重力式沉箱码头稳定性计算书

文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。如有帮助欢迎下载支持PAGE如有帮助欢迎下载支持文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。如有帮助欢迎下载支持码头结构整体稳定性计算书设计：校对：审核：PAGE1、设计条件1）设计船型设计代表船型见下表。设计船型表船舶吨级DWT（t）总长（m）型宽（m）型深（m）最大吃水（m）备注3000003585629.46.5空载状态2）结构安全等级结构安全等级为二级。3）自然条件（1）设计水位设计高水位（高潮位累计频率10％）：1设计低水位（低潮位累计频率90％）：+0极端高水位（重现期50年一遇）：+2极端低水位（重现期50年一遇）：-施工水位：1.（2）波浪海西湾内波高H1%=2.（3）地质资料码头基床底面全部座落在全风化花岗岩层，风化岩承载力容许值为f=340kPa。（4）码头面荷载a.门座起重机靠海侧轨道至码头前沿20kPa，其余30kPa。b.起重机荷载：码头设40吨门座起重机。轮数48，轮压垂直方向（非工作状态）200kN，（工作状态）250kN，水平轮压35kN，基距12m，轮距840-980-840-840-840-980-840-840-840-980（5）材料重度材料重度及内摩擦角标准值材料名称重度（Kn/m3）内摩擦角钢筋混凝土C302515积砂石（粗砂）189.535块石1811452、作用分类及计算2.1结构自重力计算（1）极端高水位情况：计算图示见下图。极端高水位作用分布图PAGE极端高水位自重作用计算表项目计算式Gi（kN）Xi（m）GiXi（kN）沉箱前面板0.4×9.95×17×151014.901.21217.88沉箱后面板0.3×9.95×17×15761.1810.878273.97纵隔墙0.2×9.95×15.3×15471.636.062858.08沉箱侧板、横隔墙1.2×9.95×9.32×151669.226.0610115.42沉箱底板0.45×10.02×16.5×151149.806.016910.27沉箱前趾0.65×1.0×17×15165.750.5591.38沉箱侧板抹角0.03125×10.4×4×1519.506.056118.092沉箱竖抹角0.02×9.85×32×1593.606.06567.22沉箱底抹角0.02×7.96×16×1524.436.06148.06沉箱内回填石17.33×9.95×8×1115174.156.0691955.34胸墙15.26×1.34×17×252995.573.5310574.36胸墙25.26×1.26×17×151690.043.535965.84胸墙后方回填14.86×1.34×17×181992.88.5917118.1胸墙后方回填24.86×1.26×17×9.5988.968.598495.18∑28211.53164409.19每沿米自重作用1659.509671.13（2）设计高水位情况：计算图示见下图。设计高水作用分布图设计低水作用分布图PAGE设计高水位自重作用计算表项目计算式Gi（kN）Xi（m）GiXi（kN）沉箱前面板0.4×9.95×17×151014.901.21217.88沉箱后面板0.3×9.95×17×15761.1810.878273.97纵隔墙0.2×9.95×15.3×15471.636.062858.08沉箱侧板、横隔墙1.2×9.95×9.32×151669.226.0610115.42沉箱底板0.45×10.02×16.5×151149.806.016910.27沉箱前趾0.65×1.0×17×15165.750.5591.38沉箱侧板抹角0.03125×10.4×4×1519.506.056118.092沉箱竖抹角0.02×9.85×32×1593.606.06567.22沉箱底抹角0.02×7.96×16×1524.436.06148.06沉箱内回填石17.33×9.95×8×1115174.156.0691955.34胸墙15.26×2.24×17×255007.523.5317676.55胸墙25.26×0.36×17×15482.873.531704.53胸墙后方回填14.86×2.24×17×183331.248.5928615.34胸墙后方回填24.86×0.36×17×9.5282.568.592427.19∑29648.35172679.32每沿米自重作用1744.0210157.61（3）设计低水位情况：计算图示见下图。