高桩码头(4)(5)

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纵梁计算跨度
14/36 2、计算荷载 纵梁自重、 直接作用在其上的使用荷载（如门机）、 由面板自重及面板上使用荷载产生的面板支座反力 ①单向板——支座反力 ②双向板 q作用：如图 P作用：双向板求剪力法 3、内力计算 三弯矩方程 五弯矩方程
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双向板的剪力计算近似按两个方向的单向板 进行计算，分配到两个方向单向板上的荷载可按 跨中挠度相等的原则求得： 假设四边简支板，跨径为la、lb，当板中心 处作用一集中力 P时，设分配到两个方向的单向 板的荷载为Pa、Pb，板中心的两个方向的挠度：
t T
式中：η——反映桩顶与桩台嵌固程度和桩的 自由长度大小的系数，1.8～2.2。 T——桩的相对刚度系数（m）。
T 5 E p I p mbo
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2、 计算荷载及其效应组合
作用
永久作用：上部结构自重力，固定设备自重力 可变作用：堆货、起重运输机械、铁路、 船舶、施工、波浪力 偶然作用：地震
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3、集中荷载作用下板的计算宽度 1)集中荷载作用下单向板计算宽度 （简支、连续）
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2)集中荷载作用下悬臂板弯矩计算宽度
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4、内力计算
1）单向板计算
计算宽度：均布荷载q——单宽
集中荷载P——计算宽度
简支板——简支梁 悬臂板——悬臂梁 自由搁置在梁上的单向连续板——连续梁
与梁整体连接的单向连续板——系数法
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第六节 高桩码头构件强度和整体稳定验算
一、构件强度和抗裂计算
1、钢筋混凝土构件的混凝土强度等级
2、钢筋混凝土构件的强度验算 一般情况：按使用周期内力进行强度配筋、抗裂验算 预制安装构件：按施工期受力进行强度、抗裂验算（短暂状况） 不满足，从施工上采取措施
50 50cm
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预制、搬运、储存、安装 预应力混凝土构件：张拉（后张法）、放松（后张法）， 混凝土受压、偏心受压， 非预应力面较大拉应力 预制构件吊运过程受冲击力：重量X 动力系数： 一般构件1.3 桩起吊、水平吊运1.3 桩吊立：1.1 堆放：自重、支垫数、层数 安装：不同方法受力不同
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1）吊桩应力 两点吊（短桩１６m 以下）
四点吊
吊点位置P158表
2）沉桩应力 预应力混凝土锤击沉桩拉应力标准值： 5.0，5.5，6.0，6.5MPa 四级 压应力标准值：（12.0~20.0） 后张法欲应力大直径管桩拉应力标准值：6.0~9.0 MPa 压应力标准值：25 MPa
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3 Pa la
3 Pblb fb 48EI
fa
48EI
P Pa Pb fa fb
3 lb Pa 3 3 P l a lb 3 l P a P b 3 3 l a lb
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三、 横向排架计算
横向排架由基桩和联结基桩的上部结构构件组成。 梁板式：横梁＋桩基； 框架式：桁架＋桩基 无梁板式：横向板带＋桩基； 承台式：承台＋桩基 横向排架是高桩码头的主要受力单元，计算它的目 的是为了求得桩基和连接桩基的构件的内力。
一、 面板内力计算
1、计算图式和计算跨度
两边支承、两边自由板：为单向板， 如空心板。 四边支承板： la/lb＞2为单向板
la/lb≤2为双向板
剪力、弯矩不同 简支、连续不同
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2、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a0×b0，垫层厚度 为hs，则： 传递宽度（传递到面板上的传递宽） ①单轮作用时：顺板跨方向a1＝a0＋2hs； 垂直板跨方向b1＝b0＋2hs。 ②多轮作用时，且轮距较小，传递范围相互重 叠： 顺板跨方向： a1＝a0＋2hs＋Y； 垂直板跨方向：b1＝b0＋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。 ③多轮不重叠时：按单轮情况计算。 传递以后的荷载强度 q0＝∑p/a1b1， ∑p——传递范围内的集中力总和。
弹性支承刚架
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四、桩的承载力计算和沉降控制 1、单桩轴向承载力确定 摩擦桩、端承桩 单桩抗压极限承载力设计值：
单桩抗拔极限承载力设计值：
灌注桩：浮泥
钢管桩：闭塞效应
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2、单桩水平承载力确定 参见规范
3、沉降控制和桩长确定
打入持力层（黏性土、粉土不小于2Ｂ， 密实沙土、碎石不小于１Ｂ） 或打入同一土层，桩尖高程相差不大
根据
4 5qblb fb 384EIb
f a fb
得到：
Ia Ib
q qa qb
4 la qb 4 4 q l a lb
4 lb qa 4 4 q la lb
