港口专业码头毕业设计计算书重力式

'总平面布置上海港改建码头是河口港码头，平面布置与工艺设计按《海港总平面设计规范》和《河港总平面设计规范》的有关规定确定。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，采用高桩码头结构型式（上层土为淤泥）。码头前沿大致平行于黄浦江主流向，由于码头前江面宽约500米，水域面积不大，为了不使水流结构发生变化选用顺岸式。码头前沿布置在规划前沿线，考虑到当地陆域面积紧张，采用满堂式，1#和2#码头连片布置，拆掉原有的防洪墙，将后桩台至陆地之间的短距离水域用当地廉价的砂石料抛填，当汛期来临时，码头停止作业，采用堆沙包的方法来防汛。由资料得到的水位值：设计高水位：高潮位累积频率曲线的10%处————3.75m设计低水位：高潮位累积频率曲线的90%处————1.22m极端高水位：高潮位累积频率曲线的2%处————4.63m极端低水位：高潮位累积频率曲线的98%处————0.60m1．1一号码头总平面布置1．1．1停靠方式停靠方式采用两点系泊（如图），受力系船柱数目根据船长查得为n=2，系船柱间距最大为20m，最少系船柱个数为6个。1．1．2一号码头主要尺度的拟定1．1．2．1泊位长度单个泊位长度：=+2————单个泊位长度（m）————设计船长（m）,=82.6m;————富裕长度（m）,按《海港总平面设计规范》查表取值为8～10m=82.6+2×(8～10)=98.6～102.6m,取码头长度为118m,已有岸线满足要求.1．1．2．2泊位宽度为了不占用主航道，泊位宽度：B=2bb————设计船宽（m）,b=13.6mB=2×13.6=27.2m，取28m223 1．1．2．3码头前沿顶高程（按有掩护港口的码头计算）基本标准：E=HWL+超高值(1.0～1.5)复核标准：E=极端高水位+超高值(0～0.5)E————码头面高程（m）HWL————设计高水位（m）基本标准：E=3.75+(1.0～1.5)=4.75～5.25m复核标准：E=4.63+(0～0.5)=4.63～5.13m由资料知，当地万吨级泊位的码头面标高一般为+4.8m，所以取E=4.8m1．1．2．4码头前沿设计水深D=T+Z1+Z2+Z3+Z4Z2=K-Z1D————码头前沿设计水深（m）T————设计船型满载吃水（m）,T=4.47m；Z1————龙骨下最小富裕深度（m），查得Z1=0.2mZ2————波浪富裕深度（m）,K————系数，顺浪取0.3，横浪取0.5————码头前的允许波高（m）由于地处黄浦江中，码头前江面宽度只有500米，波浪主要为顺浪，查《港口规划与布置》得3000吨级的杂货船的允许波高为=0.8m，所以：Z2=0.30.8-0.2=0.04mZ3————船舶因配载不均而增加的船尾吃水值（m）,杂货船可不计，Z3=0m；Z4————备淤富裕深度（m）,Z4=0.5mD=4.47+0.2+0.04+0+0.5=5.21m,所以码头前沿水底高程=设计最低水位-码头前沿设计水深=1.22-5.21=-3.99m,由于码头前沿布置在规划前沿线处，且规划挖至-9.0m，所以水深条件肯定满足。1．1．3港口主要建设规模的确定223 1．1．3．1泊位数和泊位年通过能力==（因泊位利用率不好确定，所以用港口生产不平衡系数法来确定泊位年通过能力）————泊位数————码头年作业量（t），=35万t————一个泊位的年通过能力（t）————泊位年营运天数（d）泊位年营运天数的确定：大雾：10天（能见度＜1000ｍ）降雨：　15天　　（日降水量＞10～25ｍｍ）波浪：　最大波高为０．６ｍ，所以无影响风：　　船靠码头无装卸作业的允许风速为8级，由资料知大于８级风的多年平均天数为18.6天气温：　由上海港的地理位置，估计不会有冰冻考虑到以上资料不全和有些影响天数的重复，在总天数中扣掉10天，＝365－43.6＋10=331.4天————装卸一艘设计船型所需的时间（h），＝＝21.43ｈ(有两台门机，后面会作说明)————设计船时效率（t台/h），=70t台/h————昼夜小时数（h），=24h————昼夜非生产时间之和（h），=3h————船舶的装卸辅助作业、技术作业时间以及船舶靠离泊时间之和（h），取=5h————设计船型的实际载货量（t），=3000t————港口生产不平衡系数，查表得=1.6　　　　　　　　　＝＞３５万ｔ　　　　　　　　　　　　　　＝＜１所以取一个泊位。1．1．3．2件杂货的仓库和堆场所需的容量223 　　　　　　　　　　＝　　　　＝————仓库和堆场所需的容量（ｔ），（应大于２倍设计船型容量，因为要考虑到一卸一装同时进行）————年货运量（ｔ），＝35万ｔ————仓库或堆场不平衡系数，＝1.1————货物最大入仓库或堆场的百分比（％），考虑最不利的直取作业情况，＝１100％————仓库或堆场年营运天数(d）,=365d————堆场容积利用系数，对件杂货取1.0————货物在仓库或堆场的平均堆存期（ｄ），查得=10d————单位或有效面积的货物堆存量（ｔ／ｍ２），查得=1ｔ／ｍ２————仓库或堆场总面积利用率，为有效面积占总面积的百分比（％），查得=70%（单层库）＝＞2倍设计船型容量=6000t＝ｍ２库场面积取为16000ｍ２，预留二线取7000ｍ２，实际布置位置及面积见码头总平面布置图。1．1．4装卸工艺1．1．4．1作业线布置两条装卸线（已留有发展空间），每条作业线配置如下：一台M—4—25型门机、一辆牵引车和三辆平板车（平板车最大载重8t，自重2t）、二辆16t轮胎吊（仓库和堆场各一辆）、一辆电瓶车、3辆叉车。电瓶车只作短距离运输，不上桩台，可在库场内运输；轮胎吊和叉车只在库场内作业；平板车工作时，一挂在前沿，一挂在后方卸货，还有一挂在中途跑，这样可节省时间，考虑每次往返调头、拆挂钩等操作需时3min，码头前沿作业地带距库场距离按最大200m计,行车速度取10km/h=2.78m/s，行车时间=s，则每组拖挂车来回一次需时=+3=5.4min，1个小时能够来回11趟，即平板车台时效率为88t/台时，而门机的台时效率为70t/台时，所以每台门机配备一组牵引平板车即可。223 码头（进口）装卸工艺流程图：船门机牵引平板车叉车/轮胎吊/电瓶车仓库/堆场码头（出口）装卸工艺流程图：仓库/堆场叉车/轮胎吊/电瓶车牵引平板车门机船1．1．5港口平面布置1．1．5．1码头前沿作业地带门机轨距10.5m,前轨中心线距码头前沿2m（吊幅满足要求），铁路不上码头，设前沿堆场,后轨距前沿堆场边缘1.5m,前沿堆场宽15m，码头总宽度为14+15=29m，码头前沿来往车辆频繁,属于主干道,道路宽度取12.0m,人行道2.0m。1．1．5．2港区内道路布置该泊位有二条装卸作业线,可以对应布置两条主干道,取道路宽度为12m,人行道宽度1m,则主干道宽度为12+2×1=14m。港内道路根据《海港总平面设计规范》确定港内道路参数。道路宽度：主干道9～15m;次干道7.0～9.0m;支道3.5～4.5m道路边缘距货堆、机械、建筑物等距离取1.0～1.5m,距车辆出入口处的距离取4.5～6.0m,后方铁路中心线至库墙边的距离取11.75m，港内最小圆曲线半径≥20m，交叉路口处路面内缘最小转弯半径取12m，以上参数综合考虑库场、办公楼等其他设施布置作适当调整。道路纵坡考虑排水要求取0.5%～1%。1．1．6生产、生活辅助设施1．1．6．1根据河港规范及当地实际情况,确定港区定员装卸工人总数：=————装卸工人数————作业线数,=2————昼夜作业班次数,因上海港较忙，所以用三班制，＝３————每条作业线的配工人数，＝６————装卸工人轮休率，＝－———装卸工人出勤率，（90％～95％），＝90％223 　　　　　　　　　　　　　取４７人，辅助工人数＝470.1=4.7,取5人，所以装卸工人总数为52人。机械司机人数：门机司机数：按规范三班制门机需7人/台，则需２×7=14人牵引车司机数：牵引车需3.5人/台，则需2×3.5=7人,取7人轮胎吊司机数：轮胎吊需3.5人/台，共4台轮胎吊,则需4×3.5=14人叉车司机数：叉车需3.5人/台，设每组牵引平板车配三台叉车,则需6×3.5=21人合计司机人数为14+7+14+21=56,考虑出勤率增加10%,共需司机人数为56×(1+10%)=61.6,取62人。由上面计算可知主要生产人数52+62=114人管理人员按10%设置,人数为114×10%=11.4,取12人,须水手人数为5人。1．1．6．2生产、生活辅助设施的面积综合办公室：１０～１２ｍ２／人侯工室：２．５～４．０ｍ２／人装卸及成组工具库：按工艺要求确定。维修保养间：根据当地条件，按工艺要求确定。材料供应站：１００～２００ｍ２／泊位码头水手间：１５～２０ｍ２／间，不宜小于１．５ｍ２／人加油站：１００～２００ｍ２还有小型流动机械库等等，具体位置及面积见码头总平面布置图。1．2二号码头总平面布置（此处布置2#码头主要是为了进行总体规划，所以不如1#码头那么详细）1．2．1二号码头主要尺度的拟定1．2．1．1泊位长度单个泊位长度：=+2————单个泊位长度（m）————设计船长（m）,=161.4m;————富裕长度（m）,按《海港总平面设计规范》查表取值为18～20m=161.4+2×(18～20)=197.4～201.4m223 ,由于1#和2#码头连片布置，所以泊位长度有重叠，所以取码头长度为200m,已有岸线满足要求.1．2．1．2泊位宽度为了不占用主航道，泊位宽度：B=2bb————设计船宽（m）,b=20.2mB=2×20.2=40.4m，取41m1．2．1．3码头前沿顶高程（按有掩护港口的码头计算）基本标准：E=HWL+超高值(1.0～1.5)复核标准：E=极端高水位+超高值(0～0.5)E————码头面高程（m）HWL————设计高水位（m）基本标准：E=3.75+(1.0～1.5)=4.75～5.25m复核标准：E=4.63+(0～0.5)=4.63～5.13m由资料知，当地万吨级泊位的码头面标高一般为+4.8m，所以取E=4.8m1．2．1．4码头前沿设计水深D=T+Z1+Z2+Z3+Z4Z2=K-Z1D————码头前沿设计水深（m）T————设计船型满载吃水（m）,T=8.46m；Z1————龙骨下最小富裕深度（m），查得Z1=0.2mZ2————波浪富裕深度（m）,K————系数，顺浪取0.3，横浪取0.5————码头前的允许波高（m）由于地处黄浦江中，码头前江面宽度只有500米，波浪主要为顺浪，查《港口规划与布置》得3000吨级的杂货船的允许波高为=1m，所以：Z2=0.31-0.2=0.1mZ3————船舶因配载不均而增加的船尾吃水值,杂货船可不计，Z3=0m；223 Z4————备淤富裕深度（m）,Z4=0.5mD=8.46+0.2+0.1+0+0.5=9.26m,所以码头前沿水底高程=设计最低水位-码头前沿设计水深=1.22-9.26=-8.04m,由于码头前沿布置在规划前沿线处，且规划挖至-9.0m，所以水深条件肯定满足。1．2．2港口主要建设规模的确定1．2．2．1泊位数和泊位年通过能力==（因泊位利用率不好确定，所以用港口生产不平衡系数法来确定泊位年通过能力）————泊位数————码头年作业量（t），=40万t————一个泊位的年通过能力（t）————泊位年营运天数（d）泊位年营运天数的确定：大雾：10天（能见度＜1000ｍ）降雨：　15天　　（日降水量＞10～25ｍｍ）波浪：　最大波高为０．６ｍ，所以无影响风：　　船靠码头无装卸作业的允许风速为8级，由资料知大于８级风的多年平均天数为18.6天气温：　由上海港的地理位置，估计不会有冰冻考虑到以上资料不全和有些影响天数的重复，在总天数中扣掉10天，＝365－43.6＋10=331.4天————装卸一艘设计船型所需的时间（h），＝＝85.71ｈ(有两台门机，后面会作说明)————设计船时效率（t台/h），=70t台/h————昼夜小时数（h），=24h————昼夜非生产时间之和（h），=3h————船舶的装卸辅助作业、技术作业时间以及船舶靠离泊时间之和（h），取=5h————设计船型的实际载货量（t），=18000t————港口生产不平衡系数，查表得=1.5223 　　　　　　　　　＝＞40万ｔ　　　　　　　　　　　　　　＝＜１所以取一个泊位。1．2．2．2件杂货的仓库和堆场所需的容量　　　　　　　　　　＝　　　　＝————仓库和堆场所需的容量（ｔ），（应大于２倍设计船型容量，因为要考虑到一卸一装同时进行）————年货运量（ｔ），＝40万ｔ————仓库或堆场不平衡系数，＝1.1————货物最大入仓库或堆场的百分比（％），考虑最不利的直取作业情况，＝１100％————仓库或堆场年营运天数(d）,=365d————堆场容积利用系数，对件杂货取1.0————货物在仓库或堆场的平均堆存期（ｄ），查得=10d————单位或有效面积的货物堆存量（ｔ／ｍ２），查得=3.5ｔ／ｍ２————仓库或堆场总面积利用率，为有效面积占总面积的百分比（％），查得=70%（单层库）＝＝ｍ２库场面积取为10000ｍ２（满足大于2倍设计船型容量的要求），预留二线取5000ｍ２，实际布置位置及面积见码头总平面布置图。1．2．3装卸工艺1．2．3．1作业线布置三条装卸线（已留有发展空间），每条作业线配置如下：一台M—4—25型门机、一辆牵引车和三辆平板车（平板车最大载重8t，自重2t）、二辆16t轮胎吊（仓库和堆场各一辆）、一辆电瓶车、3辆叉车。电瓶车只作短距离运输，不上桩台，可在库场内运输；轮胎吊和叉车只在库场内作业；平板车工作时，一挂在前沿，一挂在后方卸货，还有一挂在中途跑，这样可节省时间，考虑每次往返调头、拆挂钩等操作需时3min，码头前沿作业地带距库场距离按最大200m223 计,行车速度取10km/h=2.78m/s，行车时间=s，则每组拖挂车来回一次需时=+3=5.4min，1个小时能够来回11趟，即平板车台时效率为88t/台时，而门机的台时效率为70t/台时，所以每台门机配备一组牵引平板车即可。码头（进口）装卸工艺流程图：船门机牵引平板车叉车/轮胎吊/电瓶车仓库/堆场码头（出口）装卸工艺流程图：仓库/堆场叉车/轮胎吊/电瓶车牵引平板车门机船1．2．4港口平面布置1．2．4．1码头前沿作业地带门机轨距10.5m,前轨中心线距码头前沿2m（吊幅满足要求），铁路不上码头，设前沿堆场,后轨距前沿堆场边缘1.5m,前沿堆场宽15m，码头总宽度为14+15=29m，码头前沿来往车辆频繁,属于主干道,道路宽度取12.0m,人行道2.0m。1．2．4．2港区内道路布置该泊位有三条装卸作业线,可以对应布置三条主干道,取道路宽度为12m,人行道宽度1m,则主干道宽度为12+2×1=14m。港内道路根据《海港总平面设计规范》确定港内道路参数。道路宽度：主干道9～15m;次干道7.0～9.0m;支道3.5～4.5m道路边缘距货堆、机械、建筑物等距离取1.0～1.5m,距车辆出入口处的距离取4.5～6.0m,后方铁路中心线至库墙边的距离取11.75m，港内最小圆曲线半径≥20m，交叉路口处路面内缘最小转弯半径取12m，以上参数综合考虑库场、办公楼等其他设施布置作适当调整。道路纵坡考虑排水要求取0.5%～1%。1．2．5生产、生活辅助设施1．2．5．1根据河港规范及当地实际情况,确定港区定员装卸工人总数：=————装卸工人数————作业线数,=3————昼夜作业班次数,因上海港较忙，所以用三班制，＝３223 ————每条作业线的配工人数，＝６————装卸工人轮休率，＝－———装卸工人出勤率，（90％～95％），＝90％　　　　　　　　　　　　　取71人，辅助工人数＝710.1=7.1,取8人，所以装卸工人总数为79人。机械司机人数：门机司机数：按规范三班制门机需7人/台，则需3×7=21人牵引车司机数：牵引车需3.5人/台，则需3×3.5=10.5人,取11人轮胎吊司机数：轮胎吊需3.5人/台，共6台轮胎吊,则需6×3.5=21人叉车司机数：叉车需3.5人/台，设每组牵引平板车配三台叉车,则需9×3.5=31.5人，取32人合计司机人数为21+11+21+32=85,考虑出勤率增加10%,共需司机人数为85×(1+10%)=93.5人,取94人。由上面计算可知主要生产人数79+94=173人管理人员按10%设置,人数为173×10%=17.3,取18人,须水手人数为15人。1．2．5．2生产、生活辅助设施的面积综合办公室：１０～１２ｍ２／人侯工室：２．５～４．０ｍ２／人装卸及成组工具库：按工艺要求确定。维修保养间：根据当地条件，按工艺要求确定。材料供应站：１００～２００ｍ２／泊位码头水手间：１５～２０ｍ２／间，不宜小于１．５ｍ２／人加油站：１００～２００ｍ２还有小型流动机械库等等，具体位置及面积见码头总平面布置图。223 2第一方案此方案采用纵横梁不等高连接，横梁现浇，纵梁采用预制叠合梁，面板搭在纵梁上，面板采用叠合板，中间设中纵梁，两侧设两个边纵梁。2．1面板设计面板上的垫层考虑到要安放门机轨道取为10cm，现浇层厚度取15cm223 ，预制板厚度根据起重能力取为25cm，面板受到自重和可变荷载作用，其中可变荷载包括堆货荷载和流动机械荷载，这两者不能同时存在，取起控制作用的一个验算。整个前方桩台的面板有4跨，取靠海侧门机纵梁和中纵梁之间的这一跨进行尺寸验算，对于变形缝和码头端部的板，因尺寸小，所以可不必验算。2．1．1计算跨度由于采用的是叠合板，因此按连续板计算，预制板的搭接长度e=20cm，L=5.25m（中到中），Ln=5.25－0.4－0.35=4.5m（净跨），预制板长Lb=4.5+0.2×2=4.9m，B1=70cm，B2=80cm，连续板计算弯矩时的计算跨度：当B1≤0.1L时：L0=L，当B1＞0.1L时：L0=1.1Ln因B1=0.7m＞0.1L=0.525m，所以L0=1.1Ln=4.95m2．1．2预制板起重量验算223 G=Lb×a×b×G————预制板自重（kN）Lb————预制板的长度（m），Lb=4.9ma————预制板的宽度（m），a=7mb————预制板的厚度（m）,b=0.25m————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3G=4.9×7×0.25×25=214.375kN=21875kg＜陆上起重能力=60t所以，满足起重能力。2．1．3荷载计算2．1．3．1板的自重q1=×h1q1————板的自重(kPa),h1————板的厚度（m）,h1=0.4m————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3q1=25×0.4=10kPa2．1．3．2砼垫层自重q2=×h2q2————砼垫层的自重(kPa)h2————砼垫层的厚度（m），h2=0.1m223 ————砼的重度（kN/m3），γ砼=24kN/m3q2=24×0.1=2.4kPa2．1．3．3整个板的自重q0=q1+q2q0————整个板的自重(kPa)q1————板的自重(kPa)q2————砼垫层的自重(kPa)q0=10+2.4=12.4kPa2．1．3．4堆货荷载查《港口工程荷载规范》知，对海港中的件杂货码头（有门机），前沿堆货荷载标准值为20kPa2．1．3．5流动机械荷载流动机械有轮胎吊、电瓶车、牵引平板车和牵引车，电瓶车只用于短距离运输，不上桩台，只在后方工作，轮胎吊主要在后方堆场作业，也不上桩台，牵引平板车和牵引车都上桩台，但由《港口工程荷载规范》知，牵引车的荷载值比牵引平板车小，因此只考虑牵引平板车，查《港口工程荷载规范》知，牵引平板车自重2t满载轮压25kN，最大载重量为8t。2．1．4跨中弯矩计算（取单宽）2．1．4．1板的自重产生的跨中弯矩223 ————永久荷载产生的跨中弯矩（）q0————整个板的自重(kN/m),q0=12.4kN/mL0————板的计算跨度（m）,L0=4.95m2．1．4．2堆货荷载产生的跨中弯矩————堆货荷载产生的跨中弯矩（）q0————堆货荷载(kN/m),q0=20kN/mL0————板的计算跨度（m）,L0=4.95m2．1．4．3牵引平板车产生的跨中弯矩由于是初步设计，采用简化法大致计算平板车在跨中产生的弯矩，影响线如图，最不利荷载位置如图所示。M————牵引平板车荷载产生的跨中弯矩（）P————牵引平板车的简化集中力（kN），P=50kNyi————牵引平板车荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）223 2．1．5抗弯模量W————面板的抗弯模量（m3）b————垂直于板跨方向的板宽（m）,b=1mh————板的厚度（m）,h=0.4m2．1．6荷载组合考虑恒载+可变荷载这种组合，可变荷载中牵引平板车荷载起控制作用，因此选用牵引平板车荷载。————荷载组合后的跨中弯矩（）————永久荷载在跨中产生的弯矩（），=37.98————可变荷载在跨中产生的弯矩（），=61.26————荷载组合系数，=0.72．1．7抗裂安全验算————抗裂安全系数————截面影响系数，查《港口工程砼结构设计规范》得=1.55223 ————砼的轴心抗拉强度，由于采用的是C30号砼，所以=2000kPaW————板的抗弯模量（m3），W=0.0267m3————荷载组合后的跨中弯矩（）,=101.155＞0.6~0.7满足采用螺纹刚的抗裂要求。2．2门机纵梁设计门机纵梁预制高度为130cm,底宽50cm，两边都设有牛腿，尺寸如图。门机纵梁受到本身自重、面板自重、面板传来的堆货荷载、流动机械荷载和门机荷载作用，堆货荷载和门机荷载可以同时存在。选取靠海侧的门机纵梁验算（此情况最不利），变形缝和码头端部的悬臂门机纵梁，因悬臂长度小，所以可不必验算。2．2．1计算跨度因纵梁搭在横梁上，应按连续梁考虑计算跨度，此处为初步设计，先取L中-中为计算跨度，按简支梁计算和，然后对连续梁进行修正可得跨中设计弯矩。由于横向排架间距为7m，所以L0=L中-中223 =7m。2．2．2预制门机纵梁起重量验算①预制门机纵梁断面面积：S==0.72m2②预制门机纵梁自重G=L0×S×G————预制门机纵梁自重（kN）L0————门机纵梁的长度（m）,L0=7mS————门机纵梁断面面积（m2）,S=0.72m2————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3G=7×0.72×25=126kN=12857.14kg＜陆上起重能力=60t满足起重能力的要求。2．2．3荷载计算2．2．3．1门机纵梁自重×S————门机纵梁自重（kN/m）S————门机纵梁断面面积（m2）,S=0.72m2————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m325×0.72=18kN/m223 2．2．3．2面板层自重2．2．3．3门机纵梁上的面板层自重（如图）————门机纵梁上的面板层自重（kN/m）———门机纵梁承受的面板宽度（m）要使连续梁跨中产生最大弯矩,均布荷载应隔跨布置(如图)2．2．3．4由面板传到门机纵梁上的堆货荷载(图与上两图一样)————门机纵梁上的堆货荷载（kN/m）————堆货荷载kPa，=20kPaL———门机纵梁承受的面板宽度（m）=20×3.625=72.5kN/m2．2．3．5流动机械荷载只考虑牵引平板车，理由同面板设计中，采用简化法考虑最不利情况，假设平板车满载时的全部自重都作用在跨中，223 P=100kN（如图）,不考虑冲击系数。