浙江舟山武钢煤碳码头设计_港口航带与海岸工程毕业论文设计.doc
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1、(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)目 录1 绪论31.1 舟山港概况31.2 舟山港信息32 设计资料42.1 货运资料42.2 设计船型42.3 水文气象资料42.4 地形地质资料53 码头的主要尺寸及平面布置73.1 码头的主要尺寸73.2 码头平面布置83.3 码头的结构选型83.4 高桩码头的结构型式94 码头荷载的计算104.1 作用在船舶上的风荷载104.2 作用在船舶上的水流力105 面板的计算135.1 面板的简单计算数据135.2 跨度计算135.3 板的配筋比例156 纵梁的计算186.1 纵梁计算及数据186.2 跨度计算186.3 工艺荷载196.4 作
2、用效应206.5 作用的效益组合316.6 纵梁的配筋计算357 横梁的计算387.1 横梁截面图387.2 横梁配筋计算387.3 正常使用下极限状态验算398 桩基的计算428.1 桩基的根本情况428.2 持久状况桩的轴力计算428.3 持久状况桩的弯矩计算448.4 桩身内力计算469 靠船构件的计算479.1 概述479.2 靠船构件内力计算479.3 靠船构件的配筋计算4810 岸坡稳定的计算5210.1 计算原理5210.2 计算条件5210.3 稳定性计算5210.4 结论52参考文献54浙江舟山武钢煤炭码头设计徐浙江海洋学院 海运与港航建筑工程学院,浙江 舟山 316004摘
3、 要 本设计选题源自于实际工程工程建设舟山武钢矿石码头,在综合考虑已有设计资料和设计条件的根底上,分析已有的设计个案,来进行此课题的设计。通过实际工程工程进行研究设计,理论联系实际,通过对工程的设计研究,更进一步的理解和运用学习到的知识,更为熟练自如的掌握知识,为以后在实际工作中积累相应的经验和知识。关键词高桩;煤炭码头;内力计算;连接形式;配筋A design of WuGang PortXuSchool of Maritime and Civil EngineeringZhejiang ocean University,Zhoushan,Zhejiang,316004Abstractdes
4、ign topics from the actual project construction Zhoushan Wuhan Iron ore terminal design, comprehensive consideration on the basis of the existing design data and design conditions, the analysis of the existing design cases, to make this topic. Through actual projects, study design, theory with pract
5、ice, learning to understand and apply through the study of the design of the project, further knowledge, more skilled and comfortable grasp of knowledge, accumulated experience and knowledge in the practical work for the future .Key Words, connection type,reinforcement1 绪论 舟山港概况 舟山港区域是我国港口资源最优秀和最丰富的
