5万吨级散货码头结构设计高桩码头毕业设计说明书(编辑修改稿)

5万吨级散货码头结构设计高桩码头毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

1 . 0h B K r dcy k KQ K KEtT       万 吨 32 .0= = 1 .3 32 0 .7 5kEAmqK  万 由于道路和引道会占用后方堆场一定的面积，前方库（场）的长度为泊位长度减去20~30m ，宽度取 40~60m ，并且尽量和泊位对应。 本次设计仅一个泊位，且泊位长度为262m，初步拟定后方库（场）长度为 230m，宽度 60m，总共设置一个堆场，一个库场。 （ 2）油罐所需容量 根据 《海港总平面设计规范》 (JTJ 21199)相关规定，原油码头需要的油罐、油库容量可以按照下式计算： 0 h Bk dcykQKEtT  式中： 0E —— 容量（ 3m ）； hQ —— 年货运量（ t）； dct —— 平均储存期（ d），取 6~7d。  —— 油品密度（ 3/tm）；  —— 油 库 或 油 罐 容 积 利 用 系 数 ， ； ykT —— 油 库 或 油 罐 年 作 业 天 数 ； BkK —— 油 库 或 油 罐 不 平 衡 系 数。 经计算可得 : 430 7 0 1 . 1= 6 = 1 . 6 7 1 03 5 0 0 . 9 3 0 . 8 5h B k dcykQKE t mT   (1)货种分析 扩建码头位于江苏省张家港，扩建泊位是多用途码头，其主要进出口货物为食用油品和袋装粮食，其中，袋装粮食为件杂货，年进出口总量为 55万吨，食用油品属于液体散货，年进出口总量为 70万吨。 (2)设计船型 上海海事大学本科生毕业设计（论文） 10 扩建段码头泊位结构按停靠 50000吨级油船设计计算， 50000DWT 油船船型资料如下： L B H T  总 长 （ ） 型 宽 （ ） 型 深 （ ） 满 载 吃 水 （ ）= 2 2 9 m 3 2 .3 m 1 9 .1 m 1 2 .8 m  。 (3)作业班制：三班 /昼夜。 (4)年营运天数： 320天。 通过对本设计的货种进行分析，袋装粮食的装卸采用一般件杂货的拖装吊工艺系统工艺系统，使用油品则采用管道运输。 对于袋装粮食的装卸，在码头前沿设置两台 10吨门座起重机作为垂直运输机械，进行前沿装卸作业，待货物从船上卸下后，则通过汽车和平板车进行水平运输，到达库（场），在库（场）通过轮胎式起重 机等机械，卸入库（场）堆垛。 对于食用油品的装卸，通过油脂管线进行输送。 油脂管线从后方贮罐区开始，沿着上下游两座引桥的外侧铺设，管线数量为 6根，管线设计流量为 400t/h，如果流量不够，可以考虑两根管线同时接卸，以缩短卸船时间。 袋装粮食装卸流程：        杂 货 船 门 机 汽 车 、 平 板 车 轮 胎 式 起 重 机 库 （ 场 ） 食用油品装卸流程：          油 船 船 舱 输 油 泵 输 油 管 道 闸 阀 工 艺 管 线 后 方 储 罐 上海海事大学本科生毕业设计（论文） 11 三、码头总体设计 码头型 式根据结构分类一般有重力式码头、板桩码头和高桩码头。 其中，高桩码头在我国的各个港口中应用十分普遍。 高桩码头的主要优点是结构轻，适应性好，对软土地基的适应性更是远远超过其他类型的码头。 由于本设计是河港码头，软土是地基表层的主要结构，相对的硬土层则一般在较深处，考虑到码头在宽度方向的尺度相对较大，岸坡坡角相对较小，因此初步设计码头结构使用梁板式高桩码头。 从前文的计算中可得本设计泊位长度为 262m，但是考虑到本设计为码头的扩建，已建泊位原为端部泊位，扩建后则需按中间泊位考 虑，因此其泊位总长度存在富余量，取该富余长度为 10m，因此本设计只需扩建 252m即可满足要求。 