2．2．3．6门机荷载作用在门机纵梁上的门机荷载有两种最不利情况，一种是一台门机作用在跨中，另一种是二台门机作用在一跨纵梁上。2．2．3．6．1一台门机吊臂的位置如图所示，此时轮压为P=250kN,此时有可能最不利。2．2．3．6．2二台门机吊臂的位置如图所示，二台门机同时作用在一跨纵梁上时吊臂不能交叉，此时轮压为P=220kN，此时也可能最不利。2．2．4跨中弯矩计算2．2．4．1纵梁自重及其上面板自重产生的跨中弯矩————永久荷载产生的跨中弯矩（）q1————门机纵梁自重(kN/m),q1=18kN/mq3————门机纵梁上的面板层自重(kN/m),q3=44.95kN/mL0————门机纵梁的长度（m）,L0=7m2．2．4．2堆货荷载产生的跨中弯矩223 ————堆货荷载产生的跨中弯矩（）q4————堆货荷载(kN/m),q0=72.5kN/mL0————门机纵梁的长度（m）,L0=7m2．2．4．3流动机械荷载产生的跨中弯矩=————流动机械荷载产生的跨中弯矩（）P————流动机械荷载（kN），P=100kNL0————门机纵梁的长度（m）,L0=7m=由上可知，流动机械荷载产生的跨中弯矩没有堆货荷载在跨中产生的弯矩大，堆货荷载起控制作用。2．2．4．4门机荷载产生的跨中弯矩2．2．4．4．1一台门机此情况下的最不利位置为支腿对称分布，采用结构力学中的影响线来求，影响线如图：M————门机荷载产生的跨中弯矩（）P————门机的轮压（kN），P=250kNyi————门机荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）M=250×(1.125+1.5)×2=1312.5223 2．2．4．4．2二台门机此时有两种情况最不利，如下：①情况（影响线如图）门机的支腿荷载对称分布在跨中M————门机荷载产生的跨中弯矩（）P————门机的轮压（kN），P=220kNyi————门机荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）M=220×2×(1.375+1+0.5+0.125)=1320②情况（影响线如图）门机有一个支腿作用在跨中M————门机荷载产生的跨中弯矩（）P————门机的轮压（kN），P=220kNyi————门机荷载影响线的各荷载位置下的纵矩（m）M=220×(0.5+0.875+1.375+1.75+1+0.625+0.125)=1375综上所述，当二台门机作用时的情况②跨中产生的弯矩最大，M=13752．2．5荷载组合223 考虑恒载+可变荷载这种组合，可变荷载中堆货荷载+门机荷载起控制作用。————荷载组合后的跨中弯矩（）————永久荷载在跨中产生的弯矩（），=385.57————可变荷载在跨中产生的弯矩（），=444.06+1375=1819.06————荷载组合系数，=0.72．2．6门机纵梁高度验算h————门机纵梁所须高度（m）————抗裂安全系数，=1.1————截面影响系数，查《港口工程砼结构设计规范》得=1.5————砼的轴心抗拉强度，由于采用的是C30号砼，所以=2000kPa————荷载组合后的跨中弯矩（）,=1658.912B————门机纵梁底宽（m）,B=0.5m————预加应力（kPa），=8000kPa223 ＜1.3m满足所须要求。2．3中纵梁设计中纵梁预制高度为110cm,底宽40cm,两边都设有牛腿，尺寸如图。中纵梁受到本身自重、面板自重、面板传来的堆货荷载和流动机械荷载的作用，且这两者不能同时存在。选取两个横梁之间的一跨中纵梁验算（此情况最不利），变形缝和码头端部的悬臂中纵梁，因悬臂长度小，所以可不必验算。2．3．1计算跨度因纵梁搭在横梁上，应按连续梁考虑计算跨度，此处为初步设计，先取L中-中为计算跨度，按简支梁计算和，然后对连续梁进行修正可得跨中设计弯矩。由于横向排架间距为7m，所以L0=L中-中=7m。2．3．2预制中纵梁起重量验算①预制中纵梁断面面积：S=②预制中纵梁自重G=L0×S×223 G————预制中纵梁自重（kN）L0————中纵梁的长度（m）,L0=7mS————中纵梁断面面积（m2）,S=0.51m2————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3G=7×0.51×25=89.25kN=9107.14kg＜陆上起重能力=60t满足起重能力的要求。2．3．3荷载计算2．3．3．1中纵梁自重×S————中纵梁自重（kN/m）S————中纵梁断面面积（m2）,S=0.51m2————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m325×0.51=12.75kN/m2．3．3．2面板层自重2．3．3．3中纵梁上的面板层自重（如图）————中纵梁上的面板层自重（kN/m）———中纵梁承受的面板宽度（m），223 要使连续梁跨中产生最大弯矩,均布荷载应隔跨布置(如图)。2．3．3．4由面板传到中纵梁上的堆货荷载(图与上两图一样)————中纵梁上的堆货荷载（kN/m）————堆货荷载kPa，=20kPaL———中纵梁承受的面板宽度（m），=20×5.25=105kN/m2．3．3．5流动机械荷载只考虑牵引平板车，理由同面板设计中，采用简化法考虑最不利情况，假设平板车满载时的全部自重都作用在跨中，P=100kN,不考虑冲击系数。2．3．4跨中弯矩计算2．3．4．1纵梁自重及其上面板自重产生的跨中弯矩————永久荷载产生的跨中弯矩（）q1————中纵梁自重(kN/m),q1=12.75kN/mq3————中纵梁上的面板层自重(kN/m),q3=65.1kN/m223 L0————中纵梁的长度（m）,L0=7m2．3．4．2堆货荷载产生的跨中弯矩————堆货荷载产生的跨中弯矩（）q4————堆货荷载(kN/m),q0=105kN/mL0————中纵梁的长度（m）,L0=7m2．3．4．3流动机械荷载产生的跨中弯矩=————流动机械荷载产生的跨中弯矩（）P————流动机械荷载（kN），P=100kNL0————中纵梁的长度（m）,L0=7m=由上可知，流动机械荷载产生的跨中弯矩没有堆货荷载在跨中产生的弯矩大，堆货荷载起控制作用。2．3．5荷载组合考虑恒载+可变荷载这种组合，可变荷载中堆货荷载起控制作用。————荷载组合后的跨中弯矩（）————永久荷载在跨中产生的弯矩（），223 =476.83————可变荷载在跨中产生的弯矩（），=643.13————荷载组合系数，=0.72．2．6中纵梁高度验算h————中纵梁所须高度（m）————抗裂安全系数，=1.1————截面影响系数，查《港口工程砼结构设计规范》得=1.5————砼的轴心抗拉强度，由于采用的是C30号砼，所以=2000kPa————荷载组合后的跨中弯矩（）,=927.02B————中纵梁底宽（m）,B=0.4m————预加应力（kPa），=8000kPa＜1.1m满足所须要求。2．4边纵梁设计边纵梁预制高度为90cm,底宽30cm223 ,一边设有牛腿，尺寸如图。边纵梁受到本身自重、面板自重、面板传来的堆货荷载和流动机械荷载的作用，且这两者不能同时存在。选取靠海侧的边纵梁验算（此情况最不利），变形缝和码头端部的悬臂边纵梁，因悬臂长度小，所以可不必验算。2．4．1计算跨度因纵梁搭在横梁上，应按连续梁考虑计算跨度，此处为初步设计，先取L中-中为计算跨度，按简支梁计算和，然后对连续梁进行修正可得跨中设计弯矩。由于横向排架间距为7m，所以L0=L中-中=7m。2．4．2预制边纵梁起重量验算预制边纵梁断面面积：S=由于预制边纵梁的尺寸较小，所以肯定能满足起重能力的要求。2．4．3荷载计算2．4．3．1边纵梁自重×S————边纵梁自重（kN/m）223 S————边纵梁断面面积（m2）,S=0.3m2————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m325×0.3=7.5kN/m2．4．3．2面板层自重2．4．3．3边纵梁上的面板层自重（如图）————边纵梁上的面板层自重（kN/m）———边纵梁承受的面板宽度（m），要使连续梁跨中产生最大弯矩,均布荷载应隔跨布置(如图)。2．4．3．4由面板传到边纵梁上的堆货荷载(图与上两图一样)————边纵梁上的堆货荷载（kN/m）————堆货荷载kPa，=20kPaL———边纵梁承受的面板宽度（m），=20×1=20kN/m2．4．3．5流动机械荷载223 只考虑牵引平板车，理由同面板设计中，采用简化法考虑最不利情况，假设平板车满载时的全部自重都作用在跨中，P=100kN,不考虑冲击系数。2．4．4跨中弯矩计算2．4．4．1纵梁自重及其上面板自重产生的跨中弯矩————堆货荷载产生的跨中弯矩（）q1————边纵梁自重(kN/m),q1=7.5kN/mq3————边纵梁上的面板层自重(kN/m),q3=12.4kN/mL0————边纵梁的长度（m）,L0=7m2．4．4．2堆货荷载产生的跨中弯矩————堆货荷载产生的跨中弯矩（）q4————堆货荷载(kN/m),q4=20kN/mL0————边纵梁的长度（m）,L0=7m2．4．4．3流动机械荷载产生的跨中弯矩=————流动机械荷载产生的跨中弯矩（）P————流动机械荷载（kN），P=100kN223 L0————边纵梁的长度（m）,L0=7m=由上可知，堆货荷载产生的跨中弯矩没有流动机械荷载在跨中产生的弯矩大，流动机械荷载起控制作用。2．4．5荷载组合考虑恒载+可变荷载这种组合，可变荷载中流动机械荷载起控制作用。————荷载组合后的跨中弯矩（）————永久荷载在跨中产生的弯矩（），=121.89————可变荷载在跨中产生的弯矩（），=175————荷载组合系数，=0.72．4．6边纵梁高度验算h————边纵梁所须高度（m）————抗裂安全系数，=1.1————截面影响系数，查《港口工程砼结构设计规范》得=1.5————砼的轴心抗拉强度，由于采用的是C30号砼，所以=2000kPa223 ————荷载组合后的跨中弯矩（）,=244.39B————边纵梁底宽（m）,B=0.3m————预加应力（kPa），=2500kPa＜0.9m满足所须要求。2．5横梁设计横梁为全现浇的（尺寸如图），由于当地砼浇筑水位在+2.5m，码头顶高程为+4.8m,根据预报的施工期潮位历时曲线，潮位底于+2.5m和底于+2.3m的时间相差不大，取下横梁高度为0.7m，上横梁高度为1.7m横梁截面面积为1.24m2，下横梁底宽考虑到桩所须的外包宽度取为80cm。由于横梁的断面面积很大，一般均可满足承载能力要求，可不用验算尺寸。2．6基桩桩力计算2．6．1靠船构件设计靠船构件由悬臂梁、牛腿、纵向水平支撑、橡胶护舷等构件组成。考虑到船舶停靠安全等因素，靠船构件底高程取为+1.3m，纵向水平支撑尺寸不小于35cm×30cm,靠船构件宽度应小于下横梁宽度，取为70cm，尺寸如图。223 2．6．1．1悬臂梁自重=×————悬臂梁自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3————悬臂梁的体积（m3）2．6．1．2牛腿自重=×————牛腿的自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3————牛腿的体积（m3）2．6．1．3纵向水平支撑=×————牛腿的自重（kN）223 ————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3————牛腿的体积（m3）2．6．1．4靠船构件总重及其重心到码头前沿线的距离靠船构件总重：靠船构件重心到码头前沿线的距离：2．6．2船舶撞击力计算船舶撞击力按《港口工程荷载规范》的10.6计算，此次设计按橡胶护舷吸收的能量大于10倍靠船结构的吸能量来考虑。2．6．2．1排水量吨位估算在《港口规划与布置》中查得估算公式为：log△f=0.404+0.932logDWT△f————满载排水量（t）DWT————船舶总载重量（t），DWT=3000t解得：△f=4412.42t2．6．2．2船舶靠岸时的有效撞击能计算=M————船舶靠岸时的有效撞击能量（kJ）223 ————有效动能系数，=0.7M————船舶的质量，（t），按满载排水量计算，M=△f=4412.42t————船舶靠岸时的法向速度（m/s），查《港口工程荷载规范》得，3000的有掩护的海船的法向靠岸速度为=0.15m/s2．6．2．3选择橡胶护舷由于上部结构高2.5m，靠船构件长1m，查《橡胶护舷性能手册》，选用SA250H×3000+2625型橡胶护舷，反力为P=420kN。2．6．2．4作用在横向排架上的最大撞击力N=×PN————作用在横向排架上的最大撞击力（kN）————水平集中力的横向分力在排架中的最大分配系数，查《高桩码头设计与施工规范》得=0.370P————橡胶护舷的总反力（kN），P=420kNN=0.370×420=155.4kN2．6．3船舶系缆力计算船舶系缆力应按《港口工程荷载规范》的10.4计算，在计算系缆力前，先按10.2和附录E计算风荷载和水流力。2．6．3．1风荷载计算2．6．3．1．1受风面积计算223 满载时：log=-0.036+0.742logDWlog=-0.107+0.621logDW半载或压载时：log=-0.283+0.727logDWlog=0.019+0.628logDW、————分别为相应装载情况下船体水面以上横向和纵向的受风面积（m2）DW————船舶的载重量（t）,DW=3000t满载时：=349.96m2,=112.8m2半载或压载时：=646.94m2,=159.45m22．6．3．1．2风压力计算=73.6×10-5=49.0×10-5、————分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力（kN）、————横向和纵向风压不均匀折减系数，查《港口工程荷载规范》得、————分别为相应装载情况下船体水面以上横向和纵向的受风面积（m2），=646.94m2,=159.45m2（取最大值）、————分别为设计风速的横向和纵向分量（m/s），在《港口规划与布置》中查得，船靠码头门机装卸作业时的允许风速为7级，船靠码头无装卸作业的允许风速为8级，查得8级风速为20.7m/s，考虑=20.7m/s，=0m/s这种最不利情况。223 2．6．3．2水流力计算上海港位于黄浦江边，流向角＜1502．6．3．2．1水流对船舶作用产生的水流力的船首横向分力和船尾横向分力==、————水流力的船首横向分力和船尾横向分力（kN）————水的密度（t/m3）,=1t/m3————水流速度，由资料知，在大汛落潮时的最大流速为1m/s，取=1m/s————船舶吃水线以下的横向投影面积（m2）近似取为=4.47×82.6=369.222m2、————分别为水流力的船首横向分力系数和船尾横向分力系数，这两个系数可查表求得：D————平均吃水（m），D=4.47md————系靠船结构前沿水深（m），d=10.22m（按设计低水位考虑）时，d/D=2.29，表中没有，取d/D=1.5时的值，=0.09，=0.04223 2．6．3．2．2水流对船舶作用产生的水流力的纵向分力=S————水流对船舶作用产生的水流力的纵向分力（kN）————水流力纵向分力系数————水的密度（t/m3）,=1t/m3————水流速度，由资料知，在大汛落潮时的最大流速为1m/s，取=1m/sS————船舶吃水线以下的表面积（m2）①雷诺数Re————雷诺数————水流速度（m/s），=1m/sL————船舶吃水线长度（m），L=————水的运动粘性系数（m2/s）,由资料有平均水温为15.30C，查得=1.13×10-4m2/s②系数b杂货船的船舶方型系数查得为=0.625B————船舶宽度（m），B=13.6mD————船舶吃水（m），D=4.47m223 B/D=3.04由以上数据查得b=0.0026③水流力纵向分力系数=0.046Re-0.134+b————水流力纵向分力系数Re————雷诺数，Re=1362123.9b————系数b，b=0.0026=0.0046×0.151+0.0026=0.009546④船舶吃水线以下的表面积S=1.7LD+LBS————船舶吃水线以下的表面积（m2）L————船长（m），L=82.6mD————船舶吃水（m），D=4.47mB————船宽（m），B=13.6m————船舶方型系数，=0.625S=1.7×82.6×4.47+0.625×82.6×13.6=1329.78m2所以，水流力对船舶作用产生的水流力纵向分力为：=0.009546×0.5×12×1329.78=6.35kN2．6．3．3系缆力计算=————系缆力（kN）223 、————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总和及纵向分力总和（kN）K————系船柱受力分布不均匀系数，根据船长查得受力系船柱数目为2，所以K=1.2n————计算船舶同时受力的系船柱数目，n=2————系船柱的水平投影与码头前沿线所成的夹角（0），海船=300————系船柱与水平面之间的夹角（0），海船=150=++=190.76+16.615+7.384=214.759kN==6.35kN=查《港口工程荷载规范》得3000t的海船系缆力标准值为233.3kN，而实际系缆力比它大，所以满足要求，且系缆力取为271.34kN①系缆力的分力计算，，，————分别为系缆力标准值及其横向、纵向、和竖向分力（kN）————系船柱的水平投影与码头前沿线所成的夹角（0），海船=300223 ————系船柱与水平面之间的夹角（0），海船=150=271.34×0.5×0.966=131.06kN=271.34×0.866×0.966=227kN=271.34×0.289=78.42kN②作用于横向排架上的系缆力（如图）查《高桩码头设计与施工规范》得水平集中力的横向分力在排架中的最大分配系数为=0.370，所以=×=131.06×0.370=48.49kN作用于横向排架上的系缆力的竖直分力，考虑最不利情况，取有系船柱的一跨计算，所以==78.42kN2．6．4门机荷载门机荷载通过门机纵梁传给横梁,传到横梁上的为集中力,考虑两台门机作用于2跨纵梁时对中间的横梁产生的集中力和一台门机作用于一跨时对横梁产生的集中力这两种最不利情况,门机吊臂的位置不同,轮压有变化,横梁受的集中力也不同。2．6．4．1二台门机2．6．4．1．1吊臂位置伸向码头前沿（如图）此时横梁所受集中力，靠海侧大，靠陆侧小，门机轮压为P=220kN,使横梁所受集中力最大的轮压分布图和影响线如图。223 此时横梁靠海侧的集中力为：————门机荷载对横梁靠海侧产生的集中力（kN）P————门机的轮压（kN），P=220kNyi————门机荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）kN横梁靠陆侧的集中力为：————门机荷载对横梁靠陆侧产生的集中力（kN）————门机荷载对横梁靠海侧产生的集中力（kN）,=1257.14kN————靠海侧门机的轮压（kN），=220kN————靠陆侧门机的轮压（kN），=80kNkN2．6．4．1．2吊臂位置伸向后方陆域（如图）223 此位置时横梁所受集中力与吊臂伸向码头前沿时对称，靠海侧横梁所受集中力为457.14kN靠陆侧横梁所受集中力为1257.14kN。2．6．4．2一台门机最不利轮压的情况如图，此时A支座下的轮压为P=250kN，最不利轮压时的影响线如图。此时横梁所受的最大集中力为：————门机荷载对横梁产生的最大集中力（kN）P————门机的轮压（kN），P=250kNyi————门机荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）kN一台门机作用时对靠陆侧横梁产生的最大集中力数值也为875kN，由此比较得二台门机时为控制作用，但二台门机的吊臂位置不同时产生的桩力不同，因此都要考虑。2．6．5挤靠力由于码头距出海口60公里，码头前江面宽约500m，风和水流的作用可以忽略不计，所以该港船舶对码头的挤靠力忽略不计。223 2．6．6桩力计算桩承受的荷载有上部结构自重、堆货荷载、门机荷载、系缆力、撞击力等。除横梁自重为均布力外，其于的荷载最后都以集中力的形式作用在横梁上，应按弹性支撑连续梁计算，在初步设计时可将横向排架分成两个简支跨来计算桩力，这样计算的桩力比用五弯矩方程，按弹性支撑连续梁计算出的桩力大，结构偏于安全。桩的布置如图，其中斜桩的斜度为3：1，靠海侧门机梁下布置叉桩，因无铁路荷载，在双直桩和叉桩之间设一根直桩。高桩码头的结构分段是一个空间结构，由于各排架（边排架除外）的结构布置和受荷条件基本相同，取一个横向排架作为计算单元。2．6．6．1恒载及其产生的桩力223 2．6．6．1．1面板及纵梁自重产生的集中力、横梁自重产生的均布力2．6．6．1．1．1靠海侧边纵梁及其上面板产生的集中力=（q1+q2）×Lq1————边纵梁自重（kN/m），q1=7.5kN/mq2————面板自重（kN/m），q2=12.4kN/mL————边纵梁的计算跨度（m），L=7m=（7.5+12.4）×7=139.3kN2．6．6．1．1．2靠陆侧边纵梁及其上面板产生的集中力=（q1+q2）×Lq1————边纵梁自重（kN/m），q1=7.5kN/mq2————面板自重（kN/m），q2=9.3kN/mL————边纵梁的计算跨度（m），L=7m=（7.5+9.3）×7=117.6kN2．6．6．1．1．3靠海侧门机纵梁及其上面板产生的集中力=（q1+q2）×Lq1————门机纵梁自重（kN/m），q1=18kN/mq2————面板自重（kN/m），q2=44.95kN/m223 L————门机纵梁的计算跨度（m），L=7m=（18+44.95）×7=440.65kN2．6．6．1．1．4靠陆侧门机纵梁及其上面板产生的集中力=（q1+q2）×Lq1————门机纵梁自重（kN/m），q1=18kN/mq2————面板自重（kN/m），q2=41.85kN/mL————门机纵梁的计算跨度（m），L=7m=（18+41.85）×7=418.95kN2．6．6．1．1．5中纵梁及其上面板产生的集中力=（q1+q2）×Lq1————中纵梁自重（kN/m），q1=12.75kN/mq2————面板自重（kN/m），q2=65.1kN/mL————中纵梁的计算跨度（m），L=7m=（7.5+12.4）×7=544.95kN2．6．6．1．1．6横梁自重产生的均布力（按等截面考虑）q=×S————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3S————横梁的截面面积（m2）,S=1.24m2q=25×1.24=31kN/m2．6．6．1．2横梁自重产生的桩力223 将横向排架分成两跨按简支梁计算，所得支座反力即为桩力，靠海侧为第一跨，靠陆侧为第二跨，中纵梁下的桩力为两跨分别计算所得的支座反力叠加，其它荷载计算桩力时都这样考虑。2．6．6．1．2．1横梁自重在第一跨产生的桩力（如图）解得：=155.18kN=69.57kN2．6．6．1．2．2横梁自重在第二跨产生的桩力（如图）解得：=74.73kN==70.9kN2．6．6．1．3面板、靠船构件及纵梁自重产生的桩力2．