高桩码头任务书

1、高桩码头课程设计系名称：建筑工程系专业：港口班级：1班学号：6013207069姓名：胡梦璘指导教师：刘佳2012年12月16日 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 高桩码头课程设计说明书 1 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document .课程设计目的1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document .设计资料1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 码头用途：1 HYPERLINK l bookmar

2、k12 o Current Document 工艺要求：1靠泊作业船舶要求 1起重机作业要求 1堆货荷载要求1码头设施1 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 自然条件1地理位置1地质条件1水位资料2地震等级 2岸坡坡度2 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 建材供应2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 施工条件2 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 码头规划尺度2 HYPERLINK l bookmar

3、k22 o Current Document .码头结构设计3 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 码头形式选择3 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 码头结构尺度3码头宽度的确定 3码头结构沿长度方向的分段 3基桩的布置 3 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 桩基3钢筋混凝土桩3桩长计算4桩帽尺寸 4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 上部结构4结构系统4面板4纵梁5横梁5横向排架 错误！未定义书签

4、。面层6靠船构件6 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 缓冲设备7 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 系船设备8 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 工艺管沟8 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 护轮槛8 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 接岸结构8高桩码头课程设计计算书 错误！未定义书签。 TOC o 1-5 h z .荷载计算9永久荷载9 HYPE

5、RLINK l bookmark44 o Current Document 活荷载9堆货荷载9门机荷载9船舶荷载11参考规范及资料11高桩码头课程设计说明书.课程设计目的高桩码头课程设计是港口工程课的重要教学环节之一，是在学完港口工程课的基础上进行的，通过课程设计我们要达到以下这三点目的：.巩固和加深港工课所学的知识；.培养运用所学知识解决实际工程问题的能力，掌握设计方法；.提高计算和绘图技能，培养编写技术文件的能力。.设计资料码头用途：拟设计的高桩码头系河北省沧州地区黄骅港（原名大口河港）二期工程的主 要港口水工建筑物，供3000吨级沿海杂货船和1000吨级驳船系、靠及装卸件杂 货之用，主要

6、货种为玉米、棉花、盐、砂石料、土特产品等。工艺要求：靠泊作业船舶要求满足长100米、型宽14米、满载吃水5.5米，载货量为3000吨，满载排水量为 4900吨的2艘沿海杂货船同时靠泊和装卸作业要求。起重机作业要求满足轨距为10.5米起重量为5吨伸臂为25米的M-2-250型门座起重机在码头 上作业的要求。堆货荷载要求码头上均布荷载为前沿地带 q=25kN/m、前方堆场q2=40kN/m码头设施码头前沿应设置系、靠船设施及供电、供水设施，以供船舶安全方便系靠， 装卸作业和取得补给。自然条件地理位置按二期工程件杂货港区规划，拟建码头位于宣惠河河口段的左侧， 黄骅一期 煤码头下游约360米处的河段处

7、。地质条件拟建码头处的地基土壤物理力学性质指标，可据1椭占孔资料确定，见表2.1表2.1 码头地基土壤物理力学性质土层标 高 （m土壤名 称含水 量W （a天然 重度 （KN/m2空 隙比e快剪固快允许 承载力 （KN/ m2桩侧 极限 摩阻 力 （KN/ m2桩端极限 阻力（KN/m2()C Kg/ cm2（。）C Kg/ cm2-1.35至-3.45粘土（软一 流塑）36.718.51.055.90.1812.20.10801015-3.45至-13.45粘土（软一 流塑）38.618.31.097.00.1121.00.14802540-13.45至-26.85亚砂土（软 塑）21.21

8、9.90.6528.00.1415045601800水位资料设计高水位：+1.614 （黄海零点），设计低水位：-1.746;极端高水位：+3.114 ,极端低水位：-3.646;平均潮位：0.00。地震等级按70设防岸坡坡度设为1: 3建材供应砂、石料均由外地（山东及河北）通过水、陆运输运入工地，三材由国家 按计划满足供应，钢筋品种、规格按实际构造需要选用。施工条件由于当地码头施工力量薄弱，故码头施工可委托交通部第一航务工程局一 公司承担，如做灌注桩方案可委托天津市地基基础开发公司来承担。由于新建码头系在原港区附近，因此水陆运输、水电供应均能满足施工要求。码头规划尺度码头长：259米；码头前

