部分组成。
码头平台为高桩梁板结构,引桥为排架式架空结构。
二、毕业设计的主要内容
它主要包括以下内容:
1.施工工艺流程
2.总平面布置
3.主要施工方法
4.结构设计
三、参考文献
[1]高桩码头设计与施工规范
[2]建筑结构静力计算手册
[3]交通部《港口工程荷载规范》JTJ215-98。
[4]交通部《高桩码头设计与施工规范》JTS167-1-2010
[5]《先张法预应力离心高强混凝土管桩沉桩施工技术规程》(JQ/SH-OO?
KJ-1-002-1996);
四、设计时间安排
(1)、确定题目:
2012年3月至2012年4月
(2)、现场调研:
2012年3月至2012年4月
(3)查阅文献:
《PHC管桩倾斜断裂原因和预防措施》郭忠2005山西建筑《设引桥的墩式码头建设对附近水域流态影响分析》赖国友郑悦华王小丹《混凝土工程施工机械设备使用指南》钟汉华主编
(4)、资料整理分析:
2012年4月至2012年5月
(5)、编写设计、总结:
2012年4月至2012年5月
(6)、打印、提交、送审设计,准备答辩:
2012年6月
xxxxxxxx学院
毕业设计任务书
设计题目xxx水工码头工程
学生姓名xxx专业班级09级建筑材料工程技术
(1)班
指导教师xxxxxxxx学院2012年5月10日
题目名称:
xxx水工码头工程
任务内容(包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求)
一、调研资料的准备情况
通过仔细阅读国家、江苏省及南京市现有的技术标准及规范、充分掌握了现行施工的技术要求及工艺,同时针对本次研究,指导老师给予了指导性的建议。
在此基础上从因特网,图书馆及项目部现有的书中查阅了大量有关高桩梁板结构的相关资料,同事与现场施工负责人进行沟通与交流归集了大量的相关资料,为成功文成本次设计做充分的准备。
二、任务完成的计划、时间安排、完成工作量(4月10日-4月17日)收集并整理国内外有关建设码头的相关资料,深入理解课题内容,做好开题准备,并写好开题报告表;
(4月18日-4月23日)根据搜集到的文献,国家、江苏省及南京市相关技术标准及规范,编写设计大纲及要领;
(4月24日-5月5日)大致完成论文初稿并撰写中英文摘要
(5月6日-5月15日)导师审阅,提出修改意见并进行修改;
(5月16日-5月31日)按学校规定格式修改、打印和装订论文;
(6月1日-6月15日)准备毕业答辩。
三、完成设计(论文)所具备的条件因素等
熟练掌握水工码头的相关施工工艺,关于现场施工中的重难点进行了相关书籍及网络的查询,对现场城主计算进行了大量的计算工作。
深入现场实际了解,查阅电子图书、技术规范及图纸,将实际中操作的工艺详细记录并整理,对于施工中的详细过程进行仔细认真的学习,与现场的技术人员进行沟通与交流。
参考文献资料,对于现场掌握的技术规范进行编写设计。
其中:
参考文献篇数:
8篇
图纸张数:
32张说明书字数:
582字专业负责人意见:
签名:
年月日
xxx水工码头工程
摘要
本工程南京龙潭港区三江口公用码头改造二期3000吨级化工泊位工程位于长江下游龙潭水道与仪征水道连接处。
本工程由码头平台、引桥、综合平台、生产辅助用房、工艺管道、给排水及消防六大部分组成。
该为码头平台为高桩梁板结构,码头平台长105m,宽15m,排架公16榀,间距为7.0m。
每榀排架共6根桩,其中2根直桩,4根斜桩(4.5:
1);其中桩身PHC预应力高强混凝土管桩。
码头前沿设两层靠船设施,上部结构由横梁、(预制构件)靠船构件、前边梁、纵梁、后边梁及预制面板组成。
引桥为排架式架空结构,引桥宽8m,长412.4m。
