港口航道与海岸工程课程设计计算指南

考虑实际情况的诸多因素，并便于计算，规范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：
kl0 bc b1 h, 0.8 0.1l0 / x
•
k
B / l0 1.0 0.9 B / 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：
③迭合梁 施工期：面板自重、纵梁自重、施工荷载作用下按简支梁计算 使用期：在使用荷载作用下按连续梁计算。 ⒉ 计算跨度（ P170－P171 ）
㈡ 计算荷载 纵梁是板的支承，故纵梁除承受本身的自重及直接作用在其上的荷 载（如门机、火车）外，还要承受面板传来的荷载，包括面板的自重， 以及作用在面板上的荷载产生的面板支座反力。 ⒈ 均布荷载
2、纵梁按刚性支承连续梁 计算时，其内力按查表法计算或查图法计算或电算。 注意：当荷载跨过支座时，应考虑支座宽度的影响。 有两种处理方法：荷载扣除支座宽度和削峰。 ⑴弯矩计算 支座宽度：B计＝l－l0 ①当门机跨过一个支座时，荷载长度应扣除一个B计，即a－B计 ②当门机跨过二个支座时，荷载长度应扣除二个B计，即a－2B计， 查弯矩影响线时应按l0查取。 ⑵剪力计算 l＝ln（净跨），同样应考虑支座宽度的影响。
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： 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） ⑵剪力计算跨度: l＝l0 无论是简支板还是连续板，均取净跨。 P167
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 梁板ຫໍສະໝຸດ lblblb
la
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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
对面板的配筋为施工期和使用期所算的总和。
2、 双向板的计算 双向板为双向受力，需双向配筋，双向钢筋既是受力钢筋，又是分布钢筋， 故较为经济，但双向板只能做非预应力。关于双向板的计算属于弹性薄板理论 课题，其计算较为复杂。 关于双向板弯矩计算查《高桩码头设计与施工规范》（附录B）或《建筑结构 静力计算手册》。 备注： 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：
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
bcs b1 3.6h0 0.6 x
式中：h0——板的有效高度（m）；钢筋砼中的有效高度为 h 0 ＝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：
' bcs 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， 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： bc＝b1＋2x 备注： 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。
在考虑固接作用时，其影响程度分两种情况： 当h/H′＜1/4时（板薄、梁高，梁不易转动，对板的嵌固作用显
著，跨中弯矩减少较多）： 边跨板：边支座－0.50M0；跨中0.6M0； 中跨板：支座－0.6M0；跨中0.6M0； 当h/H′≥1/4时（板厚、梁低，梁易转动，对板的嵌固作用不显 著，跨中弯矩减少较少）： 边跨板：边支座－0.50M0；跨中0.6M0； 中跨板：支座－0.7M0；跨中0.65M0； 4）配筋计算
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 × M m a x 的矩形来代替实际的 M x 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。
⑵与梁整体连接的单向连续板 对于装配式的单向连续板，应考虑施工和使用两种情况。
①整体连接的单向连续板计算图式 A、施工期：因板的街头尚未浇注或现浇砼还未达到一定的强度，故 按简支板计算（计算断面为预制部分）。 B、使用期：接头处的砼已达到设计强度，活载产生的内力按连续板 计算（计算断面为整块板）。 ②计算方法 采用简便的系数法计算，即：先按简支板计算出跨中最大弯矩 M。 然后考虑梁对板的固接作用，乘以修正系数来计算跨中和支座处的计算 弯矩。 即： M ＝m ×M 。 m ——弯距系数； M。——按简支板计算时跨中最大弯矩设计值，在计算M。时应考虑 各项作用效应组合。
4 5qblb fb 348EIb
根据：
fa fb
Ia Ib
q qa qb
4 la qb 4 4 q l a lb
4 l 得到： qa 4 b 4 q l a lb
* 预制板吊运验算，（工作中必须验算）
一般采用四点吊，可按四点支承板进行计算。
（查建筑结构静力计算手册或钢筋混凝土教材附录）
㈣、内力计算 1、单向板计算 1)确定计算跨径及计算宽度 其中计算宽度：均布荷载下取单宽，集中荷载作用下取有效 分布宽度。 2)计算荷载 ⑴施工期：板的自重（预制板重＋现浇层＋面层）； 施工荷载按均布满载：q施＝2.5 kN/m2 ⑵使用期：自重——均布荷载（堆货）或流动机械荷载； 3）内力计算 ⑴简支板、悬臂板和连续板 计算时分别按简支梁、悬臂梁和连续梁的计算方法进行计算。
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。
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。
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
①简支板：l＝l0＋h且≯l0＋e
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；
由于面板、纵梁自重及堆货、门机、铁路等荷载的作用都是通过纵梁
以集中反力的形式传给横梁的，该集中发力即为纵梁在各种荷载作用下
的支座反力。 具体计算可按五跨连续梁进行计算。（提供五跨连续梁内力影响线图）
P Pi yi
⑵双向板 可按前面讲述的双向板剪力计算方法计算。 ①先按挠度相等原则求得Pa、Pb。 ②按简支板的支座反力影响线求对纵梁的作用力。
㈢、纵梁内力计算
支承桩帽的纵梁，其内力应按弹性支承连续梁计算，支承在横梁上 的纵梁，对重要工程宜按弹性支承连续梁计算，对一般工程可近似按刚 性支承连续梁计算。 1、弹性支承连续梁 计算时，弯矩计算跨取支座中心距l0＝l，剪力计算跨度取l＝ln， 计算关键在于确定支座反力系数（单位力作用下支座的垂直变位）。 ⑴对支承于桩帽上的纵梁，取其支承处桩的轴向反力系数； ⑵支承在横梁上的纵梁，其支座反力系数取搁置处横梁在单位力作 用下的垂直变形值； ⑶计算一般采用电算（港工电算；三弯矩方程和五弯矩方程)。