6、地区之一,港域内近岸水深10米以上的深水岸线长约333公里,港口建设可用岸线约为223公里,其中尚未开发的深水岸线约为184公里。港口目前已建成各类泊位达750多个,吞吐能力超过2亿吨。经过近几年的开展,舟山港已初步形成了一干线四大基地,即集装箱远洋干线港、国内最大的矿石中转基地、国内最大的原油转运基地、国内沿海最大的液体化工储运基地和华东地区重要的煤炭运输基地。成为上海国际航运中心的重要组成局部和深水外港,是国内开展最快的综合型大港。 舟山港信息 航道:全市港域水面宽阔,航门水道众多,其中以虾峙门航道、金塘水道、册子水道、佛渡水道、乌沙门水道、岱山水道为主体构成25条海上网络通道,分别组成了
7、东、南、西、北向的四条主航道即:虾峙门航道(东),水深182米、佛渡水道(南),水深1485米、金塘水道(西),水深20一100米和册子水道(北),水深259l米,此外,还有条帚门和衢山、绿华山水道。上述水道可通向国内沿海地区及亚太地区的各大港口城市。虾峙门国际航道,高潮水深214224米,最浅处低潮水深182米,15万吨级载重货轮可自由进出,20万吨级船舶可乘潮进港,如稍加整治,航道水深可达一23米。本课题设计的模拟地点是舟山武钢,地处舟山六横凉潭岛,频临条帚门航道和虾峙门航道,地理位置优越,区位优势明显。 锚地:舟山海域锚地众多,可供大型船舶锚泊用的水面共有119平方公里,水深1125米,
8、形成大中小的组合锚地,可同时容纳锚泊万吨以上船舶数千艘。可供万吨以上船舶锚泊、装卸、避风的主要锚地,有马峙锚地、野鸭山锚地、清滋门锚地、六横东北锚地、衢山南锚地、白节山锚地、绿华山锚地等;供外轮引航待命的有虾峙门锚地等。各航道与锚地相互衔接,集疏方便,遮蔽性能好,形成舟山港域独特的优越性。2 设计资料 货运资料 年吞吐量到达1500万吨 设计船型 码头船型总长 m型宽 m型深 m满载吃水m卸船码头70000DWT散货船23019.1 100000DWT散货船250装卸码头3000DWT散货船9714 8 水文气象资料 水文资料 设计高水位: 设计低水位: 极端高水文: 极端低水位: 根据调查和
9、查资料,舟山武钢地区的50年一遇码头前沿设计波浪要素见下表:波向计算潮位H1%mH4%mHmTsNW-NNW设计高水位2124设计低水位2186W-WNW设计高水位3392设计低水位9821SW-WSW设计高水位4832设计低水位3839S-SSW设计高水位5316设计低水位8685 气象资料 一年的常风向是东风和东北风,出现的频率是9%和10%。春夏两季多东南风和东风,秋冬两季多北风和东北风。查资料得到舟山地区的最大风速是31.1ms,一年有八级以上的大风天数是25天。 历年35天,历年0天。舟山地区冬季海水不会出现冰冻现象,不会影响施工。 一年中最大降水量大约是1621.3毫米,最小降水量
10、约为567.3毫米,年平均降水量为1049.8毫米,平均每年积雪天数是5.6D,大暴雨的天数是8D。 地形地质资料 地形 港区陆域平坦,已建少量库场,前方土地充裕。地面高程一般在左右。港区江面极为开阔,自建港以来,港址处微冲不淤,水下地形变化状况较小。 地质 该区为冲击土层,根据地质钻探,拟建码头区各土层的分布自上而下及其物理力学性能如下: 1.灰色壤土及淤泥质壤土层:为表层土,陆区表层13米为人工填土,底面高程一般在左右。厚度大,层间混杂不均,薄层细砂、云母片、贝壳,土质极不均匀,流动性可塑。 2.灰色细砂及粉砂层:夹不均匀薄层粘土、云母、贝壳等。质不均,呈饱和状,标准贯入试验结果,层顶N=
11、10,随深度递增,层底面一般可达N=40,平均N=25。经测定相对密度Dr=0.55,属中密状,底面高程一般在左右。 3.灰色壤土:层厚约34米左右,夹不均匀细砂、质不均,饱和状,该土层较表层土略佳,可塑硬塑,底面高程一般在左右。 4.灰色细砂层:夹不均匀细砂、云母、贝壳等。标准贯入试验N=3540,属密实状。该土层厚度较大,钻孔未钻透。 各土层的物理力学指标如以下图所示:序 号容重(KNm3)含水量孔隙比压缩系数液限L(%)塑限P(%)qu(Nm3)固结快剪指标原状重塑灵敏度(度)C(KNm2)14518122N=26,Dr26036621234N=3540320 3 码头的主要尺寸及平面布