6．6．1．3．1面板、靠船构件及纵梁自重在第一跨产生的桩力（如图）223 解得：=668.79kN=-58.74kN2．6．6．1．3．2面板、靠船构件及纵梁自重在第二跨产生的桩力（如图）解得：=514.71kN==298.72kN2．6．6．2堆货荷载和牵引平板车荷载及其产生的桩力2．6．6．2．1堆货荷载在横梁上产生的集中力2．6．6．2．1．1堆货荷载通过靠海侧边纵梁传到横梁上的集中力=q×L1×L2q————堆货荷载（kPa），q=20kPaL1————边纵梁的计算跨度（m），L1=7mL2————223 由此边纵梁承受的荷载分布宽度（m），L2=1m=20×7×1=140kN2．6．6．2．1．2堆货荷载通过靠陆侧边纵梁传到横梁上的集中力=q×L1×L2q————堆货荷载（kPa），q=20kPaL1————边纵梁的计算跨度（m），L1=7mL2————由此边纵梁承受的荷载分布宽度（m），L2=0.75m=20×7×0.75=105kN2．6．6．2．1．3堆货荷载通过靠海侧门机纵梁传到横梁上的集中力=q×L1×L2q————堆货荷载（kPa），q=20kPaL1————门机纵梁的计算跨度（m），L1=7mL2————由此门机纵梁承受的荷载分布宽度（m），L2=3.625m=20×7×3.625=507.5kN2．6．6．2．1．4堆货荷载通过靠陆侧门机纵梁传到横梁上的集中力=q×L1×L2q————堆货荷载（kPa），q=20kPaL1————门机纵梁的计算跨度（m），L1=7m223 L2————由此门机纵梁承受的荷载分布宽度（m），L2=3.375m=20×7×3.375=472.5kN2．6．6．2．1．5堆货荷载通过中纵梁传到横梁上的集中力=q×L1×L2q————堆货荷载（kPa），q=20kPaL1————中纵梁的计算跨度（m），L1=7mL2————由此中纵梁承受的荷载分布宽度（m），L2=5.25m=20×7×5.25=735kN2．6．6．2．2牵引平板车荷载在横梁上产生的集中力采用简化法，假设牵引平板车满载时的总重全部作用在横梁上，则此集中力为100kN，小于上述堆货荷载作用在横梁上的任何一个集中力，又因为这两者不能同时存在，所以计算桩力时只考虑堆货荷载。2．6．6．2．3堆货荷载产生的桩力2．6．6．2．3．1堆货荷载在第一跨产生的桩力（如图）解得：=696.83kN=-49.33kN2．6．6．1．2．2堆货荷载在第二跨产生的桩力（如图）223 解得：=708kN==318.57kN2．6．6．3门机荷载产生的桩力2．6．6．3．1吊臂伸向码头前沿时产生的桩力此时=1257.14kN=457.14kN2．6．6．3．1．1第一跨的桩力（如图）==1257.14kN=02．6．6．3．1．2第二跨的桩力（如图）解得：=0kN==240.91kN2．6．6．3．2吊臂伸向码头后方时产生的桩力此时=457.14kN=1257.14kN223 2．6．6．3．2．1第一跨的桩力（如图）==457.14kN=02．6．6．3．2．2第二跨的桩力（如图）解得：=0kN==662.51kN2．6．6．4横梁的几何特征尺寸如图，=0.4m，=0.8m,，=1.7m，=0.7m下横梁的面积：==0.8×0.7=0.56m2上横梁的面积：==0.4×1.7=0.68m2总面积：=+=1.24m2中和轴的位置：惯性矩：2．6．6．5系缆力及其产生的桩力系缆力垂直于码头前沿线方向的水平分力的作用点位于系船柱上，它对横梁中和轴会产生弯矩M，同时还有一竖向分力Nz作用在横向排架上。2．6．6．5．1系缆力对横梁中和轴产生的弯矩223 M=Nx×LNx————系缆力垂直于码头前沿线方向的水平分力（kN），Nx=131.06kNL————系缆力作用点到横梁中和轴的距离（m），L=0.4+0.1+1.7+0.7-1.01=1.89mM=131.06×1.89=247.72．6．6．5．2系缆力产生的桩力系缆力对横向排架的作用如图，水平力全部由叉桩承受。2．6．6．5．2．1系缆力在第一跨产生的桩力（如图）由前面知Nz=78.42kN解得：=-49.91kN=128.331kN2．6．6．5．2．2系缆力在第二跨产生的桩力（如图）可简化为如图所视，Nx=131.06kN解得：=-49.91kN=128.331kN223 2．6．6．6撞击力及其产生的桩力撞击力对横向排架有两个作用力,一个是水平方向的撞击力对横梁中和轴产生的弯矩,另一个是水平力,由叉桩承受.2．6．6．6．1撞击力对横梁中和轴产生的弯矩M2=P×LP————撞击力（kN），P=155.4kNL————撞击力作用点到横梁中和轴的距离（m），经分析，设计低水位船舶满载时，L最大，如图，船的型深6.1m，满载吃水4.47m，因此干舷高1.63m，考虑撞击力作用在干舷与橡胶护舷接触段的中间，则L=1.01+1-mM2=155.4×1.235=191.922．6．6．6．2撞击力产生的桩力2．6．6．6．2．1撞击力在第一跨产生的桩力（如图）=36.556kN=-36.556kN223 2．6．6．6．2．2撞击力在第二跨产生的桩力（如图）=-81.9kN=81.9kN2．6．7荷载组合计算桩力时应考虑承载能力极限状态下的持久组合，此时设计表达式如下：=————作用效应设计值；————结构重要性系数；=1.0————永久作用标准值；————永久作用效应系数，为永久作用效应，当有多个永久作用时，应对其作用效应进行叠加；————永久作用分项系数，对以永久作用为主的构件，其分项系数宜适当提高；————主导可变作用标准值；————主导可变作用效应系数，为主导可变作用效应，取值应大于其它可变作用效应；————主导可变作用分项系数；————组合系数，=0.7————第i个非主导可变作用标准值；————第i个非主导可变作用效应系数，223 为第i个非主导可变作用效应，应小于主导可变作用效应；————第i个非主导可变作用分项系数永久荷载分项系数为1.2，堆货荷载分项系数为1.4，门机荷载分项系数为1.5，系缆力荷载分项系数为1.4，撞击力荷载分项系数为1.5。2．6．8桩力桩力（kN）作用N1N2N3N4N5横梁自重77.5977.59144.370.970.9纵梁及面板自重334.395334.395455.97298.27298.27①永久荷载作用411.985411.985600.27369.17369.17②堆货荷载348.415348.415658.67318.57318.57③门机荷载1628.57628.570240.91240.91③门机荷载2228.57228.570662.51662.51④系缆力-24.955-24.955128.33207.22-207.22⑤撞击力18.27818.278-36.556-81.981.9223 组合①+②+③Ⅰ+④1890.0811890.0811822.1241540.475960.259①+②+③Ⅱ+④1290.0811290.0811822.1242172.8751592.659①+②+⑤1009.581009.581587.628766.1521011.852①+②+③max1925.0181925.018-36.556-81.981.9最大桩力2172.875最小桩力766.152说明：上表中的荷载组合是根据码头作业情况考虑的4种最不利情况，①+②+③+④代表船靠泊装卸作业时的最不利情况，此时门机吊臂位置不同，产生的桩力不同，①+②+⑤代表船靠码头时的最不利情况，门机荷载和撞击力不能同时出现。①+②+③max代表码头无船时的最不利情况。2．6．9桩力验算根据《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、或风化岩层等良好土层作为桩端持力层，因此持力层选为第四层。223 2．6．9．1打桩的可能性由资料知施工期的最低水位为1.5m，打桩船吃水1.88m，可吊龙口8m打桩，因此都能打。2．6．9．2桩的承载力采用50cm×50cm的预应力砼空心方桩，空心直径为D=27cm，根据桩在排架中的布置，桩与桩的中心距大于或等于6倍桩径，且无静载荷试验资料，所以桩的承载力按经验系数法来确定单桩垂直极限承载力。=————单桩垂直极限承载力设计值（kN）————单桩垂直承载力分项系数，当地质条件复杂或永久作用所占比重较大时，=1.55————桩身截面周长（m）,=2m————单桩第i层土的极限侧摩擦阻力标准值（kPa）————桩身穿过第i层土的长度（m）————单桩极限桩端阻力标准值（kPa）————桩身截面面积（m2）A=0.25m2由桩力表中可知，桩力最大的桩为叉桩N4=2172.875kN，但双直桩的桩力也较大N1=1925.018kN，由《港口工程桩基规范》知，同一桩台下的桩，桩端标高不宜相差太大，而1号桩的入土长度较小，因此这两根桩都要验算。2．6．9．2．1桩侧极限的平均摩阻力和桩尖阻力223 指标土层极限平均摩阻力qfi(kPa)极限桩尖阻力qR(kPa)Ⅰ人工填土25Ⅱ灰色淤泥质粘土20Ⅲ深灰色壤土702200Ⅳ灰绿色壤土11036002．6．9．2．2四号桩承载力验算穿过的土层：（人工填土不计）土层ⅡⅢⅣ深度范围（m）-5.4~-9.2-9.2~-16.9-16.9~-24桩长（m）48.127.48=kN＞2172.875kN2．6．9．2．3一号桩承载力验算土层ⅡⅢⅣ深度范围（m）-8.4~-8.6-8.6~-16.6-16.6~-24桩长（m）0.287.4=kN＞1925.018kN223 2．6．9．3桩长确定根据《港口工程桩基规范》，为减少码头沉降，同一桩台下的基桩宜打至同一土层，且桩端标高不宜相差太大，因此，桩端标高一致打至-24m。桩长应由自由长度、入土长度和嵌入横梁部分的长度构成，如下表所列。长度桩号12345自由长度（m）10.710.38.48.125.59入土长度（m）15.61617.919.6122.14嵌入长度（m）0.050.050.050.050.05总长（m）26.3526.3526.3527.7827.78各桩长度都不超过60m，满足施工能力，且各桩进入持力层的深度都大于2倍桩径。2．6．9．4起重能力验算取最长的一根桩来验算。G=×S×LG————桩的自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3223 S————桩的断面面积（m2），S=0.25-0.06=0.19m2L————桩长（m），L=27.78mG=25×0.19×27.78=131.955kN＜60t满足起重能力。2．7整体稳定性所设计的岸坡为1：2.5，而江岸属冲积平原，土坡为1：5~1：2，冲淤基本平衡，河床平缓也较稳定，因此整体稳定性不用计算，可满足要求。3第二方案此方案采用纵横梁不等高连接，横梁采用现浇，其他构件全预制，面板和纵梁搭在横梁上，面板采用空心板，由于空心板的抗弯能力强，所以不设中纵梁，靠海侧的门机纵梁和边纵梁之间铺设实心板，且实心板上不考虑使用荷载，靠陆侧不设边纵梁。223 3．1面板设计前沿预制实心板由于不用考虑使用荷载且跨度小，一般尺寸都能满足要求，而门机纵梁之间的面板要进行验算，采用空心板，板厚50cm，空心直径为27cm，肋宽23cm，垫层厚5cm，面板要承受自重、堆货荷载、流动机械荷载，其中堆货荷载和流动机械荷载不能同时存在。空心板之间的纵向拼缝采用铰接，铰内用C30级细石砼浇捣密实。3．1．1计算跨度面板直接搭在横梁上，搁置长度e=20cm，L=5.25m（中到中），Ln=6.5m（净跨），板厚h=50cm，按简支板考虑，计算跨度为：L0=min｛Ln+h,Ln+e｝=6.7m3．1．2荷载计算（取单宽）3．1．2．1垫层自重q1=×h1×1q1————砼垫层的自重(kN/m)h1————砼垫层的厚度（m），h1=0.05m————砼的重度（kN/m3），γ砼=24kN/m3q1=24×0.05×1=1.2kN/m3．1．2．2空心板自重223 q2=(1×h2-2×0.25×3.14×d2)q2————空心板自重(kN/m)————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3h2————空心板厚（m），h2=0.5md————空心直径（m）,d=0.27mq2=25×(0.5×1-2×0.25×3.14×0.272)=9.64kN/m3．1．2．3堆货荷载查《港口工程荷载规范》知，对海港码头中的件杂货码头（有门机），前沿堆货荷载标准值为q=20kN/m（单宽）。3．1．2．4流动机械荷载流动机械有轮胎吊、电瓶车、牵引平板车和牵引车，电瓶车只用于短距离运输，因此不上桩台，只在后方工作，轮胎吊主要在后方堆场作业，也不上桩台，牵引平板车和牵引车都上桩台，但由《港口工程荷载规范》知，牵引车的荷载比牵引平板车小，因此只考虑牵引平板车，查《港口工程荷载规范》知，牵引平板车自重2t满载轮压25kN，最大载重量为8t。3．1．3预制板起重量验算预制空心板垂直于码头前沿线方向的长度为5m（因为由两块预制空心大板构成），板宽Lb=Ln+2e=6.9m。G=Lb×a×b×223 G————预制板自重（kN）Lb————预制板的宽度（m），Lb=6.9ma————预制板的长度（m），a=5mb————预制板的厚度（m）,b=0.5m————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3G=6.9×5×0.5×25=431.25kN=44005.1kg＜陆上起重能力=60t3．1．4跨中弯矩计算3．1．4．1板的自重产生的跨中弯矩————板的自重产生的跨中弯矩（）q1————垫层的自重(kN/m),q1=1.2kN/mq2————空心板的自重(kN/m),q2=9.64kN/mL0————板的计算跨度（m）,L0=6.7m3．1．4．2堆货荷载产生的跨中弯矩————223 堆货荷载产生的跨中弯矩（）q————堆货荷载(kN/m),q=20kN/mL0————板的计算跨度（m）,L0=6.7m3．1．4．3牵引平板车产生的跨中弯矩由于是初步设计，采用简化发大致计算平板车在跨中产生的弯矩，影响线如图，最不利荷载位置如图所示。M————牵引平板车荷载产生的跨中弯矩（）P————牵引平板车的简化集中力（kN），P=50kNyi————牵引平板车荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）M=50×1.34×2=1343．1．5抗弯模量空心板的抗弯模量可用与空心圆孔等面积的空心方孔板计算代替，如图。223 空心方块的抗弯模量：————空心板的惯性矩（m4）————板底边到中和轴的距离（m）,=0.25m————空心板的宽度（m），=1m————空心板的厚度（m），h=0.5m————方孔的宽度（m），=0.245m————方孔的高度（m），=0.234m3．1．6荷载组合考虑恒载+可变荷载这种组合，可变荷载中牵引平板车荷载起控制作用，因此选用牵引平板车荷载。————荷载组合后的跨中弯矩（）————永久荷载在跨中产生的弯矩（），223 =60.83————可变荷载在跨中产生的弯矩（），=112.23————荷载组合系数，=0.73．1．7抗裂安全验算————抗裂安全系数————截面影响系数，查《港口工程砼结构设计规范》得=1.45————砼的轴心抗拉强度，由于采用的是C30号砼，所以=2000kPaW————板的抗弯模量（m3），W=0.0396m3————荷载组合后的跨中弯矩（）,=154.63＞0.6~0.7满足采用螺纹刚的抗裂要求。3．2门机纵梁设计门机纵梁高165cm，底宽50cm223 ，靠海侧的门机纵梁设有一个牛腿，用来支撑实心预制板，靠陆侧门机纵梁为矩形断面，选取靠海侧门机纵梁验算，因为此情况较不利，门机纵梁承受本身自重和门机荷载，不承受堆货荷载、面板自重和流动机械荷载，尺寸如图。3．2．1计算跨度因纵梁搭在横梁上，应按连续梁考虑计算跨度，此处为初步设计，先取L中-中为计算跨度，按简支梁计算和，然后对连续梁进行修正可得跨中设计弯矩。由于横向排架间距为7m，所以L0=L中-中=7m。3．2．2预制门机纵梁起重量验算①预制门机纵梁断面面积：S==0.86m2②预制门机纵梁自重G=L0×S×G————预制门机纵梁自重（kN）L0————门机纵梁的长度（m）,L0=7m223 S————门机纵梁断面面积（m2）,S=0.86m2————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3G=7×0.86×25=150.5kN=15357.14kg＜陆上起重能力=60t满足起重能力的要求。3．2．3荷载计算3．2．3．1门机纵梁自重×S————门机纵梁自重（kN/m）S————门机纵梁断面面积（m2）,S=0.86m2————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m325×0.86=21.5kN/m3．2．3．2门机纵梁上面板自重×H×————门机纵梁上的面板自重（kN/m）————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3H————实心板的厚度（m），H=0.15mL———门机纵梁承受的面板宽度（m），223 =25×0.15×0.775=2.91kN/m3．2．3．3门机荷载作用在门机纵梁上的门机荷载有两种最不利情况，一种是一台门机作用在跨中，另一种是二台门机作用在一跨纵梁上。3．2．3．3．1一台门机吊臂的位置如图所示，此时轮压为P=250kN,此时有可能最不利。3．2．3．3．2二台门机吊臂的位置如图所示，二台门机同时作用在一跨纵梁上时吊臂不能交叉，此时轮压为P=220kN，此时也可能最不利。3．2．4跨中弯矩计算3．2．4．1纵梁自重及其上面板自重产生的跨中弯矩————永久荷载产生的跨中弯矩（）————门机纵梁自重(kN/m),=21.5kN/m————门机纵梁上的面板自重(kN/m),=2.91kN/mL0————门机纵梁的长度（m）,L0=7m3．2．4．2门机荷载产生的跨中弯矩3．2．4．2．1一台门机223 此情况下的最不利位置为支腿对称分布，采用结构力学中的影响线来求，影像线如图：M————门机荷载产生的跨中弯矩（）P————门机的轮压（kN），P=250kNyi————门机荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）M=250×(1.125+1.5)×2=1312.53．2．4．2．2二台门机此时有两种情况最不利，如下：①情况（影响线如图）门机的支腿荷载对称分布在跨中M————门机荷载产生的跨中弯矩（）P————门机的轮压（kN），P=220kNyi————门机荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）M=220×2×(1.375+1+0.5+0.125)=1320②情况（影响线如图）门机有一个支腿作用在跨中M————门机荷载产生的跨中弯矩（）223 P————门机的轮压（kN），P=220kNyi————门机荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）M=220×(0.5+0.875+1.375+1.75+1+0.625+0.125)=1375综上所述，当二台门机作用时的情况②跨中产生的弯矩最大，M=13753．2．5荷载组合考虑恒载+可变荷载这种组合，可变荷载只有门机荷载。————荷载组合后的跨中弯矩（）————永久荷载在跨中产生的弯矩（），=149.51————可变荷载在跨中产生的弯矩（），=1375————荷载组合系数，=0.73．2．6门机纵梁高度验算h————门机纵梁所须高度（m）————抗裂安全系数，=1.1————223 截面影响系数，查《港口工程砼结构设计规范》得=1.5————砼的轴心抗拉强度，由于采用的是C30号砼，所以=2000kPa————荷载组合后的跨中弯矩（）,=1112.01B————门机纵梁底宽（m）,B=0.5m————预加应力（kPa），=4000kPa＜1.65m满足所须要求。3．3边纵梁设计边纵梁高180cm，底宽30cm，设有一个牛腿，用来支撑实心预制板，边纵梁仅承受自重。3．3．1计算跨度因纵梁搭在横梁上，应按连续梁考虑计算跨度，此处为初步设计，先取L中-中为计算跨度，按简支梁计算和，然后对连续梁进行修正可得跨中设计弯矩。由于横向排架间距为7m，所以L0=L中-中=7m。3．3．2预制边纵梁起重量验算预制边纵梁断面面积：S=，因为边纵梁的尺寸小于门机纵梁，所以能满足其重能力。3．3．3荷载计算3．3．3．1边纵梁自重223 ×S————边纵梁自重（kN/m）S————门机纵梁断面面积（m2）,S=0.48m2————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m325×0.48=12kN/m3．3．3．2纵梁上面板自重×H×————边纵梁上的面板自重（kN/m）————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3H————实心板的厚度（m），H=0.15mL———边纵梁承受的面板宽度（m），=25×0.15×0.775=2.91kN/m3．3．4跨中弯矩计算————永久荷载产生的跨中弯矩（）————边纵梁自重(kN/m),=12kN/m————边纵梁上的面板自重(kN/m),=2.91kN/mL0————边纵梁的长度（m）,L0=7m223 3．3．5边纵梁高度验算由于边纵梁只承受永久荷载，所以不用进行荷载组合。h————边纵梁所须高度（m）————抗裂安全系数，=1.1————截面影响系数，查《港口工程砼结构设计规范》得=1.5————砼的轴心抗拉强度，由于采用的是C30号砼，所以=2000kPa————荷载组合后的跨中弯矩（）,=91.32B————边纵梁底宽（m）,B=0.3m＜1.5m满足所须要求。3．4横梁设计横梁为全现浇的（尺寸如图），由于当地砼浇筑水位在+2.5m，码头顶高程为+4.8m,根据预报的施工期潮位历时曲线，潮位底于+2.5m和底于+2.3m的时间相差不大，取下横梁高度为0.7m，上横梁高度为1.25m横梁截面面积为1.255m2，下横梁底宽考虑到桩所须的外包宽度及空心板的搁置长度取为90cm。由于横223 梁的断面面积很大，一般均可满足承载能力要求，可不用验算尺寸。3．5基桩桩力验算3．5．1靠船构件设计靠船构件由悬臂梁、牛腿、纵向水平支撑、橡胶护舷等构件组成。考虑到船舶停靠安全等因素，靠船构件底高程取为+1.3m，纵向水平支撑尺寸不小于35cm×30cm,靠船构件宽度应小于下横梁宽度，取为70cm，尺寸如图。3．5．1．1悬臂梁自重=×————悬臂梁自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3————悬臂梁的体积（m3）223 3．5．1．2牛腿自重=×————牛腿的自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3————牛腿的体积（m3）3．5．1．3纵向水平支撑=×————牛腿的自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3————牛腿的体积（m3）3．