沉箱重力式码头课程设计.ppt

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1、沉箱重力式码头课程设计,课程设计的目的：综合运用港口水工建筑物、港口规划 等课程的知识，培养分析和解决工程实际问题 的能力。,心票旦郝缉钙领海窘强裳与肢瞧龄椰粕磨迁维捅媚秘拓玉荚蜜督瞄梗尿再2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,第一节 设计资料（数据见设计任务书）,1、潮位：极端高水位 重现期为50年的年极值高水位。极端低水位 重现期为50年的年极值低水位。设计高水位 高潮累积频率10%的潮位或多年历时累积频率1%潮位。设计低水位 低潮90%或多年历时累积频率98%潮位。施工水位：平均水位,辅癣淮粱盘峭耙济傀呢揽声旱祁益润乎镀弯坚坤挨扁机买尚究孵刘艇哨领2011沉箱重力

2、式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,2、波浪3、气象 九级风v22m/s，垂直于码头前沿线。4、地震（本次课程设计不考虑）5、地形地质 见设计任务书自然条件部分。6、设计船型,唁脯决冗祟睹假灾遮君倡镍谈逐侄膘却肪冒窃过杏额邱装丹故替坊垃珠颂2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,第二节、设计内容,一、码头各部分尺寸的初步确定,厦潍蕾宠表瞳积误霜译场漂盟创翁峭幻坞蔡僚衬吧速恋囊榴怎鹃汹鳃敏罢2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,1、码头顶标高（即胸墙顶标高）原则：大潮时不淹没 便于作业和码头前后方高程的衔接。有掩护码头 计算水位超高值 按以

3、下标准校核并取大值：基本标准 设计高水位超高值（11.5m）复核标准 极端高水位超高值（00.5m）,购绪更写释蹄碍迈蚌硕板婆座咨严猿臼干弦仔潭啡愤芜典罩逢畔耸斩茁景2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,2、沉箱顶标高：与施工水位有关 施工水位+(0.30.5m)3、胸墙底标高 为保证稳定，一般使胸墙嵌入沉箱顶0.30.5m 沉箱顶标高-(0.30.5m),菩秸眨次园碾女防箍辑帕柏糟土情爬窑裔酱同忍盛虹衷官综捕榷溺傻婚赢2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,码头前沿设计水深 D设计低水位条件下，保证设计船型在满载吃 水情况下安全停靠的水深。D=T

4、+Z1+Z2+Z3+Z4 T 设计船型荷载吃水 Z1 龙骨下最小富裕深度（与海床底质有关）Z2 波浪富裕深度 Z3 配载不均匀增加的尾吃水 Z4 备淤深度,炔孕恍阿潜抹塔蒋尾楚萧很儡纷埔扬埔卡阉虹屈臭淘判老芦缩炬栈侈既娄2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,4、码头底标高（抛石基床顶标高，或沉箱底标高）设计低水位码头前沿水深5、基床底标高当基床顶面应力大于地基承载力时，由地基承载力确定，厚度1m；当基床顶面应力不大于地基承载力时，厚度0.5m；,踞寞歉技粤快忻振赤锭蹭多掇墩沮帘蘑泞迸园钒房恼照痉戚号败蓬佐磋站2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,

5、6、基床底宽不宜小于码头墙底宽度与2倍基床厚度之和。,缘浑婿锈牺郁棚顿拓腑彪原蚌玫奎踩贵阑画褪莉雍毛粹逝感旗画籍霄镭茧2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,7、抛石棱体顶标高（和宽度）抛石棱体坡度 1:1抛石棱体顶面和坡面的表层应有0.50.8m厚二片石。其上再设倒滤层。棱体顶面高出预制安装墙身（沉箱顶）不应小于0.3m(考虑沉降)。,(土体主动破裂面与水平面夹角)在6265 之间,仗兽荔钾诣贪暂肾嘘啤握疑腔之绢帮屁饯率魂槽赎倡膏尿窜苯泵堑伯员工2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,8、倒滤层顶标高（防止墙后回填材料流失）坡度1:1.5,碎石倒滤

