液体散货高桩码头毕业设计

本科毕业设计

液体散货高桩码头设计第一章设计基本条件和依据1.1工程概述本工程位于烟台港西港区规划的液体散货作业区内，码头紧邻已建的液体化工码头向北建设，罐区紧邻液体化工码头罐区向西建设，汽车装卸区紧邻液体化工码头的汽车装卸区布置。根据吞吐量预测和船型分析，本工程拟建设1个5万吨级油品泊位，并可同时靠泊3千和5千吨级油品泊位，以及相应配套设施，设计年通过能力280万吨，与北防波堤建设相结合，同步建设1个10万吨级后续泊位的水工结构。1.2自然条件1.2.1地理位置本工程位于烟台港西港区，西港区位于烟台市西部的套子湾西侧，距烟台芝罘港区约30km，地理坐标位于北纬37°43'，东经121°07'。1.2.2气温年平均气温：12.9°C平均最高气温：17.1C平均最低气温：10.1C极端最高气温：38.2C极端最低气温：11.7C1.2.3降雨年平均降水量：451.1mm年最大降水量：616.7mm一日最大降水量：97.4mm（2005年8月8日）年平均降水量日数为92.2天降水强度N中雨年降水日数为10.6天降水强度N大雨年降水日数为3.3天降水强度N暴雨年降水日数为0.9天该区降水有显著的季节变化，雨量多集中于每年的6、7、8月份，这三个月的降水量为年降水量的57.6%,冬季降水量最少，12月至翌年的2月降水量仅为年降水量的7.8%。大雨影响作业天数为3.3天。1.2.4风况西港区临时测站完整一年每日24次风速、风向资料统计:该区常风向为S向，出现频率为10.18%，次常风向为SE、NNE向出现频率分别为8.75%、8.37%。强风向为NW向，该向N7级风出现频率为0.21%，次强风向为NNW、N向。表1.1风图风速频率(%)<5.5(m/s)5.5〜10.7(m/s)10.8〜13.8(m/s)>13.8(m/s)合计风向N3.953.310.790.188.24NNE6.122.000.230.028.37NE4.320.560.014.89ENE2.980.243.22E3.970.694.66ESE4.210.314.52SE7.850.908.75SSE4.872.230.380.017.48S6.293.720.150.0110.18SSW3.352.300.150.015.80SW4.532.940.027.49WSW3.921.540.015.47W3.182.090.460.145.86WNW2.220.980.210.073.47NW1.851.600.460.214.11NNW2.823.070.710.196.80C0.690.69合计67.1228.483.560.85100.001.2.5雾况平均每年大雾日为27.7天，大雾多出现于每年的4〜7月，为全年雾日的63%，而每年的8月以后，大雾日显著减少。平均每年大雾实际出现天数为11.8天。1.2.6灾害性天气本区灾害性天气过程主要为台风(含热带风暴，强热带风暴)和寒潮。据多年资料统计影响烟台附近海域的台风每年有1〜2个，一般多出现于7〜9月份。每当台风路经本区时，将出现大风、大浪、暴潮和暴雨。如8509号台风，烟台出现33.3m/s、SSE向大风，最高潮位达3.73m；受9216号台风影响，烟台港风速达18〜30m/s,出现解放以来最高历史潮位（4.03m）。多年资料统计，每年11月〜翌年3月为寒潮出现季节，平均每年3.2次，受寒潮影响本海区出现偏N向大风，风速可达9〜10级，且有偏N向的大浪，持续时间可达3〜4天。1.3水文资料1.3.1水文特征（1）潮位国家海洋局第一海洋研究所对烟台套子湾西海岸海区建港条件进行了调查和部分水文要素的短期观测，并于1994年12月完成了《烟台初旺湾一芦洋湾自然环境调查报告》。潮位是利用初旺湾验潮站1987年3月4日〜4月13日一个月的潮位资料和烟台同步资料及烟台1953〜1994年长期资料统计分析，用差比方法求得工程海域的设计参数。本次设计采用上述计算值。（2）潮位特征值（以下水位值均从当地理论最低潮面起算）工程海域为正规的半日潮，其（HK1+HO1）/HM2=0.32最高高潮位：3.67m最低低潮位：0.77m平均高潮位：2.10m平均低潮位：0.61m平均潮差：1.49m平均潮面：1.33m（3）设计水位设计高水位：2.46m设计低水位：0.25m极端高水位：3.56m极端低水位：0.95m（5）波浪西港区无波浪实测资料，而与其临近（相约30km）的烟台海洋站在芝罘岛北侧进行了长期的波浪观测工作（1981年至2002年）。本工程岸线在龙洞咀周围，其水深岸线走向与芝罘岛相似，水域开阔无岛屿影响。芝罘岛测波资料有着极好的代表性，基本代表了本海区深水处的波况。本次取用芝罘岛多年（1981年至2002年）观测资料作统计分析。烟台海洋站位于芝罘岛，地理坐标为北纬37°36'、东经121°26'，测波浮标在测点的N向，水深约为17.3m，使用仪器为HAB-2型岸用测波仪，仪器的拔海高度为75.9m，每日进行4次（08、11、14、17）观测，大风浪过程中进行加密观测。1990〜2002年观测资料分析结果：该区常波向为NNW、NW，出现频率分别为8.20%、8.19%；次常波向为N、NNE，出现频率分别为5.91%、5.77%。强波向为NNW向，次强波向为N向，这两个方向H4%>1.5m出现频率分别为3.07%、2.45%。详见波高频率统计表。（6）设计波要素经浅水计算12m水深处50年一遇波要素波要素见表25，有北侧防波堤掩护时，绕射至油品码头ENE向50年一遇波要素见表。（7）海流海流观测分两个区域进行，各测点位置详见图21。第一个区域位于龙洞咀及以南的初旺湾，芦洋湾海域，共布设六个测点；第二区域为龙洞咀东北的天然深槽和龙洞咀以西的海域，共布设六个测点，分别进行大、小潮连续25小时观测。观测日期为：大潮第二区域为7月15日09时至16日10时，第一区域为7月16日17时至17日19时；小潮第二区域为7月22日09时至23日12时，第一区域为7月23日16时至24日19时。垂线测点采用六点法，依据实测资料，本海区海流特征如下：1）潮流特征：测验海区的潮流为不规则半日潮流其（WK1+WO1）/WM2在0.76〜1.45之间，浅水分潮流影响比较明显，潮流的运动属往复流性质。2）潮流流场：龙洞咀以南第一测区涨、落潮潮流平均流向呈南北走向，龙洞咀以北第二测区涨、落潮潮流平均流向呈东西走向。3）最大流速：大潮期间涨、落潮实测垂线平均最大流速第一测区出现在龙洞咀附近，流速值分别为0.55m/s、0.77m/s，流向分别为150°、325°，测点最大涨、落潮流速为0.74m/s、0.88m/s，流向分别为174°、344°，出现在L07站和L09站表层。