5．1．4靠船构件总重及其重心到码头前沿线的距离靠船构件总重：靠船构件重心到码头前沿线的距离：3．5．2船舶撞击力计算223 船舶撞击力按《港口工程荷载规范》的10.6计算，此次设计按橡胶护舷吸收的能量大于10倍靠船结构的吸能量来考虑。3．5．2．1排水量吨位估算在《港口规划与布置》中查得估算公式为：log△f=0.404+0.932logDWT△f————满载排水量（t）DWT————船舶总载重量（t），DWT=3000t解得：△f=4412.42t3．5．2．2船舶靠岸时的有效撞击能计算=M————船舶靠岸时的有效撞击能量（kJ）————有效动能系数，=0.7M————船舶的质量，（t），按满载排水量计算，M=△f=4412.42t————船舶靠岸时的法向速度（m/s），查《港口工程荷载规范》得，3000的有掩护的海船的法向靠岸速度为=0.15m/s3．5．2．3选择橡胶护舷由于上部结构高2.5m，靠船构件长1m，查《橡胶护舷性能手册》，选用SA250H×2500+2625型橡胶护舷，反力为P=420kN。3．5．2．4作用在横向排架上的最大撞击力223 N=×PN————作用在横向排架上的最大撞击力（kN）————水平集中力的横向分力在排架中的最大分配系数，查《高桩码头设计与施工规范》得=0.370P————橡胶护舷的总反力（kN），P=420kNN=0.370×420=155.4kN3．5．3船舶系缆力计算船舶系缆力应按《港口工程荷载规范》的10.4计算，在计算系缆力前，先按10.2和附录E计算风荷载和水流力。3．5．3．1风荷载计算3．5．3．1．1受风面积计算满载时：log=-0.036+0.742logDWlog=-0.107+0.621logDW半载或压载时：log=-0.283+0.727logDWlog=0.019+0.628logDW、————分别为相应装载情况下船体水面以上横向和纵向的受风面积（m2）DW————船舶的载重量（t）,DW=3000t满载时：=349.96m2,=112.8m2半载或压载时：=646.94m2,=159.45m23．5．3．1．2风压力计算=73.6×10-5223 =49.0×10-5、————分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力（kN）、————横向和纵向风压不均匀折减系数，查《港口工程荷载规范》得、————分别为相应装载情况下船体水面以上横向和纵向的受风面积（m2），=646.94m2,=159.45m2（取最大值）、————分别为设计风速的横向和纵向分量（m/s），在《港口规划与布置》中查得，船靠码头门机装卸作业时的允许风速为7级，船靠码头无装卸作业的允许风速为8级，查得8级风速为20.7m/s，考虑=20.7m/s，=0m/s这种最不利情况。3．5．3．2水流力计算上海港位于黄浦江边，流向角＜1503．5．3．2．1水流对船舶作用产生的水流力的船首横向分力和船尾横向分力==、————水流力的船首横向分力和船尾横向分力（kN）————水的密度（t/m3）,=1t/m3————水流速度，由资料知，在大汛落潮时的最大流速为223 1m/s，取=1m/s————船舶吃水线以下的横向投影面积（m2）近似取为=4.47×82.6=369.222m2、————分别为水流力的船首横向分力系数和船尾横向分力系数，这两个系数可查表求得：D————平均吃水（m），D=4.47md————系靠船结构前沿水深（m），d=10.22m（按设计低水位考虑）时，d/D=2.29，表中没有，取d/D=1.5时的值，=0.09，=0.043．5．3．2．2水流对船舶作用产生的水流力的纵向分力=S————水流对船舶作用产生的水流力的纵向分力（kN）————水流力纵向分力系数————水的密度（t/m3）,=1t/m3————水流速度，由资料知，在大汛落潮时的最大流速为1m/s，取=1m/sS————船舶吃水线以下的表面积（m2）①雷诺数223 Re————雷诺数————水流速度（m/s），=1m/sL————船舶吃水线长度（m），L=————水的运动粘性系数（m2/s）,由资料有平均水温为15.30C，查得=1.13×10-4m2/s②系数b杂货船的船舶方型系数查得为=0.625B————船舶宽度（m），B=13.6mD————船舶吃水（m），D=4.47mB/D=3.04由以上数据查得b=0.0026③水流力纵向分力系数=0.046Re-0.134+b————水流力纵向分力系数Re————雷诺数，Re=1362123.9b————系数b，b=0.0026=0.0046×0.151+0.0026=0.009546④船舶吃水线以下的表面积S=1.7LD+LBS————船舶吃水线以下的表面积（m2）223 L————船长（m），L=82.6mD————船舶吃水（m），D=4.47mB————船宽（m），B=13.6m————船舶方型系数，=0.625S=1.7×82.6×4.47+0.625×82.6×13.6=1329.78m2所以，水流力对船舶作用产生的水流力纵向分力为：=0.009546×0.5×12×1329.78=6.35kN3．5．3．3系缆力计算=————系缆力（kN）、————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总和及纵向分力总和（kN）K————系船柱受力分布不均匀系数，根据船长查得受力系船柱数目为2，所以K=1.2n————计算船舶同时受力的系船柱数目，n=2————系船柱的水平投影与码头前沿线所成的夹角（0），海船=300————系船柱与水平面之间的夹角（0），海船=150=++=190.76+16.615+7.384=214.759kN223 ==6.35kN=查《港口工程荷载规范》得3000t的海船系缆力标准值为233.3kN，而实际系缆力比它大，所以满足要求，且系缆力取为271.34kN①系缆力的分力计算，，，————分别为系缆力标准值及其横向、纵向、和竖向分力（kN）————系船柱的水平投影与码头前沿线所成的夹角（0），海船=300————系船柱与水平面之间的夹角（0），海船=150=271.34×0.5×0.966=131.06kN=271.34×0.866×0.966=227kN=271.34×0.289=78.42kN②作用于横向排架上的系缆力（如图）查《高桩码头设计与施工规范》得水平集中力的横向分力在排架中的最大分配系数为=0.370，所以=×=131.06×0.370=48.49kN作用于横向排架上的系缆力的竖直分力，考虑最不利情况，取有系船柱的一跨计算，所以==78.42kN223 3．5．4门机荷载门机荷载通过门机纵梁传给横梁,传到横梁上的为集中力,考虑两台门机作用于2跨纵梁时对中间的横梁产生的集中力和一台门机作用于一跨时对横梁产生的集中力这两种最不利情况,门机吊臂的位置不同,轮压有变化,横梁受的集中力也不同。3．5．4．1二台门机3．5．4．1．1吊臂位置伸向码头前沿（如图）此时横梁所受集中力，靠海侧大，靠陆侧小，门机轮压为P=220kN,使横梁所受集中力最大的轮压分布图和影响线如图。此时横梁靠海侧的集中力为：————门机荷载对横梁靠海侧产生的集中力（kN）P————门机的轮压（kN），P=220kNyi————门机荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）223 kN横梁靠陆侧的集中力为：————门机荷载对横梁靠陆侧产生的集中力（kN）————门机荷载对横梁靠海侧产生的集中力（kN）,=1257.14kN————靠海侧门机的轮压（kN），=220kN————靠陆侧门机的轮压（kN），=80kNkN3．5．4．1．2吊臂位置伸向后方陆域（如图）此位置时横梁所受集中力与吊臂伸向码头前沿时对称，靠海侧横梁所受集中力为457.14kN，靠陆侧横梁所受集中力为1257.14kN。3．5．4．2一台门机最不利轮压的情况如图，此时A支座下的轮压为P=250kN，最不利轮压时的影响线如图。此时横梁所受的最大集中力为：————门机荷载对横梁产生的最大集中力（kN）P————门机的轮压（kN），P=250kNyi————门机荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）223 kN一台门机作用时对靠陆侧横梁产生的最大集中力数值也为875kN，由此比较得二台门机时为控制作用，但二台门机的吊臂位置不同时产生的桩力不同，因此都要考虑。3．5．5挤靠力由于码头距出海口60公里，码头前江面宽约500m，风和水流的作用可以忽略不计，所以该港船舶对码头的挤靠力忽略不计。3．5．6桩力计算桩承受的荷载有上部结构自重、堆货荷载、门机荷载、系缆力、撞击力等。除空心板自重、堆货荷载、横梁自重为均布力外，其于的荷载最后都以集中力的形式作用在横梁上，应按弹性支撑连续梁计算，在初步设计时可将横向排架分成两个简支跨来计算桩力，这样计算的桩力比用五弯矩方程，按弹性支撑连续梁计算出的桩力大，结构偏于安全。桩的布置如图，其中斜桩的斜度为3：1，靠海侧门机梁下布置叉桩，因无铁路荷载，在双直桩和叉桩之间设一根直桩。高桩码头的结构分段是一个空间结构，由于各排架（边排架除外）的结构布置和受荷条件基本相同，取一个横向排架作为计算单元，以下只列出荷载和结果，桩力的计算方法与方案一相同，在简化计算中假设均布荷载在门机纵梁处不截断。223 3．5．6．1恒载（如图）3．5．6．1．1横梁自重（假设为等截面）=×S————横梁自重（kN/m）S————横梁断面面积（m2）,S=1.255m2————钢筋砼的重度（kN/m3）,223 =25kN/m3=25×1.255=31.375kN/m3．5．6．1．2空心板自重=L0————空心板自重（kN/m）————单位面积上的空心板的重量（kPa），=9.64kPaL0————空心板的平行于码头前沿线的宽度（m），L0=7m=9.647=67.48kN/m3．5．6．1．3靠海侧边纵梁及其上面板产生的集中力=（q1+q2）×Lq1————边纵梁自重（kN/m），q1=12kN/mq2————面板自重（kN/m），q2=2.91kN/mL————边纵梁的计算跨度（m），L=7m=（12+2.91）×7=104.37kN3．5．6．1．4靠海侧门机纵梁及其上面板自重产生的集中力=（q1+q2）×Lq1————门机纵梁自重（kN/m），q1=21.5kN/mq2————面板自重（kN/m），q2=2.91kN/mL————门机纵梁的计算跨度（m），L=7m=（21.5+2.91）×7=170.87kN223 3．5．6．1．5靠陆侧门机纵梁自重产生的集中力=q3×Lq3————门机纵梁自重（kN/m），q3=25×0.825=20.625kN/mL————门机纵梁的计算跨度（m），L=7m=20.625×7=144.375kN3．5．6．2堆货荷载（如图）q4=q×Lq4————堆货荷载（kN/m）q————堆货荷载（kPa），q=20kPaL————横向排架间距（m），L=7mq4=20×7=140kN/m3．5．6．3门机荷载（如图）3．5．6．3．1吊臂伸向码头前沿时=1257.14kN=457.14kN3．5．6．3．2吊臂伸向码头后方时=457.14kN=1257.14kN3．5．6．4横梁的几何特征尺寸如图，=0.5m，=0.9m,，=1.25m，=0.7m下横梁的面积：==0.9×0.7=0.63m2上横梁的面积：==0.5×1.25=0.625m2总面积：=+=1.255m2223 中和轴的位置：惯性矩：3．5．6．5系缆力系缆力垂直于码头前沿线方向的水平分力Nx的作用点位于系船柱上，它对横梁中和轴会产生弯矩M,同时还有一竖向分力Nz作用在横向排架上。系缆力对横梁中和轴产生的弯矩：M=Nx×LNx————系缆力垂直于码头前沿线方向的水平分力（kN），Nx=131.06kNL————系缆力作用点到横梁中和轴的距离（m），L=0.4+0.55+1.25+0.7-0.836=2.064mM=131.06×2.064=270.51Nz=78.42kN系缆力对横向排架的作用如图，水平力全部由叉桩承受。3．5．6．6牵引平板车荷载由于面板直接搭在横梁上，且此为初步设计，考虑最不利情况为平板车满载总量全部作用在桩上，此时该桩由堆货荷载产生的竖直方向的桩力标准值就是平板车的自重100kN。223 3．5．6．7撞击力撞击力对横向排架有两个作用力,一个是水平方向的撞击力对横梁中和轴产生的弯矩M2,另一个是水平力P,由叉桩承受.撞击力对横梁中和轴产生的弯矩：M2=P×LP————撞击力（kN），P=155.4kNL————撞击力作用点到横梁中和轴的距离（m），经分析，设计低水位船舶满载时，L最大，如图，船的型深6.1m，满载吃水4.47m，因此干舷高1.63m，考虑撞击力作用在干舷与橡胶护舷接触段的中间，则L=4.8-1.3-0.5×1.63-0.55-1.95+0.836=1.021mM2=155.4×1.021=158.663．5．6．8堆货荷载产生的桩力与平板车产生的桩力的比较用结构力学计算得堆货荷载产生的桩力分别为367.5kN、705kN、607.5kN，每一个都比牵引平板车产生的桩力大，此两者不能同时存在，所以计算桩力时只考虑堆货荷载。3．5．7荷载组合计算桩力时应考虑承载能力极限状态下的持久组合，此时设计表达式如下：=————作用效应设计值；————结构重要性系数；=1.0223 ————永久作用标准值；————永久作用效应系数，为永久作用效应，当有多个永久作用时，应对其作用效应进行叠加；————永久作用分项系数，对以永久作用为主的构件，其分项系数宜适当提高；————主导可变作用标准值；————主导可变作用效应系数，为主导可变作用效应，取值应大于其它可变作用效应；————主导可变作用分项系数；————组合系数，=0.7————第i个非主导可变作用标准值；————第i个非主导可变作用效应系数，为第i个非主导可变作用效应，应小于主导可变作用效应；————第i个非主导可变作用分项系数永久荷载分项系数为1.2，堆货荷载分项系数为1.4，门机荷载分项系数为1.5，系缆力荷载分项系数为1.4，撞击力荷载分项系数为1.5。3．5．8桩力桩力（kN）作用N1N2N3N4N5横梁自重167.1167.1226.08226.08223 485.853纵梁及面板自重156.009156.009-36.77876.0976.09①永久荷载作用323.109323.109449.075302.17302.17②堆货荷载183.75183.75705320.18320.18③门机荷载1628.57628.570240.91240.91③门机荷载2228.57228.570662.51662.51④系缆力-22.78-22.78123.98207.22-207.22⑤撞击力15.1115.11-30.22-81.981.9组合①+②+③Ⅰ+④1555.9441555.9441699.4621462.329882.113①+②+③Ⅱ+④955.944955.9441699.4622094.7291379.441①+②+⑤667.646667.6461480.56688.006933.706①+②+③max1587.8361587.8361525.891804.6211804.621最大桩力2094.729223 最小桩力667.646说明：上表中的荷载组合是根据码头作业情况考虑的4种最不利情况，①+②+③+④代表船靠泊装卸作业时的最不利情况，此时门机吊臂位置不同，产生的桩力不同，①+②+⑤代表船靠码头时的最不利情况，门机荷载和撞击力不能同时出现。①+②+③max代表码头无船时的最不利情况。3．5．9桩力验算根据《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、或风化岩层等良好土层作为桩端持力层，因此持力层选为第四层。3．5．9．1打桩的可能性由资料知施工期的最低水位为1.5m，打桩船吃水1.88m，可吊龙口8m打桩，所以桩都能打。3．5．9．2桩的承载力采用50cm×50cm的预应力砼空心方桩，空心直径为D=27cm，根据桩在排架中的布置，桩与桩的中心距大于或等于6倍桩径，且无静载荷试验资料，所以桩的承载力按经验系数法来确定单桩垂直极限承载力。=————单桩垂直极限承载力设计值（kN）————单桩垂直承载力分项系数，当地质条件复杂或永久作用所占比重较大时，=1.55223 ————桩身截面周长（m）,=2m————单桩第i层土的极限侧摩擦阻力标准值（kPa）————桩身穿过第i层土的长度（m）————单桩极限桩端阻力标准值（kPa）————桩身截面面积（m2）A=0.25m2由桩力表中可知，桩力最大的桩为叉桩N4=2094.729kN，但双直桩的桩力也较大N1=1587.836kN，3号桩的桩力N3=1699.462kN，由《港口工程桩基规范》知，同一桩台下的桩，桩端标高不宜相差太大，而1号桩和3号桩的入土长度较小，因此这三根桩都要验算。3．5．9．2．1桩侧极限的平均摩阻力和桩尖阻力指标土层极限平均摩阻力qfi(kPa)极限桩尖阻力qR(kPa)Ⅰ人工填土25Ⅱ灰色淤泥质粘土20Ⅲ深灰色壤土702200Ⅳ灰绿色壤土11036003．5．9．2．2四号桩承载力验算穿过的土层：（人工填土不计）土层ⅡⅢⅣ深度范围（m）-5.4~-9.2-9.2~-16.9-16.9~-23223 桩长（m）48.126.43=kN＞2094.729kN3．5．9．2．3一号桩承载力验算土层ⅡⅢⅣ深度范围（m）-8.4~-8.6-8.6~-16.6-16.6~-23桩长（m）0.286.4=kN＞1587.836kN3．5．9．2．4三号桩承载力验算土层ⅡⅢⅣ深度范围（m）-6.1~-9.1-9.1~-15.2-15.2~-23桩长（m）36.17.8=kN＞1699.462kN3．5．9．3桩长确定根据《港口工程桩基规范》，为减少码头沉降，同一桩台下的基桩宜打至同一土层，且桩端标高不宜相差太大，因此，桩端标高一致打至-23m。桩长应由自由长度、入土长度和嵌入横梁部分的长度构成，如下表所列。223 长度桩号12345自由长度（m）10.710.38.48.125.59入土长度（m）14.61516.918.5621.09嵌入长度（m）0.050.050.050.050.05总长（m）25.3525.3525.3526.7326.73各桩长度都不超过60m，满足施工能力，且各桩进入持力层的深度都大于2倍桩径。3．5．9．4起重能力验算最长的一根桩比方案一最长的桩短，所以起重能力肯定能满足。3．6整体稳定性所设计的岸坡为1：2.5，而江岸属冲积平原，土坡为1：5~1：2，冲淤基本平衡，河床平缓也较稳定，因此整体稳定性不用计算，可满足要求。4后方桩台设计后桩台总长15m，分为两个桩台，变形缝取2cm，横向排架间距取3.5m，2个桩台的尺寸一样，每个桩台下布置2根直桩，由于后方桩台受力简单，横向整体性要求不高，采用矩形简支梁，面板直接搁置在横梁上，布置如图，横梁的悬臂长度用公式a=0.207L算得。223 4．1面板设计由于施工条件好，后桩台受力简单，对横梁整体性要求不高，面板采用空心板，空心直径根据施工能力取27cm，厚度根据起重能力取45cm，肋宽23cm，垂直码头前沿线方向宽3.735m，面板上垫层厚5cm，面板受到自重、堆货荷载、流动机械荷载的作用，取跨度为437cm这一跨进行验算，码头和变形缝两端的悬臂板以及横梁悬臂短的板，由于尺寸较小，可不验算，一般能满足承载力要求，空心板之间的纵向拼缝采用铰接，铰内采用C30级细石砼，并浇捣密实。4．1．1计算跨度由于采用预制板，因此按简支板计算，搁置长度e=20cm，因横向排架间距为3.5m，所以L=3.5m（中到中），Ln=3m（净跨），板厚h=45cm，计算跨度为：L0=min｛Ln+h,Ln+e｝=3.2m预制板采用的是空心板，且尺寸比前方桩台小，所以可不必验算，起重量能满足要求。223 4．1．2荷载计算（取单宽）4．1．2．1垫层自重q1=×h1×1q1————砼垫层的自重(kN/m)h1————砼垫层的厚度（m），h1=0.05m————砼的重度（kN/m3），γ砼=24kN/m3q1=24×0.05×1=1.2kN/m4．1．2．2空心板自重q2=(1×h2-2×0.25×3.14×d2)q2————空心板自重(kN/m)————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3h2————空心板厚（m），h2=0.45md————空心直径（m）,d=0.27mq2=25×(0.45×1-2×0.25×3.14×0.272)=8.39kN/m4．1．2．3堆货荷载查《港口工程荷载规范》知，对海港码头中的件杂货码头（有门机），后方堆货荷载标准值为q=40kN/m（单宽）。4．1．2．4流动机械荷载223 流动机械有轮胎吊、电瓶车、牵引平板车和牵引车，电瓶车只用于短距离运输，因此不上桩台，只在后方工作，轮胎吊主要在后方堆场作业，也不上桩台，牵引平板车和牵引车都上桩台，但由《港口工程荷载规范》知，牵引车的荷载比牵引平板车小，因此只考虑牵引平板车，查《港口工程荷载规范》知，牵引平板车自重2t满载轮压25kN，最大载重量为8t。4．1．3跨中弯矩计算4．1．3．1面板及垫层自重产生的跨中弯矩————板的自重产生的跨中弯矩（）q1————垫层的自重(kN/m),q1=1.2kN/mq2————空心板的自重(kN/m),q2=8.39kN/mL0————空心板的计算跨度（m）,L0=3.2m4．1．3．2堆货荷载产生的跨中弯矩————堆货荷载产生的跨中弯矩（）q————堆货荷载(kN/m),q=40kN/m223 L0————空心板的计算跨度（m）,L0=3.2m4．1．3．3牵引平板车产生的跨中弯矩采用简化法大致计算平板车在跨中产生的弯矩，影响线如图，最不利荷载位置也如图所示。M————牵引平板车荷载产生的跨中弯矩（）P————牵引平板车的简化集中力（kN），P=50kNyi————牵引平板车荷载影响线的各荷载位置下的纵距（m）M=50×0.465×2=46.54．1．4抗弯模量空心板的抗弯模量可用与空心圆孔等面积的空心方孔板计算代替，如图。空心方块的抗弯模量：223 ————空心板的惯性矩（m4）————板底边到中和轴的距离（m）,=0.225m————空心板的宽度（m），=1m————空心板的厚度（m），h=0.45m————方孔的宽度（m），=0.245m————方孔的高度（m），=0.234m4．1．5荷载组合考虑恒载+可变荷载这种组合，可变荷载中堆货荷载起控制作用，因此选用堆货荷载。————荷载组合后的跨中弯矩（）————永久荷载在跨中产生的弯矩（），=12.28————可变荷载在跨中产生的弯矩（），=51.2————荷载组合系数，=0.7223 4．1．6抗裂安全验算————抗裂安全系数————截面影响系数，查《港口工程砼结构设计规范》得=1.45————砼的轴心抗拉强度，由于采用的是C30号砼，所以=2000kPaW————板的抗弯模量（m3），W=0.0314m3————荷载组合后的跨中弯矩（）,=48.12＞0.6~0.7满足采用螺纹刚的抗裂要求。4．2横梁设计横梁采用现浇矩形截面梁（如图），高1.3米，宽0.8m，尺寸如图。