沉箱码头计算书讲解(共18页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上任务要求：码头设计高水位12米，低水位7.4米，设计船型20000吨，波高小于1米，地面堆货20kpa，Mh1630门座式起重机，地基承载力不足，须抛石基床。一拟定码头结构型式和尺寸1 拟定沉箱尺寸：船舶吨级为20000吨，查规范得相应的船型参数：设计船型总长（m）型宽（m）满载吃水（m）18327.610.5即吃水为10.5米。其自然资料不足，故此码头的前沿水深近似估算为：，设计低水位7.4米，则底高程：，因此定底高程-5.1m处。由于沉箱定高程即为胸墙的底高程，此处胸墙为现浇钢筋混凝土结构，要求满足施工水位高于设计低水位，因此沉箱高度要高于码头前沿水深12.1m。

2、综上，选择沉箱尺寸为： 。下图为沉箱的尺寸图：2拟定胸墙尺寸：如图，胸墙的顶宽由构造确定，一般不小于0.8m，对于停靠小型内河船舶的码头不小于0.5m。此处设计胸墙的顶宽为1.0m。设其底宽为5.5m，检验其滑动和倾覆稳定性要求是否满足要求：（由于此处现浇胸墙部分钢筋直接由沉箱顶部插入，可认为其抗滑稳定性满足要求，只需验算其抗倾稳定性） 设计高水位时胸墙有效重力小于设计低水位时，对于胸墙的整体抗倾不利，故考虑设计高水位时的抗倾稳定。沉箱为现浇钢筋混凝土，其重度在水上为 ，水下为 ，则在设计高水位时沉箱的自重为：则 。自重G对O点求矩： 。考虑到有门机在前沿工作平台工作时，胸墙的水平土压力最大，

3、此处门机荷载折算为线性荷载为： 。（此处近似用朗肯土压力进行验算）朗肯主动土压力系数：。则其土压力分布如上图：如上图，其各点的土压力强度为：则其土压力为：。作用点至墙底的距离为：则土压力对墙前O点的弯矩值为：。综上： ，即说明在高水位时胸墙能保持抗倾稳定。即胸墙的尺寸为：顶宽为1.0m，底宽为5.5m，高为4.6m。则码头的结构形式及尺寸如图：二、计算高低水位时抗滑、抗倾稳定性及地基应力1、荷载作用分类及计算：（1）结构自重力（永久作用）：a、设计高水位情况：设计高水位自重作用计算表项目计算式Gi（KN)Xi(m)Gi*Xi(KN*m)沉箱前、后面板、纵隔墙(13.05*0.3*+13.05*

4、2)*13*152035.80 5.50 11196.90 沉箱侧板、横隔墙（13.05*4.25*0.3*4+13.05*4.25*0.2*4）*151663.90 5.50 9151.45 沉箱底板（9.3*0.25*13）*15816.10 5.50 4488.55 沉箱前趾（0.45+0.85）*0.9*0.5*13*15114.10 0.50 56.60 沉箱内填土4.25*4*13.05*9.5*612645.45 5.50 69549.98 胸墙(1+2.5)*1.5*0.5*23.5+(2.5+5.5)*3.1*0.5*13.5*132979.00 0.40 1191.60 胸

5、墙后填土(4.8+7.8)*3.1*0.5*9.5+(7.8+9.3)*1.5*0.5*18*135414.00 4.12 22305.68 总计25668.35 .76 每延米自重作用25668.35/131974.49 9072.37 b 、设计低水位情况：设计低水位自重作用计算表项目计算式Gi(kN)Xi(m)GiXi(kN*m)沉箱前面板、后面板、纵隔墙2*（0.3*12.5*13*15+0.3*1.05*13*25）+0.2*12.5*13*15+0.2*1.05*13*252223.00 5.55 12337.65 沉箱侧板，横隔板2*（0.3*12.4*12.5*15+0.3*1

6、2.4*1.05*25）+0.2*12.4*12.5*15+0.2*12.4*1.05*252120.40 5.55 11768.22 沉箱底板10.2*0.45*13*15895.05 5.55 4967.53 沉箱前趾0.85*0.9*13*15149.18 0.45 67.13 沉箱内填石6*（3.4*3.65*12.5*9.5+3.4*3.65*1.05*18）10249.42 5.55 56884.28 胸墙（1+5.5）*4.6/2*13*23.54567.23 2.79 12719.72 胸墙后填土(3.8+8.3)*4.6/2*13*186512.22 7.04 45819.9