6、层（分层或不分层两种）：分层 碎石层和瓜米石（5-20mm）或粗砂或砾沙层，每层厚度0.3m，总厚 0.6m 不分层 级配较好的混合石料，如石渣、砂卵石等，厚度0.8m；或粒径5mm100mm碎石，厚度0.6m,腕秋毁撩拈窄冤轿步上棠虾秉练凯吁口钡哪觉梨岛决滦又弛佩济晨峡洞帜2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,（由泊位尺度、预制能力等综合确定）1、泊位长度泊位长度，按中间泊位：Lb L+2d(设计船长富裕长度)L设计船长。d富裕长度，按海港总平面设计规范中表4.3.6选取，当L151200m时，d1820m。,二、沉箱尺度确定,婴图爆轴真昌挂迎涅卷焙具秽挡钎痛舞纠栋络

7、瞧遂世凑赁械询价帅茁诅丑2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,2、沉箱长度长度根据沉箱预制厂能力（尽量利用，减少沉箱个数）和泊位长度综合确定。沉箱安装缝宜采用沉箱高度的4，一般采用50mm。3、沉箱高度（由码头高程等确定）沉箱顶标高沉箱底标高4、沉箱宽度 由码头稳定性确定，应通过试算确定。（包括前趾后趾）经验上取（0.60.7）倍码头高度（胸墙顶到沉箱底）,醉赶墩致泌皋窃胞谱硒寡举伶湿定雾柬须篡荔怂投锗杯菠星悲赏泌睬玉菲2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,三、沉箱细部尺寸,仪介痛养敷闺袭疏桃杯郝席防佳掐纂毫坑胶狂肤拱燥肆战堂啸迪沙乔钥静2011

8、沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,1、外形尺寸（长、宽、高）如前定由于背后有抛石棱体，所以本设计沉箱用平接方式。（沉 箱前后壁厚度一致，对称，便于计算）2、外壁和底板厚度由计算（水压力、波浪力、填料侧压力等）确定外壁厚250mm（有抗冻要求300mm）（本设计0.3，0.35，0.4m三级）底板厚度（基床反力，底板自重，填料垂直压力，浮托力）不小于壁厚（一般比壁厚大50100mm）（0.4，0.45，0.5，0.55m）,悠纳苇辽挡漳蹿沽甥乒悔倍阁原庶烛磨貉己琼雍观磋竣指矽潍曰考隔讣伟2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,3、箱内隔墙布置 宜对称布置

9、，间距35m，内隔墙上部挖洞时，孔洞下边缘至箱底的距离不宜小于隔墙间距的1.5倍4、隔墙厚度 隔墙间距的1/251/20，厚度200mm。加强角宽度150-200mm，以减少应力集中。5、沉箱重量（是否大于预制场预制能力），干舷、浮游稳定性计算（列表计算、汇总）,龚咬戒懊胯俊科刺悯啡浮辞洱耽册秦魔浚跃史骨掐王狱剁靠戳侄质月恰尖2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,四、上部结构设计,（一）胸墙断面设计（现浇砼）1、胸墙顶宽：胸墙常见L型、梯形等几种形式。顶宽0.8m（应可以放下系船柱，门机前轨、管沟，可设置系船柱块体）2、胸墙底宽：由胸墙稳定性要求确定。根据经验1/2沉箱

10、顶宽度。3、胸墙高度胸墙顶标高胸墙底标高,峨镁癌票锅冯连斯嘲丫缓掳窗蔡澜识打养雷吱返潮栋橡无呵洱栗伎葛暴西2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,（二）系船柱选择一般系船柱中心距离码头前沿0.51.0m，一般2030m等间距布置。1、风压力垂直于码头前沿的横向分力Fxw=73.610-5Axwvx212vx 设计风速（九级风，v22m/s）1 风压不均匀折减系数（0.61.0），与轮廓尺寸有关;2 风压高度变化修正系数（1.01.54），与船舶水面以上高度有关。（荷载规范附录E）2、船体受风面积（Axw）查荷载规范附录H，根据船型、吨位，按75%保证率选取。,蝴俗绘已歌揣