横梁受到自重、面板自重和面板传来的可变荷载作用，其中可变荷载有堆货荷载和流动机械荷载，这两者不能共存。验算时取跨度为437cm的这一跨验算跨中弯矩，取支座处验算负弯矩，这两处都有可能是最不利的。4．2．1计算跨度4．2．1．1跨中正弯矩的计算跨度223 横梁采用现浇，应按连续梁考虑，此处为初步设计，先取L中-中为计算跨度，按简支梁计算和，然后对连续梁进行修正可得跨中设计弯矩，L0=437cm。4．2．1．2支座负弯矩的计算跨度取L0=155cm4．2．2荷载计算4．2．2．1垫层自重q1=×h1×Ｌq1————砼垫层的自重(kN/m)h1————砼垫层的厚度（m），h1=0.05mＬ————砼垫层的分布宽度（m），L=3.5m————砼的重度（kN/m3），γ砼=24kN/m3q1=24×0.05×3.5=4.2kN/m4．2．2．2空心板自重q2=L×qq2————空心板自重(kN/m)q————空心板的自重(kPa),q=8.39kPaL————空心板的分布宽度（m）,L=3.5mq2=3.5×8.39=29.365kN/m4．2．2．3横梁自重q3=×h×b223 q3————横梁自重(kN/m)————钢筋砼的重度（kN/m3）,=25kN/m3b————横梁的底宽（m）,b=0.8mh————横梁的高（m）,h=1.3mq3=25×0.8×1.3=26kN/m4．2．2．4堆货荷载q4=q×Lq4————横梁上的堆货荷载(kN/m)q————堆货荷载，q=40kPaL————堆货荷载的分布宽度（m）,L=3.5mq4=40×3.5=140kN/m4．2．2．5流动机械荷载只考虑牵引平板车，理由与方案一中面板设计时一样，采用简化法按集中力的方式考虑，集中力为P=100kN，算跨中弯矩时考虑P作用在跨中，算支座负弯矩时考虑P作用在悬臂端部。4．2．3跨中弯矩计算4．2．3．1恒载产生的跨中弯矩————恒载产生的跨中弯矩(kN/m)q1————垫层的自重(kN/m),q1=4.2223 kN/mq2————空心板的自重(kN/m),q2=29.365kN/mq3————横梁自重（kN/m），q3=26kN/mL0————计算跨度（m）,L0=4.37m4．2．3．2堆货荷载产生的跨中弯矩————堆货荷载产生的跨中弯矩（）q4————堆货荷载(kN/m),q=140kN/mL0————计算跨度（m）,L0=4.37m4．1．3．3牵引平板车产生的跨中弯矩=PL————牵引平板车产生的跨中弯矩(kN/m)P————牵引平板车的简化集中力（kN）L————计算跨度（m）,L0=4.37m=×100×4.37=109.254．2．4支座负弯矩计算4．2．4．1恒载产生的支座负弯矩223 ————恒载产生的支座负弯矩(kN/m)q1————垫层的自重(kN/m),q1=4.2kN/mq2————空心板的自重(kN/m),q2=29.365kN/mq3————横梁自重（kN/m），q3=26kN/mL0————计算跨度（m）,L0=1.55m4．2．4．2堆货荷载产生的支座负弯矩————堆货荷载产生的支座负弯矩（）q4————堆货荷载(kN/m),q=140kN/mL0————计算跨度（m）,L0=1.55m4．2．4．3牵引平板车产生的支座负弯矩=PL————牵引平板车产生的支座负弯矩()P————牵引平板车的简化集中力（kN）L————计算跨度（m）,L=1.55m=100×1.55=155223 4．2．5荷载组合考虑恒载+可变荷载这种组合，可变荷载中堆货荷载起控制作用，因此选用堆货荷载，且跨中弯矩都比支座负弯矩大，而截面不变，所以只验算跨中弯矩即可。————荷载组合后的跨中弯矩（）————永久荷载在跨中产生的弯矩（），=142.19————可变荷载在跨中产生的弯矩（），=334.2————荷载组合系数，=0.74．2．6横梁高度验算h————门机纵梁所须高度（m）————抗裂安全系数，=1.1————截面影响系数，查《港口工程砼结构设计规范》得=1.55————砼的轴心抗拉强度，由于采用的是C30号砼，所以=2000kPa————荷载组合后的跨中弯矩（）,=376.13223 B————门机纵梁底宽（m）,B=0.5m＜1.3m满足所须要求。4．3桩力计算后方桩台共有4根桩，全部为直桩，主要承受上部结构自重和堆货荷载，这两者都为均布力，桩的布置如图，由于桩对称布置，所以每根桩承受上部总荷载的一半。4．3．1恒载产生的桩力N1=N2=N3=N4=（q1+q2+q3）×Lq1————垫层的自重(kN/m),q1=4.2kN/mq2————空心板的自重(kN/m),q2=29.365kN/mq3————横梁自重（kN/m），q3=26kN/mL————横梁的长度（m）,L=7.47mN1=N2=N3=N4=（4.2+29.365+26）×7.47=222.48kN4．3．2堆货荷载产生的桩力N1=N2=N3=N4=q4Lq4————堆货荷载(kN/m),q=140kN/mL————横梁的长度（m）,L=7.47m223 N1=N2=N3=N4=×140×7.47=522.9kN4．3．3牵引平板车产生的桩力此处采用简化法，假设一辆满载的牵引平板车的自重全部作用在一根桩上，此时桩力为100kN，与堆货荷载相比小得多，因此只考虑堆货荷载。4．3．4荷载组合后计算出的桩力桩力作用N1（kN）N2（kN）N3（kN）N4（kN）①恒载222.48222.48222.48222.48②可变荷载522.9522.9522.9522.9组合①+②999.036999.036999.036999.036永久荷载分项系数为1.2，堆货荷载分项系数为1.4，最不利荷载组合只有①+②，即恒载和堆货荷载同时作用这种情况。4．4桩的承载力验算根据《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、或风化岩层等良好土层作为桩端持力层，且后方桩台受力较小，因此持力层选为第三层。4．4．1打桩的可能性由资料知施工期的最低水位为1.5m，打桩船吃水1.88m，可吊龙口223 8m打桩，所以桩都能打。4．4．2桩的承载力采用50cm×50cm的预应力砼空心方桩，空心直径为D=27cm，根据桩在排架中的布置，桩与桩的中心距大于或等于6倍桩径，且无静载荷试验资料，所以桩的承载力按经验系数法来确定单桩垂直极限承载力。=————单桩垂直极限承载力设计值（kN）————单桩垂直承载力分项系数，当地质条件复杂或永久作用所占比重较大时，=1.55————桩身截面周长（m）,=2m————单桩第i层土的极限侧摩擦阻力标准值（kPa）————桩身穿过第i层土的长度（m）————单桩极限桩端阻力标准值（kPa）————桩身截面面积（m2）A=0.25m2由桩力表中可知，4根桩桩力都为999.036kN，由《港口工程桩基规范》知，同一桩台下的桩，桩端标高不宜相差太大，而1号桩的入土长度较小，因此这根桩要验算。4．4．2．1桩侧极限的平均摩阻力和桩尖阻力指标土层极限平均摩阻力qfi(kPa)极限桩尖阻力qR(kPa)Ⅰ人工填土25223 Ⅱ灰色淤泥质粘土20Ⅲ深灰色壤土702200Ⅳ灰绿色壤土11036004．4．2．2一号桩承载力验算穿过的土层：（人工填土不计）土层ⅡⅢ深度范围（m）-2.8~-9.9-9.9~-17.4桩长（m）7.17.5=kN＞999.036kN4．5桩长确定根据《港口工程桩基规范》，为减少码头沉降，同一桩台下的基桩宜打至同一土层，且桩端标高不宜相差太大，因此，桩端标高一致打至-17.4m。桩长应由自由长度、入土长度和嵌入横梁部分的长度构成，如下表所列。长度桩号1234自由长度（m）5.842.71.1入土长度（m）14.616.417.719.3223 嵌入长度（m）0.050.050.050.05总长（m）20.4520.4520.4520.45各桩长度都不超过60m，满足施工能力，且各桩进入持力层的深度都大于2倍桩径，桩长小于前方桩台的桩长，所以起重能力一定能满足。5面板技术设计5．1面板设计面板为装配式叠合板，施工期和使用期要分别计算。在施工期，由于现浇层未达到设计强度，只考虑预制板承载，预制板简支在纵梁上，按简支板计算。在使用期间现浇层达到设计强度，与预制板连成整体，按连续板计算。施工时垫层和现浇板一起浇筑，计算时还是取中间跨，理由同初步设计。5．1．1基本尺寸预制板厚25cm，现浇板厚15cm，垫层厚10cm，预制门机纵梁高223 130cm，上部宽度80cm，预制中纵梁高=110cm，上部宽度70cm，如图。5．1．2荷载5．1．2．1恒载（取单宽）5．1．2．1．1板的自重q1=×h1×1q1————板的自重(kN/m),h1————板的厚度（m）,h1=0.4m————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3q1=25×0.4×1=10kN/m5．1．2．1．2砼垫层自重q2=×h2×1q2————砼垫层的自重(kN/m)h2————砼垫层的厚度（m），h2=0.1m————砼的重度（kN/m3），γ砼=24kN/m3q2=24×0.1×1=2.4kPa5．1．2．1．3整个板的自重q0=q1+q2q0————整个板的自重(kN/m)q1————板的自重(kN/m)223 q2————砼垫层的自重(kN/m)q0=10+2.4=12.4kN/m5．1．2．2施工荷载施工时预制板作为脚手架使用，施工荷载q=2.5kN/m，吊运荷载系数=1.3。5．1．2．3堆货荷载查《港口工程荷载规范》知，对海港中的件杂货码头（有门机），前沿堆货荷载标准值为20kN/m。5．1．2．4流动机械荷载流动机械有轮胎吊、电瓶车、牵引平板车和牵引车，电瓶车只用于短距离运输，因此不上桩台，只在后方工作，轮胎吊主要在后方堆场作业，也不上桩台，牵引平板车和牵引车都上桩台，但由《港口工程荷载规范》知，牵引车的荷载比牵引平板车小，因此只考虑牵引平板车，查《港口工程荷载规范》知，牵引平板车自重2t满载轮压25kN，最大载重量为8t。5．1．3施工期内力计算5．1．3．1预制板作脚手架5．1．3．1．1计算跨度5．1．3．1．1．1计算弯矩时的跨度预制板做脚手架时，搁置在纵梁上，按简支板计算，搁置长度e=20cm，L=5.25m（中到中），Ln=4.5m（净跨），预制板厚h=25cm，计算跨度为：223 L0=min｛Ln+h,Ln+e｝=4.7m5．1．3．1．1．2计算剪力时的跨度　　　　　　　　　　　　　　　L0=Ln=4.5m5．1．3．1．2内力计算（取单宽）5．1．3．1．2．1恒载产生的内力计算时假设在铺砼时，面板现浇部分尚未达到设计强度之前这种最不利情况按简支板计算。5．1．3．1．2．1．1面板自重q1=×1×(h1+h2)+×1×h3q1————面板的自重(kN/m)h1————现浇板的厚度(m),h1=0.15mh2————预制板的厚度(m)，h2=0.25mh3————垫层的厚度(m)，h3=0.1m————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3————砼的重度（kN/m3），γ砼=24kN/m3q1=25×1×(0.15+0.25)+24×1×0.1=12.4kN/m5．1．3．1．2．1．2面板自重产生的跨中弯矩————面板自重产生的跨中弯矩（）223 q1————面板自重(kN/m),q=12.4kN/mL0————计算跨度（m）,L0=4.7m5．1．3．1．2．1．3面板自重产生的支座剪力————面板自重产生的支座剪力(kN)q1————面板的自重(kN/m)，q1=12.4kN/mLn————计算跨度（m），Ln=4.5m=5．1．3．1．2．2施工荷载产生的内力5．1．3．1．2．2．1施工荷载q2=2.5kN/m5．1．3．1．2．2．2施工荷载产生的跨中弯矩————面板自重产生的跨中弯矩（）q2————面板自重(kN/m),q=12.4kN/mL0————计算跨度（m）,L0=4.7m5．1．3．1．2．2．3施工荷载产生的支座剪力————施工荷载产生的支座剪力(kN)223 q2————施工荷载(kN/m)，q2=2.5kN/mLn————计算跨度（m），Ln=4.5m=5．1．3．2预制板吊运验算预制板的尺寸如图，预制板的分块宽度因在施工条件允许，且不因吊运而增加配筋时，尽量加大，取b=（7为横向排架间距，0.4为上横梁宽度），预制板的长度L=Ln+2e=4.9m，采用4点吊，由于预制板上层一般无钢筋，吊点距离边缘不宜过大，取0.3m，切吊点到边缘的自重忽略不计。5．1．3．2．1计算跨度如图，Lx=2.7m,Ly=4.3m5．1．3．2．2内力计算按承受均布荷载的四点支撑板计算，预制构件吊运时的动力系数=1.3。5．1．3．2．2．1面板自重q=(h1+h2)q————面板自重（kPa）————吊运荷载系数,=1.3h1————预制板厚度（m）,h1=0.25mh2————223 预制板的凹凸平均厚度（m），h2=0.01m————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3q=1.3×25×(0.25+0.01)=8.45kPa5．1．3．2．2．2弯矩计算弯矩《建筑结构静力学计算手册》查表计算，由于Lx/Ly=0.628，查得=0.03492，=0.11963，=0.07899，=0.13488。5．1．3．2．2．2．1预制板中心处沿x方向的弯矩=×q×Ly2————预制板中心处沿x方向的弯矩（）————弯矩计算系数，=0.03492q————面板自重（kPa），q=8.45kPaLy————计算跨度（m），Ly=4.5m=0.03492×8.45×4.32=5.465．1．3．2．2．2．2预制板中心处沿y方向的弯矩=×q×Ly2————预制板中心处沿y方向的弯矩()————弯矩计算系数，=0.11963q————面板自重（kPa），q=8.45kPaLy————计算跨度（m），Ly=4.5m223 =0.11963×8.45×4.32=18.695．1．3．2．2．2．3预制板边缘处沿x方向的弯矩=×q×Ly2————预制板边缘处沿x方向的弯矩（）————弯矩计算系数，=0.07899q————面板自重（kPa），q=8.45kPaLy————计算跨度（m），Ly=4.5m=0.07899×8.45×4.32=12.345．1．3．2．2．2．4预制板边缘处沿y方向的弯矩=×q×Ly2————预制板边缘处沿y方向的弯矩（）————弯矩计算系数，=0.13488q————面板自重（kPa），q=8.45kPaLy————计算跨度（m），Ly=4.5m=0.13488×8.45×4.32=21.075．1．4使用期内力计算（取单宽）5．1．4．1计算跨度装配式整体板的计算跨度按《高桩码头设计与施工规范》上的规定采用。5．1．4．1．1弯矩计算跨度223 预制板的搭接长度e=20cm，L=5.25m（中到中），Ln=5.25－0.4－0.35=4.5m（净跨），预制板长Lb=4.5+0.2×2=4.9m，B1=70cm，B2=80cm，当B1≤0.1L时：L0=L，当B1＞0.1L时：L0=1.1Ln因B1=0.7m＞0.1L=0.525m，所以L0=1.1Ln=4.95m5．1．4．1．2剪力计算跨度L0=L=4.5m5．1．4．2内力计算5．1．4．2．1恒载产生的内力与施工期时预制板作脚手架恒载产生的内力一样。5．1．4．2．2堆货荷载产生的内力5．1．4．2．2．1堆货荷载产生的跨中弯矩————堆货荷载产生的跨中弯矩（）q————堆货荷载(kN/m),q=20kN/mL0————计算跨度（m）,L0=4.95m5．1．4．2．2．2堆货荷载产生的支座剪力————堆货荷载产生的支座剪力(kN)q2————堆货荷载(kN/m)，q2=20kN/m223 Ln————计算跨度（m），Ln=4.5m=5．1．4．2．3流动机械荷载产生的内力（取单宽）牵引平板车有三种工况可能产生跨中最大弯矩，两种工况可能产生最大剪力，共5种工况，以下计算中a表示平行于板跨方向的宽度，b表示垂直于板跨方向的宽度。工况1：（平板车的位置如图）查《港口工程荷载规范》知①接触宽度：a0=0.15m，b0=0.2m②传递宽度：a1=a0+2hs,b1=b0+2hshs————砼垫层厚度（m）,hs=0.1ma1=0.15+0.2=0.35mb1=0.2+0.2=0.4m③计算宽度：根据《港口水工建筑物Ι》有集中荷载作用下单向简支板的计算宽度如下表：荷载位置弯矩计算跨度平行板跨方向ac=a1223 垂直板跨方向中置荷载荷载接触面积中心位于板宽至y≥0.5bc偏置荷载位于自由边附近且y＜0.5bcy、————分别为荷载接触面积中心和边缘至板自由边的距离（m）————荷载接触面积中心至支座边缘的距离（m）h、————分别为板厚与板的有效高度(m)L0————板的弯矩计算跨度（m）————与板的宽跨比有关的系数————牵引平板车的荷载冲击系数，=1.3当有多个集中荷载同时作用，弯矩计算宽度重叠，其计算宽度取S，S为最外面集中荷载中心距离。工况1经计算得：ac=a1=0.35m由以上结果可知bc＞2.6m而ac＜1。34m,所以垂直于板跨方向上的计算宽度有重叠，而平行于板223 跨方向的计算宽度不重叠。传递后的荷载强度：支座反力：由结构力学方法算出跨中弯矩为工况2：（平板车的位置如图，各字母意义同上）ac=a1=0.35m因都大于2.6m,ac小于1.34m，所以情况与工况1一样，只是荷载位置有变化。传递后的荷载强度：支座反力:R1=7.66kNR2=13.64kN由结构力学方法算出跨中弯矩为kN工况3：（平板车的位置如图，各字母意义同上）223 ①接触宽度：a0=0.2m，b0=0.15m②传递宽度：a1=a0+2hs,b1=b0+2hshs————砼垫层厚度（m）,hs=0.1ma1=0.2+0.2=0.4mb1=0.15+0.2=0.35mac=a1=0.4m因为bc＞1.34m,所以有重叠。传递后的荷载强度：支座反力：R1=R2=6.39kN由结构力学方法算出跨中弯矩为kN工况4：（平板车的位置如图，各字母意义同上）①接触宽度：a0=0.15m，b0=0.2m②传递宽度：a1=a0+2hs,b1=b0+2hshs————砼垫层厚度（m）,hs=0.1ma1=0.15+0.2=0.35mb1=0.2+0.2=0.4mac=a1=0.35m223 因大于2.6m,小于2.6m,而ac小于1.34m，所以垂直于跨度方向，靠边支座的两个轮子的计算宽度不重叠，另外两个轮子的计算宽度有重叠，考虑最不利情况，取穿过平行于板跨的两个轮子的计算宽度内的单宽板条计算。传递后的荷载强度：支座反力:R1=3.57kNR2=34.32kN支座剪力:Q=34.32kN工况5：（平板车的位置如图，各字母意义同上）①接触宽度：a0=0.2m，b0=0.15m②传递宽度：a1=a0+2hs,b1=b0+2hshs————砼垫层厚度（m）,hs=0.1ma1=0.2+0.2=0.4mb1=0.15+0.2=0.35mac=a1=0.4m223 因大于1.34m,小于1.34m,而ac小于2.6m，所以垂直于跨度方向，靠边支座的两个轮子的计算宽度不重叠，另外两个轮子的计算宽度有重叠，考虑最不利情况，取穿过平行于板跨的两个轮子的计算宽度内的单宽板条计算。传递后的荷载强度：支座反力:R1=6.39kNR2=32.13kN支座剪力:Q=32.13kN综合以上工况，跨中最大弯矩为M=18.95,支座最大剪力为Q=34.32kN。5．1．5内力折减5．1．5．1计算弯矩与梁整体连接的单向板按《高桩码头设计与施工规范》的规定采用系数法计算。M=mM0M————跨中或支座弯矩设计值（）M0————按简支板计算时跨中最大弯矩设计值（）m————弯矩系数，应根据板厚与肋高之比h/查表，h/=0.364＞0.25，查得当计算跨中弯矩时m=0.65，当计算支座弯矩时m=-0.6。223 5．1．5．1．1自重产生的跨中弯矩M=0.65×34.24=22.265．1．5．1．2堆货荷载产生的跨中弯矩M=0.65×61.26=39.825．1．5．1．3自重产生的支座弯矩M=-0.6×34.24=-20.5445．1．5．1．4堆货荷载产生的支座弯矩M=-0.6×61.26=-36.765．1．5．2计算剪力与梁整体连接的单向板剪力与简支板相同。Q=-45kN5．1．6面板配筋计算5．1．6．1承载力控制情况下的内力时期荷载跨中弯矩M（）支座弯矩M（）剪力（kN）施工期自重34.2427.9施工荷载6.95.63吊运荷载21.07使用期堆货荷载39.82-36.7645自重22.26-20.54427.9223 5．1．6．2承载能力极限状态的荷载组合5．1．6．2．1持久状况，5．1．6．2．1短暂状况，5．1．6．3钢筋砼的等级钢筋砼的等级取C30，由《港口工程砼结构设计规范》查得砼的轴心抗压强度设计值为=15MPa，Ⅰ级钢筋抗拉强度设计值为=210MPa，Ⅱ级钢筋抗拉强度设计值=310MPa。5．1．6．4安全级别该码头为一般港口的主要建筑物，安全级别为Ⅱ级，其结构重要性系数为=1.0。5．1．6．5荷载分项系数荷载分项系数由《高桩码头设计与施工规范》查得，永久荷载分项系数为1.2，堆货荷载分项系数为1.4，施工荷载与吊运时的分项系数为1.3。5．1．6．6受力钢筋砼保护层厚度由《港口工程砼结构设计规范》查得受力钢筋的砼保护层厚度c=40mm，估计纵向受力钢筋直径为16mm，则，a=c+d/2=48mm。5．1．6．7钢筋的相对界限受压区高度Ⅱ级钢筋的相对界限受压区高度=0.544，板的纵向钢筋最小配筋率为=0.15%。223 5．1．6．8配筋计算配筋计算可按《港口工程砼结构设计规范》计算。公式如下：————弯矩设计值（）————结构重要性系数，=1.2————砼轴心抗压强度设计值（MPa），=15MPa————截面宽度（m），取单宽，=1000mm————截面抵抗矩系数————相对受压区计算高度————有效高度（mm）————钢筋抗拉强度设计值（MPa），=310MPa————受拉区纵向钢筋截面面积（mm2）计算值见下表：时期位置（）（mm）（%）（mm2）施工期跨中自重2020.08060.08410.41822施工荷载2020.01760.01780.086174吊运y方向（max）2020.05370.05520.27539.5223 吊运x方向(max)2020.03150.032312.8使用期堆货荷载3520.0360.03670.18625.1支座自重+堆货荷载3520.04910.05040.24858.43由上表可知，所有都小于，满足要求。施工荷载的最小配筋率虽小于，但它要与自重和使用荷载所须钢筋一起布置，可满足最小配筋率要求。5．1．6．9配筋5．1．6．9．1预制板配筋因为预制板在施工期要承受自重和施工荷载，吊运时还有吊运荷载，使用期要承受自重和堆货荷载，因此要分短暂状况和持久状况分别考虑，取大值作为实际的配筋。由上表可知使用期时自重+堆货荷载所须钢筋最多，因此，按此面积（1447.1mm2）配筋，选用7Φ16（=1407mm2），实际配筋的板宽为3.3m，配筋为24Φ16。5．1．6．9．2支座处配筋支座处用来承受负弯矩的钢筋放在现浇板中，所须钢筋的面积为858.43mm2，选用Φ16@240（=838mm2）。5．1．6．9．