港口航道与海岸工程课程设计计算指南
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港口水工建筑物课程设计计算指导
时间：2014年12月
一、概论 二、课程设计的内容 三、面板内力计算 四、纵向梁系计算 五、横向排架内力计算
4）参考文献 《高桩码头设计与施工规范》（JTJ291-98） 《港口工程荷载规范》（JTJ215-98） 《港口工程桩基规范》（JTJ254-98） 交通部二航院，港口工程结构设计算例 重庆交通学院，港工结构毕业设计
于梁。 双向板则考虑双向受力，按双向配筋。 2）根据支承构造情况确定计算图式
①简支板、悬臂板和连续板的判别：主要根据板和板之间、板与梁之间的连接 构造来确定。
①简支板：在支座处自由搁置或简单连接； ②连续板：在支座处整体连接，如迭合板； ③悬臂板：板的一边与梁整体连接，而另三边自由。 计算同简支梁、连续梁和悬臂梁。
考虑实际情况的诸多因素，并便于计算，规Baidu Nhomakorabea规定简支板和连续板 的工作宽度可按如下计算：
⑴中置荷载（荷载接触面积中心位于1/2 板宽至y≥0.5bc）的弯 矩计算宽度：
• bc
k l0 0.8 0.1l0
/
x
b1
h,
k
B / l0
1.0 0.9B / l0
⑵偏置荷载（荷载接触面积中心位于自由边附近，且y＜0.5bc） 的弯矩计算宽度：
当板端作用集中力P时，在荷载中心处 的板条根部最大弯矩为
Mmax＝0.465P，而此荷载所引起的总弯矩M＝Pl0，因此按最大弯矩换算 的工作宽度为:
b＝M/Mmax＝Pl0/0.465P＝2.15l0 由此可见，悬臂板的工作宽度接近于2倍悬臂板长度，也即荷载可
近似按45°角向悬臂板支承处传布，因此规范规定：
⑵剪力计算跨度: l＝l0
无论是简支板还是连续板，均取净跨。
㈡、集中荷载的接触宽度和传递宽度 设集中荷载的接触宽度为a2×b2，垫层厚度为hs，则： 1、 传递宽度（传递到面板上的传递宽） ⑴单轮作用时 ①顺板跨方向：a1＝a2＋2hs ②横板跨方向：b1＝b2＋2hs。 ⑵多轮作用时，且轮距较小，传递范围相互重叠： ①顺板跨方向： a1＝a2＋2hs＋Y； ②横板跨方向：b1＝b2＋2hs＋X。 Y、X——分别为顺板跨和垂直板跨方向的最外两轮的中心距。 ⑶多轮作用不重叠时：按单轮情况计算。
可按弹性薄板小扰度理论以静力分析法进行数值计算，也可 按面板的支承情况分为单向板和双向板按简支法计算。
梁
梁
la
la
板
lb
lb
lb
㈠、计算图式和计算跨度
计算时应根据实际的结构型式（如空心板）、板的尺寸及其周边支承情况和板间连 接情况等因素来合理选择计算图式。
1）根据支承情况确定计算图式 ①两边支承、两边自由板：为单向板，如空心板。 ②四边支承板：la/lb＞2为单向板，la/lb≤2为双向板（事实上均为双向板） 单向板计算时沿长边方向取板宽，短边方向取为板跨，只考虑单向配筋，类似
bc' 0.45bc y
⑶当有多个集中荷载同时作用，弯矩计算宽度重叠时，其计算 宽度取bc＋S，S为最外面集中荷载的中心距离：
bc' bc S
备注： q 2P / a1bc'
3、单向板集中荷载作用下的剪力计算宽度 ①平行板跨方向的剪力计算宽度：
acs a1
②垂直板跨方向的剪力计算宽度 Ⅰ、中置荷载（荷载位于l/2板宽附近，且y’≥0.3x＋1.8h0） 的剪力计算宽度：
2、 传递以后的荷载强度q0 q0＝∑p/a1b1，
∑p——传递范围内的集中力总和。 3、 当火车、门机轨道铺在横向枕木上时： ⑴顺板跨方向：a1＝l＋2H（式中l——枕木长） ⑵横板跨方向：b1＝B1＋2H（式中H为道渣厚，B1为枕木宽） 4、 当火车、门机轨道直接作用在板上时： ⑴顺板跨方向：a1＝a2 ⑵横板跨方向：b1＝2H
一、计算要求与内容 1、计算基本要求： 高桩码头计算应分别按持久状况、短暂状况、偶然状况三种
设计状况，并按不同的极限状态和效应组合进行计算和验算。 2、设计计算内容 ⑴按承载能力极限状态设计时的计算内容 ①结构的整体稳定、岸坡稳定和挡土结构稳定等； ②构件的强度； ③桩、柱的压屈稳定等； ④桩的承载力等。
