某港改建码头毕业设计.doc

上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 1 某港改建码头毕业设计某港改建码头毕业设计 1 1 总平面布置总平面布置 某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 75 m 设计低水位 高潮位累积频率曲线的 90 处 1 22 m 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 60 m 1 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 b LLd 单个泊位长度 m b L 设计船长 m 82 6m LL 富裕长度 m 按 海港总平面设计规范 查表取值为d 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 b L 1 1 2 2 泊位宽度 为了不占用主航道 泊位宽度 B 2b b 设计船宽 m b 13 6m B 2 13 6 27 2m 取 28m 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 25 m 复核标准 E 4 63 0 0 5 4 63 5 13 m 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 8m 1 1 2 4 码头前沿设计水深 D T Z1 Z2 Z3 Z4 Z2 K Z1 4 H D 码头前沿设计水深 m T 设计船型满载吃水 m T 4 47m 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 2 Z1 龙骨下最小富裕深度 m 查得 Z1 0 2m Z2 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 4 H 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 04 m 4 H Z3 船舶因配载不均而增加的船尾吃水值 m 杂货船可不 计 Z3 0 m Z4 备淤富裕深度 m Z4 0 5m D 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 0 m 所以水深条件肯定满足 1 1 3 港口主要建设规模的确定 1 1 3 1 泊位数和泊位年通过能力 N t P Q 因泊位利用率不好确定 所以用 t P B d f d z y K G t t tt t T 港口生产不平衡系数法来确定泊位年通过能力 泊位数N 码头年作业量 t 35 万 tQQ 一个泊位的年通过能力 t t P 泊位年营运天数 d y T 泊位年营运天数的确定 大雾 10 天 能见度 1000 降雨 15 天 日降水量 10 25 波浪 最大波高为 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 级风的 多年平均天数为 18 6 天 气温 由某港的地理位置 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 y T 装卸一艘设计船型所需的时间 h 21 43 有两台 z t z t 2p G 门机 后面会作说明 设计船时效率 t 台 h 70t 台 hpp 昼夜小时数 h 24h d t d t 昼夜非生产时间之和 h 3h t t 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 f t h 取 5h f t 设计船型的实际载货量 t 3000tGG 港口生产不平衡系数 查表得 1 6 B K B K 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 3 万 t Pt566 50 6 1 3000 24 5 324 43 21 4 331 万 N692 0 505660 350000 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 E dc Kyk rBKh t T KKQ A K Kq E 仓库和堆场所需的容量 应大于 倍设计船型容量 因为要考虑到一卸E 一装同时进行 年货运量 35 万 h Q h Q 仓库或堆场不平衡系数 1 1 BK K BK K 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 r K 100 r K 仓库或堆场年营运天数 d 365d yk T yk T 堆场容积利用系数 对件杂货取 1 0 K 货物在仓库或堆场的平均堆存期 查得 10d dc t dc t 单位或有效面积的货物堆存量 查得 1 qq 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 K K 70 单层库 K K 2 倍设计船型容量 6000tE95t 10547 1365 1011 1350000 A 5 15068 7 01 95 10547 库场面积取为 16000 预留二线取 7000 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 72 78 2 200 1 t 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 60 272 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 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 4 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 2 m 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 Z N zzzl rbz KK nnn 1 装卸工人数 Z N 作业线数 2 z n z n 昼夜作业班次数 因某港较忙 所以用三班制 b n b n 每条作业线的配工人数 r n r n 装卸工人轮休率 zL K zL K 7 1 装卸工人出勤率 90 95 90 zz K zz K 7 46 9 0 7 1 1 632 NZ 取 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 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 人 侯工室 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 