3分布钢筋分布钢筋面积按《港口工程砼结构设计规范》采用Ⅰ级钢筋，宽跨比为6.6/4.95=1.33，在1.0到1.5之间，按受力钢筋的30%223 配分布钢筋。板跨处：=30%×1407=422.1mm2，选用φ10@170（=462mm2）支座处：=30%×838=251.4mm2，选用φ8@200（=251mm2）由前面计算知，吊运时沿x方向的最大弯矩所须钢筋的面积为312.8mm2＜462mm2，满足吊运要求。5．1．6．9．4预制板吊环配筋按《港口工程砼结构设计规范》采用。=————单个吊环钢筋截面面积（mm2）————构件的总重力设计值（kN），F=25×1.2×0.25×4.9×3.3=121.275kN————吊环数，当一个构件设有四个吊环时，按三个受力计算，=3————Ⅰ级钢筋抗拉强度设计值（MPa），=210MPamm2因此吊筋选用20mm的一级钢筋。5．1．6．10裂缝宽度验算按《港口工程砼结构设计规范》，在使用期阶段允许出现裂缝的钢筋砼构件，应验算荷载长期效应组合下的裂缝宽度，所求得的最大裂缝宽度应小于规范规定的限值。223 =————最大裂缝宽度（mm）————构件受力特征系数，对受弯构件，=1.0————考虑钢筋表面形状的影响系数，对变形钢筋取=1.0————考虑钢筋长期效应组合或重复荷载影响的系数，取=1.5，对施工期取=1.0————钢筋的弹性模量（MPa），对Ⅱ级钢筋=2.0×105MPa————砼保护层厚度（mm）————受拉钢筋的直径（mm）————纵向受拉钢筋的有效配筋率————受拉区纵向钢筋截面面积（mm2）————有效受拉砼截面面积（mm2），对受弯构件，取为其重心与受拉钢筋重心相一致的砼面积，即=2ab，其中a为重心至截面受拉边缘的距离，b为矩形截面的宽度。————按荷载长期效应组合或短期效应组合计算的钢筋砼构件纵向受拉钢筋的应力（MPa）5．1．6．10．1板跨裂缝宽度验算5．1．6．10．1．1施工期=————第一次浇筑时叠合板自重标准值在计算截面上产生的弯矩值（），=34.24223 ————施工阶段可变荷载标准值在计算截面上产生的弯矩值（），=6.9————预制板截面的有效高度（mm），=202mm————受拉区纵向钢筋截面面积（mm2），=1407mm2=MPa=2×48×1000=96000mm2==mm＜=0.25mm5．1．6．10．1．2使用期=+≤0.8==————自重产生的纵向受拉钢筋的应力（MPa）————使用期可变荷载产生的纵向受拉钢筋的应力（MPa）————第一次浇筑时叠合板自重标准值在计算截面上产生的弯矩值（），=34.24————施工阶段可变荷载标准值在计算截面上产生的弯矩值（），=39.82————第二次浇筑时自重在计算截面上产生的弯矩值（），=0223 ————预制板截面的有效高度（mm），=202mm————叠合板截面的有效高度（mm），=352mm————受拉区纵向钢筋截面面积（mm2），=1407mm2————Ⅱ级钢筋抗拉强度设计值（MPa），=310MPa————准永久值系数，=0.6=MPa=MPa=+=100.76+55045=156.21MPa≤0.8=248MPa满足钢筋应力要求。=mm＜=0.25mm满足裂缝宽度要求。5．1．6．10．2支座裂缝宽度验算支座裂缝只有在使用期才能开展，但此时砼已经凝固，因上面还有10cm的砼垫层，所以不用验算，肯定能满足要求。5．1．6．11叠合板斜截面抗剪验算5．1．6．11．1验算截面尺寸按《港口工程砼结构设计规范》，矩形截面受弯构件，其受剪截面应符合下列要求：223 当时，当时，当4.0＜＜6.0时，按直线内插法取用。————剪力设计值（kN）————结构系数，=1.1————矩形截面的宽度（mm），b=4900mm————截面的腹板高度（mm），矩形截面取有效高度，==352mm5．1．6．11．1．1施工期V=1×(1.2×27.9+1.3×5.63)=40.8kN,==352mm,/b=0.041＜4.0kN＞V，满足截面尺寸要求。5．1．6．11．1．2使用期V=1×(1.2×27.9+1.4×45)=96.48kN,==352mm,/b＜4.0kN＞V，满足截面尺寸要求。5．1．6．11．2斜截面抗剪承载力验算按《港口工程砼结构设计规范》，砼斜截面抗剪承载力验算公式为：223 ————剪力设计值（kN）————结构系数，=1.1————砼轴心抗压强度设计值（MPa），=15MPa————截面宽度（m），=4900mm————截面的有效高度（mm）————高度修正系数，=，h为截面高度，当h小于800mm时，取h为800mm，当h大于1100mm时，取h为1100mm，由已知得h小于800mm，所以h=800mm，=15．1．6．11．2．1施工期V=40.8kN,=202mmkN＞V砼的斜截面抗剪承载力能满足要求。5．1．6．11．2．2使用期V=96.48kN,=352mmkN＞V砼的斜截面抗剪承载力能满足要求。综上所述，不须再进行斜截面抗剪配筋计算。6横梁设计横梁采用倒T型223 断面，为现场浇筑的砼结构，在施工时，首先浇筑下横梁，待下横梁砼达到一定强度后（约70%），安装预制纵梁和板，然后浇筑上横梁和板梁的现浇部分。正因为有这样的施工顺序，所以在横梁计算中分别按短暂状况和持久状况进行计算。6．1施工期横向排架计算施工期的受力断面为下横梁，整个下横梁承受全部自重。6．1．1计算基本资料6．1．1．1横梁的尺寸及几何特征尺寸如图，=0.4m，=0.8m,，=1.7m，=0.7m下横梁的面积：==0.8×0.7=0.56m2上横梁的面积：==0.4×1.7=0.68m2总面积：=+=1.24m2中和轴的位置：下横梁的惯性矩：上横梁的惯性矩：6．1．1．2砼的弹性模量横梁砼的标号为C30，施工时假定下横梁砼达到设计强度的70%时进行预制构件安装，故短暂状况砼按C20计算，Ec=2.25×104MPa,使用期砼达到设计强度，Ec=3.0×104MPa。6．1．1．3基桩的尺寸、材料和几何特征基桩为50cm×50cm的预应力砼方桩，空心直径D=27cm，基桩的砼标号为C40，弹性模量Ec=3.25×104MPa，桩的断面面积A=0.193m2。223 6．1．1．4桩的轴向反力系数桩顶在单位轴向力作用下产生的轴向位移为桩的轴向反力系数。摩擦桩应根据试桩资料确定，如无试桩资料，可按下式计算：K=K————桩的轴向反力系数（m/kN）————桩的自由长度（m）————桩材料的弹性模量（MPa），=3.25×104MPa————桩身横截面面积（m2）————桩入土部分的单位沉降所需的轴向力（kN/m）————单桩垂直极限承载力标准值（kN）根据入土深度和土质情况，按《港口工程桩基规范》求得=2478.97kN，在本次设计中，取=120=297476.4kN/m。以下列表计算各桩的轴向反力系数：桩号（m）（×103kN）/（m/kN）1/（m/kN）K（m/kN）110.76272.51.705×10-63.361×10-65.066×10-6210.36272.51.642×3.361×5.003×223 10-610-610-638.46272.51.339×10-63.361×10-64.7×10-648.126272.51.294×10-63.361×10-64.655×10-655.596272.50.891×10-63.361×10-64.252×10-66．1．1．5支座的竖向压缩系数横向排架计算中简化为3个支座。6．1．1．5．1支座A支座A处为两根直桩，由于1号和2号直桩较近，取两桩中点作为支撑点，则支座A的竖向压缩系数为：（m/kN）=————1号桩的轴向反力系数（m/kN），=5.066×10-6m/kN————2号桩的轴向反力系数（m/kN），=5.003×10-6m/kN————1号桩的轴线与竖直方向的夹角（0），=00————2号桩的轴线与竖直方向的夹角（0），=00223 ==2.517×10-6（m/kN）6．1．1．5．2支座B支座B的竖向压缩系数：==4.7×10-6（m/kN）6．1．1．5．3支座C支座C为叉桩支座，它的竖向反力系数为：、————分别为叉桩支座中两根斜桩的倾角（0），==18.430、————分别为叉桩支座中两根斜桩的轴向反力系数（m/kN），=4.655×10-6m/kN=4.252×10-6m/kNm/kN6．1．2荷载计算6．1．2．1恒载6．1．2．1．1通过靠海侧边纵梁作用在横梁上的恒载6．1．2．1．1．1砼垫层=hBL————砼垫层自重（kN）————砼的重度（kN/m3），γ砼=24kN/m3h————砼垫层的厚度（m）,h=0.1m223 B————边纵梁承受砼垫层的宽度（m）,B=1mL————砼垫层的长度（m），L=7m=24×0.1×1×7=16.8kN6．1．2．1．1．2面板自重=hBL————砼垫层自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3h————面板的厚度（m）,h=0.4mB————边纵梁承受面板宽度（m）,B=1mL————面板的长度（m），L=6.6m=25×1×0.4×6.6=66kN6．1．2．1．1．3边纵梁自重=AL————边纵梁自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3A————边纵梁截面面积（m2），A=0.3m2L————边纵梁的长度（m），L=6.6m=25×0.3×6.6=49.5kN综上所述，靠海侧边纵梁及其上面板作用在横梁上的集中力==132.3kN。223 6．1．2．1．2通过靠海侧门机纵梁作用在横梁上的恒载6．1．2．1．2．1砼垫层=hBL————砼垫层自重（kN）————砼的重度（kN/m3），γ砼=24kN/m3h————砼垫层的厚度（m）,h=0.1mB————门机纵梁承受砼垫层的宽度（m）,B=3.625mL————砼垫层的长度（m），L=7m=24×0.1×3.625×7=60.9kN6．1．2．1．2．2面板自重=hBL————砼垫层自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3h————面板的厚度（m）,h=0.4mB————门机纵梁承受面板宽度（m）,B=3.625mL————面板的长度（m），L=6.6m=25×3.625×0.4×6.6=239.25kN6．1．2．1．2．3门机纵梁自重=AL223 ————门机纵梁自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3A————门机纵梁截面面积（m2），A=0.72m2L————门机纵梁的长度（m），L=6.6m=25×0.72×6.6=118.8kN综上所述，靠海侧门机纵梁及其上面板作用在横梁上的集中力==418.95kN。6．1．2．1．3通过中纵梁作用在横梁上的恒载6．1．2．1．3．1砼垫层=hBL————砼垫层自重（kN）————砼的重度（kN/m3），γ砼=24kN/m3h————砼垫层的厚度（m）,h=0.1mB————中纵梁承受砼垫层的宽度（m）,B=5.25mL————砼垫层的长度（m），L=7m=24×0.1×5.25×7=88.2kN6．1．2．1．3．2面板自重=hBL————砼垫层自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25223 kN/m3h————面板的厚度（m）,h=0.4mB————中纵梁承受面板宽度（m）,B=5.25mL————面板的长度（m），L=6.6m=25×5.25×0.4×6.6=346.5kN6．1．2．1．3．3中纵梁自重=AL————中纵梁自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3A————中纵梁截面面积（m2），A=0.51m2L————中纵梁的长度（m），L=6.6m=25×0.51×6.6=84.15kN综上所述，中纵梁及其上面板作用在横梁上的集中力==518.85kN。6．1．2．1．4通过靠陆侧门机纵梁作用在横梁上的恒载6．1．2．1．4．1砼垫层=hBL————砼垫层自重（kN）————砼的重度（kN/m3），γ砼=24kN/m3h————砼垫层的厚度（m）,h=0.1mB————门机纵梁承受砼垫层的宽度（m）,223 B=3.375mL————砼垫层的长度（m），L=7m=24×0.1×3.375×7=56.7kN6．1．2．1．4．2面板自重=hBL————砼垫层自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3h————面板的厚度（m）,h=0.4mB————门机纵梁承受面板宽度（m）,B=3.375mL————面板的长度（m），L=6.6m=25×3.375×0.4×6.6=222.75kN6．1．2．1．4．3门机纵梁自重=AL————门机纵梁自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3A————门机纵梁截面面积（m2），A=0.72m2L————门机纵梁的长度（m），L=6.6m=25×0.72×6.6=118.8kN综上所述，靠陆侧门机纵梁及其上面板作用在横梁上的集中力=223 =398.25kN。6．1．2．1．5通过靠陆侧边纵梁作用在横梁上的恒载6．1．2．1．5．1砼垫层=hBL————砼垫层自重（kN）————砼的重度（kN/m3），γ砼=24kN/m3h————砼垫层的厚度（m）,h=0.1mB————边纵梁承受砼垫层的宽度（m）,B=0.75mL————砼垫层的长度（m），L=7m=24×0.1×0.75×7=12.6kN6．1．2．1．5．2面板自重=hBL————砼垫层自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3h————面板的厚度（m）,h=0.4mB————边纵梁承受面板宽度（m）,B=0.75mL————面板的长度（m），L=6.6m=25×0.75×0.4×6.6=49.5kN6．1．2．1．5．3边纵梁自重=AL223 ————边纵梁自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3A————边纵梁截面面积（m2），A=0.3m2L————边纵梁的长度（m），L=6.6m=25×0.3×6.6=49.5kN综上所述，靠陆侧边纵梁及其上面板作用在横梁上的集中力==111.7kN。6．1．2．1．6靠船构件作用在横梁上的恒载=30.1kN，距码头前沿0.317m6．1．2．1．7横梁自重q=Aq————横梁自重（kN）————钢筋砼的重度（kN/m3）,γ钢筋砼=25kN/m3A————横梁截面面积（m2），A=1.24m2q=25×1.24=31kN/m6．1．3内力计算根据《高桩码头设计与施工规范》的规定，横向排架内力宜按柔性桩台计算，由叉桩和直桩支撑的横梁，在进行横向排架计算时可假定桩两端为铰接，在垂直荷载223 （包括水平力对横梁中和轴产生的力矩）作用下，横梁可按弹性支撑连续梁计算，水平力可由叉桩承受。一般采用五弯矩方程求解，内力计算简图如下。6．1．3．1五弯矩方程假设横梁是等截面的，EI=2.25×104×0.0229=5.15×105kNm2，悬臂端可看成支座无限远，跨度为无穷大，中间两跨跨度为5.25m，由此上述方程中==0。=，==，、、、、————分别为支座1、2、3、4、5处的弯矩（）、、————分别为支座2、3、4的压缩系数、、————分别为荷载单独作用在简支梁基本系上时，在支座2、3、4处产生的支座反力（kN）、————为桩台的材料弹性模量和断面惯性矩————跨度（m），=5.25m、————简支梁和223 跨在荷载作用下对应支座处梁端的转角，————横梁自重（kN/m），=31kN/m===+++=132.3+30.1+418.95+31=724.725kN=+5.25×=518.85+5.25×31=681.6kN=++=398.25+111.7+31=637.825kN6．1．3．2支座弯矩未知，要用五弯矩方程求解，将以上结果代入五弯矩方程得：解得：=69.81采用PJJS计算，所得结果为=69.711223 ，两者之间的差别在误差允许范围之内。6．1．3．3支座反力校核：施工期所有竖向力之和为：所有支座反力之和：经校核，在误差范围以内，计算值是正确的。6．1．3．4桩力403.051kN551.561kN361.811kN6．1．3．5支座剪力－31×2－132.3－30.1=－224.4kN223 6．1．3．6跨中弯矩（）6．1．3．7跨中剪力()6．2使用期横向排架计算（电算）使用期的受力断面为整个横梁，要承受自重、堆货荷载、门机荷载、系缆力和撞击力，此时横梁的砼达到设计强度，砼按C30计算，Ec=3.0×104Mpa，计算资料、基桩的尺寸、材料和几何特征前面都已有过描述。6．2．1荷载计算6．2．1．1恒载（与施工期相同，此处不再计算）6．2．1．2堆货荷载（q=20kPa）6．2．1．2．1通过靠海侧边纵梁作用在横梁上的堆货荷载P=q×B×LP————通过靠海侧边纵梁作用在横梁上的堆货荷载集中力（kN）B————边纵梁承受的堆货荷载的宽度（m），B=1mL————边纵梁的长度（m），L=7mP=20×1×7=140kN6．2．1．2．2通过靠海侧门机纵梁作用在横梁上的堆货荷载223 P=q×B×LP————通过靠海侧门机纵梁作用在横梁上的堆货荷载集中力（kN）B————门机纵梁承受的堆货荷载的宽度（m），B=3.675mL————门机纵梁的长度（m），L=7mP=20×3.675×7=507.5kN6．2．1．2．3通过中纵梁作用在横梁上的堆货荷载P=q×B×LP————通过中纵梁作用在横梁上的堆货荷载集中力（kN）B————中纵梁承受的堆货荷载的宽度（m），B=5.25mL————中纵梁的长度（m），L=7mP=20×5.25×7=735kN6．2．1．2．4过靠陆侧门机纵梁作用在横梁上的堆货荷载P=q×B×LP————通过靠陆侧门机纵梁作用在横梁上的堆货荷载集中力（kN）B————门机纵梁承受的堆货荷载的宽度（m），B=3.375mL————门机纵梁的长度（m），L=7mP=20×3.375×7=472.5kN223 6．2．1．2．5通过靠陆侧边纵梁作用在横梁上的堆货荷载P=q×B×LP————通过靠陆侧边纵梁作用在横梁上的堆货荷载集中力（kN）B————边纵梁承受的堆货荷载的宽度（m），B=0.75mL————边纵梁的长度（m），L=7mP=20×0.75×7=105kN6．2．1．3门机荷载6．2．1．3．1吊臂伸向码头前沿时作用在靠海侧门机纵梁上的集中力为：P1=1257.14kN作用在靠陆侧门机纵梁上的集中力为：P2=457.14kN6．2．1．3．2吊臂伸向码头后方时作用在靠海侧门机纵梁上的集中力为：P1=457.14kN作用在靠陆侧门机纵梁上的集中力为：P2=1257.14kN6．2．1．4系缆力系缆力对横向排架的竖向分力P=78.42kN系缆力垂直于码头前沿线方向的水平分力P=131.06kN系缆力垂直于码头前沿线方向的水平分力对横梁中和轴产生的弯矩M=247.76．2．1．5撞击力撞击力的大小为P=155.4kN撞击力对横梁中和轴产生的弯矩M=191.92223 6．2．2计算结果计算得出的数据和包络图见附录。电算得出各桩的最大桩力如下：桩号12345桩力（kN）1799.851819.531544.061966.41769.22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、或风化岩层等良好土层作为桩端持力层，因此持力层选为第四层。6．2．2．1桩的承载力验算采用50cm×50cm的预应力砼空心方桩，空心直径为D=27cm，根据桩在排架中的布置，桩与桩的中心距大于或等于6倍桩径，且无静载荷试验资料，所以桩的承载力按经验系数法来确定单桩垂直极限承载力。=————单桩垂直极限承载力设计值（kN）————单桩垂直承载力分项系数，当地质条件复杂或永久作用所占比重较大时，=1.55————桩身截面周长（m）,=2m————单桩第i层土的极限侧摩擦阻力标准值（kPa）————桩身穿过第i层土的长度（m）————单桩极限桩端阻力标准值（kPa）————桩身截面面积（m2）A=0.25m2223 此处为技术设计，所以每根桩都要验算。6．2．2．1．1桩侧极限的平均摩阻力和桩尖阻力指标土层极限平均摩阻力qfi(kPa)极限桩尖阻力qR(kPa)Ⅰ人工填土25Ⅱ灰色淤泥质粘土20Ⅲ深灰色壤土702200Ⅳ灰绿色壤土11036006．2．2．1．2一号桩承载力验算穿过的土层：（人工填土不计）土层ⅡⅢⅣ深度范围（m）-8.4~-8.6-8.6~-16.6-16.6~-24桩长（m）0.287.4=kN＞1799.85kN6．2．2．1．3二号桩承载力验算土层ⅡⅢⅣ深度范围（m）-8.0~-8.7-8.7~-16.7-16.7~-24桩长（m）0.787.3223 =kN＞1819.53kN6．2．2．1．4三号桩承载力验算土层ⅡⅢⅣ深度范围（m）-6.1~-9.1-9.1~-15.2-15.2~-24桩长（m）36.18.8=kN＞1544.06kN6．2．2．1．5四号桩承载力验算土层ⅡⅢⅣ深度范围（m）-5.4~-9.2-9.2~-16.9-16.9~-24桩长（m）48.127.48=kN＞1966.4kN6．2．2．1．6五号桩承载力验算土层ⅡⅢⅣ深度范围（m）-3.0~-10.2-10.2~-18.5-18.5~-24桩长（m）7.598.755.8=kN＞223 1769.22kN各桩承载力都满足要求。6．2．2．2桩长确定根据《港口工程桩基规范》，为减少码头沉降，同一桩台下的基桩宜打至同一土层，且桩端标高不宜相差太大，因此，桩端标高一致打至-24m。桩长应由自由长度、入土长度和嵌入横梁部分的长度构成，如下表所列。长度桩号12345自由长度（m）10.710.38.48.125.59入土长度（m）15.61617.919.6122.14嵌入长度（m）0.050.050.050.050.05总长（m）26.3526.3526.3527.7827.78各桩长度都不超过60m，满足施工能力，且各桩进入持力层的深度都大于2倍桩径。6．3横梁配筋计算（采用电算效应值进行配筋计算，取桩的外边线为削峰线）6．3．1正截面承载能力配筋计算6．3．1．1短暂状况配筋计算223 砼标号为C30，所以=15MPa，由于施工期砼强度未达到设计值，所以按70%计算，所以=15×0.7=10.5MPa，采用的是Ⅱ级钢筋，=310MPa，=0.544，最小配筋率按规范取为=0.15%，砼保护层厚度在进行正弯矩配筋时，考虑到桩要伸进下横梁50mm，所以取为70mm（满足规范的要求），在进行负弯矩配筋时查规范得砼最小保护层厚度为c=50mm，预估钢筋直径d=20mm，则在正弯矩配筋时a=c+d/2=70+10=80mm，=620mm；在负弯矩配筋时a=c+d/2=50+10=60mm；=640mm，=1.2，b=800mm。计算公式如下：————弯矩设计值（）————结构重要性系数，=1.2————砼轴心抗压强度设计值（MPa），=15MPa————截面宽度（m）————截面抵抗矩系数————相对受压区计算高度————有效高度（mm）————钢筋抗拉强度设计值（MPa），=310MPa————受拉区纵向钢筋截面面积（mm2）————配筋率（%）223 6．