沉箱码头计算书.docx

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，查规得相应的船型参数： 总长 设计船型 型宽 满载吃水 （m） （m） （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： D ? kT ? 1.15?10.5 ? 12.1m ， 设计低水位 7.4 米，则底高程： 7.4 ?12.1 ? ?4.7m ，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： l ? b ? h ? 13m ?10.2m ?14m 。 下图为沉箱的尺寸图： 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 23.5kN / m3  ，水下为13.5kN / m3  ，则在设计 高水位时沉箱的自重为： G ? [1?1.5 ? 1 ?1.5? 1.5 ??5.5 ?1???23.5 ? {3.1?1??1.5? ?5.5 ?1? ?（5.5 ?1）]? 3.1? 1}?13.5 2 4.6 4.6 2 则 G ? 227.83kN 。 自重 G 对 O 点求矩： M ? 77.1? 0.5 ?（33.4967 ? 5.5 ?10.4792）?（2 / 3? 5.5 ? 1/ 3）=733.56 kN m 。 G 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： 250 ?10 q ? 14 ? 178.57kPa 。 （此处近似用朗肯土压力进行验算）朗肯主动土压力系数： Ka ? tan2 (45 ?? ) ? tan2 (45 ? 35 )=0.27 。则其土压力分布如上图： 如上图，其各点的土压力强度为： P =Ka ?? h ? q ?? 0.27 ?178.57 ? 48.21kPa; 0 P ? Ka a ? ?1? ??1 h1? q ? ? ? 0.27 ? ? ?18?1.5 ?178.57? ? ? 55.5kPa; ? P Ka b h1? 1 h2 ? q 2 ? 0.27 ? 18?1.5 ? 9.5? 3.1?178.57 ? 63.46kPa. 则其土压力为： E ? 0.5?1.5??48.21? 55.5?? 0.5? 3.1? ?55.5 ? 63.46?? 262.17KN 。 作用点至墙底的距离为： 1 1 1 y ? (48.21? 4.6 ? 2.3 ? 7.29 ? 3.12 ? 0.5 ? 7.96 ? 3.12 ? 0.5? ? 0.5? 7.29 ?1.5 ? ( ? 3.1)) E 3 3 =2.20m 。 则土压力对墙前O 点的弯矩值为： M ? 262.17? 2.2 ? 576.77KN m 。 综上：M G =733.56 kN m ? M ? 576.77 KN m ，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： 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 1663.90 5.50 9151.45 *4.25*0.2*4）*15 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 沉箱填土 4.25*4*13.05*9.5*6 12645.45 5.50 69549.98 胸墙 [