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 5 材料供应站 泊位 码头水手间 间 不宜小于 人 加油站 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 b LLd 单个泊位长度 m b L 设计船长 m 161 4m LL 富裕长度 m 按 海港总平面设计规范 查表取值为d 18 20m 161 4 2 18 20 197 4 201 4m 由于 1 和 2 码头连片布置 所以泊位长度 b L 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 2b b 设计船宽 m b 20 2m B 2 20 2 40 4m 取 41m 1 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 25 m 复核标准 E 4 63 0 0 5 4 63 5 13 m 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 8m 1 2 1 4 码头前沿设计水深 D T Z1 Z2 Z3 Z4 Z2 K Z1 4 H D 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 2m Z2 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 4 H 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 1 m 4 H Z3 船舶因配载不均而增加的船尾吃水值 杂货船可不计 Z3 0 m Z4 备淤富裕深度 m Z4 0 5m D 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 0 m 所以水深条件肯定满足 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 6 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 N t P Q 因泊位利用率不好确定 所以用 t P B d f d z y K G t t tt t T 港口生产不平衡系数法来确定泊位年通过能力 泊位数N 码头年作业量 t 40 万 tQQ 一个泊位的年通过能力 t t P 泊位年营运天数 d y T 泊位年营运天数的确定 大雾 10 天 能见度 1000 降雨 15 天 日降水量 10 25 波浪 最大波高为 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 级风的 多年平均天数为 18 6 天 气温 由某港的地理位置 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 y T 装卸一艘设计船型所需的时间 h 85 71 有两台 z t z t 3p G 门机 后面会作说明 设计船时效率 t 台 h 70t 台 hpp 昼夜小时数 h 24h d t d t 昼夜非生产时间之和 h 3h t t 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 f t h 取 5h f t 设计船型的实际载货量 t 18000tGG 港口生产不平衡系数 查表得 1 5 B K B K 40 万 t Pt704 92 5 1 18000 24 5 324 85 71 4 331 万 N43 0 927040 400000 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 E dc Kyk rBKh t T KKQ A K Kq E 仓库和堆场所需的容量 应大于 倍设计船型容量 因为要考虑到一卸E 一装同时进行 年货运量 40 万 h Q h Q 仓库或堆场不平衡系数 1 1 BK K BK K 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 7 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 r K 100 r K 仓库或堆场年营运天数 d 365d yk T yk T 堆场容积利用系数 对件杂货取 1 0 K 货物在仓库或堆场的平均堆存期 查得 10d dc t dc t 单位或有效面积的货物堆存量 查得 3 5 qq 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 K K 70 单层库 K K Et 8 12054 1365 1011 1400000 A 3 4920 7 05 3 8 12054 库场面积取为 10000 满足大于 2 倍设计船型容量的要求 预留二线取 5000 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 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 72 78 2 200 1 t 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 60 272 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 2 m 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 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 8 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 Z N zzzl rbz KK nnn 1 装卸工人数 Z N 作业线数 3 z n z n 昼夜作业班次数 因某港较忙 所以用三班制 b n b n 每条作业线的配工人数 r n r n 装卸工人轮休率 zL K zL K 7 1 装卸工人出勤率 90 95 90 zz K zz K 05 70 9 0 7 1 1 633 NZ 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 人 侯工室 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 泊位 码头水手间 间 不宜小于 人 加油站 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 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 