【沉箱式散货码头稳定性验算计算案例3000字】

沉箱式散货码头稳定性验算计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u19964沉箱式散货码头稳定性验算计算案例 1279701.1作用效果组合 1145621.2沉箱吃水和干舷高度的验算 299481.3沉箱的浮游稳定性验算 3171001.3.1稳定性计算 3297151.3.2解决措施 3278811.4抗滑稳定性验算（不考虑波浪作用） 4185761.5抗倾稳定性的验算 5242121.6基床承载力验算 6284971.6.1作用效果组合 770851.6.2持久组合一情况下基床顶面的应力计算（极端高水位） 7138341.6.3持久组合二情况下基床顶面的应力计算（设计低水位） 71.1作用效果组合持久组合一：；持久组合二：；持久组合三：；持久组合四：；偶然组合：需要进行抗震计算。表5.5码头荷载标准值汇总表作用分类力（kN/m)力（kN/m)（kNm/m)倾覆（kNm/m)永久作用自重力极端高水位1927.228/12285.34/设计高水位1915.138/12229.33/设计低水位2152.136/13785.44/施工期1425.940/7121.71/填料土压力极端高水位81.560310.760897.161890.530设计高水位81.413330.505950.5432157.551设计低水位97.270391.51711069.992702.998可变作用波浪力////堆货土压力47.766201.319525.4261958.048前沿堆货1401050门机作用（情况一）258.68912.6821045.584369.675门机作用（情况二）104.3618.116454.974231.592门机作用（情况三）459.9681.7641684.645197.16船舶系缆力-15.81829.507581.6461.2沉箱吃水和干舷高度的验算为了确保沉箱在下滑和漂浮时，水不会淹没沉箱顶部，所以应该满足：(1.1)式中，F：干舷高度（m）；H：沉箱高度（m）；T：沉箱吃水（m）；B：沉箱在水面处宽度（m）；：沉箱倾角，本次浮运采用7°；h：施工期水位2.5m；S：沉箱干舷富裕高度，取0.5m。沉箱材料的体积：V沉箱=0.9×15.93×20+1.5×15.93×8+9×0.5×50+1.5×0.5×2×20+0.5×0.04×15.83×40+0.5×0.04×7.55×2×10=765.715（m3）；体积矩：M=(0.9×15.93×20+1.5×15.93×8)×8.3+(9×0.5×50)×0.25+(1.3×0.5×40)×0.3+(0.2×15.83×40)×8.3+(0.02×7.55×20)×0.6=5083.544m4；重心高度：yc；排开水的体积：V=765.715×25/10.25=1867.6（m3）；前后趾排开水体积：v=26（m3）；沉箱吃水T=（V-v）/（20×9）=（1867.6-26）/180=10.23（m）；根据上式计算：，干舷高度满足要求。1.3沉箱的浮游稳定性验算1.3.1稳定性计算重心：yc=5083.544/765.715=1.64（m）；；重心到浮心的距离：；定倾半径根据规范可得[8]：（1.2）（1.3）（1.4）式中，I：；i：；V：沉箱的排水量(m3)；L：沉箱的长度（m）；B：沉箱在水面处的宽度（m）；代入数据可得：定倾高度计算公式：（1.5）式中，m：定倾高度（m），应大于0.4m；：定倾半径（m），上述计算结果0.6a：沉箱重心到浮心的距离（m）。定倾高度：（m），浮游不稳定。1.3.2解决措施在沉箱中加入1m的水：①沉箱本身重力：765.715×24.5=18760.02（kN）重力矩：18760.02×1.64=124561.52（kN·m）②格内加水1米后重力：(4.05×3.7×1-0.5×0.04×0.9×4-0.5×0.04×7.55×2)×10.25×10=1498.448（kN）力矩：1498.448×1=1498.448（kN）③重力和：18760.02+1498.448=20258.47（kN）重力矩和：124561.52+1498.448=126064.96（kN）④重心：126064.96/20258.47=5.459（m）⑤沉箱排水体积：V=（765.715×24.5+1498.28）/10.25=1971.42(m3)⑥沉箱吃水：T=（1971.42-26）/（20×9）=10.836（m）⑦浮心：⑧重心与浮心的距离：5.459-5.351=0.108（m）⑨定倾半径：⑩定倾高度：>0.4满足沉箱的浮游稳定性。1.4抗滑稳定性验算（不考虑波浪作用）①土压力当作主导可变作用：（1.6）②系缆力当作主导可变作用：（1.7）③地震作用下码头抗滑稳定性按下式计算：（1.8）式中，d：结构系数，无波浪取1.0；PR：系缆力的分项系数，取1.0；G：自重力分项系数，取为1.0；T：系缆力分项系数，取1.0；E：土压力的分项系数，取1.35；PRH：系缆力水平分力标准值（kN）；；f：，取0.6；P：，取0.5；：竖向地震惯性力标准值（kN）；d：抗震调整系数，取0.88；PH、PV：，取1.0；EqH、EqV（kN）；EQH、EQV：地震情况下（kN水上3°水下6°；水上Kac=0.467；Kac=0.469；极端高水位：EH=810.76（kN），=181.56（kN）；设EH=750.124（kN），=187.225（kN）；EH=579.251（kN），=141.327（kN）；EQH=273.442（kN），EQV=137.857（kN）。