4）余流：本海区余流较小。1.4地质地貌资料1.4.1地形地貌西港区沿岸主要为基岩海岸，沿岸以低山丘陵台地为主，泥沙来源不甚丰富，主要是海岸侵蚀来沙和人为供沙。港区沿岸岩性多为白云石大理岩，在海浪和海流作用下产生部分泥沙，数量很少；沿海养殖及其加工业产生的废弃贝壳，堆积在海滨，也是局部泥沙的重要来源，但数量有限，对于港口建设不会构成很大影响。根据国家海洋局第一海洋研究所观测资料分析，该海区近岸及岸滩泥沙较粗，海域平均含沙量为46.6mg/L，如果所搬运的泥沙全部沉淀，每平方米也只有46.9kg，即沉积厚度2cm，实际情况可能仅有此值的三分之一左右。总之，该海区泥沙来源很少、泥沙搬运沉积不甚活跃，近岸泥沙不会对建港构成危害。1.4.2工程地质本次勘察结果表明，该区域内岩土层分布较有规律，在勘察深度范围内，分布有（一）海相沉积层：①1粉土、①2粉砂、①3淤泥质粉质粘土，（二）海陆交互相沉积层：口4粉质粘土混砂，（三）陆相沉积层：②中粗砂，③粉质粘土，④粗砾砂。1.4.3地质构造和地震根据业主提供《山东省烟台港西港区液体化工码头工程地质灾害危险性评估报告》（中国冶金地质勘查工程总局山东正元资源勘查研究院，2005年7月）中的资料表明，在影响评估区内存在蓬莱一威海活动性断裂，该组断裂为北西向断裂，长大于80km，倾向、倾角不明，断层错断第四系和元古界地层，预测地质震级为7级，设计基本地震加速度值为0.15g。第二章总平面布置2.1码头主要尺度的拟定2.1.1设计船型主尺度根据《海港总平面设计规范》（JTJ21199）局部修订（设计船型尺度部分）选取部分油船数据，设计船型尺度详见表。表2.1设计船型主尺度船舶吨级（DWT）总长（m）型宽（m）型深（m）满载吃水（m）备注10000024643.021.414.8设计船型5000022932.219.112.8设计船型3000018531.517.312.0兼备船型2000016426.013.410.0兼备船型1000014120.410.78.3兼备船型500012517.58.67.0设计船型30009715.27.25.9设计船型20008613.66.15.1兼备船型10007013.05.24.3兼备船型2.1.2码头泊位长度根据规范，对有掩护港口的通用码头，单个泊位长度可按下式确定:气=L+2d式中Ld——码头泊位长度（m）；、——设计船长（m）；d——富裕长度（m），采用表2.1.中的数值。表2.2富裕长度表L(m)<4041~8586~150151~200201~230>230d(m)58~1012~1518~2022~2530表2.3油品码头相邻泊位船舶间距表L(m)<110110~150151~182183~235>235d(m)2535405055由于到港船舶大小并存，在考虑最大到港控制船型的同时，还应考虑船舶到港的组合计算。表2.4船位组合计算表组合情况(1)5000005000+3000100000长度279285306综合考虑设计船型和兼顾船型组合，确定本工程中，103号泊位长度为285m，相邻泊位长度为306m。2.1.3泊位宽度码头前沿停泊水域宽度Bd不小于2倍设计船宽，所以取Bd=2x32.3=64.6m。2.1.4码头前沿顶高程考虑北侧防波堤的建设，本工程按有掩护码头设计。基本标准：设计高水位2.46+超高值1.0〜1.5=3.46〜3.96m复核标准：极端高水位3.56+超高值0〜0.5=3.56〜4.06m码头高程取5.50m2.1.5码头前沿设计水深与码头前沿设计底高程码头前沿设计水深，是指在设计低水位以下保证设计船型在满载吃水情况下安全停靠的水深。其深度可按下式确定：D=T+Z+Z+Z+Z码头前沿底高程=设计低水位-码头前沿设计水深式中：D——码头前沿设计水深；T——设计船型满载吃水，；ZI龙骨下最小富裕深度（m），淤泥土取0.20m,含淤泥的砂、含粘土的砂和松砂土取0.30m，含砂或含粘土的块状土取0.40m，岩石土取0.60m；z2——波浪富裕深度（m）,当计算结果为负值时；K——系数，顺浪取0.3,横浪取0.5；H4oo——码头前允许停泊的波高（m），波列累积频率为4%的波高，根据当地波浪和港口条件H4oo应远小于1。Z3——船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值（m），杂货船可不计，散货船和油船取0.15m；Z4——备淤富裕深度（m），根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备的性能确定，不小于0.40m。表2.5码头前沿设计水深计算表50000吨级100000吨级设计船型满载吃水12.814.8龙骨下最小富裕深度0.30.3波浪富裕深度00船舶因载配不均匀增加艉吃水0.150.15备淤富裕深度0.60.6码头前沿设计水深13.8515.85设计低水位0.250.25码头前沿设计底标高13.615.6码头前沿设计底标高取值14.016.02.1.6码头前沿停泊水域宽度码头前沿停泊水域宽度按50000吨级船宽的两倍考虑，取值为65m。2.1.7船舶回旋水域宽度船舶回旋水域按照直径为两倍50000吨级船长的圆考虑，取值为460m。2.2装卸工艺2.2.1基本原则装卸机械设备应根据装卸工艺的要求选型，并综合考虑技术先进、经济合理、安全可靠、能耗低、污染少、维修简便等因素。装卸机械的选型应适应多种油品装卸作业的要求，配置专用机械。这是图图2.?油品进出口流程图2.2.2港口装卸工艺装卸设备：DN300装卸臂、DN200装卸臂、装卸软管、装卸臂的泄空泵、吹扫设施和登船梯工艺管线配置：2根①508x9的汽油管、2根①508x9的柴油管、1根①325x8航煤管，1根^711x10管罐区配置：内浮顶储罐2.2.3机械设备配备完成280万吨/年运量的泊位利用率计算如下。表2.6泊位利用率计算表码头岸线分段中央北侧3000dwt南侧5000dwt泊位吨级50000dwt货种汽油、柴油航煤燃料油汽油、柴油汽油、柴油航煤、燃料油年运量（万吨）2302262416流向卸船卸船卸船装船装船装船平均载货（万吨）2500010000100001000040004000净作业时间（h）182014181012辅助时间及卸压舱水时间（h）8777+26+26船数922266040作业时间（h）239254421621080720总作业时间（h）26501800泊位占用时间26501800/2（两侧同时靠泊）泊位利用率0.44完成280万吨/年运量，5000DWT靠泊点和3000DWT靠泊点完全同时靠泊时，泊