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二、 纵梁计算
1、计算图式和计算跨度 根据支承性质： ⑴简支梁——支座处断开或简单连接。 ⑵连续梁——支座处整体连接 ①支承于桩帽上的连续纵梁，其内力应按弹性支承连续梁 计算。 ②支承于横梁上的装配整体式纵梁，具有弹性支承性质， 对于重要工程宜按弹性支承连续梁计算，对一般工程（特别 是反映支承弹性性质的系数α＝6EbIbk/l3较小时）可简化按 刚性支承连续梁计算。
3、钢筋混凝土结构抗裂验算
一般：限制裂缝宽度
使用上有抗裂要求 水位变动区的构件和上部构件底部 预应力混凝土构件
抗裂度验算
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二、高桩码头整体稳性验算
圆弧滑动法 与一般岸坡不同： 自重、荷载通过基桩传到地基深处，在滑动面下，不考虑 不计桩的抗滑作用
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叠合板：自重、施工荷载产生内力按简支板计算
可变作用产生内力：板梁整体连接 系数法
板梁不整体连接 简支板
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2） 双向板的计算
弯矩计算：系数查表法
承受均布荷载剪力计算：根据跨中挠度相等原则
承受集中荷载剪力计算：按冲切计算
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对均布荷载：
4 5qala fa 348EIa
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第四节 板梁式高桩码头的计算
计算原则： 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。 按承载能力极限状态设计的有： 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。
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支承桩：岩层（硬土层）标高
摩擦桩：承载力定
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五、靠船构件计算 １、荷载：撞击力(设计荷载)、挤靠力
2、图示：悬臂梁（由一个构件承受）
悬臂板 双向受弯、扭构件 有可靠水平撑，单向受弯构件 3、作用点：设计低水位上第一排防冲设施
4、撞击面积
橡胶护舷：作用在一个护舷上 护木： 作用在1-2m护木上 直径（宽）*长 宽*（1-2m)
按正常使用极限状态设计的有：
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。
本节仅介绍板梁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。
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4） 横梁计算跨度
21பைடு நூலகம்36
桩帽影响：当有桩帽时，应考虑桩帽对计算跨度的影 响（对内力的影响）对算得的桩台内力进行修正。 有两种方法：
①折减系数法 对算得的弯矩 乘以折减系数n。
②对内力图进行削峰
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5）桩的受弯计算长度
受弯计算长度=自由长度+嵌固点深度
弹性长度受弯嵌固点深度的经验公式：
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1、计算图式的确定 1）计算段长 空间整体结构，简化为平面问题 计算段长=横向排架间距
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2）桩台刚度
①柔性桩台： EI ＝常数，既有变位，又有变形。
适用于板梁式、无梁板式 ②刚性桩台： EI＝∞，只有变位， 而无变形，
适用于桁架式、承台式
19/36 3） 桩端固定性质 桩与桩台及地基的连接，性质上是介于固接和铰接之间的 弹性嵌固，但为便于计算，一般简化为固接和铰接。 原则： ①考虑结构实际连接情况 桩与桩台有足够锚固长度，按固结 端承桩入土较浅，支承在硬土层上，按铰接 摩擦桩，按弹性嵌固 ②考虑桩端固定性质对内力影响 有叉桩，桩与桩台铰接 全直桩时 或桩台线刚度和桩的线刚度之比（EcIc/l）/（EzIz/L）≤4， 桩与桩台固接
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3、柔性桩台横向排架计算
1）由直桩、叉桩支承横梁计算
弹性支承连续梁，五弯矩方程
①桩的轴向反力系数（柔性系数）：
单位轴向力作用下轴向位移 摩擦桩：试桩资料 支承桩
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②支座的竖向压缩系数
直桩：支座的竖向压缩系数=桩轴向反力系数（Kn）
双直桩： Kn/2
叉桩：
2）全部由直桩支承的横梁计算
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面板荷载传递 面板搁置在横梁上：面板——横梁，q
四边支承
单向板：面板——纵梁——横梁，P 双向板：一部分，面板——纵梁——横梁，P 另一部分，面板——横梁 q
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水平集中力横向分力在排架中分配系数：规范附录
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组合原则：根据有可能出现的最不利情况进行
布置和组合。
船靠码头门机不工作 撞击力、系缆力 冰荷载、波浪力 可变作用：主导、非主导作用