沉箱码头计算书讲述.doc

任务要求： 码头设计高水位12米，低水位7.4米，设计船型20000吨，波高小于1米，地面堆货20kpa，Mh—16—30门座式起重机，地基承载力不足，须抛石基床。 一．拟定码头结构型式和尺寸 拟定沉箱尺寸： 船舶吨级为20000吨，查规范得相应的船型参数： 设计船型 总长（m） 型宽（m） 满载吃水（m） 183 27.6 10.5 即吃水为10.5米。 其自然资料不足，故此码头的前沿水深近似估算为： ， 设计低水位7.4米，则底高程：，因此定底高程-5.1m处。由于沉箱定高程即为胸墙的底高程，此处胸墙为现浇钢筋混凝土结构，要求满足施工水位高于设计低水位，因此沉箱高度要高于码头前沿水深12.1m。 综上，选择沉箱尺寸为： 。 下图为沉箱的尺寸图： 2．拟定胸墙尺寸： 如图，胸墙的顶宽由构造确定，一般不小于0.8m，对于停靠小型内河船舶的码头不小于0.5m。此处设计胸墙的顶宽为1.0m。设其底宽为5.5m，检验其滑动和倾覆稳定性要求是否满足要求：（由于此处现浇胸墙部分钢筋直接由沉箱顶部插入，可认为其抗滑稳定性满足要求，只需验算其抗倾稳定性） 设计高水位时胸墙有效重力小于设计低水位时，对于胸墙的整体抗倾不利，故考虑设计高水位时的抗倾稳定。 沉箱为现浇钢筋混凝土，其重度在水上为 ，水下为 ，则在设计高水位时沉箱的自重为： 则 。 自重G对O点求矩： 。 考虑到有门机在前沿工作平台工作时，胸墙的水平土压力最大，此处门机荷载折算为线性荷载为： 。 （此处近似用朗肯土压力进行验算）朗肯主动土压力系数： 。 则其土压力分布如上图： 如上图，其各点的土压力强度为： 则其土压力为： 。 作用点至墙底的距离为： 则土压力对墙前O点的弯矩值为： 。 综上： ，即说明在高水位时胸墙能保持抗倾稳定。 即胸墙的尺寸为：顶宽为1.0m，底宽为5.5m，高为4.6m。 则码头的结构形式及尺寸如图： 二、计算高低水位时抗滑、抗倾稳定性及地基应力 1、荷载作用分类及计算： （1）结构自重力（永久作用）： a、设计高水位情况： 设计高水位自重作用计算表 项目 计算式 Gi（KN) Xi(m) Gi*Xi(KN*m) 沉箱前、后面板、纵隔墙 (13.05*0.3*+13.05*2)*13*15 2035.80 5.50 11196.90 沉箱侧板、横隔墙 （13.05*4.25*0.3*4+13.05*4.25*0.2*4）*15 1663.90 5.50 9151.45 沉箱底板 （9.3*0.25*13）*15 816.10 5.50 4488.55 沉箱前趾 （0.45+0.85）*0.9*0.5*13*15 114.10 0.50 56.60 沉箱内填土 4.25*4*13.05*9.5*6 12645.45 5.50 69549.98 胸墙 [(1+2.5)*1.5*0.5*23.5+(2.5+5.5)*3.1*0.5*13.5]*13 2979.00 0.40 1191.60 胸墙后填土 [(4.8+7.8)*3.1*0.5*9.5+(7.8+9.3)*1.5*0.5*18]*13 5414.00 4.12 22305.68 总计 　 25668.35 117940.76 每延米自重作用 25668.35/13 1974.49 9072.37 b 、设计低水位情况： 设计低水位自重作用计算表 项目 计算式 Gi(kN) Xi(m) GiXi(kN*m) 沉箱前面板、后面板、纵隔墙 2*（0.3*12.5*13*15+0.3*1.05*13*25）+0.2*12.5*13*15+0.2*1.05*13*25 2223.00 5.55 12337.65 沉箱侧板，横隔板 2*（0.3*12.4*12.5*15+0.3*12.4*1.05*25）+0.2*12.4*12.5*15+0.2*12.4*1.05*25 2120.40 5.55 11768.22 沉箱底板 10.2*0.45*13*15 895.05 5.55 4967.53 沉箱前趾 0.85*0.9*13*15 149.18 0.45 67.13 沉箱内填石 6*（3.4*3.65*12.5*9.5+3.4*3.65*1.05*18） 10249.42 5.55 56884.28 胸墙 （1+5.5）*4.6/2*13*23.5 4567.23 2.79 12719.72 胸墙后填土 (3.8+8.3)*4.6/2*13*18 6512.22 7.04 45819.9