位利用率约为0.44,两个靠泊点不同时靠泊的几率越高，泊位利用率越大，当20%的船舶不能同时靠泊时，泊位利用率约为0.48。2.2.4反算泊位通过能力表2.7泊位通过能力计算表码头岸线分段中央两侧设计船型50000dwt10000dwt5000dwt实际载货量（t）25000100001000040004000货种汽油、柴油汽油、柴油航煤、燃料油汽油、柴油航煤、燃料油流向卸船装船卸船卸船装船卸船净作业时间（h）181215121012辅助时间及卸压舱水时间（h）87+2766+26泊位利用率0.6船型比例61.62.11.420.58.65.7年营运天数340分段年通过能力（万吨）470.1233.1222.5108.8108.8108.8泊位通过能力（万吨）376.9Pt=1/E(ai/Psi)Psi=pTyGtd/(tz+tf+tp)5000DWT靠泊点和3000DWT靠泊点完全同时靠泊时，完成280万吨/年的运量，泊位利用率约为0.44,如果按照泊位利用率0.6计算，泊位通过能力为376.9万吨/年。2.3港口主要建设规模2.3.1罐区配置燃料油和航空煤油按照可能到港的最大船型最载货量为20000吨，汽油柴油最大到港船型载货量为50000吨设计。配置4座20000m3的内浮顶汽油罐，4台20000m3的柴油罐，为节约罐区占地，使罐组的布置集中合理，柴油罐采用内浮顶储罐，4座10000m3的内浮顶航空煤油储罐，4台10000m3的固定顶燃料油储罐。2.3.2罐区布置根据油品的特性和储罐罐型，油品储存分组如下：航煤和燃料油布置在一个罐组内；汽油和柴油布置在一个罐组内。根据罐组布置，航煤和燃料油罐组内预留2座5000m3储罐，航煤储罐和燃料油罐以隔堤相隔，航煤储罐与预留储罐以隔堤相隔；汽油柴油罐组的每2座内浮顶储罐以隔堤相隔。2.4总平面布置总平面布置图见附图2.4.1码头前沿工作地带根据烟台港总体布局规划，本工程在西港区起步工程（3万吨级液体化工码头工程）的基础上将码头继续延长，考虑起步工程码头的平面布置形式并与在建的防波堤工程在施工顺序上的合理衔接，本工程的码头沿起步工程码头前沿线向北延伸，建设一个5万吨级泊位，在北端与北防波堤之间的防波堤东侧形成10万吨级油品泊位主体结构，码头方位16°196°。经计算，5万吨级泊位长度285m，10万吨级岸壁长度306m。船舶回旋水域按圆形布置，直径为2倍的5万吨级油船船长，取值为460m。为尽可能减少疏浚工程量，本工程仅将码头正对的港池水域进行疏浚，疏浚海域面积6.1万m2,疏浚土方约10.48万m3。港池疏浚土方全部外抛，抛泥区距本工程位置约29km。码头宽度60m，码头前方29m范围内为码头作业区，其中布置了输油臂、消防炮等生产设备，中间16m为管廊和消防通道，后方15m为后续工程和防波堤建设的施工通道，并在码头后方建设一座综合控制楼。2.4.2罐区布置燃料油和航空煤油按照可能到港的最大船型最载货量为20000吨，汽油柴油最大到港船型载货量为50000吨设计。配置4座20000m3的内浮顶汽油罐，4台20000m3的柴油罐，为节约罐区占地，使罐组的布置集中合理，柴油罐采用内浮顶储罐，4座10000m3的内浮顶航空煤油储罐，4台10000m3的固定顶燃料油储罐。航煤和燃料油布置在一个罐组内；汽油和柴油布置在一个罐组内。航煤和燃料油罐组内预留2座5000m3储罐，航煤储罐和燃料油罐以隔堤相隔，航煤储罐与预留储罐以隔堤相隔；汽油柴油罐组的每2座内浮顶储罐以隔堤相隔。燃料油储罐和柴油储罐按照保温伴热设计，储罐的保温材料为复合硅酸盐，厚度50mm，保护层为0.5mm的镀锌铁皮；加热采用饱和蒸气加热器。储罐附件包括呼吸阀、排水排污孔、人孔、量油孔、透光孔、远传液位计（带高低液位报警）、远传温度计。2.4.3道路布置港区宜设置两个或两个以上的出入口，港内道路应按环形系统布置，尽头式道路应具备回车条件。港内道路主要指标，采用表2.8中的数值。表2.8港内道路主要技术数值指标名称主干道次干道支道路面宽度（m）一般港区9〜157〜93.5〜4.5交叉口路面内缘最小转弯半径（m）20t平板挂车101010仓库引导宽度应与库门宽度相适应。港内道路边缘至相邻建筑物的净距不应小于表2.8中的数值。表2.9道路边缘至相邻建筑物的最小净距相邻建筑物名称最小净距（m）建筑物边缘建筑物面向道路一侧无出入口1.5建筑物面向道路一侧有出入口，但不通行机动车辆3.0建筑物面向道路一侧有流动机械出入口4.5建筑物面向道路一侧的出入口经常有汽车出入时6.0货堆边缘1.5围墙边缘1.0第三章码头结构方案设计3.1码头结构形式确定原则码头的结构形式应根据水文、地质、地形、货种、装卸工艺及施工条件等因素综合分析，进行技术经济比较后确定。本港区历年水位差较小，年水位变化4.51米。土层分布规律性较强，成层性较好，结构比较稳定，前沿区岸线较顺直。本码头泊位为油品码头，因此，结合施工条件和装卸工艺，综合分析，技术经济比较决定采用高桩码头。