7、8 总计26716.49 .50 每延米自重作用2055.11 11120.35 （2）、土压力标准值计算：码头后填料为粗砂，水上水下的内摩擦角 ，沉箱以下外摩擦角 。主动力系数为： ；。土压力标准值按下式计算：其中 。a、 码头后填料土压力（永久作用）：设计高水位情况：；（与相差很小，近似忽略）。土压力强度分布图见上图高水位计算作用分布图。土压力为：；土压力标准值的水平力：；土压力标准值的竖向力：；土压力引起的倾覆力矩为： 土压力引起的稳定力矩为：。设计低水位情况：；（相差不大，近似和相等）；。土压力强度分布图见上图低水位计算作用分布图。土压力为：；土压力标准值的水平力：；土压力标准值的竖向

8、力：；土压力引起的倾覆力矩为：土压力引起的稳定力矩为：。b 、堆货荷载产生的土压力：各种水位时，堆货荷载产生的土压力强度标准值相同。 ；。（近似相等，均取5.80kPa）土压力强度分布图见上图高水位计算作用分布图。堆货荷载引起的水平作用：；堆货荷载引起的竖向作用：；堆货荷载引起的倾覆力矩：；堆货荷载引起的稳定力矩：。c、码头前沿堆货引起的竖向作用：码头前沿堆货范围按7m计算。 ；码头前沿堆货产生的稳定力矩：。d、门机荷载产生的土压力计算（可变作用）：沉箱长度为13m，故考虑时仅按一台门机产生的土压力计算，在吊臂处于不同位置下各种水位中，门机产生的土压力范围相同。如图情况3：A、B前腿为1100

9、KN、400KN，C、D后腿为400KN、1100KN。门机后退产生的附加土压力强度：；门机后腿产生附加土压力引起的水平作用和倾覆力矩：门机后腿产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩：门机前腿产生附加土压力引起的竖向作用和稳定力矩：其余两种情况类似，但是1和2情况下，后腿竖向荷载小于3情况，故产生的附加土压力也小于3情况，考虑最不利情况时，仅需考虑3情况即可。(3)、船舶系缆力（可变作用） ；。因为此处是海港码头，按要求，则 ；系缆力引起的水平作用和倾覆力矩为： ；。（4）、码头荷载标准值汇总码头荷载汇总表作用分类荷载情况垂直力（KN/m)水平力（KN/m)稳定力矩（KN*m/m倾覆力矩（KN

10、*m/m)永久作用自重力设计高水位1974.49 9072.37设计低水位2055.11 11120.35填料土压力设计高水位110.02531.291122.203540.73设计低水位144.74698.931476.354795.74可变作用堆货土压力22.34107.88415.522006.57前沿堆货140.00938.00门机作用122.0632.28385.49164.64船舶系缆力18.582、码头稳定性验算（1）作用荷载效应组合持久组合：设计高水位（永久作用）+堆货（主导可变作用）；（波浪力为0）短暂组合：波浪力为0，故此不予考虑；偶然组合：非正常撞击、火灾、爆炸等未考虑；

11、地震组合：可不进行抗震验算。（2）码头沿基床顶面的抗滑稳定性验算：此处无波浪作用，堆货土压力为主导可变作用时：（3）码头沿机床顶面的抗倾稳定性验算：此处无波浪作用，考虑堆货土压力为主导可变作用时：抗滑稳定性验算计算表 项目组合情况土压力为主导可变作用：r0(re1EH+rE2EqH+rpPB)1/rd(rgG+rE1Ev+Re2Eqv+ruPBu)fr0rE1EHrE2EqHrpPB结果rdrgGEvEqvruPBuf结果结论持久组合高水位1.01.35531.291.25107.880.71.20852.091.11.01974.49110.0222.341.200.61173.24稳定低水

12、位1.01.35698.931.25107.880.71.201078.411.11.02055.11144.7422.341.200.61242.78稳定抗倾稳定性验算计算表 项目组合情况土压力为主导可变作用：r0(re1MEH+rE2MEqH+rpMPB)1/rd(rgMG+rE1MEv+Re2MEqv+ruMPBu)r0rE1MEHrE2MEqHrpMPB结果rdrgMGMEvMEqvruMPBu 结果结论持久组合高水位1.01.353540.71.252006.60.71.207228.21.351.09072.371122.201739.01.209452.66稳定低水位1.01.354795.71.252006.60.71.208982.41.351.011120.31476.351739.01.2011323.8稳定（4）基床承载力验算：持久组合：设计低水位（永久作用）+堆货（可变作用）；（波浪力为0）短暂组合：波浪力为0，故此不予考虑；偶然组合：非正常撞击、火灾、爆炸等未考虑；地震组合：未进行抗震验算。持久组合是基床顶面应力计算： ； ； ； ；=2.95m0故，满足浮游稳定性要求。专心-专注-专业