9、沿标高：+3.36米（黄海零点）；港池底标高：-8.30米。.码头结构设计码头形式选择因高桩码头结构简单，能承受较大的荷载，用料省且施工速度快，所以常常需要打桩的地方便可以设计高桩码头，而黄骅港地区土质较软，承载力差，适合打桩，故选用高桩码头。码头结构尺度码头宽度的确定本码头采用宽桩台高桩码头，由于码头结构宽度大，结构总宽度内作用的荷载性质和大小不同，故用纵向变形缝将结构分为前后两部分 前方桩台和后 方桩台。前方桩台上设有轨距为10.5m的门座起重机，取宽度为14m；考虑门机 吊臂的最大伸距为30m,故取后方桩台宽度为24m0码头结构沿长度方向的分段为了避免在结构中产生过大的温度应力和沉降应力

10、，沿码头长度方向隔一定距离设置变形缝。变形缝的宽度取为20mm,变形缝内用泡沫塑料填充，以保证 结构自由伸缩。变形缝的间距取为63.8mo由于该地区土质条件不好，为了加强 对不均匀沉降的适应性，把结构分段处的两端做成悬臂式上部结构，悬臂的长度为1.3m。码头沿长度方向分为4段，每段长度64m。基桩的布置因考虑到前方桩台受有船舶作用力，对于前方桩台布置叉桩和斜叉桩，两 门机轨道梁中部布置一单直桩（设计时应考虑桩基之间的交接碰撞，所以要注意 扭转角度）；对于后方桩台均布置单直桩，不设叉桩。具体布置情况见横向排架 设计。桩基钢筋混凝土桩本码头采用预应力钢筋混凝土空心方桩，断面尺寸取为 500mmx

11、500mm, 空心直径为240mm,混凝土采用C40。桩尖的宽度为（0.20.25） b=100125mm, 取为100mm；桩尖段的长度为（1.01.5）b=500750mm,取为600mm；桩尖段箍筋 加密范围为3b=1500mm；桩头段加设钢筋网的长度为4b= 4X500= 2000mm。设 计打桩的入土深度为16.7m。桩的各段尺寸如图3.1所示。图3.1桩尺寸图桩长计算桩基长度为28.36m桩帽尺寸桩帽的平面形状采用方形，对于截面尺寸为 500mmx 500mm的单桩，桩 帽底面尺寸为800mmx 800mm,桩帽顶面尺寸为1200mmx 1200mm,桩帽高度 为600mm,桩帽形

12、式及断面尺寸如图3.2所示。图3.2单桩桩帽尺寸对于双直桩和叉桩上方的桩帽，相邻两根桩在桩顶处的净距取为 300mm, 桩帽底面尺寸为1600mm x 800mm,桩帽顶面尺寸为2000mm x 1200mm ,桩帽 形式及断面尺寸如图3.3所示。图3.3双桩桩帽尺寸上部结构结构系统在梁板式上部结构中，面板和横梁都是不可缺少的。因此，结构系统的型式取决于纵梁的设置。对于只设门机不设铁路的梁板式码头， 结构系统中至少要 设两根纵梁（门机前后轨道梁）可以不设其他纵梁，将面板直接放在横梁上。面板面板结构型式采用预制圆形空心单向板，板厚度取为 500mm,空心圆直径取为300mm,刖万桩台板长取为6.

13、1m,板宽：3.3m；后万桩台板长取为3.6m, 板宽2.3 m。预制空心板之间的横向接缝做成较接形式，缝两侧宽度20mm,中间宽度80mm,缝内用C30细石混凝土密实填充，面板断面如图3.4所示。图3.4面板断面图纵梁由于纵梁荷载较大，并且顶面需要装设钢轨，故采用空心矩形断面，采用下 部预制、上部现浇的叠合梁。纵梁断面如图 3.5所示。5D0昌图3.5纵梁断面图横梁前方桩台采用倒T形，下部预制安装，上部采用现浇，构成现场叠合式结 构，断面结构尺寸如图3.6(a)所示。为了减小梁的宽度又要满足板的搁置长度的 要求，后方桩台采用倒梯形断面，断面结构尺寸如图3.6(b)所示。S 口口(b)后方桩台

14、(a)前方桩台图3.6横梁断面图横向排架(1)前方桩台横向排架间距取为6.7 m,每段10组排架，两侧悬臂的长度为1.5 m。在横向 排架与前门机轨道梁交接下方设双直桩， 后门机轨道梁下设置叉桩，叉桩的坡度取为3:1。在两根门机轨道梁中间另设一直桩，桩距为 4.6 m。(2)后方桩台横向排架间距取为3.6米，每段17组排架，两侧悬臂长度为1.5m；在横向 排架下设置7组直桩，第一排直桩距后方桩台前沿2m,直桩间距为4m,共设6根 直桩，后方桩台不设叉桩。沿纵向方向不设叉桩。面层为找平码头地面和作为磨耗层，在面板上铺设60mm厚的混凝土面层。为防 止面层混凝土在气温变化时引起膨胀或产生裂缝，面层