⑵按正常使用极限状态设计时的计算内容 ①砼构件抗裂、限裂； ②梁的挠度； ③柔性靠船桩水平变位； ④装卸机械作业引起的结构振动。
本节仅介绍梁板式高桩码头上部结构和横向排架的计算。 上部结构的计算：面板、纵梁（门机梁等）、横梁和靠船构 件。横梁与基桩一起构成横向排架，横梁的内力通过横向排 架的计算求得。
2、 计算跨度
在确定板的计算跨度时，应考虑支座对板的影响，计算跨度分弯矩
计算跨和剪力计算跨。
⑴弯矩计算跨度：
P167
①简支板：l＝l0＋h且≯l0＋e
式中:l0——净跨
②连续板：B1≤0.1lc时，l＝lc（不考虑支座宽度影响），
式中: lc——中心线
B1＞0.1lc时，l＝1.1lc（考虑支座宽度影响）
bcs b1 3.6h0 0.6x
式中：h0——板的有效高度（m）；钢筋砼中的有效高度为 h0＝h－a。
Ⅱ、偏置荷载（荷载位于自由边附近，且y’＜0.3x＋1.8h0） 的剪力计算宽度：
bc's b1 1.8h0 0.3x
4、 集中荷载作用下悬臂板的弯矩计算宽度
悬臂板根部沿Y方向各板条的弯矩分布根据弹性薄板理论分析，
备注：
bc＝b1＋2x
对于履带式起重机，鉴于履带与板的接触宽度较大，故不管简支
板、连续板或悬臂板，通常都忽略荷载压力面以外的板条参与工作，
不论是荷载在跨中还是在支座处，均取单宽按实际荷载强度q进行计算。
㈢、集中荷载作用下板的计算宽度 1、影响有效分布宽度的主要因素 ⑴宽跨比； ⑵板厚； ⑶荷载接触面积； ⑷荷载作用位置。
2、 集中荷载作用下单向简支板和连续板的弯矩计算宽度 现设想以b×Mmax的矩形来代替实际的Mx曲线分布图形，即： 弯矩图形的换算宽度：b＝M/Mmax（M为总弯矩）。 Mmax——荷载中心处的最大弯矩值。 上式中b即为集中荷载作用下板的计算宽度。 板的有效分布宽度（计算宽度）b 主要决定于荷载作用的位置和大 小，板的计算跨度以及板的支承情况。 相同条件下：固接板的工作宽度比 简支板小30％～40％；愈靠近 支座处，板的工作宽度也愈小。
时间：2014年12月
一、概论 二、课程设计的内容 三、面板内力计算 四、纵向梁系计算 五、横向排架内力计算
4）参考文献 《高桩码头设计与施工规范》（JTJ291-98） 《港口工程荷载规范》（JTJ215-98） 《港口工程桩基规范》（JTJ254-98） 交通部二航院，港口工程结构设计算例 重庆交通学院，港工结构毕业设计
于梁。 双向板则考虑双向受力，按双向配筋。 2）根据支承构造情况确定计算图式
①简支板、悬臂板和连续板的判别：主要根据板和板之间、板与梁之间的连接 构造来确定。
①简支板：在支座处自由搁置或简单连接； ②连续板：在支座处整体连接，如迭合板； ③悬臂板：板的一边与梁整体连接，而另三边自由。 计算同简支梁、连续梁和悬臂梁。
考虑实际情况的诸多因素，并便于计算，规Baidu Nhomakorabea规定简支板和连续板 的工作宽度可按如下计算：
⑴中置荷载（荷载接触面积中心位于1/2 板宽至y≥0.5bc）的弯 矩计算宽度：
• bc
k l0 0.8 0.1l0
/
x
b1
h,
k
B / l0
1.0 0.9B / l0
⑵偏置荷载（荷载接触面积中心位于自由边附近，且y＜0.5bc） 的弯矩计算宽度：
当板端作用集中力P时，在荷载中心处 的板条根部最大弯矩为
Mmax＝0.465P，而此荷载所引起的总弯矩M＝Pl0，因此按最大弯矩换算 的工作宽度为:
b＝M/Mmax＝Pl0/0.465P＝2.15l0 由此可见，悬臂板的工作宽度接近于2倍悬臂板长度，也即荷载可
近似按45°角向悬臂板支承处传布，因此规范规定：
⑵剪力计算跨度: l＝l0
无论是简支板还是连续板，均取净跨。
㈡、集中荷载的接触宽度和传递宽度 设集中荷载的接触宽度为a2×b2，垫层厚度为hs，则： 1、 传递宽度（传递到面板上的传递宽） ⑴单轮作用时 ①顺板跨方向：a1＝a2＋2hs ②横板跨方向：b1＝b2＋2hs。 ⑵多轮作用时，且轮距较小，传递范围相互重叠： ①顺板跨方向： a1＝a2＋2hs＋Y； ②横板跨方向：b1＝b2＋2hs＋X。 Y、X——分别为顺板跨和垂直板跨方向的最外两轮的中心距。 ⑶多轮作用不重叠时：按单轮情况计算。