为了避免码头结构产生过大的变形应力，需设置变形缝 (凹凸缝 )，将码头沿长度方向进行分段。 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 63m。 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。 码头沿长度方向分为 4 段，每段63m，初步拟定每段设置 11 榀排架，排架间距 6m。 码头平台总长 252m， 总宽 30m，由前方平台和后方平台两部分组成。 前方平台宽 ，每榀排架下设 5根 600mm 600mm预应力砼空心方桩基础，靠前沿的轨道梁下布置双直桩，后轨道梁下布置叉桩，叉桩斜度为 3： 1，在前方双直桩和后方叉桩中间加设一根直桩。 后方平台宽 ，每榀排架下设 4 根 600mm 600mm 预应力砼空心方桩基础，桩基均为直桩。 上海海事大学本科生毕业设计（论文） 12 四、码头结构设计 由于现浇板工作量大，施工速度慢，而只用预制板的话则整体性较差，所以面板采用叠合板的形式，面板预制部分取为 350mm，面板现浇部分取为 150mm，磨耗层厚度取为50mm，与面板的现浇部分一起浇筑。 连续板计算跨度： 长跨： 弯矩计算时： 100. 4 m 0. 1 0. 6 6B l m l l m    ， 故， 剪力计算时： 0 l m 短跨： 弯矩计算时： 00. 5 0. 1 0. 52 5 4. 45nB m l m l l m    ， 故， 剪力计算时： 0 l m 因此，长边计算跨度与短边计算跨度之比为 6/=2，则按照双向板计算。 本设计中每段预制 轨道梁长为 ，纵梁搁置在横梁上，搁置长度为 ，净跨 5m，横向排架间距为 6m。 该梁是钢筋混凝土预制梁，主要参数见表 ： 表 轨道梁截面 编号 截面名称 类型 参数 1 轨道梁 B= H=1m 上海海事大学本科生毕业设计（论文） 13 表 轨道梁截面参数 截面名称 截面面积(m^2) 截面惯性矩(m^4) 弹性模量(kN/m^2) 材料重度(kN/m^3) 材料名称 轨道梁 +07 25 C40 表 连续梁参数 梁 跨长 (m) 截面 单元分割数 1 轨道梁 10 2 6 轨道梁 10 3 6 轨道梁 10 4 6 轨道梁 10 5 6 轨道梁 10 6 6 轨道梁 10 7 6 轨道梁 10 8 6 轨道梁 10 9 6 轨道梁 10 10 6 轨道梁 10 11 6 轨道梁 10 12 轨道梁 10 、连接条件 表 连续梁 节点支撑、连接条件 节点 连接方式 支撑方式 1 铰接 自由 2 固接 简支 3 固接 简支 4 固接 简支 5 固 接 简支 6 固接 简支 7 固接 简支 8 固接 简支 9 固接 简支 10 固接 简支 11 固接 简支 12 固接 简支 上海海事大学本科生毕业设计（论文） 14 13 铰接 自由 （ 1）永久作用 纵梁自重： 2 5 0 .5 1 1 2 .5 /kN m   预制面板： 22 5 0 .3 5 8 .7 5 /kN m 现浇面板及面层： 22 4 0 .2 4 .8 /kN m 对于中间部分的面板，其两边支承在横梁上，两边支承在纵梁上，按照双向板计算。 面板的自重和其上的 均布荷载按照图。 图 面板中间部分荷载传递图 其中 8 .7 5 4 .8 1 3 .5 5q kP a   0  对于悬臂部分的面板，按照单向面板计算，将均布荷载只传递到横梁或者纵梁之上，对于位于四个角落的面板，可以按照对角线分布的原则将荷载同时传递到横、纵梁之上。 