3．1．1．1正弯矩配筋截面（）（mm2）（%）配筋实配（mm2）支座A06282Φ20628B115.1760.03570.0364611.522Φ20628C06282Φ20628跨中106282Φ206282135.432（峰值）0.04190.0428719.042Φ20628由=0.15%知，所需最少钢筋为=744mm2，考虑施工时，要将上横梁的钢筋一起放入下横梁中，所以，肯定能够满足要求，由弯矩包洛图可知，第二跨中有弯矩值比支座处还大，因此要取峰值计算；由以上结果可知都按构造配筋即可，且受拉区钢筋不宜截断，所以此处配筋不截断。6．3．1．1．2负弯矩配筋截面（）（mm2）（%）配筋实配223 （mm2）支座A408.360.1190.1272202.430.437Φ202199B07680.154Φ201257C162.30.04720.0484839.350.1644Φ201257跨中147.30.01370.0138239.320.0474Φ201257200.04190.04287680.154Φ201257此处构造筋至少要4根，而按最小配筋率计算出所需的最小钢筋面积为768mm2所以除支座A以外，其余全部按构造配筋。6．3．1．2持久状况配筋计算使用期砼达到设计强度，所以=15MPa，除横梁砼保护层外，其余数据和计算公式与施工期相同，上横梁砼保护层厚度，考虑到构造要求和布置门机轨道槽，取为100mm，则a=c+d/2=110mm，因此计算支座负弯矩时，=2290mm；计算跨中弯矩时，=2320mm。6．3．1．2．1确定计算截面的类型6．3．1．2．1．1正弯矩时此时横梁为倒T型，计算时截面按b2×（h1+h2）的矩形截面计算，b2=40cm，h1+h2=240cm223 6．3．1．2．1．2支座弯矩时（各字母前面都有说明）翼缘高度==700mm,/=0.306＞0.1,查《港口工程砼结构设计规范》得翼缘宽度==800mm，由弯矩包洛图知，使用期削峰后的最大弯矩值为1112.55，因：＞1112.55所以，按矩形截面计算。此时，最小配筋率要进行修正，6．3．1．2．2正弯矩配筋截面（）（mm2）（%）配筋实配（mm2）支座A05Φ201571B911.0880.02820.02861284.235Φ201571C222.4440.00690.0069839.355Φ201571跨中1246.20.00760.00763342.615Φ2015712434.885Φ1571223 0.01350.0136610.6820按最小配筋率所需的钢筋用量为1392mm2，而由上表可知，都不满足，所以都按配钢筋，且此时不能截断。6．3．1．2．3负弯矩配筋截面（）（mm2）（%）配筋实配（mm2）支座A550.2840.01750.0177782.550.0853Φ201257B1353.10.0430.0441948.710.2136Φ201885C333.7680.01060.0107474.250.0523Φ201257跨中1778.1530.02470.0251108.630.1214Φ2012572702.4430.02230.0226999.670.1094Φ201257以上计算结果中只有支座C处的小于最小配筋率，配筋后也满足此要求。6．3．1．2．4施工期和使用期正弯矩综合配筋综上所述，施工期和使用期正弯矩配筋为2Φ20+5Φ20=7Φ20，=2199mm2，且钢筋不能截断。223 6．3．2斜截面抗剪强度验算因横梁不管是施工期还是使用期都为双筋截面，且上下保护层厚度不一样，偏于保守的考虑，斜截面抗剪强度验算时按单筋截面计算，但要根据不同的主筋来选择有效高度进行验算，承受负弯矩时，主筋在横梁上部，承受正弯矩时主筋在横梁上部。6．3．2．1验算截面尺寸按《港口工程砼结构设计规范》，矩形截面受弯构件，其受剪截面应符合下列要求：当时，当时，当4.0＜＜6.0时，按直线内插法取用。————最大剪力设计值（kN）————结构系数，=1.1————矩形截面的宽度（mm）————截面的腹板高度（mm），矩形截面取有效高度，=；T形截面取有校高度减去翼缘高度6．3．2．1．1施工期6．3．2．1．1．1主筋在横梁下部时==620mm,b=800mm，/b=0.775＜4.0kN＞，223 已经大于剪力包络图的峰值，满足截面尺寸要求。6．3．2．1．1．2主筋在横梁上部时=291.72kN,==640mm,b=800mm，/b=0.8＜4.0kN＞，满足截面尺寸要求。6．3．2．1．2使用期6．3．2．1．2．1主筋在横梁下部时（此时按矩形截面计算，因为根据材料力学知，截面中部的剪应力最大，出于保守考虑，下部翼缘可忽略不计。）==2320mm,b=400mm，/b=5.8＞4.0，但＜6.0，线性内插得：kN已经大于剪力包络图的峰值，满足截面尺寸要求。6．3．2．1．2．2主筋在横梁上部时=523.571kN,=—=2290—700=1590mm,b=400mm，/b=3.975＜4.0kN＞，满足截面尺寸要求。6．3．2．2斜截面抗剪承载力验算按《港口工程砼结构设计规范》，砼斜截面抗剪承载力验算公式为：223 ————剪力设计值（kN）————结构系数，=1.1————砼轴心抗压强度设计值（MPa），=15MPa————截面宽度（m）————截面的有效高度（mm）————高度修正系数，=，h为截面高度，当h小于800mm时，取h为800mm，当h大于1100mm时，取h为1100mm6．3．2．2．1施工期6．3．2．2．1．1主筋在横梁下部时=620mm，b=800mm，=1kN已经大于剪力包络图的峰值，砼的斜截面抗剪承载力能满足要求。6．3．2．2．1．2主筋在横梁上部时=291.72kN,=640mm，b=800mm，=1kN＞砼的斜截面抗剪承载力能满足要求。223 6．3．2．2．2使用期6．3．2．2．2．1主筋在横梁下部时=2320mm，b=400mm，=0.853kN已经大于剪力包络图的峰值，砼的斜截面抗剪承载力能满足要求。6．3．2．2．2．2主筋在横梁上部时=523.571kN,=2290mm，b=400mm，=0.853kN＞砼的斜截面抗剪承载力能满足要求。由以上可知，斜截面抗剪承载力都能满足要求，只须按构造配置箍筋，下横梁箍筋选用φ8@246，上横梁箍筋选用φ8@500又，因为横梁高度较大，所以要设置腰筋，腰筋选用φ12@400具体布置时可调整，拉筋选用φ8@500。6．3．3裂缝开展宽度验算按《港口工程砼结构设计规范》，在使用期阶段允许出现裂缝的钢筋砼构件，应验算荷载长期效应组合下的裂缝宽度，所求得的最大裂缝宽度应小于规范规定的限值。=223 ————最大裂缝宽度（mm）————构件受力特征系数，对受弯构件，=1.0————考虑钢筋表面形状的影响系数，对变形钢筋取=1.0————考虑钢筋长期效应组合或重复荷载影响的系数，取=1.5，对施工期取=1.0————钢筋的弹性模量（MPa），对Ⅱ级钢筋=2.0×105MPa————砼保护层厚度（mm）————受拉钢筋的直径（mm），=20mm————纵向受拉钢筋的有效配筋率————受拉区纵向钢筋截面面积（mm2）————有效受拉砼截面面积（mm2），对受弯构件，取为其重心与受拉钢筋重心相一致的砼面积，即=2ab，其中a为重心至截面受拉边缘的距离，b为矩形截面的宽度。————按荷载长期效应组合或短期效应组合计算的钢筋砼构件纵向受拉钢筋的应力（MPa）6．3．3．1跨中裂缝开展宽度验算6．3．3．1．1施工期=————第一次浇筑时叠合板自重标准值在计算截面上产生的弯矩值（），=86.82（取峰值，用施工期包络图上的值除分项系数1.3，因为PJJS在只有自重时默认的永久荷载分项系数为1.3）223 ————施工阶段可变荷载标准值在计算截面上产生的弯矩值（），=0————预制板截面的有效高度（mm），=620mm————受拉区纵向钢筋截面面积（mm2），=2199mm2=MPa=2×80×800=128000mm2==mm＜=0.25mm6．3．3．1．2使用期=+≤0.8==————自重产生的纵向受拉钢筋的应力（MPa）————使用期可变荷载产生的纵向受拉钢筋的应力（MPa）————第一次浇筑时叠合板自重标准值在计算截面上产生的弯矩值（），=86.82————施工阶段可变荷载标准值在计算截面上产生的弯矩值（），=343.97————第二次浇筑时自重产生的在计算截面上产生的弯矩值（），=0————预制板截面的有效高度（mm），=620mm223 ————叠合板截面的有效高度（mm），=2320mm————受拉区纵向钢筋截面面积（mm2），=1571mm2————Ⅱ级钢筋抗拉强度设计值（MPa），=310MPa————准永久值系数，=0.6=MPa=MPa=+=19.94+65.09=85.03MPa≤0.8=248MPa满足钢筋应力要求。=2×80×400=64000mm2==mm＜=0.25mm6．3．3．2支座处裂缝开展宽度验算6．3．3．2．1施工期（先验算最大值）=————第一次浇筑时叠合板自重标准值在计算截面上产生的弯矩值（），=261.77（取峰值）————施工阶段可变荷载标准值在计算截面上产生的弯矩值（），=0————预制板截面的有效高度（mm），=640mm223 ————受拉区纵向钢筋截面面积（mm2），=2199mm2=MPa=2×60×800=96000mm2==mm＜=0.25mm由抵抗弯矩图可看出，C支座处钢筋减少较多，因此也要验算：=104.04=1257mm2=MPa=2×60×800=96000mm2==mm＜=0.25mm6．3．3．2．2使用期由于上部有10cm的垫层，可不用验算裂缝宽度。肯定满足要求。223 223 附录承载能力极限状态内力组合效应总包络值（施工期）======================================第1跨梁------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.000.0020.00-9.41180.050.000.000.0030.00-49.47227.240.00223 0.000.0040.00-95.72235.300.000.000.0050.00-143.59243.360.000.000.0060.00-193.07251.420.000.000.0070.00-244.16259.480.000.000.0080.00-296.86267.540.000.000.0090.00-351.17275.600.000.000.00100.00-407.10283.660.000.000.00110.00-464.64291.720.000.000.00------------------------------------------------------------------------------第2跨梁------------------------------------------------------------------------------223 J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-462.920.00-211.230.00-0.2120.00-357.580.00-190.070.00-0.2130.00-263.350.00-168.910.00-0.2140.00-180.230.00-147.750.00-0.2150.00-108.210.00-126.590.00-0.2160.00-47.300.00-105.440.00-0.2172.500.000.00-84.280.00-0.21841.190.000.00-63.120.00-0.21223 968.780.000.00-41.960.00-0.211085.250.000.00-20.810.00-0.211190.620.000.350.000.00-0.21------------------------------------------------------------------------------第3跨梁------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------190.320.000.00-42.620.00-0.712107.140.000.00-21.460.00-0.713112.860.000.00-0.31223 0.00-0.714107.460.0020.850.000.00-0.71590.960.0042.010.000.00-0.71663.350.0063.170.000.00-0.71724.640.0084.320.000.00-0.7180.00-25.19105.480.000.00-0.7190.00-86.12126.640.000.00-0.71100.00-158.16147.800.000.00-0.71110.00-241.30168.950.000.00-0.71------------------------------------------------------------------------------第4跨梁------------------------------------------------------------------------------223 J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-241.370.00-205.660.000.0020.00-210.980.00-199.620.000.0030.00-181.490.00-193.570.000.0040.00-152.900.00-187.530.000.0050.00-125.230.00-181.480.000.0060.00-98.460.00-175.440.000.0070.00-72.600.00-169.390.000.0080.00-47.640.00-163.350.000.00223 90.00-23.600.00-157.300.000.00100.00-0.450.00-151.260.000.00110.000.000.000.000.000.00------------------------------------------------------------------------------第1根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-520.4120.000.000.000.000.00-566.84223 ------------------------------------------------------------------------------第2根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-527.0520.000.000.000.000.00-572.25------------------------------------------------------------------------------第3根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkN223 kNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-717.4620.000.000.000.000.00-756.81------------------------------------------------------------------------------第4根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-470.5720.000.000.000.000.00-511.55223 ------------------------------------------------------------------------------第5根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-469.8920.000.000.000.000.00-510.53------------------------------------------------------------------------------承载能力极限状态内力组合效应总包络值（使用期——不计自重）======================================第1跨梁223 ------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-347.140.000.00183.48-233.1020.00-354.00196.000.00183.48-233.1030.00-381.44196.000.00183.48-233.1040.00-408.88196.000.00183.48-233.1050.00-430.83196.00-109.79183.48-233.1060.00-436.31196.00-109.79183.48-233.1070.00-441.79196.00-109.79183.48-233.1080.00-458.93196.00-109.79223 183.48-233.1090.00-485.40196.00-109.79183.48-233.10100.00-524.59196.00-109.79183.48-233.10110.00-563.79196.00-109.79183.48-233.10------------------------------------------------------------------------------第2跨梁------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.06-563.74223.01-248.25185.66-235.5820.00-461.18223.01-248.25185.66-235.58223 30.00-442.39223.01-248.25185.66-235.5840.00-463.21223.01-248.25185.66-235.58591.61-548.15223.01-248.25185.66-235.586205.16-648.46223.01-248.25185.66-235.587318.72-748.77223.01-248.25185.66-235.588432.28-849.08223.01-248.25185.66-235.589545.83-949.38223.01-248.25185.66-235.5810663.37-1053.68223.01-248.25185.66-235.5811793.70-1170.76223.01-248.25185.66-235.58------------------------------------------------------------------------------第3跨梁223 ------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------1793.49-1170.77192.74-243.80185.94-235.882707.28-1053.69192.74-243.80185.94-235.883621.06-936.61192.74-243.80185.94-235.884534.84-819.53192.74-243.80185.94-235.885448.62-702.45192.74-243.80185.94-235.886362.40-585.37192.74-243.80185.94-235.887276.18-468.29192.74-243.80185.94-235.888203.64-351.21192.74-243.80223 185.94-235.889154.16-237.05192.74-243.80185.94-235.8810169.76-300.60192.74-243.80185.94-235.8811185.37-374.38192.74-243.80185.94-235.88------------------------------------------------------------------------------第4跨梁------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-198.490.00-147.000.01-0.0120.00-176.450.00-147.000.01-0.01223 30.00-154.400.00-147.000.01-0.0140.00-132.350.00-147.000.01-0.0150.00-110.300.00-147.000.01-0.0160.00-88.250.00-147.000.01-0.0170.00-66.200.00-147.000.01-0.0180.00-44.150.00-147.000.01-0.0190.00-22.110.00-147.000.01-0.01100.00-0.070.00-147.000.01-0.01110.00-0.070.000.000.01-0.01------------------------------------------------------------------------------第1根桩223 ------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.0031.87-1216.5820.000.000.000.000.00-1290.02------------------------------------------------------------------------------第2根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------223 10.000.000.000.0032.28-1232.0820.000.000.000.000.00-1303.20------------------------------------------------------------------------------第3根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.0031.86-939.7920.000.000.000.000.00-999.93------------------------------------------------------------------------------第4根桩223 ------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.00367.48-1439.2320.000.000.000.00316.07-1500.91------------------------------------------------------------------------------第5根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN223 ------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.00309.48-1243.2520.000.000.000.00258.61-1304.29------------------------------------------------------------------------------正常使用极限状态内力组合效应总包络值（使用期——不计自重）======================================第1跨梁------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-148.780.000.0078.64-93.2420.00-152.9884.000.0078.64-93.24223 30.00-169.7884.000.0078.64-93.2440.00-186.5784.000.0078.64-93.2450.00-201.0284.00-47.0578.64-93.2460.00-208.4184.00-47.0578.64-93.2470.00-215.8084.00-47.0578.64-93.2480.00-223.1984.00-47.0578.64-93.2490.00-236.7784.00-47.0578.64-93.24100.00-253.5784.00-47.0578.64-93.24110.00-270.3784.00-47.0578.64-93.24------------------------------------------------------------------------------第2跨梁223 ------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.02-270.3489.21-112.2679.61-94.2320.00-233.2789.21-112.2679.61-94.2330.00-221.1789.21-112.2679.61-94.2340.00-209.0689.21-112.2679.61-94.23539.26-236.2289.21-112.2679.61-94.23687.93-272.7889.21-112.2679.61-94.237136.59-309.3489.21-112.2679.61-94.238185.26-345.9189.21-112.26223 79.61-94.239233.93-382.4789.21-112.2679.61-94.2310285.04-421.4789.21-112.2679.61-94.2311343.97-468.3089.21-112.2679.61-94.23------------------------------------------------------------------------------第3跨梁------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------1343.85-468.3183.70-101.9479.74-94.352308.90-421.4883.70-101.9479.74-94.35223 3273.96-374.6483.70-101.9479.74-94.354239.01-327.8183.70-101.9479.74-94.355204.07-280.9883.70-101.9479.74-94.356169.12-234.1583.70-101.9479.74-94.357134.17-187.3283.70-101.9479.74-94.35899.23-140.4883.70-101.9479.74-94.35966.07-95.4483.70-101.9479.74-94.351072.75-135.2983.70-101.9479.74-94.351179.45-179.2483.70-101.9479.74-94.35------------------------------------------------------------------------------第4跨梁223 ------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-85.070.00-63.000.00-0.0120.00-75.630.00-63.000.00-0.0130.00-66.180.00-63.000.00-0.0140.00-56.730.00-63.000.00-0.0150.00-47.280.00-63.000.00-0.0160.00-37.830.00-63.000.00-0.0170.00-28.380.00-63.000.00-0.0180.00-18.930.00-63.00223 0.00-0.0190.00-9.480.00-63.000.00-0.01100.00-0.030.00-63.000.00-0.01110.00-0.030.000.000.00-0.01------------------------------------------------------------------------------第1根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.0013.66-569.5120.000.000.000.000.00-630.71223 ------------------------------------------------------------------------------第2根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.0013.83-576.7720.000.000.000.000.00-636.04------------------------------------------------------------------------------第3根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力223 kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.0012.74-447.3720.000.000.000.000.00-497.48------------------------------------------------------------------------------第4根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.00146.99-694.8720.000.000.000.00223 95.59-746.27------------------------------------------------------------------------------第5根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.00132.63-575.0520.000.000.000.0081.77-625.92------------------------------------------------------------------------------承载能力极限状态内力组合效应总包络值（使用期——计自重）======================================第1跨梁223 ------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-347.140.000.00183.48-233.1020.00-362.68362.200.00183.48-233.1030.00-427.10423.240.00183.48-233.1040.00-497.24431.300.00183.48-233.1050.00-563.37439.360.00183.48-233.1060.00-614.53447.420.00183.48-233.1070.00-667.17455.480.00183.48-233.10223 80.00-732.95463.540.00183.48-233.1090.00-809.55471.600.00183.48-233.10100.00-900.38479.660.00183.48-233.10110.00-992.69487.720.00183.48-233.10------------------------------------------------------------------------------第2跨梁------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-992.6411.23-523.57185.84-235.4420.00-761.7927.50-485.05223 185.84-235.4430.00-624.9543.78-463.33185.84-235.4440.00-537.9860.05-443.80185.84-235.445114.38-529.1876.33-424.27185.84-235.446315.23-556.7492.60-404.74185.84-235.447505.81-592.86108.88-385.21185.84-235.448686.15-637.51125.15-365.68185.84-235.449856.23-690.72141.43-346.15185.84-235.44101020.05-756.45157.70-326.62185.84-235.44111186.40-843.51173.98-307.09185.84-235.44------------------------------------------------------------------------------第3跨梁223 ------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------11186.16-843.55212.32-227.49186.14-235.7121084.54-739.30231.85-211.21186.14-235.713972.66-643.61251.38-194.94186.14-235.714850.53-556.46270.91-178.66186.14-235.715718.14-477.85290.44-162.39186.14-235.716575.50-407.78309.97-146.11186.14-235.717422.61-346.27329.50-129.84186.14-235.71223 8273.14-293.29349.03-113.56186.14-235.719139.43-254.73368.56-97.29186.14-235.711073.83-415.71404.37-81.01186.14-235.71110.00-597.18425.53-64.74186.14-235.71------------------------------------------------------------------------------第4跨梁------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-439.890.00-352.670.01-0.0120.00-387.460.00-346.63223 0.01-0.0130.00-335.920.00-340.580.01-0.0140.00-285.280.00-334.540.01-0.0150.00-235.560.00-328.490.01-0.0160.00-186.740.00-322.450.01-0.0170.00-138.820.00-316.400.01-0.0180.00-88.150.00-310.360.01-0.0190.00-43.900.00-292.210.01-0.01100.00-0.530.00-286.630.01-0.01110.00-0.080.00-0.020.01-0.01------------------------------------------------------------------------------第1根桩223 ------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-1726.4220.000.000.000.000.00-1799.85------------------------------------------------------------------------------第2根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN223 ------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-1748.4120.000.000.000.000.00-1819.53------------------------------------------------------------------------------第3根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-1483.9220.000.000.000.000.00-1544.06------------------------------------------------------------------------------223 第4根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-1904.7220.000.000.000.000.00-1966.40------------------------------------------------------------------------------第5根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN223 ------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-1708.1820.000.000.000.000.00-1769.22------------------------------------------------------------------------------正常使用极限状态内力组合效应总包络值（使用期——计自重）======================================第1跨梁------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-148.780.000.0078.64-93.2420.00-160.21222.500.00223 78.64-93.2430.00-207.83258.800.0078.64-93.2440.00-260.21265.000.0078.64-93.2450.00-311.47271.200.0078.64-93.2460.00-356.92277.400.0078.64-93.2470.00-403.61283.600.0078.64-93.2480.00-451.54289.800.0078.64-93.2490.00-506.90296.000.0078.64-93.24100.00-566.72302.200.0078.64-93.24110.00-627.78308.400.0078.64-93.24------------------------------------------------------------------------------第2跨梁223 ------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-627.750.00-324.0579.76-94.0920.00-483.770.00-307.7779.76-94.0930.00-373.300.00-291.5079.76-94.0940.00-271.360.00-275.2279.76-94.09558.24-217.240.00-258.9579.76-94.096179.65-181.060.00-242.6779.76-94.097292.51-153.430.00-226.4079.76-94.09223 8396.82-134.340.00-210.1279.76-94.099492.60-123.807.62-193.8579.76-94.0910582.26-124.2423.89-177.5779.76-94.0911671.22-141.0640.17-161.3079.76-94.09------------------------------------------------------------------------------第3跨梁------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------1671.07-141.08100.02-85.6279.90-94.182623.29-107.09116.30-69.34223 79.90-94.183566.96-81.64132.57-53.0779.90-94.184502.09-64.74148.85-36.7979.90-94.185428.67-56.38165.12-20.5279.90-94.186346.71-56.56181.40-4.2479.90-94.187256.20-65.29197.670.0079.90-94.188157.15-82.57213.950.0079.90-94.18951.34-110.17230.220.0079.90-94.18100.00-231.22246.500.0079.90-94.18110.00-364.90262.770.0079.90-94.18------------------------------------------------------------------------------第4跨梁223 ------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.00-270.760.00-221.210.00-0.0120.00-237.940.00-216.560.00-0.0130.00-205.810.00-211.910.00-0.0140.00-174.370.00-207.260.00-0.0150.00-143.630.00-202.610.00-0.0160.00-113.580.00-197.960.00-0.0170.00-84.240.00-193.310.00-0.01223 80.00-55.590.00-188.660.00-0.0190.00-27.640.00-184.010.00-0.01100.00-0.390.00-179.360.00-0.01110.00-0.040.00-0.010.00-0.01------------------------------------------------------------------------------第1根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-994.3820.000.000.000.00223 0.00-1055.57------------------------------------------------------------------------------第2根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-1007.0420.000.000.000.000.00-1066.31------------------------------------------------------------------------------第3根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力223 最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-900.8120.000.000.000.000.00-950.92------------------------------------------------------------------------------第4根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-1082.78223 20.000.000.000.000.00-1134.18------------------------------------------------------------------------------第5根桩------------------------------------------------------------------------------J最大弯矩最小弯矩最大剪力最小剪力最大轴力最小轴力kN-mkN-mkNkNkNkN------------------------------------------------------------------------------10.000.000.000.000.00-962.5020.000.000.000.000.00-1013.36------------------------------------------------------------------------------223'