PAGE设计低水位自重作用计算表项目计算式Gi（kN）Xi（m）GiXi（kN）沉箱前面板0.4×17×(1.4×25+8.55×15)1110.11.21332.12沉箱后面板0.3×17×(1.4×25+8.55×15)832.57510.879050.09纵隔墙0.2×15.3×(1.4×25+8.55×15)499.5456.063027.243沉箱侧板、横隔墙1.2×9.32×(1.4×25+8.55×15)1825.7886.0611064.28沉箱底板0.45×10.02×16.5×151149.86.016910.27沉箱前趾0.65×1.0×17×15165.750.5591.38沉箱侧板抹角0.0313×4×(1.4×25+9×15)21.2846.056128.8959沉箱竖抹角0.02×32×(1.4×25+8.45×15)103.526.06627.3312沉箱底抹角0.02×7.96×16×1524.436.06148.06沉箱内回填石17.33×8×(1.4×18+8.55×11)16532.826.06100188.9胸墙15.26×2.6×17×255812.33.5320517.42胸墙后方回填14.86×2.6×17×183866.6168.5933214.23∑29823.85173742.15每沿米自重作用1879.0910958.842.2土压力强度计算码头后方填料为积砂石（按粗砂计算），，根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290—98）第则沉箱顶面以下考虑根据（JTJ290—98）表，查的土压力标准值按（JTJ290—98）3.5条计算：式中：1）码头后方填料土压力（永久作用）（1）极端高水位情况（2.66m）：e4.0=0e2.66=18×1.34×0.271=6.54（kPa）e1.4=（18×1.34＋9.5×1.26）×0.271=9.78（kPa）e‘1.4=（18×1.34＋9.5×1.26）×0.235=8.48（kPa）e-9.0=（18×1.34＋9.5×1.26＋9.5×10.4）×0.235=31.7（kPa）土压力强度分布图见图土压力引起的水平作用：土压力引起的竖向作用：土压力引起的倾覆力矩：土压力引起的稳定力矩：（2）设计高水位情况e4.0=0e1.76=18×2.24×0.271=10.93（kPa）e1.4=（18×2.24＋9.5×0.36）×0.271=11.85（kPa）e‘1.4=（18×2.24＋9.5×0.36）×0.235=10.28（kPa）e-9.0=（18×2.24＋9.5×0.36＋9.5×10.4）×0.235=33.5（kPa）土压力强度分布图见图土压力引起的水平作用：土压力引起的竖向作用：土压力引起的倾覆力矩：土压力引起的稳定力矩：（3）设计低水位情况e4.0=0e1.4=18×2.6×0.271=12.68（kPa）e‘1.4=18×2.6×0.235=11.0（kPa）e0.0=（18×2.6+18×1.4）×0.235=16.92（kPa）e-9.0=（18×2.6＋18×1.4+9.5×9）×0.235=37.01（kPa）土压力强度分布图见图土压力引起的水平作用：土压力引起的竖向作用：土压力引起的倾覆力矩：土压力引起的稳定力矩：2）均布荷载产生的土压力（可变作用）：各种水位时，均布荷载产生的土压力标准值均相同。e4.0~1.4=30×0.271=8.13（kPa）e1.4~-9.0=30×0.235=7.05（kPa）土压力强度分布图见图。