排架间距15m,引桥近码头后沿两榀排架为预制桩,共5根;其余部分桩基为φ800mm钻孔灌注桩。
共52根;引桥上部结构由钢筋砼横梁、预应力空心面板及面层组成。
重点部分为码头、引桥的各承重结构的荷载计算及施工工艺的详细流程。
关键词:
高桩梁板结构;PHC管桩;钻孔灌注桩;承重结构;施工工艺。
1概述1
1.1工程概况1
1.2自然条件1
2施工平面布置14
2.1生产、生活临时设施14
2.2临时道路14
2.3驳载码头14
2.4施工测量平台14
3施工进度计划及设备配置16
3.1施工进度计划16
3.2总体施工部署16
3.3船机设备配置16
3.4测量仪器设备配备表17
4施工工艺流程17
4.1引桥施工工艺流程17
4.2码头上部结构施工工艺流程18
4.3钻孔灌注桩施工流程19
4.4预制梁板工艺流程21
4.5现浇帽梁、下横梁工艺流程22
5主要施工方法24
5.1测量控制24
5.2港池挖泥24
5.3锤击沉桩24
5.4灌注桩施工25
5.5承重结构计算26
图目录
引桥施工工艺流程图4-117
码头上部结构施工工艺流程4-218
钻孔灌注桩施工流程4-319
PHC桩打设工艺流程图4-420
预制梁板工艺流程4-521
现浇帽梁、下横梁工艺流程4-622
现浇面层、磨耗层工艺流程图4-723
表目录
土层物理力学指标及基础设计参数表1.113
主要施工船舶、机械设备使用表3.1.16
xxx水工码头工程[
]
1概述
1.1工程概况
南京龙潭港区三江口公用码头改造二期3000吨级化工泊位工程位于长江下游龙潭水道与仪征水道连接处,上游为已建成的一、二期5000吨级化工码头,本次工程建设一个3000吨级液体化工泊位(水工结构按靠泊3000吨级油船设计),码头设计吞吐量为60万吨/年,其中进口40万吨/年,出口20万吨/年。
与已建成的一、二期5000吨级化工码头连城整片。
本工程由码头平台、引桥、综合平台、生产辅助用房、工艺管道、给排水及消防六大部分组成。
码头平台为高桩梁板结构,引桥为排架式架空结构。
码头平台长105m,宽15m,排架公16榀,间距为7.0m。
每榀排架共6根桩,其中2根直桩,4根斜桩(4.5:
1)。
码头前沿设两层靠船设施,上部结构由横梁、靠船构件、前边梁、纵梁、后边梁及迭合面板组成。
码头前方设有两层系船柱及橡胶护舷,二层横梁通过钢爬梯与码头面连接,上下设有人孔。
引桥为排架式架空结构,引桥宽8m,长412.4m。
排架间距15m,引桥近码头后沿两榀排架为预制桩,共5根;其余部分桩基为φ800mm钻孔灌注桩。
共52根;靠大堤为现浇桥台。
引桥上部结构由钢筋砼横梁、预应力空心面板及面层组成。
1.2自然条件
1.2.1气象
(1)气温
历年极端高气温:
43℃(1934.07.13)
历年极端低气温:
-14℃(1955.01.06)
多年平均气温:
15.4℃
七月平均气温:
27.9℃
一月平均气温:
2.0℃
(2)降水
历年最大年降雨量:
1621.3mm(1915年)
历年最小年降雨量:
576.6mm(1978年)
历年最大月降雨量:
608.4mm(1969.07)
历年最大日降雨量:
198.5mm(1931.07.24)
多年平均降雨量:
1015.0mm
(3)风况
据1951~2000年资料统计,南京地区夏季多SE风向,秋冬季盛多NE和NNE风向,当地常风向为NE向(9.0%),次常风向为ENE、E、ESE和SE向(8.0%),强风向为NE向,最大风速为16.0m/s,瞬时极大风速为16.0m/s。
(4)雾况
沿江以平流雾为主,一般多出现在冬季清晨,延时较短。
能见度?