3.2码头断面设计3.2.1码头桩台设计第一方案：上部结构采用纵横梁不等高连接，即上横梁现浇，预制纵梁支撑在下横梁上，预制面板两边支撑在纵梁上，最后现浇；第二方案：上部结构采用纵横梁等高连接，即预制纵、横梁均支撑在桩帽上，预制面板四边支撑在纵、横梁上，最后现浇。3.2.2方案比选方案一上部结构为传统式结构，结构由桩、上下横梁、纵梁、面板及靠船构件等部分组成。此方案由于采用了部分预应力结构，提高了它的承载能力又节省了材料，整体性也比较好且设计计算较简单。但预制板搁置在纵梁上使得面板自重、堆货荷载及门机荷载都在纵梁上，对纵梁的要求较高，纵梁的断面尺寸较大，不便于施工和吊运。方案二上部结构为部分预制的等高连接结构，结构由桩、桩帽、横梁、面板及靠船构件等组成，桩基布置与方案一相同。该结构的整体性比方案一差。综合以上及工程概算比较，考虑港口的长远发展，为减少远期的码头维修和改造工作，选择第一方案作为设计方案。3.2.3主要构件断面尺寸面板采用叠合板，板厚h=350mm，预制层h1=250mm，现浇层h2=150mm，磨耗层hs=150mm。面板的现浇层与磨耗层一块浇筑。面板采用混凝土强度等级为C30。图纵梁纵梁采用花篮形断面，采用c30钢筋砼。纵梁分为预制部分和现浇部分，根据b、h的不同分为边梁、中纵梁两种，其中边梁断面呈半花篮形图横梁横梁断面采用倒T形，下部现浇，上部预制，砼标号为C30，横梁中和轴位置确定：B1=1600mm，b2=1000mm，h1=1200mm，h2=1200mm。图由于横梁面积较大，一般能满足承载力要求，故无需验算。桩桩基采用钢管桩，桩直径为800mm，厚度为20mm。图第四章码头初步设计4.1均布荷载码头前沿20m范围内为20kPa；20m以外为管廊荷载为20kpa。施工荷载：取2.5KN.m。4.2设备荷载每个装卸臂荷载：垂直荷载250kN；水平荷载40kN；倾覆力矩650kN.m；每个登船梯荷载：垂直荷载250kN；工作时，设计风速22m/s，倾覆力矩380kN.m；台风时，设计风速55m/s，倾覆力矩730kN.m；每座消防炮塔荷载：垂直荷载200kN；水平荷载58.6kKN；倾覆力矩875kN.m。4.3货车荷载及人群荷载本码头可忽略不计4.4船舶荷载4.4.1系缆力考虑风荷载与水流力对设计船舶的共同作用。4.4.1.1风荷载由《港口工程荷载规范》可得作用在船舶上的风压力的垂直于码头前沿线的横向分力和平行于码头前沿线的纵向分力分别为F=73.6x10-5AV2^F=49.0x10-5AV2^式中：七，"yw——分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力（kN）；分别为船体水面以上横向和纵向受风面积（m"2）；xw，yw分别为船体水面以上横向和纵向受风面积（m"2）；xw，ywL，七一一分别为设计风速的横向和纵向分量（m/s）；°——风压不均匀折减系数。船舶水面以上受风面积查表有，油船满载时：Xw，yw设计风速取控制风速：匕所以：F=73.6x10-5AV2°；F=49.0xXw，yw设计风速取控制风速：匕所以：F=73.6x10-5AV2°；F=49.0x10-5AV2°=73.6x10-5x1510.0x222x0.7=376.53kN=49.0x10-5x497.0x222x0.7=82.51kN4.4.1.2水流力水流对船舶作用产生的水流力船首横向分力和船尾横向分力分别为:F=C-V2B'F=C—V2B'xscxsc2xmcxmc2式中：B'——船舶吃水线以下的横向投影面积（m2）；V——水流速度（ms），取1ms；CxscP——海水密度（顷3），取L025E3；Cxmc船首横向分力系数，由相对水深dDCxscCxmc船尾横向分力系数，查表取为0.08。由公式lOgB'=0-48+0-612lOg^DW）计算得到:B'=1583.21m2所以：F=CPV2B'=0.14x1.025x1.02x1583.21=113.60kNxscxsc22F=C£V2B'=0.08X1.025X1.02X1583.21=64.91kNxmcxmc22o水流对船舶作用产生的水流纵向分力为：F=C：V2S式中：S——船舶吃水线以下的表面积(”2)Cyc——水流力纵向分力系数，按下式确定：C=0.046Re-0.i34+b式中：b——系数；Re——水流对船舶作用的雷诺数，按下式确定：Re=VLv式中：L——船舶吃水线长度，取为229m；u——水的运动粘滞系数，取水温10°C查得口=1.31x10-4"s，则：Re=VLv=1.0x229+0.000131=1.748x106由B/D和流向角a查表得b=0.009，所以：Cyc=0.046Re-0.134+b=0.046x(.748x106)°.134+0.009=0.01561船舶吃水线以下表面积按下式计算：S=1.7LD+CLB式中L——船长，取229m；D——船舶吃水，取12.8；B——船宽，取32.2m；Cb——船舶方形系数，根据《港口工程荷载规范》查得杂货船为0.825。代入计算得到：S=1.7LD+CbLB=1.7x229x12.8+0.825x229x2032.2=11066.425m2