9 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 15cm 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 9 m 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 95m 2 1 2 预制板起重量验算 G Lb a b 钢筋砼 G 预制板自重 kN Lb 预制板的长度 m Lb 4 9 m 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 10 a 预制板的宽度 m a 7m b 预制板的厚度 m b 0 25m 钢筋砼的重度 kN m3 25 kN m3 钢筋砼 钢筋砼 G 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 h1 钢筋砼 q1 板的自重 kPa h1 板的厚度 m h1 0 4m 钢筋砼的重度 kN m3 钢筋砼 25 kN m3 钢筋砼 q1 25 0 4 10 kPa 2 1 3 2 砼垫层自重 q2 h2 砼 q2 砼垫层的自重 kPa h2 砼垫层的厚度 m h2 0 1m 砼的重度 kN m3 砼 24 kN m3 砼 q2 24 0 1 2 4kPa 2 1 3 3 整个板的自重 q0 q1 q2 q0 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 4 kPa 2 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 20 kPa 2 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 2 00 8 1 LqM 永 永久荷载产生的跨中弯矩 永 MmkN q0 整个板的自重 kN m q0 12 4 kN m 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 11 L0 板的计算跨度 m L0 4 95m mkNM 98 3795 4 4 12 8 1 2 永 2 1 4 2 堆货荷载产生的跨中弯矩 2 00 8 1 LqM 堆 堆货荷载产生的跨中弯矩 堆 MmkN q0 堆货荷载 kN m q0 20 kN m L0 板的计算跨度 m L0 4 95m mkNM 26 6195 4 20 8 1 2 堆 2 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 2 1i i yPM M 牵引平板车荷载产生的跨中弯矩 mkN P 牵引平板车的简化集中力 kN P 50kN yi 牵引平板车荷载影响线的各荷载位置下的纵距 m mkN 25 9020 902550M 2 1 5 抗弯模量 2 6 1 bhW W 面板的抗弯模量 m3 b 垂直于板跨方向的板宽 m b 1m h 板的厚度 m h 0 4m 32 0267 0 4 01 6 1 mW 2 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 可变永中 MMM 荷载组合后的跨中弯矩 中 MmkN 永久荷载在跨中产生的弯矩 37 98 永 MmkN 永 MmkN 可变荷载在跨中产生的弯矩 61 26 可变 MmkN 可变 MmkN 荷载组合系数 0 7 mkNM 155 10125 907 098 37 中 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 12 2 1 7 抗裂安全验算 中 M WR K fm f 抗裂安全系数 f K 截面影响系数 查 港口工程砼结构设计规范 得 1 55 m m 砼的轴心抗拉强度 由于采用的是 C30 号砼 所以 2000kPa f R f R W 板的抗弯模量 m3 W 0 0267 m3 荷载组合后的跨中弯矩 101 155 中 MmkN 中 MmkN 0 6 0 7818 0 155 101 0267 0 10255 1 3 f K 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 永 M 可变 M 距为 7m 所以 L0 L中 中 7m 2 2 2 预制门机纵梁起重量验算 预制门机纵梁断面面积 S 0 72 m2 4 10 1565100501580 预制门机纵梁自重 G L0 S 钢筋砼 G 预制门机纵梁自重 kN L0 门机纵梁的长度 m L0 7 m S 门机纵梁断面面积 m2 S 0 72m2 钢筋砼的重度 kN m3 25 kN m3 钢筋砼 钢筋砼 G 7 0 72 25 126 kN 12857 14 kg 陆上起重能力 60t 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 13 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 1 q 钢筋砼 门机纵梁自重 kN m 1 q S 门机纵梁断面面积 m2 S 0 72m2 钢筋砼的重度 kN m3 25 kN m3 钢筋砼 钢筋砼 25 0 72 18 kN m 1 q 2 2 3 2 面板层自重 kPaq 4 12 2 2 2 3 3 门机纵梁上的面板层自重 如图 23 qqL 门机纵梁上的面板层自重 kN m 3 q 门机纵梁承受的面板宽度 m LmL625 3 25 5 2 2 1 mkNq 95 44625 3 4 12 3 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 qq4L 门机纵梁上的堆货荷载 kN m 4 q 堆货荷载 kPa 20kPaqq L 门机纵梁承受的面板宽度 m mL625 3 25 5 2 2 1 20 3 625 72 5kN m 4 q 2 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 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 14 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 2 031 8 1 LqqM 永 永久荷载产生的跨中弯矩 永 MmkN q1 门机纵梁自重 kN m q1 18 kN m q3 门机纵梁上的面板层自重 kN m q3 44 95 kN m L0 门机纵梁的长度 m L0 7m mkNM 57 385795 4418 8 1 2 永 2 2 4 2 堆货荷载产生的跨中弯矩 2 04 8 1 LqM 堆 