1000mm雾日天数统计如下:
历年最多雾日数:
69.0d
历年最少雾日数:
12.0d
多年平均雾日数:
28.2d
1.2.2水文
(1)潮位
码头所处河段属感潮河段,径流以上游流域来水为主,枯季受河口潮汐影响。
潮水位变化呈不正规半日潮型,涨潮历时3小时多,落潮历时8小时多,潮差小而全年水位差较大,可达7m以上。
洪水多发生在5~9月,历年最高潮位:
8.31m(1954.8.17);
历年最低潮位:
-0.37m(1956.1.9)
多年平均水位:
3.09m
最大年际水位差:
8.05m
最大潮差:
1.52m(1955年)
最小潮差:
0.01m(1954年)
(2)设计水位(均采用85国家高程系)
设计高水位:
7.55m(年最高水位频率2%)
设计低水位:
0.23m多年历时保证率98%
水流
龙潭水道在长江感潮河段上游,以径流为主,受潮流上溯影响较小。
每年5~10月为洪季,长江下泄径流量约占总量的71.06%,10月份以后明显回落,枯季为每年11月至次年4月,下泄流量占28.94%。
本工程所在河段表面流速枯水期平均为0.7m/s,洪水期平均流速为1.7m/s,最大流速为2m/s。
1.2.3地质条件
本工程共布置勘探孔14个,其中水上钻孔8个,钻孔深度20~42m。
勘察结果表明,场地埋深20米以上共分布有两层砂性土层:
②-3层粉土、粉砂和②-4层粉细砂。
勘探深度范围内揭示的地层自上而下为:
①杂填土:
灰褐色~杂色,很湿,松散~稍密,江岸主要为建筑砂石码头时堆填的杂填土,以块石、混凝土块、碎石等建筑垃圾为主,夹粘性土和砂,场地南部漫滩上位软塑状态耕植土。
层厚0.5~4.8m。
②-1粉质粘土:
灰黄色,饱和,软塑,含植物根茎,切面较光滑,无摇振反应,干强度、韧性中等,属中高压缩性土。
层顶埋深0.5~1.9m,层厚0.6~2.4m,层顶标高4.57~3.61m。
②-2淤泥质粉质粘土~粉质粘土:
灰褐色~杂色,饱和,流塑,大部分呈低塑性,粉质粘土呈软~流塑状态,具层理,呈互层状千层饼状结构,夹薄层粉土、粉砂及腐木,含较多有机质,光泽反应弱,无摇振反应,干强度、韧性中等,属高压缩性土。
层顶埋深0.0~4.8m,层厚2.5~10.0m,层顶标高3.01~11.58m。
②-3粉土、粉砂:
灰色,饱和,稍密,夹薄层粉质粘土,局部与粉质粘土呈互层状,含云母碎片,夹较多腐木,粉土无光泽反应,摇振反应迅速,干强度、韧性低。
层顶埋深2.5~19.0m,层厚3.2~8.5m,层顶标高-3.19~-15.07m。
②-4粉细砂:
青灰色,饱和,中密,夹薄层粉质粘土、粉土,含云母碎片。
层顶埋深10.2~18.0m,层厚6.0~12.6m,层顶标高-8.65~-22.27m。
②-5粉砂:
青灰色,饱和,稍密,主要与粉质粘土、粉土呈互层状,粉质粘土呈软~流塑,含云母碎片,夹较多腐木,粉土为稍密状态,无光泽反应,摇振反应迅速,干强度、韧性低。
层顶埋深22.0~29.5m,层厚7.2~8.3m,层顶标高-29.47~-34.38m。
③粉细砂:
青灰色,饱和,中密~密实,夹薄层粉质粘土、粉土,含云母碎片。
层顶埋深29.5~31.5m,层顶标高-39.47~-41.58m。
各土层物理力学指标及基础设计参数如下:
土层物理力学指标及基础设计参数表1.1
层号容许承载力f(kpa)γkN/m3)固结快剪预制桩灌注桩
C
kPa)Φ(o)qfi(kPa)qR
kPa)qfi(kPa)qR(kPa)
②-110018.120.616.2
②-27517.817.518.4
②-310518.414.923.23026
②-417018.98.334.750200046
②-511018.710.124.435180030
③18018.78.434.660250056
1.2.4地震
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),本区地震动峰值加速度为0.10g,地震动反应谱特征周期为0.35s,对应地震基本烈度为Ⅶ度。
主要工程量
2施工平面布置
2.1生产、生活临时设施
将在拟建码头区域后方,本着“必要、从简”的原则,合理布置生产、生活临时设施,用地约需7380m2。