可按弹性薄板小扰度理论以静力分析法进行数值计算，也可 按面板的支承情况分为单向板和双向板按简支法计算。
梁
梁
la
la
板
lb
lb
lb
㈠、计算图式和计算跨度
计算时应根据实际的结构型式（如空心板）、板的尺寸及其周边支承情况和板间连 接情况等因素来合理选择计算图式。
1）根据支承情况确定计算图式 ①两边支承、两边自由板：为单向板，如空心板。 ②四边支承板：la/lb＞2为单向板，la/lb≤2为双向板（事实上均为双向板） 单向板计算时沿长边方向取板宽，短边方向取为板跨，只考虑单向配筋，类似
bc' 0.45bc y
⑶当有多个集中荷载同时作用，弯矩计算宽度重叠时，其计算 宽度取bc＋S，S为最外面集中荷载的中心距离：
bc' bc S
备注： q 2P / a1bc'
3、单向板集中荷载作用下的剪力计算宽度 ①平行板跨方向的剪力计算宽度：
acs a1
②垂直板跨方向的剪力计算宽度 Ⅰ、中置荷载（荷载位于l/2板宽附近，且y’≥0.3x＋1.8h0） 的剪力计算宽度：
2、 传递以后的荷载强度q0 q0＝∑p/a1b1，
∑p——传递范围内的集中力总和。 3、 当火车、门机轨道铺在横向枕木上时： ⑴顺板跨方向：a1＝l＋2H（式中l——枕木长） ⑵横板跨方向：b1＝B1＋2H（式中H为道渣厚，B1为枕木宽） 4、 当火车、门机轨道直接作用在板上时： ⑴顺板跨方向：a1＝a2 ⑵横板跨方向：b1＝2H
一、计算要求与内容 1、计算基本要求： 高桩码头计算应分别按持久状况、短暂状况、偶然状况三种
设计状况，并按不同的极限状态和效应组合进行计算和验算。 2、设计计算内容 ⑴按承载能力极限状态设计时的计算内容 ①结构的整体稳定、岸坡稳定和挡土结构稳定等； ②构件的强度； ③桩、柱的压屈稳定等； ④桩的承载力等。
⑵按正常使用极限状态设计时的计算内容 ①砼构件抗裂、限裂； ②梁的挠度； ③柔性靠船桩水平变位； ④装卸机械作业引起的结构振动。
本节仅介绍梁板式高桩码头上部结构和横向排架的计算。 上部结构的计算：面板、纵梁（门机梁等）、横梁和靠船构 件。横梁与基桩一起构成横向排架，横梁的内力通过横向排 架的计算求得。
2、 计算跨度
在确定板的计算跨度时，应考虑支座对板的影响，计算跨度分弯矩
计算跨和剪力计算跨。
⑴弯矩计算跨度：
P167
①简支板：l＝l0＋h且≯l0＋e
式中:l0——净跨
②连续板：B1≤0.1lc时，l＝lc（不考虑支座宽度影响），
式中: lc——中心线
B1＞0.1lc时，l＝1.1lc（考虑支座宽度影响）
bcs b1 3.6h0 0.6x
式中：h0——板的有效高度（m）；钢筋砼中的有效高度为 h0＝h－a。
Ⅱ、偏置荷载（荷载位于自由边附近，且y’＜0.3x＋1.8h0） 的剪力计算宽度：
bc's b1 1.8h0 0.3x
4、 集中荷载作用下悬臂板的弯矩计算宽度
悬臂板根部沿Y方向各板条的弯矩分布根据弹性薄板理论分析，
备注：
bc＝b1＋2x
对于履带式起重机，鉴于履带与板的接触宽度较大，故不管简支
板、连续板或悬臂板，通常都忽略荷载压力面以外的板条参与工作，
不论是荷载在跨中还是在支座处，均取单宽按实际荷载强度q进行计算。
㈢、集中荷载作用下板的计算宽度 1、影响有效分布宽度的主要因素 ⑴宽跨比； ⑵板厚； ⑶荷载接触面积； ⑷荷载作用位置。
2、 集中荷载作用下单向简支板和连续板的弯矩计算宽度 现设想以b×Mmax的矩形来代替实际的Mx曲线分布图形，即： 弯矩图形的换算宽度：b＝M/Mmax（M为总弯矩）。 Mmax——荷载中心处的最大弯矩值。 上式中b即为集中荷载作用下板的计算宽度。 板的有效分布宽度（计算宽度）b 主要决定于荷载作用的位置和大 小，板的计算跨度以及板的支承情况。 相同条件下：固接板的工作宽度比 简支板小30％～40％；愈靠近 支座处，板的工作宽度也愈小。