均布荷载引起的水平作用：均布荷载引起的竖向作用：均布荷载引起的倾覆力矩：均布荷载引起的稳定力矩：3）码头前沿均布荷载引起的竖向作用（可变作用）：码头前沿均布荷载范围按6m码头前沿均布荷载产生的稳定力矩：4）门座起重机荷载产生的土压力（可变作用）：门机荷载作用产生的土压力计算，每段沉箱上共作用12个轮子，轮压250kN/轮（工作状态），在各水位情况，门机产生的土压力分布范围相同。门机后轮产生的附加土压力强度：式中：；；所以有：门机后轮产生的附加图压力引起的倾覆力矩：门机后轮产生的附加图压力引起的竖向作用和稳定力矩为：门机前轮产生的竖向作用和稳定力矩为：2.3船舶系缆力计算（可变作用）船舶系缆力按《港口工程荷载规范》（JTJ215—98）第10.4条计算。在计算船舶系缆力中，只计算垂直于码头前沿线的系缆力，风速VX=22m/s。1）船舶水面以上受风面积计算（按3000DWT货船计算）：按（JTJ215—98）满载时：半载或压载时：2）作用于船舶上计算风压力的横向和纵向分力计算：按（JTJ215—98）式中：风速V=22m/s，风向为东南30o，则Vx=11m/s，Vy=19m/s。风压不均匀系数按表，。3）系缆力的标准值：按“规范”10.4条中式中：N，Nx，Ny，Nz—分别为系缆力标准值及其横向，纵向和竖向分力；K—系船柱受力不均匀系数，取1.2；n－计算船舶同时受力的系船柱数目，根据表；－分别为系船缆的水平投影与码头前沿线所成夹角，系船缆与水平面之间的夹角，按表，。根据（JTJ215—98）4）系缆力引起的垂直，水平作用和倾覆力矩：2.4波浪力（可变作用）波浪力标准值计算按照《海港水文规范》（JTJ213－98）的有关条款及规定计算。1）极端高水位情况：（1）波长计算：按（JTJ213－98）中第式中：L－波长（m）；－平均周期（s）；g－重力加速度（m/s2）；d－水深（m）。查（JTJ213－98）附录G，内插求得（2）波压力强度计算：根据（JTJ213－98）第又墙前产生立波。=1\*GB3①波峰作用时：按（JTJ213－98）第静水面以下处波压力强度为；静水面以上处波压力强度；静水面以下深度Z处波压力强度：计算时的波压力强度：波峰压力强度分布图见图。=2\*GB3②波谷作用时：按（JTJ213－98）第静水面处波压力强度静水面以下深度处，波压力强度静水面以下处，。波谷压力强度分布图见图。（3）波谷压力引起的水平作用和倾覆力矩：2）设计高水位情况：（1）波长计算：按（JTJ213－98）中第式中：L－波长（m）；－平均周期（s）；g－重力加速度（m/s2）；d－水深（m）。查（JTJ213－98）附录G，内插求得（2）波压力强度计算：根据（JTJ213－98）第又墙前产生立波。=1\*GB3①波峰作用时：按（JTJ213－98）第静水面以下处波压力强度为；静水面以上处波压力强度；静水面以下深度Z处波压力强度：计算时的波压力强度：波峰压力强度分布图见图。=2\*GB3②波谷作用时：按（JTJ213－98）第静水面处波压力强度静水面以下深度处，波压力强度静水面以下处，。波谷压力强度分布图见图。（3）波谷压力引起的水平作用和倾覆力矩：3）设计低水位情况：（1）波长计算：按（JTJ213－98）中第式中：L－波长（m）；－平均周期（s）；g－重力加速度（m/s2）；d－水深（m）。查（JTJ213－98）附录G，内插求得（2）波压力强度计算：根据（JTJ213－98）第又墙前产生立波。=1\*GB3①波峰作用时：，近似按（JTJ213－98）第静水面以上处，波压力强度；静水面处波压力强度：静水面以下深度Z处波压力强度：计算时的波压力强度：墙底浮托力：波峰压力强度分布图见图。=2\*GB3②波谷作用时：按（JTJ213－98）第静水面处波压力强度静水面以下深度处，波压力强度水底处波压力强度：墙底浮托力：波谷压力强度分布图见图。