畢業設計--某港一期5萬噸級多用途碼頭設計梁板式高樁碼頭結構(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 況可變作用 ①均布荷載 60KPa ②集裝箱箱角荷載 ③集裝箱拖掛車荷載 ④集裝箱正面吊荷載 作用效應計算 1 短暫狀況施工期按簡支板計算 永久作用板自重 彎矩計算 可變作用 施工荷載 彎矩計算 2 持久狀況使用期按四邊簡支板計算 1 永久作用 ①板自重同短暫狀況 ②面層荷載 即 查靜力計算手冊表 420 得 連續板的跨中彎矩 連續板的支座彎矩 可變作用 由于均布荷載集裝箱箱角荷載正面吊荷載和集裝箱拖掛車荷載只能有一種荷載作用在同一塊面板上不會出現兩種或兩種以上荷載同時作用在同一塊面板上經分析比較正面吊其控制作用 正面吊經面層擴散后的傳遞寬度 正面吊前輪輪壓 作用圖示如圖 1 所示 1 計算結果 連續板在正面吊荷載作用下產生的跨中彎矩及支座彎矩 表 1 計算結果匯總 作 用 短跨跨中 長跨跨中 短跨支座 長跨支座 永久荷載 面板自重 5929 面層自重 302 109 432 21 可變荷載 短暫狀況 施工荷載 1423 持久狀況 正面吊 4112 3188 5874 4554 注表中單位為 作用效應組合 計算出各種組合狀況下板的長短跨跨中和支座處彎矩 一．承載力極限狀態的作用效應組合 1 持久狀況作用效應的持久組合 1 式中 長跨跨中 短跨跨中 長跨跨支 短跨跨支 2 短暫狀況作用效應的短暫組合 2 式中 二．正常使用極限狀態的作用效應組合 1 持久狀況作用的短期效應組合 3 式中 長跨跨中 短跨跨中 長跨跨支 短跨跨支 2 持久狀況作用的長期效應組合 4 式中 長跨跨中 短跨跨中 長跨跨支 短跨跨支 驗算及配筋 1 受沖切承載力計算 正面吊作用 局部荷載設計值 受沖切承載力設計值 1 式中 混凝土 有效高度 沖切椎體的周長 將上述數帶入式 1 可得 滿足受沖切承載力 配筋 長跨最大正彎矩 短跨最大正彎矩 長跨最大負彎矩 長跨最大負彎矩 X 方向下 取 滿足要求 查鋼筋表取 514 770 配筋率 023％％ 滿足配筋率要求 X 方向上 滿足要求 查鋼筋表取 512 565 配筋率 017％％ 滿足配筋率要求 Y 方向下 滿足要求 查鋼筋表取 512 565 配筋率 017％％ Y 方向上 滿足要求 查鋼筋表取 514 770 配筋率 02％％ 滿足配筋率要求 3 吊環尺寸 單個吊環鋼筋截面面積計算公式 2 式中構件的總重力設計值 NI 級鋼筋的抗拉強度設計值 KPa 吊環數設有四個吊環時按三個受力計算 代入式 2 選 32 錨固長度為 775mm 抗裂驗算 略 縱梁設計 縱梁包括海側裝卸橋軌道梁 24m 路側裝卸橋軌道梁連系梁及后邊梁各梁斷面及受力情況均不同 斷面及斷面特征值如下 面積 軸心位置距梁底邊 慣性矩 混凝土彈性模量 計算原則 1 施工期預制軌道梁安裝在樁帽上按簡支梁計算作用在梁上的荷載為預制梁及現澆接頭混凝土自重此時梁的有效斷面為預制斷面 2 使用期縱梁按連續梁計算作用在梁上的荷載為碼頭面板面層自重及使用期的可變荷載作用此時梁的有效斷面為疊合斷面縱梁的內力計算參考高樁碼頭設計與施工規范 JTJ 29198 計算參數 預制梁長 6m 擱置長度 025m 連續梁支承寬度 15m 凈跨 55m 橫向排架間距 7m 1 簡支梁 彎矩計算跨度 但不大于 剪力計算 式中為計算跨度為凈跨為擱置長度 2 連續梁 彎矩計算跨度取中到中 剪力計算 圖 1 作用分析 面板上的永久作用和可變作用包括短暫狀況和持久狀況 1 永久作用 1 預制縱梁及現澆接頭自重 2 面層自重 2 可變作用 130m 跨裝卸橋單機作業每臺裝卸橋 4 組輪子輪 230m 跨裝卸橋雙機作業每臺機最外側輪間最小間距 3m 前方堆貨荷載 q 30KPa 其范圍從碼頭前沿到 37m 集裝箱正面 吊滿載時前軸軸壓 880KN后軸軸壓 180KN輪胎接地面積前輪個數長寬后輪 集裝箱拖掛車前軸 40KN 中軸 200KN 后軸 320KN 集裝箱堆載距裝卸橋支腿 2m 以外臨時堆放集裝箱 2 層集裝箱尺寸長寬 箱角荷載 P 120KN 集裝箱尺寸長寬 箱角荷載 P 1525KN 該荷載可以與裝卸橋同時存在 橫向排架 高樁碼頭建筑物的橫向排架是高樁碼頭建筑物的基本結構系統它是由橫向布置的基樁和將它們連成整體的上部結構構件亦稱樁臺組成高樁碼頭建筑物沿碼頭長度方向分成若干段每一個分段是一空間整體結構嚴格的說高樁碼頭的結構計算應 