《港口水工建筑物》课程设计指导书

《港口水工建筑物》课程设计指导书

课程名称：《港口水工建筑物》课程设计

学时数：96学时

学分数：3

开课系（部）、教研室：河海建筑工程系港工教研室

执笔人：周世良王多垠

编写时间：2001年10月

一、设计目的

《港口水工建筑物》是港航工程专业重要的专业技术课之一，具有很强的理论性和实际应用性。通过课程设计，可以使学生较系统地掌握港口水工建筑物特别是高桩码头的设计理论和计算方法，培养学生综合利用所学的理论知识分析解决实际问题的能力、利用和查阅资料的能力、独立工作的能力以及计算机应用能力，为使学生成为合格的工程师或设计师打下扎实的基础。

二、设计任务

完成顺岸式码头一个泊位的设计，结构设计部分重点完成面板设计及横

向排架计算，并绘制码头的平面、立面及横断面图各一张。

三、基本内容与要求

（一）、设计基本内容

1、概述

设计任务书所给定的码头是顺岸式码头泊位中心的一个泊位。该码头前

方平台的施工程序大致如下：

1）、预制桩、面板、纵梁等所有预制构件；

2）、挖泥；

3）、打桩、夹桩；

4）、抛填块石；

5）、安装靠船构件、现浇下横梁；

6）、砼强度达70%后，安装纵梁、靠船构件、水平撑、面板；

7）、现浇上横梁、纵梁接头、面板面层；

8）、安装码头设备。

设计中必须考虑施工程序和施工方法对计算图式和荷载取值的影响。

2、面板设计

1）、设计内容及步骤

（1）、拟定断面尺寸，这一步已由设计任务书给出；

（2）、荷载分析及计算；

（3）、内力计算；

（4）、配筋计算（略）；

（5）、绘制面板的配筋图（略）。

2）、荷载分析及计算

面板所受荷载有：自重：20Kpa的堆货荷载，10T轮胎式起重机和铁路

荷载。冲击系数1+μ=1.15。

轮胎吊可能沿板跨行驶，也可能垂直板跨行驶，应按最不利布置进行计算。

3）、板的内力计算

（1）、计算跨度

按规范第五篇2.3.1条规定确定。

（2）、设计中可只进行中板计算。

（3）、预制板为简支板，迭合板为整体板，应注意所受荷载的不同。

（4）、关于集中力的有效分布宽度 b，在跨中和支座附近应分别计算。

（5）、10T轮胎吊的荷载取值。

①、不打支腿吊重3T时，取同一断面上的较大两个轮压。例如，垂直板跨行驶时，

只取E、F轮压计算。如图1示。

②、打支腿吊重10T时，只取最大支腿压力计算。

（6）、关于机车轮压在板上的传递。

①、轨道采用P43钢轨，直接铺设在面板上；

②、假定轮压通过钢轨按45°传递（见图2），作用在一根钢轨上的荷载为轴重的一

半；

③、在计算时，铁路荷载图式中的集中荷载计算：

q=187/1.5=125KN/m

4）、配筋计算（略）

3、横向排架计算

梁板式高桩码头横向排架计算，主要是确定桩力和横梁内力。计算情

况一般分为施工期和使用期两种。施工期只考虑下横梁和桩受力，使用期应分析最不利荷载情况，分别考虑高、低水位时与相应的最不利荷载情况的组合。

由于码头作用荷载情况复杂，一般可先对各种单位力进行内力计算，然后与相应的荷载值相乘得出其内力值，再按可能的情况组合迭加，求出横梁的内力以及最大压桩力和最大拉桩力。

1）、计算方法

横向排架的计算采用精确法，注意施工时期和使用时期的计算简图以及结构断面的不同。

2）、荷载

（1）、横向排架所受的自重是分阶段加上去的，计算时应加以注意。

（2）、门机和铁路荷载的布置，以排架受力最大为原则，一线火车和二线火车有可能单独作用，也有可能同时作用，应分别计算。铁路荷载作用在门机梁（L2）上的作用力按简支梁用比例法求得（如图4示），然后按刚性支承连续梁求得作用在排架上的计算荷载。为减轻工作量，可只计算两台门机同时工作的情况。

（3）、船舶荷载中系缆力和撞击力不可能同时出现，组合时应加以注意。

3）、横行排架计算

本次设计的横向排架为三跨，未知弯矩有二个，除两端悬臂以外，横向排架上的集中力均为作用在纵梁放置处，计算时先分别求出在单位竖向力及单位弯矩作用下，横梁的内力及桩力，然后再乘以实际相应荷载值。水平力可考虑全部由叉桩承受。

横梁的计算跨度取单桩轴线和叉桩的桩轴线交点的垂线与梁底面交点之间的距离。由于计算图式的取用与实际结构情况有差异，一般应对支座处的内力值进行削峰处理。

在进行横向排架计算时，轮胎吊不计算，每个同学都应完成各种荷载作用下横向排架的

内力计算。计算时参考“水工建筑物”和港工规范进行，并将计算结果汇总，荷载组合时应注意组合在一起的荷载必须是可能同时出现的且为最不利的这一点。

4、绘制结构总图

1）、总的要求

码头结构总图应能概括地反映本工程的全貌，应该正确、清楚、符合规

范要求，图幅为1号图。

2）、结构总图的组成

码头结构总图应包括以下部分：

（1）、码头平面、立面、断面图；

（2）、必要的文字说明；

（3）、标题栏。

3）、码头及附属设施的选择及布置

本次设计，应考虑选择和布置下列码头附属设备：

（1）、护木：选用橡胶护舷（D300）。

（2）、系船柱：间距20m左右。

（3）、系船环：间距2—3m。

（4）、爬梯等。

4）、几个具体问题

（1）、本次课程设计未给出地形图，但码头区域内地质情况的变化甚小，

因此，码头结构在平面、纵、横断面方向都没有什么变化。

（2）、平面图宜用分层表示法将桩基、横梁、面板、码头面层等表示清

楚。

（3）、码头一端可视为另一泊位相连接，另一端为自由端，应考虑设置横向护轮坎（现浇），作图时应注意。

（4）、叉桩的平面扭角为16°。

（二）、设计基本要求

1、每个学生独立完成自己的设计任务；

2、设计方案合理，计算正确，提交图说资料完整、清楚、符合规范；

3、课程设计期间的作息时间仍执行正常上课作息时间；

4、借阅相关规范、标准及参考书；

5、计算尽可能采用计算机完成。

四、设计资料及有关规定

见课程设计任务书。

五、设计成果要求

1、完成有必要文字说明的设计计算书一册，要求文字简明扼要，计算正确，书写清楚、整洁；

2、绘制码头结构总图三张；

3、所有计算及作图应符合港口工程技术规范有关篇册之规定。

六、物资准备