（3）波谷压力引起的水平作用和倾覆力矩：2.5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·m/m)永久作用自重力极端高水位1329.066772.98设计高水位1411.237196.15设计低水位1748.428929.78填料土压力极端高水位32.91140.19306.06603.56设计高水位35.36152.79328.85677.34设计低水位44.6190.92414.78853.78可变作用波谷压力极端高水位59.55488.82设计高水位59.42429.2设计低水位14.7450.945.7199.83均布荷载土压力10.6459.8398.95380.84前沿均布荷载土压力140630门机作用187.839.8765.2628.714船舶系缆力-3.25.9680.613码头稳定性验算1）作用效应组合持久组合一：极端高水位（永久作用）＋均布荷载（主导可变作用）＋波谷压力（非主导可变作用）；持久组合二：设计高水位（永久作用）＋均布荷载（主导可变作用）＋波谷压力（非主导可变作用）；持久组合三：设计高水位（永久作用）＋波谷压力（主导可变作用）＋均布荷载（非主导可变作用）；持久组合四：极端高水位（永久作用）＋波谷压力（主导可变作用）＋均布荷载（非主导可变作用）；偶然作用：因该地区地震烈度为6度，根据《水运工程抗震设计规范》（JTJ225－98）第2）码头沿基床顶面的抗滑稳定性验算根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290－98）第应考虑波浪作用，堆货土压力为主导可变作用时：按（JTJ290－98）中公式（应考虑波浪作用，且波浪力为主导可变作用时：按（JTJ290－98）中公式（式中：－结构重要性系数；－结构系数，无波浪作用取1.0，有波浪作用取1.1；－自重力分项系数，取1.0；－作用在计算面上的结构自重力标准值（Kn·m）；－沿计算面的摩擦系数设计值，按第；－土压力分项系数；－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向分力标准值；－分别为计算面以上可变作用总主动土压力的水平分力标准值和竖向分力标准值；－作用效应组合系数，持久组合取0.7；－波浪水平力分项系数；－波谷作用时计算面以上水平波浪力的标准值；－波浪浮托力分项系数；－波谷作用时作用在计算底面上的波浪浮托力标准值。各分项系数，根据作用效应的不同按（JTJ290－98）第，各作用的标准值按码头荷载汇总表中对应的数值选取。抗滑验算见下表。PAGE抗滑稳定验算计算表项目土压力为主导可变作用：组合情况结果结果结论持久组合一1.01.35140.191.2559.830.71.259.55314.071.11.01329.0632.9110.641.200.6756.43稳定持久组合二1.01.35152.791.3559.830.71.359.42341.111.11.01411.2335.3610.641.300.6803.63稳定项目波浪力为主导可变作用：组合情况结果结果结论持久组合三1.01.35152.791.359.420.71.3559.83340.051.11.01411.2335.361.3010.640.6801.28稳定持久组合四1.01.35140.191.259.550.71.2559.83313.071.11.01329.0632.911.2010.640.6754.25稳定PAGE3）码头沿基床顶面的抗倾稳定性验算根据《重力式码头设计与施工规范》（JTJ290－98）第应考虑波浪作用，堆货土压力为主导可变作用时：按（JTJ290－98）中公式（应考虑波浪作用，且波浪力为主导可变作用时：按（JTJ290－98）中公式（式中：－结构重要性系数；－结构系数，无波浪作用取1.25，有波浪作用取1.35；－自重力分项系数，取1.0；－结构自重力标准值对计算面前趾的稳定力矩（kN）；－沿计算面的摩擦系数设计值，按第；－土压力分项系数；－分别为永久作用总土压力的水平分力标准值与竖向分力标准值对计算面前趾的倾覆力矩和稳定力矩；－分别为可变作用总土压力的水平分力标准值与竖向分力标准值对计算面前趾的倾覆力矩和稳定力矩；－作用效应组合系数，持久组合取0.7；－波浪水平力分项系数；－波谷作用时水平波压力标准值对计算面前趾的倾覆力矩；－波浪浮托力分项系数；－波谷作用时作用在计算底面上的波浪浮托力标准值对计算面前趾的稳定力矩。各分项系数，根据作用效应的不同按（JTJ290－98）第，各作用的标准值按码头荷载汇总表中对应的数值选取。抗滑验算见下表。PAGE抗倾稳定验算计算表项目土压力为主