将在拟建码头区域后方在甲方认定的范围内,现场布置生产生活临时活动房25间(500m2),其中办公室(80m2),会议室(80m2),浴室、食堂(80m2),厕所(20m2)。
3.1.2预制场地、钢筋、模板加工棚、堆场及工具间
为了便于半成品出料方便的原则,钢筋加工临时场地紧邻江边。
预制场地40×30m,堆场拟采用10cm厚碎石垫层,其上浇注10cm厚素砼地坪。
钢筋堆场面积约为20×10m,加工棚与工具间布置为10×6m。
模板加工棚、堆场及工具间位于钢筋场地与办公用房之间,其中模板堆场布置为20×10m,加工棚与工具间布置为10×6m。
2.2临时道路
沿引桥下游侧铺设一5米宽临时道路,用于引桥板的安装和施工道路其他生活生产区临时道路将利用现有道路作为本工程施工临时道路。
施工期内,安排专人维护交通,以保障运输畅通。
2.3驳载码头
本工程驳载码头考虑租用制场附近的斜坡码头,作为运载施工人员及小型工具、材料之用的交通船的停靠,和大型构件装船使用。
2.4施工测量平台
拟在施工区后方陆域(预制场两侧)布置测量控制平台,测量控制平台由浆砌块石方块砌筑而成。
水上施工前期,打桩船船可用船载GPS进行施工控制,施工后期,码头上部结构可直接利用测量平台和陆域形成后属的加密点进行控制。
施工平面布置图(见附录)
施工进度计划及设备配置
3.1施工进度计划
为妥善实施本工程的施工任务,确保工程按期竣工,对本工程的施工条件(梁底标高与水位)、现场的实际情况将进行认真分析,编制较为合理的施工进度计划,并采取各种积极的措施和方法桩的施工。
3.2总体施工部署
本工程引桥、码头同时施工,码头区域水下挖泥和引桥灌注桩先行施工;码头桩基必须待挖泥完工后开工。
根据现场条件,本工程施工总体程序为:
施工准备→港池削坡挖泥、引桥灌注桩施工→水上沉桩→引桥上部结构、码头上部结构施工→码头附属设施、护坡工程→扫尾工程。
本工程码头和引桥的靠船构件、边梁、轨道梁、纵梁、码头面板、引桥空心面板等,均在现场预制,再倒运至驳船上进行水上安装。
3.3船机设备配置
本工程船机设备配置详见“拟投入本工程的主要施工船机设备一览表”,包括“拟投入本工程的主要施工船机一览表”和“为本合同工程配备的主要材料试验、测量、质检仪器设备表”。
主要施工船舶、机械设备使用表
主要施工船舶、机械设备使用表3.1
序号船机设备
名称规格
型号单位数量设备用途目前所在地拟进场
时间
1建港30340m桩架艘1打桩宜昌第1个月
2盐工6681m3艘1疏浚南京第1个月
3泥驳200m3艘2疏浚南京第1个月
4泰工528100t艘1构件安装靖江第2个月
5方驳1000t艘3构件运输靖江第2个月
6拖轮900KW艘2动力设备等靖江第1个月
7工作船100t艘2辅助南京第1个月
8电焊机18kw台4靖江第1个月
9装载机ZL-50C台1场内倒运南京第1个月
10发电机组240KW组1靖江备用
11对焊机150KW台1靖江第1个月
12汽车吊30t台1场内倒运靖江第1个月
13汽车吊16t台1靖江第1个月
14履带吊65t台1引桥安装靖江第2个月
15灌注桩钻机GPS20台2灌注桩无锡第1个月
16手拉葫芦2t台2靖江安装用
17手拉葫芦3t台4靖江安装用
18空压机台2靖江第1个月
19烘箱YGCH-G-100台1靖江安装用
20试压泵台1靖江安装用
21U型管水平仪套2靖江安装用
测量仪器设备配备表
测量仪器设备配备表3.2
序号设备名称单位数量用途备注
1水准仪(全套)台2高程控制已齐全
2全站仪台1平面控制已齐全
3经纬仪台3平面控制已齐全
4施工工艺流程
4.1引桥施工工艺流程
施工准备
↓
测量放线↓
灌注桩施工
↓
现浇引桥横梁
↓
空心面板预制→空心面板安装↓
引桥现浇面板→现浇面层、及护轮坎→附属设施安装↓
工艺管道安装
引桥施工工艺流程图4-1
4.2码头上部结构施工工艺流程
码头上部结构施工工艺流程4-2
4.3钻孔灌注桩施工流程
施工基线测设↓
钢护筒制作→钢护筒定位、安装
↓
钻机就位
↓
泥浆制备→钻孔
↓
钢材进场、检验清孔
↓↓
钢筋笼制作、运输→安放钢筋笼
↓
二次清孔水泥、砂石料进场检验
↓↓
安装导管砼配合比设计↓↓
浇注水下砼←砼拌制、运输
↓
桩基检测钻孔灌注桩施工流程4-34.4PHC桩打设工艺流程图
施工准备
↓
测设桩位↓
PHC桩制作→PHC装船运至现场↓