所以水流对船舶作用产生的水流纵向分力:F=CEV2S=0.01561X1.025X1.02x11066.425=88.52kNycyc224.4.1.3波浪力H1%=3.3m,t=8.4s,d=14.5+4.7=19.2m波长计算：L=gT2/2n*tanh(2nd/L)L0=9.8*8.72/2n=118.06m,d/L0=19.2/118.06=0.1626查表得d/L=0.1941，有L=19.2/0.1941=98.92m对桩基的波浪力为4.356kn,力矩为2.078kn*m对面板的浮托力为9.8kn，力矩为2.58kn*m4.4.1.4系缆力：ZFsinacosP+ZF

cosacosPN4.4.1.4系缆力：ZFsinacosP+ZF

cosacosPN=NsinacosPxN=NcosacosPN=NsinPz式中：N，七Nz——分别为系缆力标准值及其横向、纵向和竖向分力(kN)ZF，ZFy分别为可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横向分力和竖向分力总和（kN）；K——系船柱受力不均匀系数，取—=I-3；n——计算船舶同时受力的系船柱数目，取n=7；a——系船缆的水平投影与码头前沿线所成的夹角N图3.16P——系船缆与水平面之间的夹角，取P=150。见图3.16。

情况一：匕=22mS,匕=°，此时:K「ZfZF]1.3「37653+11360+649188.52]—x+y=——一一一■一+nsinacosPcosacosP7_sin3Cbcos15ocos30ocos15o_=23307kNN情况二：匕=0,匕=22"'S,此时:ZFx+ZFysinacosPZFx+ZFysinacosPcosacosP1.3113.60+64.9182.51+88.52+sin30ocos15。cos30。cos15。=106.61kN所以取情况一验算，计算得：N=NsinacosP=650xsin30ocos15o=313.93kN，N=NsinP=650xsin15o=168.22kN系缆力作用点距离码头前沿线为1.5m，距离码头面高为0.3m。按7跨的结构段查得在直接受力排架上的水平力分配系数为0.261，折减为：Nx=0.261x313.93=81.94kN又N-方向竖直向上，初步设计不予考虑，所以系缆力对横向排架产生弯矩为：M=81.94xG.5+0.3-1.185）=132.33kN-m4.4.2撞击力标准值根据船舶有效撞击能量和橡胶护舷性能曲线及靠船结构的刚度确定。船舶靠岸时的有效撞击能量E。计算为：E=-MV202n式中：P——有效动能系数，取P=0.8;M——船舶质量（，），查表得满载排水量M=60800t匕一一船舶靠岸法向速度（mS），取Vn=0.12m*。则有效撞击能量为：E=PMV2=竺x60800x0.122=350.21kJ。2n2o假设有效撞击能量全部被橡胶护舷所吸收，即Es=E0=350-21kJ，码头选用两鼓一板SUC1250HRO超级鼓型护舷。SUC1250HRO超级鼓型护舷设计吸能为382kj,设计反力为696kn。考虑水平力分配系数，撞击力折减为P'=0.37x696=257.52kN。假定撞击力作用点在船舶与橡胶护舷接触长度的中点，取最不利情况验算，撞击力距离靠船构件底部0.875，荷载图示如图3.17。则撞击力对横梁中和轴产生的弯矩为：M=257.52xG-0.875+1.185)=594.87kN-mEwo=acmMgH(H/L)(L/B)2(d/D)^2.5tgh(2n/L*d)式中：EW0——横浪作用下系泊船舶有效撞击能量(kJ)；a系数，a=0.004；Cm——船舶附加水体质量系数,查表取1.6；M——船舶质量(吨)，按与船舶装载度相应的排水量计算；g重力加速度，g=9.8m/sH——计算波高(m)，5万吨级船舶H=1.5m；L波长(山)；d系靠船结构前沿水深，5万吨级泊位为16.96m，B——船舶型宽(m)；D——与船舶计算装载相应的平均吃水(m)；系泊船舶在波浪作用下的撞击力Ew0=0.004*1.6*60800*9.8*1.5*(1.5/6.0)2*(6.0/32.2)*(14.0/12.8)"2.5*tgh(2n*14.0/6.0)=83.32KjEw二k/n*Ew0=1.5/4*83.32=31.25Kj/组4.4.3挤靠力本算例橡胶护舷间断布置，护舷间距18.18m,与船舶接触的橡胶护舷共有Fj=Kj《Fx/n=1.1*555.04/15=40.70kn4.5面板荷载计算面板只搁置在纵梁上，搁置长度为e=20cm，此种情况面板按单向板计算；弯矩的计算跨度为：在计算自重产生弯矩时，由于现浇部分未达到强度标准，所以按简支梁计算，弯矩计算跨度取：4=ln+°但不大于'〃+h；在计算使用期可变荷载产生弯矩时，预制部分与现浇部分联接成整体，所以按连续梁计算，弯矩计算跨度取：（1）当Bi-0.11时：l=l（2）当B1-0.11时：l0=1.11式中：B1——纵梁上翼缘宽度l0——计算跨度；ln——净跨，'=3800mm；h——板的厚度，施工期h=200mm，使用期h=350mm；e——板的搁置长度，e=200mm。计算得到：施工期】01=!n+e=3800+200=4000mm，使用期七=1.吒=1.1x3800=4180mm取每米板宽进行计算。荷载计算（1）永久作用：面板自重%=7钢筋砼”=25x0-35=8-75kPa，垫层自重q=yh=24x0.15=3.60kPa；自重总和q0=qi+q=8*+3.60=12.35kPaM=1ql2=1x12.35x42=24.70kN•mTOC\o"1-5"\h\z跨中弯矩：80018可变作用：M=1ql2=1x2.5x42=5kN•m施工荷载产生跨中弯矩：施8施018M=1ql2=1x20x42=40kN•m管廊荷载产生跨中弯矩：堆8堆018流动机械荷载：初步设计不予计算。截面抗裂验算:式中：kf——抗裂安全系数，kf参考范围为I级钢筋0.7〜0.8,11级钢筋0.6〜0.7；丫m——截面抵抗矩的塑性系数，矩形截面丫=L55；ftk——为砼抗拉强度标准值，砼为C30时ftk=2000kPa;W=1bh2W——截面抗弯摸量，6，施工期W=1bh2=1x1.0x0.22=0.0067m366，使用期W=^bh2=1x1.0x0.352=0.020m366M——跨中弯矩标准值。施工期：M=M0+M施=24.70+5=29.70kN•mk=fW=L55x2000x0.0067=0.699>0.6-0.7(H级钢筋)fM29.70，满足要求（2）使用期:M=M0+0.7M堆=24.70+0.7x40=52.70kN•mk=fW=1.55x2000x0.020=1.176>0.6-0.7（口级钢筋）fM52.70，满足要求所以，面板截面尺寸满足抗裂要求。4.6纵梁荷载计算横向排架间距为7m，下横梁宽为1.6m，纵梁搁置在下横梁上，搁置长度e=0.3m，如图3.4所示。在计算自重产生弯矩时，由于现浇部分未达到强度标准，所以按简支梁计算，弯矩计算跨度取：，。=ln+°但不大于仰叫；在计算使用期可变荷载产生弯矩时，预制部分与现浇部分联接成整体，所以按连续梁计算，弯矩计算跨度取：（1）当B2-Q'Q51时：l=l（2）当B2Z0051时：10=1.05l式中：l0计算跨度；ln——净跨，】n=6200mm；e——梁的搁置长度，e=300mm。计算得到：施工期】01=】n+e=6200+300=6500mm，使用期l02=1.05ln=1.05x6200=6510mm荷载计算r（1）永久荷载：预制纵梁自重，」Iu-面板和磨耗层传递的自重在计算时分别取左右两跨跨长的一半进行计算，L左/2L玄一LL右/2|1其传递范围如图3.5所示。图3.5所以：^永^磨耗+^面板+^预制纵梁1—M永久跨中=8q永101（2）可变荷载：已知管廊荷载qi=20kPa，q堆=qi（L左;2+L右⑵，则M=-ql2由于堆货荷载产生纵梁的内力堆跨中8堆02。（3）固定机械荷载：对于装卸臂、消防炮塔、登船梯，需计算荷载截面抗裂验算（1）边纵梁两边梁使用相同尺寸，验算时验算前沿荷载较大的边跨。永久作用：。永—^磨耗+^面板+。预制纵梁=24x0.15x1.25+25x0.35x1.25+25x虹4x1.2+0.6x0.2:2=28.94kNmM=1ql2=1x28.94x6.52=152.84kN-m永久跨中8永018①使用期可变作用：q堆=qixl右/2=20x1.25=25kN/mM=1ql2=1x25x6.512=132.44kN-m堆跨中8堆028则：总弯矩M=M永久跨中+0.7M堆跨中=152.84+0.7x132.44=245.55kN•m，截面抗弯模量