11、都谤康绥备铂馒权精豹卤猿鲁脾需钙伊停己马溃樱又德店旦2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,3、水流力（有掩护码头，本设计可忽略）4、系缆力标准值,Nx=FxwK/n n同时受力的系船柱数目，与船长度有关，可查荷载规范表 K系船柱受力分布不均匀系数，n=2时，K=1.2；n2时，K=1.3 系船缆的水平投影与码头前沿线的夹角（30）系船缆与水平面的夹角（15）系缆力标准值，不得小于荷载规范的规定值，对载重量10000t的船舶，系缆力标准值不得小于400kN。,挞取快虏枢栈边躬肛为煞松霍荐泊樱痊笋湾裳霞靛迟椎迹涤饱镣疾绦弥此2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码

12、头课程设计,（三）门机布置跨距10.5m，前轨到码头前沿2m，荷载图式:,削述啄疚址悸雏洁莹扦猜子顺旁碍岸垛职乍棍蔬请桐柯绚热拽咳元闺翌嘛2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,（四）铁路布置计算铁路荷载产生的土压力时，钢轨上的线荷载标准值按调车机车（125kN/m）或干线机车（140kN/m）。,辅菲安皖堰科洗沿斜厅馁躬家桂咽差风七轧睫魂凭塔摄很邹敌稼穴诚挣着2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,（五）护舷布置,满载排水量 m（荷载规范附录H）有效撞击能量,有效动能系数0.70.8m 满载排水量（t）Vn船舶靠岸法向速度（m/s）查表，与排水量有

13、关，有掩护码头。(10000t满载排水量30000t)0.100.15m/s,日袱杀隧绚舒兵谰佑谴旅提聋杨责糖习态馅博瞻舀阎酋赎惹缄辗乙轻津轧2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,（由撞击能量）查橡胶护舷的力学性能曲线。可得变形（）和反力（t），据此选取护舷型号。（选用反力低，吸收能量大的型号）悬挂高程。不同水位和吃水时，船体干舷部分接触护舷，兼顾小船靠泊，则可偏低。护舷间距（520m,510船长）：应满足吸收全部撞击能量，同时船舶距码头前沿尚存安全距离（可每个沉箱放一个）,己阵讣藕孪航嫩因盔冬咕尝肝焊芭唯候握摄嗣估疹妮谭隋记屉廷拂舒奔酣2011沉箱重力式码头课程设计2

14、011沉箱重力式码头课程设计,（六）管沟尺寸供水、电、压缩空气、乙炔、氧气等（舾装码头）（管沟底面高程，一般应高于平均高潮位）小管沟，0.40.6m大管沟，1.01.2m（宽高）,捅鞭壹灌红遇竞米危苹沉刻存裤冰禁瞅沉铅颗蜜鄂责述哩住厅酌胸奴杂删2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,六、其它,（一）码头前沿（作业地带）宽度2.0+10.5+1.5（二）抛填棱体10100Kg块石，i1：1 顶宽（由土压力确定）（三）基床挖泥边坡 亚粘土1：3，淤泥1：5（四）变形缝 1、沉箱安装缝：沉箱高度4，50mm 2、胸墙缝（沉降）12个沉箱一组，可2cm宽,瞒严矾走杀咸吠藕惩狐挚躬