图 悬臂面板荷载传递图 图 角落面板荷载传递图 轨道梁受力如图 ： 上海海事大学本科生毕业设计（论文） 15 图 轨 道梁受力图一 （ 2）可变作用 堆货荷载：前方承台： 20KPa； 后方承台： 40KPa 前方平台上的堆货荷载为 20KPa，其传递到轨道梁上的力的计算规则与面板自重相同，所以堆货荷载作用在轨道梁上的力如下图： 图 轨道梁受力图二 门机荷载：轨距： ；支腿纵距： ，每只腿四个轮子； 轮压：海侧轨 250kN/轮，陆侧轨 250kN/轮 单位 ： m 图 门 机示意图 ：永久荷载 +散货荷载 +门机 ：永久荷载 +散货荷载 +门机 从易工软件的计算结果中，可以汇总出不同作用效应组合下的弯矩和剪力的极值，见表 ： 上海海事大学本科生毕业设计（论文） 16 表 弯矩包络值分析汇总 弯矩（ kNm） 组合类型 Max Min 承载能力极限状态持久组合 正常使用极限状态持久状况的标准组合 表 剪力包 络值分析汇总 剪力（ kN） 组合类型 Max Min 承载能力极限状态持久组合 正常使用极限状态持久状况的标准组合 按照承载能力极限设计值 （ 持久组合 ）进行计算，轨道梁承载正向弯矩最大值为 kNm ，负向弯矩最大值为 kNm，设计使用双筋截面。 轨道梁采用等级为 C40 的混凝土，则 /cf N mm ，纵筋采用 HRB335，箍筋采用HPB235，则 2300 /yf N mm ， 2210 /yvf N mm。 因弯矩较大，估计受拉钢筋为双排布置，混凝土保护层厚度 c=50mm，初步取 a=130mm，则 0 1 0 0 0 1 3 0 8 7 0h m m  。 （ 1）抵抗截面正弯矩钢筋布置： 6m a x220 1 5 1 4 . 9 4 1 0 0 . 2 0 51 9 . 5 5 0 0 8 7 0s cMf b h    1 1 2 = 1 1 2 0 . 2 0 5 =0 . 2 3 2 0 . 5 4 4Sb         满足要求。 20 1 9 . 5 5 0 0 8 7 0 0 . 2 3 2= = 6 5 5 9 . 8 m m300csyf b hA f    = 查表选用 6 32 4 25 钢筋（实际 2=6790mmsA ）。 计算配筋率： m i n6790 1 . 3 5 8 % 0 . 1 5 %5 0 0 1 0 0 0    钢筋计算符合要求。 上海海事大学本科生毕业设计（论文） 17 （ 2）抵抗截面负弯矩钢筋布置： 6m a x220 1 7 0 0 . 7 1 0 0 . 2 3 01 9 . 5 5 0 0 8 7 0s cMf b h    1 1 2 = 1 1 2 0 . 2 3 0 =0 . 2 6 5 0 . 5 4 4Sb         满足要求。 20 1 9 . 5 5 0 0 8 7 0 0 . 2 6 5= = 7 4 9 2 . 9 m m300csyf b hA f    = 查表选用 6 32 4 32 钢筋 （实际 2=8043mmsA ）。 配筋率： m i n8043 1 . 6 1 % 0 . 1 5 %5 0 0 1 0 0 0    钢筋计算符合要求。 （ 3）受剪箍筋的计算 设由混凝土与箍筋共同承担剪力，箍筋采用 HPB235， 2210 /yf N mm ，由于截面高度为 1000mm， 经计算得： h00 . 0 7 0 . 0 7 8 0 0 / 1 0 0 0 1 9 . 5 5 0 0 8 7 0 5 3 1ccV f b h k N      / 66 4 / 1. 1 53 1 17 69 .8 7cdV k N V k N     所以 max 300S mm ，配置四肢箍筋 16@120 ，则 00d31 ( 0 .0 7 1 .2 5 )1 4 2 0 1 .1( 5 3 1 1 0 1 .2 5 2 1 0 8 7 0 )1 .1 1 2 0= 1 8 7 4 1 7 6 9 .8 7svh c y vAf b h f hsk N k N       满足截面抗剪要求。 因为梁高超过 700mm，应设置构造钢筋，选用 25 钢筋，两根构造钢筋之间用连系筋相连，连系筋选用 16@600 钢筋。