W=1bh2=1X0.4X1.552=0.1602m366经计算抗裂安全系数：k=fW=L55X2000X0.1602=2.02>0.6~0.7（H级钢筋）fM245.55⑵施工期可变作用：q施=q施xl右/2=25x1.25=3.125kN/mM=1ql2=1x3.125x6.52=16.50kN-m施工跨中8施工018则总弯矩M=M永久跨中+M施工跨中=152.84+16.50=165.34kN•m截面抗弯模量W=1bh2=1x0.4x1.22=0.096m366,=1.80>0.6~0.7（H=1.80>0.6~0.7（H级钢筋）满足要求。（3）中纵梁，验算荷载较大的跨永久作用：①较大跨。永q磨耗+q面板+。预制纵梁=24x0.15x5+25x0.35x5+25x灯8x1.2+0.6x0.2=88.75kNfmM=1ql2=1x88.75x6.52=468.71kN•m永久跨中8永018①较小跨七永二q磨耗+q面板=24x0.15x(2.+q预制纵梁1一―(\(+0.751+25x0.35x(2.5+0.751+25x虹七永二q磨耗+q面板=24x0.15x(2.67.1375kN,5①使用期可变作用：q堆=qix(左/2+l右/21=20x(2.5+2.51=100kN./mM=1ql2=1x100x6.512=529.75kN-m堆跨中8堆028则：总弯矩M=M永久跨中+0.7M堆跨中=468.71+0.7x529.75=839.54kN•m,截面抗弯模量W=1bh2=1x0.8x1.552=0.320m366经计算抗裂安全系数:=1.18>0.6~0.7(H级钢筋)x=1.18>0.6~0.7(H级钢筋)q施工/2+lq施工/2+l右/2)=2.5x2.52.51=12.5kN.；mM=1ql2=1x12.5x6.512=66.22kN•m施工跨中8施工018则总弯矩M=M永久跨中+M施工跨中=468.71+66.22=534.93kN•m截面抗弯模量W=1bh2=1x0.8x1.22=0.192m366=1.11>0.6~0.=1.11>0.6~0.7(H级钢筋)满足要求。机械荷载装卸臂荷载：垂直荷载250kN；水平荷载40kN；倾覆力矩650kN.m每个登船梯荷载：垂直荷载250kN；工作时，设计风速22m/s，倾覆力矩380kN.m；台风时，设计风速55m/s，倾覆力矩730kN.m；每座消防炮塔荷载：垂直荷载200kN；水平荷载58.6kKN；倾覆力矩875kN.m。4.7横梁荷载计算尺寸如图3.11所示，采用倒T型梁，砼标号为C30，横梁中和轴位置确定：b=1600mm,b=1000mm,h=1200mm,h=1200mmA=bh=1.6x1.2=1.92m2A=bh=1.2x1=1.2m2A横梁=*+A2=1.92+1.2=3.12m2Ah/2+A(h+h/2)1.92x1.2:2+1.6x(.2+1.2:2y=-^-12——12=A横梁&12=1.29m由于横梁面积较大，一般能满足承载力要求，故无需验算。横梁自重为均布荷载，q=A*r=3.12*25=78kn/m4.8桩力计算、桩长确定靠船构件自重：靠船构件尺寸见图3.14所示。图3.14靠船构件(单位mm)计算得到：/靠=2xG.0+0.6)x2X1.0+(0.4X0.4)x6.0+(0.2+0.4)x0.2x0.4x25=65.2kN0.6x2x1.0x1.3+0.4x2x1.0r0.4)x0.6++2I3).2+0.4)x0.2x0.4人0.3=0.37m(x为自重作用位置距码头前沿的距离)。护轮坎为集中力，p=25*(0.25+0.3)/2*0.3*7=14.4375kn纵梁传递的集中力为：内外边梁:七=P护轮坎+P磨耗+P面板+P纵梁=14.4375+67.14x6.2=430.69kN中纵梁:P3=P4=P磨耗+P面板+P纵梁=88.75x6.2=550.25kN系缆力水平分力和撞击力完全由叉桩承受，竖向力引起的桩力按横向排架荷载N1N2N3N4N5N6N7N8N9N10N11永久荷载1056.321056.321076.251076.251076.251076.251076.251076.251076.251076.251076.25管廊0140为铰接计算。初步设计时为简化计算，横向排架按多跨简支梁进行计算。荷载竖向机械荷载50050045000000000水平机械荷载0000098.698.60000系缆力000006506500000撞击力00000257.5257.50000组合总力1556.321556.321526.251076.251076.252082.352082.351076.251216.251216.251216.254.8.1桩长计算根据《港口工程桩基规范》，桩基宜选择中密或密实砂层，硬粘性土层，碎石类土或分化岩等良好土层作为桩基持力层。根据地质资料分析，陆相沉积层第④层为粗砾砂，土层呈密实状，该层土的桩侧摩阻力和桩端承载力均较大，工程性质佳，是理想的桩尖持力层。最大桩力为：2073.75kN直桩；码头边坡采用自然边坡约为1：3,桩基最低入土高程为-13.0m；桩基顶高程4.0m；设计桩底高程为：-33.0m各层qf和qR值查表得单桩垂直极限承载力设计值：Q=—G£ql+XqA）“yd—K1式中：yd——单桩垂直承载力分项系数，取1.45；U——桩身截面周长；1—一桩在第i层土的长度（”）；qfi——单桩第i层土的极限侧摩阻力标准（kP。）；K——持力层土的极限桩端承载力标准（kPa）；A——桩身的截面面积。X——承载力折减系数，取0.85本设计采用的钢管桩根据《高桩码头设计与施工规范》，尺寸见图3.19。直径800mm，厚度20mm，则：桩周长U=2.51m，A=0.503m2Q=-U£ql+qA）dyfiiRd=—x2.5xG8x0.65+29x1.1+32x6.5+37x3.1+73x6.7+66*8.6+73*6.7）+280成0.50*0.81.45=41398kN考虑群桩效应Qd=0.9*4139.8=3725.8KNQd＞匕满足承载力要求，拟定桩长合理。4.9后方道路设计后方桩台总宽为15.0m，纵向的结构分段与前方桩台一致，横向排架间距取5m，桩与桩帽固接，无纵梁，面板搁置在预制横梁上。4.10面板计算如图3.22所示，面板的预制层、现浇层、磨耗层厚度分别拟定为20cm,15cm,15cm，混凝土标号采用C30，取单位板宽计算。施工期按简支板跨:l=3800mml=l+e=3.8+0.2=4.0m使用期按连续板跨:l=3800mml=1.1l=1.1x3.8=4.18m（1）、永久作用：q永25x0.35荷载计算+24x0.（1）、永久作用：q永25x0.35iiql28永01=1x12.35x42=24.7kN8（2）、可变作用①施工荷载：q施=2.5kPa，!ql28施01—x2.5x428=5kN-m②堆货荷载：q堆20kPa，iql28堆021x20x428=40kN-m截面抗裂验算（1）、施工期总弯矩：“总12.35总弯矩：“总12.35+5=17.35kN•m截面抗弯模量:W=1bh2=1x1x0.22=0.0067m3截面抗弯模量:66抗裂安全系数17.35L55x2000x°.0067=1.20>0.6~17.35，满足要求。

(2)、使用期总弯矩.^总=M永+°・7M堆=12.35+0.7x40=40.35kN•m截面抗弯模量:W=1bh2=-x1x0.352=0.020m3截面抗弯模量:66抗裂安全系数:求。L55X2000X°.020=1.54〉0.6~0.740.35，满足要4.11横梁计算如图3.23所示，预制横梁搁置在桩帽上，当作连续梁来计算。所以弯矩的计算跨度均按连续梁来计算:10=1.05ln=1.05x6.2=6.51m(1)、永久作用:预制横梁自重：q1=25x().6x0.2+0.8x1.2)=27kN.「m面板及磨耗层传自重：q=12.35x3.5=43.23kN..m2所以：q永=q1+q2=27+43.23=70.23kN/m，M=1q12=1x70.23x6.512=372.04kN•m永8永08(2)、可变作用：堆货荷载传递给横梁：。堆=二5x20=70kPa，M=1q12=1x70x6.512=370.83kN•m堆8堆028截面抗裂计算总弯矩：M.=、+顷堆=372.04+°7x370.83=强⑻域•m截面抗弯模量：W=1bh2=1x0.6x1.252=0.156m366抗裂安全系数yfW第五章yfW第五章码头技术设计631.62、55*2°°°xO.156=0.77>0.6~0.7，满足要求。631.624.12桩力计算荷载计算、恒载作用下横向排架上两桩的桩力1x70.23x72R0=R0=7=245.81kNR0=ql-2R0=245.81kN2永1、堆载作用下横向排架上两桩的桩力1x70x72Rj=R3=2——7=245kNR'=ql-2R'=245kN2堆1桩承载力验算桩力组合：R.=L2R10+1-3R；=613-47kN桩底高程取-31mQ=—GZql+qA)=x[2.5x(38x0.65+29x1.1+32x6.5+37x3.1+7：dyfi1R1.45d=4139.8kNNQd>Qmax满足承载力要求5.1面板设计5.1.1面板内力计算本部分根据《高桩码头设计与施工规范》、《港口工程荷载规范》、《港口工程混凝土结构设计规范》、《水工钢筋混凝土结构学》进行设计。5.1.1.1结构尺寸及荷载设计中面板采用叠合板：施工期间由于现浇面层未达到强度设计值，只考虑预制板承载，预制板简支在纵梁上；使用期间现浇板达到设计强度，并与预制面板连接成整体，面层和现浇板一起浇注。（1）、面板基本尺寸：由初步设计可知：面层厚hs=15cm，预制板厚hi=20cm，现浇板厚h2=15cm，预制板搁置宽度e=20cm；（2）、预制梁高度：由初步设计得，纵梁为120cm；（3）、荷载：永久作用：自重7钢筋砼=25MN/m3,Y砼=24.0kN/m3可变作用：①短暂状况：预制板作脚手架时施工荷载q=2祯。，预制构件吊运时的动力系数a=1.3；②持久状况：管廊荷载20KPa。5.1.1.2内力计算（1）、短暂状况一一施工期工况I：预制板作脚手架，搁置在纵梁上，按简支板计算，取最大跨度来计算净跨1n=3-8m计算跨度，0:弯矩L=】n+e=3.8+0.2=4m剪力1o=ln荷载作用：施工期荷载主要为面板自重和施工荷载①永久作用：q永=q磨耗+q面板=24x0.15+25x0.35=12.35kN/mM=1ql2=1x12.35x42=24.7kN-m永久跨中8永08