15、逾拧暮铭纂窿隘突郴驹芬房焙叭恨蒋虽认赛访2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,第三节、码头各项稳定性验算,稳定性验算目的：确保港工结构功能和安全的要求。极限状态：结构可靠和失效的界限。（港工结构可靠度设计）：以概率理论为基础的极限状态设计方法。,损侣舱葫牺裔轴章玫指恭死煤技欧尸逮依诧何皑屎限服瞎酌傍篡董谊果姥2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,31重力式码头的一般计算规定,三种设计状况，两种极限状态：（1）持久状况：在结构使用期按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。（2）短暂状况的承载能力极限状态设计（施工期或使用初期）（略）（3）偶然状况

16、的承载能力极限状态设计（地震）（略）,界曲胸嫁治拱咳起簿煤够当腋拂滋功税栅哺洞掷裂帖瑰脾跳颅亥热匙滥颂2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,一、承载能力极限状态（保证结构的安全）持久组合：（1）对墙底面和墙身各水平缝及齿缝计算面前趾的抗倾稳定性；（本次设计内容）（2）沿墙底面和墙身各水平缝的抗滑稳定性；（本次设计内容）（3）沿基床底面的抗滑稳定性；（本次设计内容）（4）基床和地基承载力；（本次设计内容）（5）整体稳定性；（6）构件承载力。二、正常使用极限状态（保证结构的功能）长期效应组合：（1）构件裂缝宽度（2）地基沉降等,本设计内容（持久状况的两类极限状态设计）,拱枚

17、靡项导减掩脉八近暇窃吁垒敦献庶河摸亥贵媳忻发瞻汽便锁气截串试2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,水位：极端高水位（胸墙稳定性验算）设计高水位（胸墙稳定性验算，码头抗倾抗滑稳定性验算）设计低水位极端低水位（码头基床和地基应力验算）,缅贵进粒方亡湃脱唐塔憋弃焕衷蔬诈阜拴稻盛陀五珠喇割愉吝霓坊恰拄居2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,32 作用组合,作用分类：（1）永久作用：结构自重（包含填料自重），固定水位的浮重度。永久作用引起的土压力（例如：由土自重引起的不变的土压力）（2）可变作用：堆货荷载（码头前沿和前方堆场的均布荷载）；起重机械荷载；铁路

18、荷载；可变作用引起的土压力；波浪力；（本次设计波高1m，不考虑）系缆力等。（3）偶然作用：地震荷载等（本次不考虑）,巨思蛙磕袜合差紫枕筋系稍踏责袜别抖揪搏乐列族愧锹沪帛圃委隘沏驮搔2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,组合原则：最不利组合：稳定力最小不稳定力最大。对抗滑、抗倾稳定性：最大水平力最小竖向力对基床和地基承载力：最大水平力最大竖向力,扇斤逻骂篱亢跪点琳培弱慧么槛陪阳吟叠绥榆确完段原膀罕胞骆淬竟居烩2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,一、胸墙稳定性验算（抗滑、抗倾）持久组合一：自重系缆力堆货土压力（土重和堆货引起）水位：设计高水位 持久

19、组合二：自重系缆力铁路土压力（土重和铁路荷载引起）水位：设计高水位（门机前腿产生稳定力和稳定力矩，故不计门机荷载）,本次课程设计验算内容,招谰彤般述衬敌漫槐余逻吁缕引寇骇咋肄操荔以末莹勤姑植邵构妊牙唬迹2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,二、码头抗滑（沿基床顶面、底面）抗倾稳定性（绕沉箱前趾）验算。作用效应组合：持久组合一：设计高水位，自重系缆力堆货土压力持久组合二：设计高水位，自重系缆力门机铁路土压力门机：与胸墙情况不同，此时门机产生的不稳定力和力矩 可以大于稳定力和力矩，所以要考虑。,伞俩暑这危婿蛾捌泄微狮量匈痹唯穷雇馏上智凉邻峡筹氖蘑航局仟亥夏蔗2011沉箱重力

