重力式码头稳定性验算

1、重力式码头稳定性验算及地基应力的计算填料回填砂内摩擦角为 32°，砂土的浮容重、湿容重分别为 9.5KN/m 3、18.5KN/m 3。码 头强背与铅垂线的夹角为 25°，地面水平，墙背为俯斜式设计。1. 设计思路为对码头进行稳定性验算， 需计算作用于墙背的主动土压力。 由于卸荷板、 不同区域填 料重度标准值的差异会对土压力强度分布产生影响， 所以此计算以设计高低水位的不同， 以 及码头不同深度进行分区域计算主动土压力。据此，在低水位时将回填土分成 HL、LO、OM、MN、NP 四部分在高水位时将回填土分成 HK、KL、LO、OM、MN、NP 五部分tan2. 相关系数的确

2、定外摩擦角的确定俯斜的混凝墙背与填料的摩擦角的标准值根据地基条件、 墙背形式、 粗糙程度等确定。 土或砌体墙背采用 1/3 倍填料内摩擦角标准值。=1/3 =10.6667 °破裂角 的确定第二破裂角按下式计算：sin0.(5 90 - )-0.5 sin 1() 29sin第 n 层填料主动土压力系数的确定第 n 层填料主动土压力系数 Kan 按下式计算：Kancos2()sin( )sin( )cos2 cos( ) 1cos( )cos( 因墙背后只用一种填料回填，该填料的内摩擦角在水上、水下均取 线的夹角 HL 部分为在 HL 段25°，其余部分为 0°，

3、所以此计算中填料主动土压力系数32。但墙背与铅垂 Kan 有两个取值。K ancos2()2 sin(cos cos( ) 1cos(2)sin( )0.5118)cos(在其余部分K an2cos (cos2 cos()2sin( )sin( )0.2843cos()cos( )地面荷载系数Kq 的确定地面荷载系数 Kq 按下式计算：Kqcoscos(3. 各部分土压力强度的计算设计低水位各部分土压力强度的计算第 n 层填料顶层的土压力强度按下式计算： 永久作用n-1en1 ( ihi )Kan cosi1 可变作用en1 qKqKan cos第 n 层填料底层的土压力强度按下式计算： 永久

4、作用en2 (ihi)Kan cosi1可变作用en2 qK qK an cos由上式求出设计低水位时各层顶层与底层的土压力强度该层名称回填料深度范围备注顶层永久作用底层永久作用可变作用HL回填砂0-2.7水上0.00023.1690.464qLO回填砂2.7-3.5水上23.16918.4080.284qOM回填砂3.5-4.4373侵水0.0002.5320.284qMN回填砂4.4373-6.2侵水2.53225.7010.284qNP回填砂6.2-8侵水25.70130.5620.284q设计高水位各部分土压力强度的计算如上，求出设计高水位时各层顶层与底层的土压力强度该层名称回填料深度

5、范围备注顶层永久作用底层永久作用可变作用HK回填砂0-1.2水上0.00010.2970.464qKL回填砂1.2-2.7侵水10.29716.9070.464qLO回填砂2.7-3.5侵水16.90712.5230.284qOM回填砂3.5-4.4373侵水0.0002.5320.284qMN回填砂4.4373-6.2侵水2.53219.8160.284qNP回填砂6.2-8侵水19.81624.6770.284q4. 各部分土压力的计算设计低水位各部分土压力的计算第 n 层填料土压力的合力按下列公式计算 永久作用En0.(5 en1 en2)hncosa可变作用EqnqK qK anhn由

6、上式求出设计低水位时各层的土压力该层 名称深度范围永久作用永久作用 水平分力永久作用 竖直分力可变作用可变作用 水平分力可变作用 竖直分力HL0-2.734.51228.03820.1231.542 q1.252 q0.899 qLO2.7-3.516.63116.3433.0780.231 q0.188 q0.135 qOM3.5-4.43731.1871.1660.2200.271 q0.220 q0.158 qMN4.4373 -6.224.88324.4534.6060.509 q0.414 q0.297 qNP6.2-850.63749.7629.3730.520 q0.423 q0

7、.303 q设计高水位各部分土压力的计算如上，求出设计高水位时各层的土压力该层 名称深度范围永久作用永久作用 水平分力永久作用 竖直分力可变作用可变作用 水平分力可变作用 竖直分力HK0-1.26.8175.5383.9750.685 q0.557 q0.400 qKL1.2-2.722.51218.28913.1260.857 q0.696 q0.500 qLO2.7-3.511.77211.5692.1790.231 q0.188 q0.135 qOM3.5-4.43731.1871.1660.2200.271 q0.220 q0.158 qMN4.4373 -6.219.69619.35