V=1ql=-X12.35X4=24.7kN支座2永n2②可变作用：施工荷载0施=2gM=1ql2=1x2.5x42=5kN•m施8施08V=1ql=1X2.5X4=5kN施支座2施n2xiiy图4.1预制板计算简图(单位m)xiiy图4.1预制板计算简图(单位m)弯矩M=5qly2预制板的分块宽度，在施工条件允许且不因吊运而增加配筋时，应尽量加大，垂直板跨方向分为两块，如图4.1。预制板采用四点吊，吊点距离板边缘为0.3m，所以计算跨度为1x=3.8m>ly=6.2m，吊运动荷载系数a=1.3，略去吊点至边缘的自重，考虑到预制板凹凸平均厚度为0.01m，则:l广=0.61又ly，混凝土面板自重q=3钢筋/=「3X25X°.2=6-825kPal广=0.61又ly，混凝土1H=76，根据《建筑结构静力计算手册》查表，线性插值得到:Mx对应的5xc=0.0324,My对应的5yc=0-1205、对应的5ox=0.08810，七对应的5oy=0-1333则.Mxc=0.0324*6.825*6.2*6.2=8.50kN-m，Myc=31.61kN•mM=21.25kN-mM°y=34.97kN•m(2)、持久状况一一使用期使用期现浇面板达到设计强度，与预制板共同承受荷载。面板为连续结构，按经验系数法求面板内力，取最大跨度计算：净跨1n=3.8m

计算跨度10:弯矩:B1=0.7m>0.11=0.5m,10=1.1\=计算跨度10:弯矩:剪力：10=1n=3.8m管廊荷载q=20kPa弯矩M0=8qlj=8x20x4.182=43.68kN•m板厚与肋高之比:=0.292>-4，弯矩系数为:支座-0.6，跨中板厚与肋高之比:=0.292>-4，弯矩系数为:支座-0.6，跨中0.65。所以：连续板跨中弯矩：Md=43.68x0.65=28.39kN-m连续板支座弯矩：M=43.68x-0.6=-26.21kN•mc支座V=1q1=1x20x3.8=38kN剪力：d2堆n2②平板挂车荷载r一1.七日一”!i车钩中心图4.2平板车荷载示意图平板挂车最大载重吨为8七，自重2t,满载轴轮压为25kN，轮胎接地面积0.15x0.2m2，具体尺寸如图4.2所示。由《港口水工建筑物I》可知集中荷载的接触宽度和传递宽度可以按下式计算：传递宽度：ai=S十口0+2hs式中：a0——集中荷载在平行板跨方向的接触宽度（m）；hs——垫层厚度（m）；S——最外面集中荷载的中心间距（m）垂直板跨方向集中荷载传递宽度的计算方法和平行板跨方向相同，其接触宽度和传递宽度分别为b0和七。集中荷载作用下单向简支板和连续板计算宽度，

集中荷载作用下单向简支板和连续板计算宽度表5.1集中荷载作用下单向简支板和连续板计算宽度荷载位置弯矩计算宽度荷载位置剪力计算宽度平行板跨方向a-a.a=。・垂直于板跨方向中置荷载荷载接触面积中1心位于5板宽至yN0.5bcb—0+b+hcl10.8+0.E%B_K———L—B1.0+0.9—l0——1荷载接触面积中心位于-板宽附近，且y'>0.3%+1.8h0b—b1+3.6七+0.6%偏置荷载荷载接触面积中心位于自由边附近且y<0.5bcb'—0.45b+y荷载接触面积中心位于自由边附近，且y'<0.3%+1.8h0b'=b+1.8h+0.3%cs10表中：K——与板的宽跨比有关的系数B——板宽B=6.2my——为荷载接触面积中心和边缘至板自由边的距离；-——荷载接触面积中心至支座边缘的距离；h,h0——分别为板厚与板的有效高度h=0-35m,h0=0-30ml0—一板的弯矩计算跨度】0=4.18m；情况一、平板车垂直于板跨方向，对称于跨中，如图4.3图4.3平板车垂直于板跨方向a1=S+a°+2h=0.15+2x0.15=0.45mb1=S+b°+2h=0.2+2x0.15=0.50m图4.3平板车垂直于板跨方向1.0l0——+0.96.24.180.9x6.24.180.634.18-1.34=1.42my6.2+2=3.11.0l0——+0.96.24.180.9x6.24.180.634.18-1.34=1.42my6.2+2=3.1mKl0……l0.8+0.1〜x0.63x4.180.8+0.1x£181.420.5+0.35=3.26m<2y253.267.67kN/m10.89kN•m7.67x0.09—1.情况二、平板车垂直于板跨方向，荷载偏置,其中一组轮作用于跨中，如图4.4q2qitr1.04.18B厂B0.9「06.34.181.0+0.9x-6.24.180.632.09m=2.09-1.34=0.75mbc1Kl=0—0.8+0.1l—0x+b1+h=0.63x0.8+0.14.184.18x2.09+0.5+0.35=3.48m<2ybc2Kl=0—0.8+0.1l—0x+b1+h=0.63x0.8+0.14.184.18x0.75+0.5+0.35=2.79m<2yy6.2+2=3.1mP25….P25….4=b~=348=7.18kNfmq=b—=?79=8.96kNfmc1，c1R1=G.18x2.09+8.96x0.75)4.18=5.20kN

R2=7.18+8.96-5.20=10.94kNM=5.20x2.09=10.87kN•m情况三、平板车垂直板跨方向，一侧轮位于板边缘，如图4.50.72K_I_6.43.0.72=0=6.41.0+0.9l1.0+0.9x—l3.080x1=2.09+0.075=2.17m七=0.075my=6.2+2=3.1mbC1Kl0l0.8+0.1〜x0.63x4.bC1Kl0l0.8+0.1〜x0.63x4.180.8+0.1x41182.17+0.5+0.35=3.50m<2ybC2Kl0l0.8+0.1qxb1+h0.63x4.180.8+0.1x4.180.075+0.5+0.35=1.26m<2yqc1-—==7.14kN/mb]3.50'q=—=———=19.84kN/mc2b]1.26.)顿.S'R1=灯.14x2.17+19.84x0.075/4.18=4.06kN图平板车垂直于板跨、向R2=7.14+19.84-4.06=22.92kNM=4.06x2.09=8.49kN•m情况四、平板车平行板跨方向，两轮位于板边缘，如图4.6