打桩船移船吊桩
↓
桩入龙口
↓
戴替打
↓
测量定位
↓打桩船粗定位↓
调整打桩架斜度
↓
打桩船细定位↓
下沉、压锤、打桩
↓
观测贯入度、标高、停锤↓
下一根桩PHC桩打设工艺流程图4-4
4.5预制梁板工艺流程
施工准备
钢筋加工、存放、运输铺底、放线模板制作原材料检验
绑扎钢筋配合比设计
验收钢筋安装模板混凝土拌和
↓
安装预埋件、预留孔
↓
隐蔽工程验收↓
混凝土浇筑
↓
拆除模板、养护
↓
移运存放
↓
下一块施工预制梁板工艺流程4-5
4.6现浇帽梁、下横梁工艺流程
复核桩位
架设围林、支架
预制靠件安装靠件
铺底、放线原材料检验
钢筋加工、存放、运输绑扎钢筋配合比设计
测模板制作安装侧模板混凝土拌和
安装预埋件、预留孔
隐蔽工程验收
混凝土浇筑
拆除侧模板、养护下一构件施工
强度到达后拆除底模
整体验收
现浇帽梁、下横梁工艺流程4-6
4.7现浇面层、磨耗层工艺流程图
面板安装好后
清理场地
设混凝土支墩、支模
固定预埋件原材料检验
绑扎钢筋配合比设计
浇筑混凝土混凝土拌和
振捣
滚杠、抹平人工毛面
养护
单项验收
现浇面层、磨耗层工艺流程图4-7
5主要施工方法
5.1测量控制
工程开工前,对设计所提供的测量控制网点及水准点进行复测,并报请监理工程师验收认可,在此基础上利用全站仪引测,建立本工程的施工测量控制坐标系统。
沉桩及码头施工时,依据上述坐标系统,于新建码头后方陆域布设测量控制基线,采用前方交会法,进行测量控制,交会角控制在60°~120°之间。
5.2港池挖泥
由于受上游已建码头的影响,临近上游码头的几榀排架桩基需要打桩船顺岸方向定位,才能进行沉桩作业。
这样近岸部分必须进行挖泥,以满足打桩船舶吃水的要求。
挖泥前,首先进行水下地形测量。
挖泥拟选用1艘斗容量为1.0m3抓斗式挖泥船进行,另配200m3自航开底泥驳2艘,将挖泥运至指定的区域弃抛。
水下挖泥控制,采用导标法。
岸上立标杆,每边2根,船上立标杆2根,挖泥时采用阶梯型分层法,用测深绳控制高程。
5.3锤击沉桩
5.3.1PHC管桩的运输
本工程施工期间拟配备二艘900匹拖轮,以及2艘1000t构件驳,用以工程桩的运输。
5.3.2沉桩设备
根据本工程桩型、地质情况、施工条件及工期要求,选用“建港303”打桩船进行水上沉桩,该船型长45m,型宽22.20m,满载吃水2.0m,架高65m,桩船配有德国产DELMAG-120型柴油打桩锤。
并配有GPS定位系统。
5.3.3锤击沉桩测量控制
本工程水上沉桩,采用3台T2经纬仪,按前方交会法控制桩位(其中一台为校核仪器),一台水准仪控制沉桩标高,桩的平面扭角,采用设在岸上的花杆进行控制或通过桩船上所配的罗盘仪进行控制,桩身斜度由打桩船桩架仰俯表上的刻度控制。
5.3.4沉桩顺序
按从上游往下游,从岸边往江侧的顺序进行作业。
首先进行临近上游码头部分PHC桩的沉桩。
打桩船顺岸定位,呈阶梯形进行施打,以满足打桩船垂直岸边布置时施打的条件,然后起锚移动打桩船,打桩船垂直岸边方向定位,进行引桥及其余部分码头桩基的施打。
5.3.5打桩船锚位布置
1、顺岸沉桩作业
顺岸沉桩作业时,桩船船艏向上游布置,构件驳布置于打桩船右前侧,打桩船前抽芯缆,及左侧锚缆系于岸侧地笼上,右侧及后抽芯缆水下抛锚。
2、垂直岸边沉桩作业
引桥及码头其余桩沉桩作业时,桩船船艏向岸布置,前抽芯锚缆系于岸侧地笼上,后八字及后抽芯缆水下抛锚。
构件驳布置于打桩船下游,过程中根据需要向下游移位。
5.3.6沉桩施工方法
1、打桩船、运输船在拖轮配合下进行抛锚定位。
2、移船吊桩及就位:
桩船紧靠着运输船,桩架往前倾斜,使吊索垂直于管桩。
吊点位置按设计要求规定。
3、定位:
将上背板升至适当位置,下背板放到水面,使桩稳定后、移船至桩位准确位置;打桩船移船调整至符合要求;通过仪器观测报出桩的垂直度误差,打桩船通过调整平衡车或左、右舱压水调整或通过变幅调整前后垂直度误差。
4、下桩:
下桩前测量工用水砣测水深,把水位、水深报告给桩班班长。
当扭角、垂直、桩位均符合要求时,桩工班长指挥降主钩下桩,下桩时,测量班和桩工班跟踪观测,随时掌握桩位和垂直度的变化,根据实际情况,采取措施
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