堆货荷载产生的跨中弯矩 堆 MmkN q4 堆货荷载 kN m q0 72 5 kN m L0 门机纵梁的长度 m L0 7m mkNM 06 4447 5 72 8 1 2 堆 2 2 4 3 流动机械荷载产生的跨中弯矩 流 M 0 4 1 PL 流动机械荷载产生的跨中弯矩 流 MmkN P 流动机械荷载 kN P 100 kN L0 门机纵梁的长度 m L0 7m 流 MkN1757100 4 1 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 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 15 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 4 1i i yPM M 门机荷载产生的跨中弯矩 mkN P 门机的轮压 kN P 250kN yi 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 5mkN 2 2 4 4 2 二台门机 此时有两种情况最不利 如下 情况 影响线如图 门机的支腿荷载对称分布在跨中 8 1i i yPM M 门机荷载产生的跨中弯矩 mkN P 门机的轮压 kN P 220kN yi 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 1320mkN 情况 影响线如图 门机有一个支腿作用在跨中 7 1i i yPM M 门机荷载产生的跨中弯矩 mkN P 门机的轮压 kN P 220kN yi 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 1375mkN 综上所述 当二台门机作用时的情况 跨中产生的弯矩最大 M 1375mkN 2 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 门机荷载起控制作用 可变永中 MMM 荷载组合后的跨中弯矩 中 MmkN 永久荷载在跨中产生的弯矩 385 57 永 MmkN 永 MmkN 可变荷载在跨中产生的弯矩 444 06 1375 1819 06 可变 MmkN 可变 M mkN 荷载组合系数 0 7 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 16 mkNM 912 165806 18197 057 385 中 2 2 6 门机纵梁高度验算 6 fm f RB MK h 中 h 门机纵梁所须高度 m 抗裂安全系数 1 1 f K f K 截面影响系数 查 港口工程砼结构设计规范 得 1 5 m m 砼的轴心抗拉强度 由于采用的是 C30 号砼 所以 2000kPa f R f R 荷载组合后的跨中弯矩 1658 912 中 MmkN 中 MmkN B 门机纵梁底宽 m B 0 5m 预加应力 kPa 8000 kPa 1 3mmh208 1 100005 15 0 912 16581 16 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 永 M 可变 M 距为 7m 所以 L0 L中 中 7m 2 3 2 预制中纵梁起重量验算 预制中纵梁断面面积 S 24 51 0 10551540801570m 预制中纵梁自重 G L0 S 钢筋砼 G 预制中纵梁自重 kN L0 中纵梁的长度 m L0 7 m 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 17 S 中纵梁断面面积 m2 S 0 51m2 钢筋砼的重度 kN m3 25 kN m3 钢筋砼 钢筋砼 G 7 0 51 25 89 25 kN 9107 14 kg 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 1 q 钢筋砼 中纵梁自重 kN m 1 q S 中纵梁断面面积 m2 S 0 51m2 钢筋砼的重度 kN m3 25 kN m3 钢筋砼 钢筋砼 25 0 51 12 75 kN m 1 q 2 3 3 2 面板层自重 kPaq 4 12 2 2 3 3 3 中纵梁上的面板层自重 如图 23 qqL 中纵梁上的面板层自重 kN m 3 q 中纵梁承受的面板宽度 m LmL25 5 mkNq 1 6525 5 4 12 3 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 qq4L 中纵梁上的堆货荷载 kN m 4 q 堆货荷载 kPa 20kPaqq L 中纵梁承受的面板宽度 m mL25 5 20 5 25 105kN m 4 q 2 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 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 18 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 2 031 8 1 LqqM 永 永久荷载产生的跨中弯矩 永 MmkN q1 中纵梁自重 kN m q1 12 75 kN m q3 中纵梁上的面板层自重 kN m q3 65 1 kN m L0 中纵梁的长度 m L0 7m mkNM 83 4767 1 6575 12 8 1 2 永 2 3 4 2 堆货荷载产生的跨中弯矩 2 04 8 1 LqM 堆 堆货荷载产生的跨中弯矩 堆 MmkN q4 堆货荷载 kN m q0 105 kN m L0 中纵梁的长度 m L0 7m mkNM 13 6437105 8 1 2 堆 2 3 4 3 流动机械荷载产生的跨中弯矩 流 M 0 4 1 PL 流动机械荷载产生的跨中弯矩 流 MmkN P 流动机械荷载 kN P 100 kN L0 中纵梁的长度 m L0 7m 流 MkN1757100 4 1 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 可变永中 MMM 荷载组合后的跨中弯矩 中 MmkN 永久荷载在跨中产生的弯矩 476 83 永 MmkN 永 MmkN 可变荷载在跨中产生的弯矩 643 13 可变 MmkN 可变 MmkN 荷载组合系数 0 7 mkNM 02 92713 6437 083 476 中 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 19 2 2 6 中纵梁高度验算 6 fm f RB MK h 中 h 中纵梁所须高度 m 抗裂安全系数 1 1 f K f K 截面影响系数 查 港口工程砼结构设计规范 得 1 5 m m 砼的轴心抗拉强度 