气=S+a0+2h=0.2+2x0.15=0.50mq2qiB0B1.0+0.9—06.43.080.9x-6^3.08图4.6平板车平行于板跨方向0.724.18q2qiB0B1.0+0.9—06.43.080.9x-6^3.08图4.6平板车平行于板跨方向0.724.18-0.1-2.61.48m工=0.10m2=6.2+2=3.1mbC1Kl0l0.8+0.1~x0.63x4.180.8+0.1x£181.480.45+0.bC1Kl0l0.8+0.1~x0.63x4.180.8+0.1x£181.480.45+0.35=3.23m<2ybC2Kl0l0.8+0.1qx0.63x4.180.80.1x+4.180.45+0.35=1.33m<2y0.1qc1P

bC1253.237.74kN.，mqc2，bC1251.33=18.80kN./'m.74x(4.18-1.48)+18.80x0.1」「4.18=5.45kN7.74+18.80-5.45=21.09kN=5.45x2.09=11.39kN由上述计算可知，以堆货荷载产生的内力为控制内力。面板内力计算汇总，见表5.2：表5.2内力计算汇总作用跨中弯矩支座剪力分项系数永久荷载自重24.7024.71.2可变作用短暂状况施工荷载5051.3吊运荷载平行板跨8.49001.3垂直板跨10.89001.3持久状况堆货荷载28.3926.21381.4

5.1.2面板配筋计算根据表5.2的面板内力进行配筋计算。5.1.2.1正弯矩配筋由于叠合板在施工期和使用期的有效断面不同，永久荷载和可变荷载产生的内力应根据不同断面分别配筋，实际采用钢筋为两者之和。a计算公式为：M炊a计算公式为：M炊j，U<1-2as4Qfbh

A=—s_osfyAP=1>P

bhmin0（1）、施工期预制板hi=0.2m，混凝土强度等级为C30，故fc=15'0MPa；安全级别为II级，故故0=1.0；工作环境为II级，查得板最小保护层厚度c=50mm；面板配II级钢筋，则：f=310MPa,Es=2.0x105MPa；预估布置单排钢筋，且直径初拟为d=10mm，则:h0i=h1-(c+dj2)=200-(50+10J2)=145mm采用自重与施工荷载分别配筋:自重：跨中弯矩设计值MGk=YgMg=1.2x24.7=29-64kN•m施工荷载：跨中弯矩设计值、=『qmq=1.3x5=6.5kN•m组合.M=MGk+MQk=29.64+6.5=36.14kN•mMGK_fMGK_fbh216.12=0.05115x103x1.0x0.1452-J1-2as=1-J1-2x0.057=0.052<0.544A=fh.=0052x15x1000x145=364.84mmS1f310施工：

MQK-fbh26.515x10MQK-fbh26.515x103x1.0x0.1452=0.021&=1-11-2a=1-、：1-2x0.021=0.021v0.544As2fbh-0.021x15x1000x145f03^=147.34mm2A=A+A=512.18mm2A512.18

p=,,s=bh1000x1450=0.35%>p.=0.15%则需配筋面积As=512.18mm2、使用期板厚h=0.35m，则h02=七乂+小2)=350-(50+1。.2)=295mm，其他参数同施工期。采用自重和堆货荷载分别配筋：堆货荷载：跨中弯矩设计值Mqk=邛qMq=4'^7=34.58炒-",组合.M=MGk+Mk=29.64+34.58=64.22kN•m=0.0227=0.0230=328.=0.0227=0.0230=328.31mm2s_fbh"15x103x1.0x0.2952&=1-V1-2a=1-v1-2x0.0227A-&fbh°_0.0230x15x1000x295s3L疝A=A1+A=364.84+328.31=693.15mm2A

p=S=

A

p=S=

bh

0693.151000x295=0.23%>pmin=0.15%，则需配筋面积As=693-15mm2、吊运配筋平行板跨方向的弯矩进行配筋:

跨中弯矩设计值MQkyqMq=1.3x8.5=11.05kN•m,图4.7（单位EE）Ma=sf跨中弯矩设计值MQkyqMq=1.3x8.5=11.05kN•m,图4.7（单位EE）Ma=sfbh211.0515x103x1.0x0.1452=0.035g=1-\；1-2as=1-V1-2x0.035=0.036gfbhf0y0.036x15x1000x145310=252.58mm2A

bit

0252.581000x145=0.14%>pmin0.15%,则A=pbh=0.15%x1000x295=601.79mm2Smin0垂直板跨方向的弯矩进行配筋:跨中弯矩设计值MQk=7QMQ=1.3x10.9=14.17kN•m,Ma=sfbh2c014.1715x103x1.0x0.1452=0.0449g=1-.(1-2as=1-v'1-2x0.0449=0.046gfbhf^y0.046x15x1000x1453^=322.74mm2A322.74,S=bh1000x1450=0.22%>p.=0.15%,则A、=322.74mm2综上所述，面板正弯矩配筋应为三者中最大的面积，即:

A=601.79mm2s由配筋表查得配筋为：例0@120mm，实际配筋面积气=654mm2,经验算满足抗裂要求。5.1.2.2负弯矩配筋——支座处配筋负弯矩处预估布置单排II级钢筋，直径为d=10mm，板厚h=350mmh02=295mm，其他参数及计算公式同正弯矩配筋。由堆载产生的支座弯矩设计值为：MQk=yqM支=1.4x26.21=36.69kN•mM

a=sM

a=sfbh2=0.02815x103x1.0x0.2952v1-2a=1-v1-2a=1--「1—2x0.0280.028fbh「_0.028x15x1000x295f0310=399.68mm2399.681000x295=0.13%<pmin0.15%，则取As=P■叫=0.15%x1000x295=442.5mm2查得配筋为⑦10@170mm，实际配筋面积气=462mm2，配筋率满足要求。5.1.2.3分布筋设计横向分布筋采用I级钢筋，根据《港口工程混凝土结构设计规范》，当板承受轮压或集中荷载且板宽跨比B/L大于1.5，板中间1/2板跨不小于35%气，负弯矩处不小于25%气正弯矩处：A分布=35%A=0.35x654正弯矩处：A分布=35%A=0.35x654=228.9mm2查得配筋为'8@220，实负弯矩处：气分布=25%As=0.25x462=115.5mm2，为了施工方便取配筋为

，8@220，实际配筋面积气=228mm2。5.1.2.4吊环设计：吊筋采用I级钢筋fy=210MP。，。构件自重设计值:F=四日钢筋砼V预制板=1.3x1.2x25x3.1x3.2x(0.2+0.01)=81.24kN根据规范，单个吊环钢筋截面面积：=193.43mm23F_3x81.24x1032nfy2=193.43mm2n——吊环数，当一个构建有四个吊环时按三个受力计算，n=3。查得配筋为：虾16，气=301mm2。各部分尺寸图4.7。由图，吊环埋入深度、-20d=20x16=320m取las=320mm，但预制板厚仅为200mm，采取将钩脚焊于受力筋上予以加强。5.1.3面板斜截面抗剪验算5.1.3.1验