扶壁码头计算书.docx

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扶壁码头计算书

第一章扶壁式结构稳定性计算

由设计说明书可知，500吨级泊位设有系缆柱的结构段受到的水平力较大，故取这一段扶壁式结构进行稳定性验算。

1.1设计条件

1.1.1设计船型

长X宽X吃水=68.OmX10.8mX2.9m

1.1.2结构安全等级

采用二级

1.1.3自然条件

（1）设计水位及码头髙程

设计高水位:

19.62m

设计低水位：

17.83m

码头前沿面髙程：

19.7m

码头前沿底髙程：

14.14m

（2）波浪:

陆集港建于京杭大运河上，水流平缓，故不考虑波浪作用。

（3）地质资料

见设计说明书。

（4）地震设计烈度

8度

1.1.4码头作用标准值

（1）码头后方堆载为整体计算时2Qkpao

（2）剩余水压力：

按扶壁式码头墙后水位比墙前水位髙30cmil-算。

1.1.5建筑材料的重度和内摩擦角标准值

/：

重度；八浮重度；0：

内摩擦角。

混凝上：

/=23kN/nr,卄二\3kN/m'

回填土：

/=19.3kN/nr,3kN/m3,c=Okpa

1.2码头作用分类和及计算

计算段长度5m。

1.2.1结构自重力（永久作用）：

1.2.1.1设计髙水位（19.62m）：

码头结构见图1-1,1-2

计算结果见表1-1

图1-1扶壁式码头结构断而

表1-1设计高水位情况下的结构自重力

设讣髙水位

自重（KN）

力臂（m）

力矩（KN*m）

3.14*1.5^2*0.8*23+0・

C30绘

08*5*5*13+1.92*5*5*1

4

3119.984

3=780

C25加石磴

139*14=1946

4

7784

基础自重合讣

2725.996

10903.98

干砌块石护而

0.7*2.25*5*15=118.12

5

块石

（2.25*2+8*1.5）

*5*11=907.5

基床自重介计

3751.625

1.2.1.1设计低水位（17.83m）：

码头结构见图1-1,1-2计算结果见表1-2

表1-2设计低水位情况下的结构自重力

设计髙水位

自重（KN）

力臂（m）

力矩（KN*m）

3.14*1.5^2*0.8*23+

C30磴

（19.7-17.83）

4

4892.472

*5*5*23+（17.83-17.7）

*5*5*14=1223.118

C25加石险

139*14=1946

4

7784

基础自重合计

2725.996

10903.98

F砌块石护而

0.7*2.25*5*15=118.12

5

块石

（2.25*2+8*1.5）

*5*11=907.5

基床自重合计

4194.743

1.2.2土压力

土压力计算顶而标高19.0m,设计高、低水位土压力荷载标准值作用图示见图

1-2

图1-2设汁髙水位丄压力荷载标准值作用图示

（1-3）

式中：

％-永久作用部分丄压力强度（切a）,当张SO时，取张=0；

绻〃一可变作用部分土压力强度（切：

K。

-为主动丄压力系数:

0—为回填土的内摩擦角，水上0=25°,水下^=23°0

在高水位情况下，墙后水取19.92m.所以丄全部在水下。

水上：

水下:

（1）设计髙水位：

对基础和对地基:

表1-2堆货荷载产生的侧向土压力

第n层

髙标

堆货荷载

主动上压力系数Ka

侧压力分布

总侧压力

力臂X

倾覆弯矩Mx

1上

19

20

0.43752851

8.7505702

1下

14.11

20

0.43752851

8.7505702

42.52777

3.63

154.37581

2±

14.14

20

0.217191777

4.34383553

2下

13.74

20

0.217191777

4.34383553

1.737534

1

1.7375342

3上

13.74

20

0.171379724

3.42759449

3下

12.94

20

0.171379724

3.42759449

2.742076

0.4

1.0968302

4上

12.94

20

0.171379724

3.42759449

4下

11.44

20

0.171379724

3.42759449

5.141392

对基础和地基的竖向土压力作用按20X1.5=30kN计算

（2）设计低水位:

对基础和对地基：

表1-3堆货荷载产生的侧向土压力

第n层

高标

堆货荷载

主动上压力系数Ka

侧压力分布

总侧压力

力臂X

倾覆弯矩Mx

1上

19

20

0.405343675

8.10687351

1下

18.1

20

0.405343675

8.10687351

7.296186

5.61

40.931604

2±

18.1

20

0.43752851

8.7505702

2下

14.11

20

0.43752851

8.7505702

34.65226

3.18

110.19418

3上

14.11

20

0.217191777

4.34383553

3下

13.74

20

0.217191777

4.34383553

1.737534

1

1.7375342

4上

13.74

20

0.171379724

3.42759449

4下

12.94

20

0.171379724

3.42759449

2.742076

0.4

1.0968302

5±

12.94

20

0.171379724

3.42759449

5下

11.44

20

0.171379724

3.42759449

5.141392

对基础和地基的竖向土压力作用按20X1.5=30kN计算

1.2.2.2回填料产生的土压力（永久作用）

（D设计髙水位：

上部路而产生的均布力:

水泥混凝土重度

水泥混凝土厚度

水泥稳左碎石重度

水泥稳泄碎石厚度

10%石灰石

重度

10%石灰石厚度

Q

14

0.24

11

0.26

10

0.2

8.22

侧压力分布:

第n层

竖向土压力

主动丄压力系数Ka

侧压力

ozl上

8.22

0.43752851

3.596484353

ozl卜

53.418

0.43752851

23.37189795

0z2上

53.418

0.217191777

11.60195032

0z2下

57.818

0.217191777

12.55759414

0z3上

57.818

0.171379724

9.908832899

仃z3卜

66.618

0.171379724

11.41697447

oz4上

66.618

0.171379724

11.41697447

oz4下

83.118

0.171379724

14.24473992

总侧圧力计算表:

第n层

高标

侧压力

总侧压力

力臂

力矩

1上

19

3.59648435

1下

11.11

23.371898

65.53316901

3.032042

198.6993

2上

14.14

11.6019503

2下

13.71

12.5575941

4.831908891

0.993363

4.799839

3上

13.71

9.9088329

3下

12.94

11.4169745

8.530322949

0.386571

3.297574

4上

12.94

11.4169745

4下

11.11

14.2447399

19.2462858

（2）设计低水位:

上部路而产生的均布力:

水泥混凝上重度

水泥混凝上厚度

水泥稳定碎

石重度

水泥稳左碎石厚度

10飯石灰石重度

10%石灰石厚

度

q

24

0.24

21

0.26

20

0.2

15.22

侧压力分布:

竖向土压力

Kpa

主动丄压力系数Ka

侧压力

ozl上

15.22

0.405343675

6.16933074

ozl卜

32.32

0.405343675

13.10070759

0z2上

32.32

0.43752851

14.14092145

oz2下

69.148

0.43752851

30.25422142

oz3上

69.148

0.217191777

15.01837696

oz3卜

73.548

0.217191777

15.97402078

Oz4上

73.548

0.171379724

12.60463596

oz4F

82.348

0.171379724

14.11277754

oz5上

82.348

0.171379724

14.11277754

oz5卜

98.848

0.171379724

16.94054299

总侧压力计算表:

第n层

髙标

侧压力

总侧压力

力臂

力矩

1上

19

6.16933074

1下

18.1

13.1007076

8.671517248

5.556045

48.17934

2±

18.1

14.1409214

2下

14.14

30.2542214

87.90238287

2.940452

258.4727

3上

14.14

15.018377

3下

13.74

15.9740208

6.198479549

0.997944

6.185738

4上

13.74

12.604636

4下

12.94

14.1127775

10.6869654

0.392474

4.194352

5±

12.94

14.1127775

5下

11.11

16.940543

23.28999039

1.2.3剩余水压力（永久作用）

墙后水位比墙前水位髙30cm,取码头面高程19.70m

设计髙水位（19.62m）

设计髙水位时，墙后水位取19.92m。

水压力分布如图1-3所示

•1.2.4吊机荷载

吊机的最大力矩取2050kN-m,自重取850kN.载重10t

1.3码头稳定性计算

1.3.1设il•高水位作用效应组合

持久状况一：

自重+土压力+水压力（0）+堆货

持久状况二：

自重+土压力+水压力（0）+机械

1.3.2承载能力极限状态设计表达式

1.3.2.1根据《重力式码头设汁与施工规范））JTJ290-98第3.6.1条,对岸壁码头，沿墙底而、

墙身各水平缝和基床底面的的抗滑稳定性可按下式计算:

（1）可不考虑波浪作用，且以可变作用产生土压力为主导可变作用

/o+YpwPw+灯prPr’S—（rcG+yEEv+/EEqv）f（1-21）

Yd

（2）可不考虑波浪作用，且以系缆力为主导可变作用

九｛YeEh+7pwpw+VprPrh+必Eg”）S丄比・G+yEEv-rPRPRV+〃竝）f（1-22）

Yd

式中：

％-结构重要性系数，取1.0：

乙-结构系数，无波浪作用取1.0：

沧一自重力分项系数，取1.0：

G-作用在计算而上的结构自重力标准值；

沿计算面的摩擦系数设计值，查《重力式码头设计与施工规范》JTJ290-98第

3.4.10条得f=0.4:

灯-土压力分项系数，取1.35：

Ev,Eh-分别为计算面以上永久作用总主动土压力的水平分力标准值和竖直分力标准值

（册）：

Eq,Eq、.-分别为计算而以上可变作用总主动土压力的水平分力标准值和竖直分力标准值

（kN）：

rPW-剩余水压力分项系数，取1.05：

Pw-作用在计算而剩余剩余水压力标准值

yPR-系缆力分项系数：

PRH,PKV-分别为汁算而以上系缆力的水平分力标准值和竖直分力标准值（kN）：

肖-作用效应组合系数，持久组合取0.7,短暂组合取1.0。

1.3.2.2根据《重力式码头设汁与施工规范》JTJ290-98第3.6.3条,对岸壁码头墙底而、

墙身各水平缝及齿缝讣算而前趾的的抗倾稳定性可按下式计算:

（1）可不考虑波浪作用，且以可变作用产生丄压力为主导可变作用

"（"Me”+"wMpw，+yEMEqti+^yPRMPK）<—（yGMG+/£^fcV+』（1—23）

Yd

（2）可不考虑波浪作用，且以系缆力为主导可变作用

人（/e^eh+7pw^pw+丫4pr+必M帥）<*（曲g+YeMey+切.）（1-24）

式中：

人-结构系数，无波浪作用取1.25

Mg-作用在讣算而上的结构自重力标准值对计算而前趾的稳左力矩伙N•加）：

Meu.Mev-分别为计算而以上永久作用总主动土压力的水平分力标准值和竖直分力标准值对汁算面前趾的倾覆力矩和稳左力矩（kN•m）；

M切“,M®,.-分别为计算而以上可变作用总主动上压力的水平分力标准值和竖直分力标准值对

计算而前趾的倾覆力矩和稳立力矩（kN•m）:

MPW-作用在计算而剩余剩余水压力标准值对计算而前趾的倾覆力矩（kN”）:

MpR-系缆力标准值对计算而前趾的倾覆力矩（kN•帕。

1.3.2.3地基承载力

根据《港口工程地基规范》JTJ250-98第4.2.2条，地基承载力的验算应满足以下

roro0max£or

式中：

to—结构重要性系数，取1.0

ro-基床顶而最大应力分项系数，取1.0

。

max—基床顶而最大应力标准值（kPa）

or—基床承载力设计值

重力式码头的强身刚度一般很大，基床顶而应力可按直线分布，安偏心受压公式计算，对

于矩形墙底，按下式计算：

。

max,。

min—Vk/B（1土6e./B）

式中：

omax,omin—分别为基床顶而的最大和最小应力标准值

B—墙底宽度（m）

Vk—作用在基床顶而的竖向合力标准值

e—墙底而合力标准值作用点的偏心距（m）,e=B/2-g

合力作用点与墙前趾的距离（m）,•二（Mr$o）/Vk

Mr.Mo—分别为竖向合力标准值和倾覆力标准值对墙底前而趾的稳左力矩和倾覆力矩

（kN•m/m）

1.3.3稳左性计算结果见表1-5

对吊机基础面的髙水位情况进行抗滑验算：

持久状况一：

自重+上压力+水压力（0）+堆货

分项系数

荷载标准值

有效值

土压力（永久）

1.35

94.737

127.895

土压力（堆货）

1.35

52.1

70.334

左式

198.229

自重

1.1

2725.996

/5=545.1992

599.7191

土压力（永久）

1.35

80.127

10&1715

土压力（堆货）

1.35

30

40.5

右式

0.6*

（599.7191+108.1715+40.5

=449.0343

对吊机基础而的高水位情况进行抗倾验算：

持久状况二：

自重+土压力+水压力（0）+吊机

分项系数

荷载标准值

有效值

土压力（永久）

1.35

212.92

287.4427791

吊机

1.5

2050/5=410

615

左式

902.4427791

自重

1.1

（10903.98+950*4）

/5=2940.796

3234.876

土压力（永久）

1.35

580.92075

784.243

右式

3215.295

对基床顶部髙水位情况承载力的验算:

稳泄力矩Mr

10903.98/5+580.921=2761.717

倾覆力矩Mo

159.247+212.92=372.167

竖向合力标准值Vk

2725.996/5+60.127+30=635.3262

合力作用点与墙前趾距离E

（Mr-Mo）/Vk=3.761139

偏心距e

8/2-g二0・238861

°max

Vk/8（l±6*e/8）=93.64279

omin

65.18876

表1-5对吊机基础稳立性计算结果

（注：

素材和资料部分来自网络，供参考。

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