由于采用的是 C30 号砼 所以 2000kPa f R f R 荷载组合后的跨中弯矩 927 02 中 MmkN 中 MmkN B 中纵梁底宽 m B 0 4m 预加应力 kPa 8000 kPa 1 1mmh01 1 100005 14 0 02 9271 16 满足所须要求 2 4 边纵梁设计 边纵梁预制高度为 90cm 底宽 30cm 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 永 M 可变 M 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 24 3 010 5 371530601545m 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 1 q 钢筋砼 边纵梁自重 kN m 1 q 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 20 S 边纵梁断面面积 m2 S 0 3m2 钢筋砼的重度 kN m3 25 kN m3 钢筋砼 钢筋砼 25 0 3 7 5 kN m 1 q 2 4 3 2 面板层自重 kPaq 4 12 2 2 4 3 3 边纵梁上的面板层自重 如图 23 qqL 边纵梁上的面板层自重 kN m 3 q 边纵梁承受的面板宽度 m LmL12 2 1 mkNq 4 121 4 12 3 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 qq4L 边纵梁上的堆货荷载 kN m 4 q 堆货荷载 kPa 20kPaqq L 边纵梁承受的面板宽度 m mL12 2 1 20 1 20kN m 4 q 2 4 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 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 2 031 8 1 LqqM 永 堆货荷载产生的跨中弯矩 永 MmkN q1 边纵梁自重 kN m q1 7 5 kN m q3 边纵梁上的面板层自重 kN m q3 12 4 kN m L0 边纵梁的长度 m L0 7m 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 21 mkNM 89 1217 4 125 7 8 1 2 永 2 4 4 2 堆货荷载产生的跨中弯矩 2 04 8 1 LqM 堆 堆货荷载产生的跨中弯矩 堆 MmkN q4 堆货荷载 kN m q4 20 kN m L0 边纵梁的长度 m L0 7m mkNM 5 122720 8 1 2 堆 2 4 4 3 流动机械荷载产生的跨中弯矩 流 M 0 4 1 PL 流动机械荷载产生的跨中弯矩 流 MmkN P 流动机械荷载 kN P 100 kN L0 边纵梁的长度 m L0 7m 流 MkN1757100 4 1 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 可变永中 MMM 荷载组合后的跨中弯矩 中 MmkN 永久荷载在跨中产生的弯矩 121 89 永 MmkN 永 MmkN 可变荷载在跨中产生的弯矩 175 可变 MmkN 可变 MmkN 荷载组合系数 0 7 mkNM 39 2441757 089 121 中 2 4 6 边纵梁高度验算 6 fm f RB MK h 中 h 边纵梁所须高度 m 抗裂安全系数 1 1 f K f K 截面影响系数 查 港口工程砼结构设计规范 得 1 5 m m 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 22 砼的轴心抗拉强度 由于采用的是 C30 号砼 所以 2000kPa f R f R 荷载组合后的跨中弯矩 244 39 中 MmkN 中 MmkN B 边纵梁底宽 m B 0 3m 预加应力 kPa 2500 kPa 0 9mmh78 0 45005 13 0 39 2441 16 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 24 m2 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 2 6 1 1 悬臂梁自重 1 P 钢筋砼 1 V 悬臂梁自重 kN 1 P 钢筋砼的重度 kN m3 25 kN m3 钢筋砼 钢筋砼 悬臂梁的体积 m3 1 V kNP25 127 0 9 05 0 2 1 125 1 2 6 1 2 牛腿自重 2 P 钢筋砼 2 V 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 23 牛腿的自重 kN 2 P 钢筋砼的重度 kN m3 25 kN m3 钢筋砼 钢筋砼 牛腿的体积 m3 2 V kNP3125 1 335 0 25 0 2 025 2 2 6 1 3 纵向水平支撑 3 P 钢筋砼 3 V 牛腿的自重 kN 3 P 钢筋砼的重度 kN m3 25 kN m3 钢筋砼 钢筋砼 牛腿的体积 m3 3 V kNP54 163 035 0 7 0725 3 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 kNPP i i 1 30 3 1 靠船构件重心到码头前沿线的距离 m PP x317 0 1 30 633 0 257 05 04 01275 0 7 05 0125275 0 275 0 32 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 3000 t 解得 f 4412 42t 2 6 2 2 船舶靠岸时的有效撞击能计算 M 0 E 2 2 n V 船舶靠岸时的有效撞击能量 kJ 0 E 有效动能系数 0 7 上海港 3000 吨级 1 码头毕业设计计算书 24 M 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 n V 3000 的有掩护的海船的法向靠岸速度为 0 15 m s n V kJE75 3442 441215 0 2 7 0 2 0 2 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 P N 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 0 370 P 橡胶护舷的总反力 kN P 420kN N 0 370 420 155 4 kN 2 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