CKH=0.3×0.2×2.25×1915.138=258.544kN；CKV=0.3×1/3×0.2×2.25×1915.138=81.181（kN）；CKH=0.3×0.2×2.25×1927.228=260.176（kN）；竖向地震惯性力：PVCKVW=0.3×1/3×0.2×2.25×1927.228=81.75（kN）。计算结果见表1.1、1.2、1.3、1.41.5抗倾稳定性的验算①以土压力为主动作用：（1.9）②以系缆力为主导作用：(1.10)③地震作用下码头抗滑稳定性按下式计算：(1.11)式中，MEH、MEV：分别在可变的影响下土压力的汇总状态所作用的倾覆和稳定力矩（kN·m）；MEqHMEqV；；MEH、MEV：地震情况下的倾覆和稳定力矩（kN·m）；MEQHMEQV：地震情况下（kN·m）；RE：抗震调整系数，取1.15。[8]MEH=1890.530（kN·m），MEV=897.160（kN·m）；MEH=2157.551（kN·m），MEV=950.543（kN·m）；MEH=2702.998（kN·m），MEV=1069.99（kN·m）；MEQH=1921.224（kN），MEQV=1505.426（kN）。1.6基床承载力验算基床承载力的验算公式为[8]：（1.12）式中，1.0；：最大应力标准值（kN）；y：基床承载力设计值，取600kPa。1.1.1作用效果组合；持久组合二：设计低水位（永久）+堆货、堆货、门机二土压力（非主导可变）；偶然组合：7度，需进行抗震计算。1.1.2持久组合一情况下基床顶面的应力计算（极端高水位）①作用在基床顶面的竖向合力标准值：VK=1927.228+81.560+47.766=2051.554（kN/m）；②：MR=12285.34+897.16+525.426=13707.926（kNm/m）；③：M0=1890.530+1935.048=3825.578（kNm/m）；合力作用点与墙前趾的距离[8]：>B/3=3.667单宽基顶应力标准值：（1.13）(1.14)式中，：；B：墙底宽度；e：偏心距。e=B/2-=11/2-4.805=0.695(m)，基床承载力计算结果满足设计要求。1.1.3持久组合二情况下基床顶面的应力计算（设计低水位）①作用在基床顶面的竖向合力标准值：VK=2152.136+97.270+47.766+140+104.361=2541.533（kN/m）；②竖向合力标准值：MR=13785.44+1069.99+525.426+1050+454.974=16885.83（kNm/m）；③倾覆力标准值：M0=2702.998+1958.048+231.592=4897.638（kNm/m）；④合力作用点与墙前趾的距离：>B/3=3.667⑤墙底面合力标准值作用点的偏心距e=B/2-=11/2-4.717=0.783(m)⑥基床顶标准值基床承载力计算结果满足设计要求。1.1.4.1持久组合一情况下地基承载力验算由上述公式和数据可以直接算出：验算公式：（1.15）式中，；1.0；：（kPa）；：基床承载力设计值，取550kPa。经检验：，满足地基承载要求。1.1.4.2持久组合二情况下地基承载力验算由上述公式和数据可以直接算出：=229.99（kPa）<550，满足地基承载要求。PAGEPAGE50表1.1抗滑稳定性验算计算表（持久作用）项目组合情况：系数结果G结果结论持久组合一1.01.35310.760201.3190.71.4029.507721.9741.01.01927.2281.3581.56047.7660.61261.091稳定持久组合二1.01.35330.505201.3190.71.4029.507753.6291.01.01915.1381.3581.41347.7660.61257.768稳定项目组合情况：系数结果G结果结论持久组合三1.01.35330.505201.3190.71.4029.507628.4631.01.01915.13815.8281.41347.7660.61232.873稳定持久组合四1.01.35310.760201.3190.71.4029.507655.8071.01.01927.22815.8281.56047.7660.61231.197稳定表1.2抗倾稳定性验算计算表（持久作用）项目组合情况系数MEHMEqHMPR结果MGMEvMEqV结果结论持久组合一1.01.351890.5301958.0480.71.40581.6466010.5851.251.012285.341.35897.160525.42611217.546稳定持久组合二1.01.352157.5511958.0480.71.40581.6466371.0631.251.012229.331.35950.543525.42614037.989稳定项目组合情况系缆力为主导可变作用：系数MEHMEqHMPR结果MGMEvMEqV结果结论持久组合三1.01.352157.5511958.0480.71.40581.6465577.3541.251.012229.331.35950.543525.42611207.272稳定持久组合四1.01.351890.5301958.0480.71.40581.6465211.8751.251.012285.341.35897.160525.42611194.427稳定表1.3抗滑稳定性验算计算表（偶然作用）项目组合情况系数结果G结果结论偶然组合一1.01.35810.76235.8261.0260.1761.00.5-15.8181665.1581.02172.221.35187.483131.1471.00.597.7500.60.881745.622稳定偶然组合二1.01.35750.124235.8261.0258.5441.00.5-15.8181584.6681.02232.371.