8、63.6460.509 q0.414 q0.297 qNP6.2-840.04439.3527.4120.520 q0.423 q0.303 q5. 码头稳定性验算重力式码头应进行稳定性验算， 设计低水位与高水位的相关参数取不同值， 所以应分别 验算两种情况下码头的稳定性。设计低水位时码头稳定性验算码头受到永久作用总土压力的水平分力和竖直分力标准值分别为EH=EHLO+EHOM+EHMN+EHNP=119.762 KNEV=EVLO+EVOM+EVMN+EVNP=37.4 KNEqH=EqHLO+EqHOM+EqHMN+EqHNP=2.497q KNEqV=EqVLO+EqVOM +EqVMN

9、 +EqVNP=1.792q KN不考虑波浪力、 剩余水压力，对岸壁码头，沿墙底面、墙身各水平缝和基床底面的抗滑 稳定性可按下是式计算0( EEH+ EEqH)1 ( GGE EVE EqV ) f根据规范，结构重要性系数0取 1.1 ，土压力分项系数 E取 1.35 ，结构系数 d 取 1，自重力分项系数 G取 1，沿计算面的摩擦系数设计值取0.55 。1.1 ×(1.35 ×119.762+1.35 ×2.497q ) ( G 1.35 37.4 1.35 1.792q ) 0.55对土压力强度进行分析， 得到各层合力的作用点， 并求出各层的水平分力标准值对计

10、算面前趾的倾覆力矩和竖向分力标准值对前趾的稳定力矩。该层 名称深度范围永久作用相对 前趾的坐标各层永久作 用水平力矩各层永久作 用竖直力矩各层可变作 用水平力矩各层可变作 用竖直力矩HL0-2.7(1.83,6.2)51.394124.7632.848 q5.880 qLO2.7-3.5(5.1,4.886)83.34915.0370.959 q0.662 qOM3.5-4.437(3.6,4.125)4.1980.9080.792 q0.637 qMN4.437-6.2(3.6,2.44)88.03111.2391.490 q0.796 qNP6.2-8(3.6,0.874)179.1438

11、.1921.523 q0.273 q则整个模型受到的永久作用水平力矩和竖直力矩分别为：M EH =406.115 , MEV=160.138 整个模型受到的可变作用水平力矩和竖直力矩分别为：M EqH =7.612 q , MEqV =8.248 q岸壁式码头， 对墙底面和墙身各水平缝及齿缝计算面前趾的抗倾稳定性， 在不考虑波浪作用，且由可变作用产生的土压力为主导可变作用时，可按下列公式检验：(0 E M EHEM EqH )1(GM GEM EVEM EqV )1.1 ×( 1.35 × 406.115+1.35 ×7.612 q)(G 1.35 160.138

12、 1.35 8.248 q) 0.55设计高水位时码头稳定性验算码头受到永久作用总土压力的水平分力和竖直分力标准值分别为EH=EHLY+EHYO+EHOM+EHMN +EHNP=95.27 KNEV=EVLY+EVYO+EVOM+EVMN+EVNP= 30.558 KNEqH=EqHLY+EqHYO+EqHOM+EqHMN+EqHNP=3.073q KN EqV=EqVLY+EqVYO+EqVOM+EqVMN+EqVNP=2.498q KN不考虑波浪力、 剩余水压力，对岸壁码头，沿墙底面、墙身各水平缝和基床底面的抗滑 稳定性可按下是式计算10( EEH+ EEqH) ( GGEEVEEqV)

13、fd根据规范，结构重要性系数 0取 1.1 ，土压力分项系数 E取 1.35 ，结构系数 d 取 1， 自重力分项系数 G取 1，沿计算面的摩擦系数设计值取0.55 。1.1 ×(1.35 ×95.27+1.35 ×3.073q) ( G 1.35 30.558 1.35 2.498q) 0.55对土压力强度进行分析， 得到各层合力的作用点， 并求出各层的水平分力标准值对计算 面前趾的倾覆力矩和竖向分力标准值对前趾的稳定力矩。该层 名称深度范围相对前趾的 坐标各层永久作 用水平力矩各层永久作 用竖直力矩各层可变作 用水平力矩各层可变作 用竖直力矩HK0-1.2(1

14、.97,7.2)10.9098628.621.128 q2.960 qKL1.2-2.7(2.13,6.25)38.9555782.03751.556 q3.070 qLO2.7-3.5(5.1,5.13)59.001911.178270.959 q0.662 qOM3.5-4.4373(3.6,3.875)4.19760.85250.792 q0.637 qMN4.4373 -6.2(3.6,2.126)69.68167.7513961.490 q0.796 qNP6.2-8(3.6,0.684)141.66725.0698081.523 q0.273 q则整个模型受到的永久作用水平力矩和竖直力矩分别为：M EH =324.413 , MEV=135.509整个模型受到的可变作用水平力矩和竖直力矩分别为：MEqH=7.612 q , MEqV =8.248 q岸壁式码头， 对墙底面和墙身各水平缝及齿缝计算面前趾的抗倾稳定性， 在不考虑波浪 作用，且由可变作用产生的土压力为主导可变作用时，可按下列公式检验：1(0 E M EHEM EqH ) ( GM G EM EVEM EqV )d1.1 ×( 1.