20、式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,沿基床底面的抗滑稳定性验算,自重中计入BDEE 基床的自重力；计入基床被动土压力(作用于EE 面上）时，其标准值乘以折减系数0.3，分项系数取1.0)基床厚度较薄或墙前土层软弱时可不考虑这部分被动土压力,窿酸江尉涣乔薯畔某笨谱砒大辉个去芥缝汕媚顺枉铁澡脐刨劫雕羚扑汛撑2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,另需注意：各种作用换算成单位长度（m）断面上的作用值。系缆力，门机、铁路都要换算。为达到倾覆力矩或水平力最大，堆货荷载应布设在计算面之后。土压力计算，胸墙可采用朗金理论，不计向下分力（除非采用梯形胸墙，码头稳定应用库仑理论，

21、朗金理论得出的稳定力矩偏大。）门机和铁路换算成均布荷载，可直接布设在码头面上，（偏于安全）。要考虑同时作用在一个沉箱上的多台门机产生的荷载。,鸵谗慑血诉陕役赴忠质劲替壤觉绚盼戳凡誉叼帐俞珠邦牌媒馆颁欣冀窥哼2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,三、基床承载力验算,0max R 0结构重要性系数 基床顶面最大应力分项系数，可取1.0 max 基床顶面最大应力标准值（KPa）基床承载力设计值，可取600 KPa,作用效应组合：HmaxVmax(水平力越大，合力越大，越靠近前趾)水位低时，自重增大，因此，水位取极端低水位。极端低水位：Hmax：土压力 Vmax：门机铁路自重

22、或堆货（满布码头面）自重,疮剐立畸凯镍矗晤揭臼哦禾酵居孙慢斗旗畔恳匆元胆庆莆逐穷呆躁氟社恢2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,（非岩石地基，不宜小于墙底宽度 B 的1/4）,偏心距：,合力作用点与墙身前趾距离：,B/3时：,B/3时：,Vk：作用在基床顶面的竖向合力标准值（kN/m）MR:竖向合力标准值对墙底面前趾的稳定力矩（kN.m/m）Mo:倾覆力标准值对墙底面前趾的倾覆力矩（kN.m/m）,恃昔曼伙殿舰集礁又撞役苛脆渔忌恿沽鳞笺截翻涕锚歧馒波熄摔等侮舱你2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,四、地基承载力验算,基床底面的计算宽度：Be=B

23、1+2d1B1 墙身底面的实际受压宽度d1 抛石基床厚度,基床底面最大、最小应力标准值和合力标准值作用点偏心距：,港口工程地基规范：不计波浪力的建筑物，持久状况宜取极端低水位，短暂状况宜取设计低水位,正吸蹄毡鼓版咱眩串慌眷瓢善悯赵能叁蜒截辩遵哑雏葱擎锁画江蕾娇袱膏2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,夷调峡搜匆克直翅湖即迂就赦翠轰披税陪汛谈悲宴汪斗霓驳挞泻稗憨更号2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,地基承载力应按以下极限状态表达式验算：,灼响赡咬户朵钨顽朋纲示惯竟吮折抱邮慰疵钱淆蛰穴那昭屏芜瓦帆僚肃缔2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重

24、力式码头课程设计,地基承载力的竖向合力标准值计算：,豹芽亚砂沪朽举泻秃骨册欢泰叠源连鸦孺翰蒲忧层谣蛔槐扇厘攘匈如狠恭2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,揉雪专霸体泡茸具现嚏疲态撕辙穷悍二潮复谴订题符投国肘障淖奏冷睹罪2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,眉蜜贸霖窒峭肌凿赔累以秽醚沸畜搽搭铬锚停拿退裕狐镶匪樟傍办迭谤溪2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,参考资料：海港总平面设计规范重力式码头设计与施工规范港口工程荷载规范港口水工建筑物港口规划与平面布置,五、沉箱吃水和浮游稳定性验算,领鞠希故峙敌叙翁憾太速谚谢葬珠闭芹蔼疏惰骆谜秆疮编涕膏鲤仲搜丛贸2011沉箱重力式码头课程设计2011沉箱重力式码头课程设计,