12、置3.1 码头的主要尺寸3.1.1 码头面高程 根据?海港总平面设计标准?JTJ211-99,第条,码头面高程设计按下式计算:其中:HWL设计高水位,根据设计资料是 0设计高水位时50年一遇H1%波列累积率为1%的波高波峰面高度 船舶靠岸的法向速度ms满载吃水量: =根据?港口工程荷载标准?JTJ215-98表-1查得:Vn取0.08 ms根据?海港工程设计手册中?附录1618页,选用DA-A600H3500标准反力型橡胶护舷: 吸收能量E=364kJ 反力R=1442kN船舶靠岸时的切向撞击力,根据?港口工程荷载标准?JTJ215-98,第条,船舶撞击力沿码头长度方向的分力标准值按下式计算:
13、式中,H船舶撞击力沿码头长度方向的分力标准值; 船舶撞击力法向分力标准值; 0.4。这里取0.4。那么5 面板的计算5.1 面板的简单计算数据面板厚度为50cm横梁采用倒T形截面纵梁采用矩形截面桩采用边长直径1000mm的预应力钢筋混凝土管桩横向排架间矩均为6米,板在纵梁上的搁置长度25cm5.2 跨度计算 图5-2-1 横截面断面图 图5-2-2 纵截面断面图 简支板计算跨度根据JTJ291-98?高桩码头设计与施工标准?,简支板计算跨度应按以下公式计算 弯矩计算:取,但不大于 剪力计算取式中计算跨度(m); 净跨(m) ; ); e板的搁置长度(m)排架间距10m,板的搁置长度为5m简支板
14、弯矩计算跨度 (m)但要不大于 (m) 取连续板计算跨度应按以下公式计算(1) 弯矩计算当时,当时,(2) 剪力计算式中梁的中心距离(m);梁的上翼缘宽度(m)短边方向: 长边方向:m 5.3 板的配筋比例 配筋的简单数据保护层厚度为c=50mm钢筋直径为20mm,那么 mm 预制板厚度h=500mm,那么有效高度为h-a=440mm混泥土采用C30,轴心抗压强度=MPa,弹性模量MPa,钢筋采用热轧钢筋级Q235,强度设计值=210MPa,弹性模量MPa。kNmkNm,kNmkNm。 配筋计算1长跨方向支座负弯矩:截面抵抗矩系数: 截面相对受压区高度: 纵向受力钢筋面积:mm2选用14200
15、共44根,=6772mm22长跨方向跨中正弯矩因跨中正弯矩数值与支座负弯矩相差不大,取与支座配筋相同。故长跨方向跨中处底部受力钢筋也为14200。3短跨方向支座负弯矩:mm2选用14200共25根,=3848mm2,满足最小配筋率的要求。4短跨方向夸中正弯矩:为方便施工,跨中采用与支座相同的配筋。故短跨方向底部受力钢筋也为16200。 面板弯矩作用下的裂缝验算根据?港口工程混凝土结构设计标准?JTJ267-98第条,在使用阶段允许出现裂缝的钢筋混凝土构件,应验算荷载的长期效应组合下的裂缝宽度。根据第5.6.2条,按下式进行验算:式中:最大裂缝宽度mm;构件受力特征系数,对受弯构件,取1.0;考
16、虑钢筋外表形状的影响系数,对光面钢筋,取1.4;考虑荷载长期效应组合或重复荷载影响的系数,取1.5;最外排纵向钢筋的保护层厚度,当大于50mm时,取50mm;钢筋直径; 纵向受拉钢筋的有效配筋率, 当时,取=0.01;当时,取=0.1; 有效受拉混凝土截面面积; 受拉区纵向钢筋截面面积; 1.长跨方向跨中正弯矩作用下的裂缝验算: ,取, MPa (mm) 0.25(mm),满足要求。 2.短跨方向跨中正弯矩作用下的裂缝验算: MPa (mm) 0.25(mm),所以满足要求。6 纵梁的计算 纵梁计算及数据 断面图 6-1-1 纵梁断面图 纵梁计算原那么 1.施工期:预制纵梁安装在下横梁上,按简
17、支梁计算,作用在梁上的荷载为预制梁自重及现浇接头混凝土重量,此时梁的有效断面为预制断面。 2.使用期:纵梁按刚性支撑连续梁计算,作用在梁上的荷载为码头面层自重和使用期可变作用,此时梁的有效断面为叠合断面,连续梁的内力计算采用清华大学土木系研制的结构力学求解器进行计算。6.2 跨度计算预制梁长为m,搁置长度,净跨,横向排架间距,如图6-2纵梁跨度示意图,弯矩和剪力计算跨度可依照?高桩码头设计与施工标准?JTJ291-98第条进行计算。图6-2-1 纵梁跨度示意图 简支梁计算弯矩计算跨度:m剪力计算跨度:m 其中:计算跨度 净跨 搁置长度 连续梁计算弯矩计算跨度:m剪力计算跨度:m 其中:横梁或桩
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