15、设伸缩缝，缝宽 15mm, 缝深15mm,用沥青填塞，缝的间距为5m0面层上做坡度为1.0%的排水坡。为 排除梁格内的蒸汽，在面板内设置排气孔，直径为 50mm,间距3m。靠船构件由于板式靠船构件沿码头长度方向有全面的防护，小船不至误入码头下面，并可防护桩免收冰凌及其他漂浮物的撞击，该码头的靠船构件形式采用悬臂板 式。悬臂板式靠船构件由悬臂板、胸墙板和水平纵梁三部分组成，每两个横向排架之间设一块。悬臂板在预制场整体预制，运到现场安装，并与横梁整体连接。 两靠船构件之间在施工水位以上的接缝在现场浇筑，使其在码头长度方向连成整 体。靠船构件断面图如图3.7所示。mi1丐M7nnp -Q466d +

16、3T36+ L614至k +1.265 p *13-1.7 4t图3.7靠船构件.码头附属设备缓冲设备橡胶护舷考虑到结构简单，安装方便，吊挂的橡胶筒活动自由，摩擦阻力小。所以 选用圆筒形橡胶护舷。型号为：600X0）800高程布置在平均潮位0.00 。如图 4.1所示（尺寸选区详见后续计算）图4.1圆筒形橡胶护舷系船设备通过计算查得系船柱规格为xxxxxxx级，选用25t级单挡檐型系船柱，间距 取为25m,每段安放2个，沿码头长度方向共设置8个，系船柱中心线距码头前沿 线的距离为1.5m。系船柱型式如图4.即示。7DD图4.2 25t级单挡檐型系船柱工艺管沟码头前沿应设供电、供水设施，故铺设2

17、条工艺管沟，宽度均为0.7m,深 为1.6m,中间用隔板隔开，上面盖设厚度为0.15m,宽度为2.165m的盖板。设置 在码头前沿靠船构件和前纵梁之间。管沟底板接于靠船构件上。为排除管沟内积 水，在上面设置排水孔。护轮槛护轮槛断面为200 mm X 200 mm0接岸结构采用重力式挡土墙，如图4.3所示图4.3 L型挡土墙接岸结构.荷载计算永久荷载永久作用为上部结构的自重，包括横梁自重、各纵梁及以上各构件重力通过 纵梁支座反力传给横梁的集中力和靠船构件以集中力形式传给横梁的荷载。计算纵梁支座反力时，板按单向简支板考虑，纵梁按简支梁计算；混凝土标号：横梁为C30,桩为C4Q混凝土重度24KN/m

18、 ,钢筋混凝土重 度 25KN/n3 ;面层自重 24X 0.05 X 6.1=8.04kN/m面板自重25X(0.5X6.7-兀 X 0.152X6)= 73.15KN/m纵梁自重25X(0.4X12、X 0.12-0.5X0.2)X6=52.29 KN/m横梁自重25X (0.4 X 1.2+0.8X0.3)=18 KN/m靠船构件荷载自重 (0.1X0.1+0.2X4.15+1/2X 0.2X 1.1+1/2X0.2X2.85+1.6X0.2)义 25X 6+0.4X 0.2X 0.4X25=194.45 KN/m管沟盖板自重 24X0.15X2.45X 6.7=59.09KN/m护轮槛

19、自重 24X0.3X0.3X6.7=14.47KN/m活荷载堆货荷载码头前沿地带q0=25KN/m2传递给横梁的线布荷载 25X 6.7= 167.5KN/m门机荷载Mh-5-30型门机起重机的荷载通过轨道传到纵梁上，通过纵梁传到横梁上。门机共有4个支腿，每个支腿下有2个轮子(如图1.1)。当吊臂在位置I时，对 横向排架的作用最不利，所以选择计算这种情况。图1.1门座起重机工作状态以横向排架为支座，码头沿纵向简化为5跨连续梁，分别计算门机在三个位 置时的支座反力，可求出作用在横向排架上的最大荷载。A s B is C D 箝 E 节 FD IIIIUII-j_II01II I I I-1 II

20、 CIIII P：一 24 6811214 1518J般24 次探;3234 36,4244 4648 日：Z777Z/T777T777777/TT77777T-五跨连续梁计算示意图表1.11左1右1左1右系数30.0775-0.0209-1.00.0剪力（KN）34.1-9.196-160.00.0支座反力（KN ）43.296 （拉）160 （压）总支座反力（KN ）116.704 （压）表1.21左1右1左1右系数3-0.10680.0273-0.02590.1025剪力（KN）-46.99212.012-4.1441.681支座反力（KN ）59.004 （压）20.544 （压）总支座反力（KN ）79.548 （压）表1.31左1右1左1右系数3-1.00.00.0144-0.