取一個結構分段按空間結構進行計算但是這樣計算比較復雜一般把它簡化為平面問題進行計算在柔性樁臺的橫向排架中如布置有叉樁考慮到作用于樁臺上的水平絕大部分由叉樁承受樁臺水平位移較小為簡化計算可假定樁與樁臺為鉸接 進行高樁碼頭橫向排架計算的目的是求解連接基樁的上部結構和基樁的內力 橫梁為預應力混凝土疊合梁面板以下部分為預制預應力混凝土 T 型梁其上部與面板連接部分為橫梁的現澆疊合部分 橫梁內力計算分別施工期和使用期兩個階段計算 計算原則 一施工期分為四個施工階段需要分別計算其內力 1 安裝橫梁橫梁擱置在樁帽上按簡支梁計算 內力 2 安裝靠船構件安好后現澆縱橫梁接頭 3 安裝面板及現澆面板接頭混凝土此時橫梁按彈性支承連續梁計算 4 施工期梁的有效斷面為預制斷面作用在梁上的荷載為永久作用 二使用期 使用期按彈性支承連續梁計算作用在梁上的荷載為碼頭面層混凝土和各種使用荷載使用期梁的有效斷面為疊合斷面橫向排架的內力計算參考高樁碼頭設計與施工規范 JTJ 29198 計算參數 施工期橫梁按簡支梁計算時 彎矩計算跨度 4402 46 但不大于 105 剪力計算跨度 44 式中計算跨度 m 凈跨 m e 擱置長度 m 使用期及澆完街頭混凝土后橫梁按 彈性支撐連續梁進行計算橫向排架的計算跨度據《高樁碼頭設計與施工規范》 均取 5m 結構斷面特性 1 截面積 中和軸 慣性矩 I 混凝土彈性模量 E EI 計入 10 鋼筋面積 預制安裝階段 0825 066 01183 計入 10 鋼筋面積 使用階段 1155 0886 02875 計入 10 鋼筋面積 表 1 樁自由長度段 m 樁材料的彈性模量 KPa 取 樁斷面的面積 06 06 036 樁入土段的剛性系數 R 單樁垂直 極限承載力 6342 6343 根據地質資料得 則 由上式 6342 得取 碼頭前沿頂高程到水底距離為 55162 217m 碼頭前沿樁頂到水底距離為 217015051209 1895m 由幾何知識求得每根樁的自由長度為 由公式 1 得出每根樁的軸向剛性系數分別為 由支座剛性系數公式 單樁支座 叉樁支座 簡化計算的基本假定樁兩端為鉸接作用在橫向排架上的水平力完全由叉樁承受橫向排架中的橫梁只承受垂直力和彎矩作用按彈性支承連續梁工作然后便可采用五彎矩方程式進行計算計算的基本體 得支座的剛性系數為 列出五彎矩方程 6344 5 式中外荷載作用下基本體系簡支梁第 n 跨左支承和右支承的虛反力外力作用下基本體系中第 n 支座的反力 將橫向排架上的荷載分成以下情況由 5 求如下 橫梁和面板自重 固定荷載 如圖 圖 跨 中彎矩 2 面層自重 固定荷載 如圖 圖 跨中彎矩 堆貨荷載 可變荷載 如圖 圖 跨中彎矩 縱梁和懸臂重 固定荷載 海側 路側 跨中彎矩 裝卸橋重 可變荷載 海側 路側 跨中彎矩 連系梁重 固定荷載 跨中彎矩 靠船構件及懸臂造成的彎矩固 定荷載 海側 路側 跨中彎矩 撞擊力 可變荷載 跨中彎矩 則由式 4 求得 橫梁與面板自重彎矩為 面層自重彎矩為 堆貨荷載求得彎矩為 縱梁和懸臂彎矩為 裝卸橋荷載求得彎矩為 連續梁自重彎矩為 靠船構件彎矩為 撞擊力荷載求得彎矩為 自重作用下各個支座總彎矩 二施工期施工期連續梁只考慮橫梁面板自重以及靠船構件的作用算法也按五跨連續梁計算因施工期主要是固定荷載故可求得 而各項系數分別為 由式 4 求得支座彎矩 為 作用效應組合 一．承載力極限狀態的作用效應組合 1 持久狀 況作用效 應的持 久組合 根據持久 效應的 持久組 合公式 1 根據公式橫向排架跨中彎矩簡化為 2 1 自重作用下跨中彎矩 堆貨作用下跨中彎矩 裝卸橋作用下的跨中彎矩 撞擊力作用下的跨中彎矩 根據公式得各支座的反力簡化為 3 1 自重作用下的支座反力 2 堆貨荷載作用下的支座反力 3 裝卸橋作用 下的支座反力 4 撞擊力作用下支座反力 1 自重作用下的支座剪力 2 堆貨作用下的支座剪力 3 裝卸橋作用下的支座剪力 考慮可能的最不利荷載效應綜合情況的跨中彎矩支座彎矩支座反力以及各支座的剪力結果填入表 14 1 支座彎矩匯總表 ①自重 283125 115137 44379 26374 3309 37928 10666 ②堆貨 0 1017 7223 18419 22186 16548 0 ③裝卸橋 0 105754 49126 3641 18026 85899 0 ④撞擊力 34676 2