重力式码头的基本计算
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沉箱重力式码头单延米造价一、背景介绍沉箱重力式码头是一种常用的码头建设方式,适用于沿海地区以及大型港口建设。
在进行码头单延米造价预算时,需要考虑多种因素,如材料成本、施工费用、设计要求等。
二、重力式码头设计与施工2.1 设计原理重力式码头采用沉箱结构设计,通过沉箱内填充水泥混凝土或其他重物,使整个码头具有足够的重力,以稳定地承载船舶和货物的重量。
2.2 施工工艺重力式码头的施工主要包括以下几个步骤: 1. 地基处理:对码头所处区域的地基进行处理,以保证码头的稳定性和安全性。
2. 沉箱安装:将沉箱运输到施工现场,并按照设计要求进行定位和堆放。
3. 填充混凝土:在沉箱内填充水泥混凝土,以增加码头的重力。
4. 后续施工:包括码头平台建设、设备安装、道路铺设等工作。
三、沉箱重力式码头造价分析3.1 材料成本在重力式码头的造价中,材料成本占据了重要的比重。
主要的材料包括沉箱、水泥和钢筋等。
其中,沉箱是码头的核心组成部分,其价格会根据尺寸、质量和市场需求而有所变动。
3.2 施工费用施工费用是码头造价中的另一个重要因素。
它包括人工费用、机械使用费用、运输费用等。
人工费用会根据当地的工资水平和施工难度而有所变动,机械使用费用则取决于所需机械设备的品牌和规格。
3.3 设计要求在进行沉箱重力式码头单延米造价预算时,还需要考虑设计要求对造价的影响。
某些特殊的设计要求可能会增加材料和施工的难度,从而增加造价。
例如,如果码头需要满足更高的荷载要求,上述材料和施工费用可能都会增加。
四、沉箱重力式码头单延米造价预算方法为了准确预算沉箱重力式码头的造价,可以采用以下方法: 1. 收集资料:包括沉箱、水泥和钢筋的市场价格,当地人工费用和机械使用费用,以及特殊设计要求的额外成本等。
2. 计算材料成本:根据码头的设计要求和长度,计算所需的沉箱、水泥和钢筋的数量,并结合市场价格计算材料成本。
3. 计算施工费用:根据当地的工资水平和施工难度,估算人工费用。
目录第一章设计资料------------------------------------- 3第二章码头标准断面设计------------------------ 5第三章沉箱设计------------------------------------- 11第四章作用标准值分类及计算----------------- 15第五章码头标准断面各项稳定性验算------- 44第一章设计资料(一)自然条件1.潮位:极端高水位:+6.5m;设计高水位:+5.3m;极端低水位:-1.1m;设计低水位:+1.2m;施工水位:+2.5m。
2.波浪:拟建码头所在水域有掩护,码头前波高小于1米(不考虑波浪力作用)。
3.气象条件:码头所在地区常风主要为北向,其次为东南向;强风向(7级以上大风)主要为北~北北西向,其次为南南东~东南向。
4.地震资料:本地的地震设计烈度为7度。
5.地形地质条件:码头位置处海底地势平缓,底坡平均为1/200,海底标高为-4.0~-5.0m 。
根据勘探资料,码头所在地的地址资料见图1。
图一 地质资料(二)码头前沿设计高程:对于有掩护码头的顶标高,按照两种标准计算:基本标准:码头顶标高=设计高水位+超高值(1.0~1.5m )=5.30+(1.0~1.5)=6.30~6.80m 复核标准:码头顶标高=极端高水位+超高值(0~0.5m )=6.50+(0~0.5)=6.50~7.00m(三) 码头结构安全等级及用途:码头结构安全等级为二级,件杂货码头。
(四) 材料指标:拟建码头所需部分材料及其重度、内摩擦角的标准值可按表1选用。
表1(五)使用荷载:1.堆货荷载:前沿q1=20kpa;前方堆场q2=30kpa。
2.门机荷载:按《港口工程荷载规范》附录C荷载代号Mh-10 -25 设计。
3.铁路荷载:港口通过机车类型为干线机车,按《港口工程荷载规范》表7.0.3-2中的铁路竖向线荷载标准值设计。
重力式码头反滤设计与施工一、概述(一)重力式码头结构型式重力式码头主要由墙身、胸墙、基础、墙后回填土、码头设备组成,适合建造于地基较好的情况。
其结构型式决定于墙身结构及其施工方法,按墙身结构主要分为块体结构、沉箱结构、扶壁结构、大圆筒结构、格型钢板桩结构及混合式结构等。
(1)块体结构(图20.1-1):结构坚固耐久,除卸荷板外基本不用钢材,施工简单,维修量小;水下安装工作量大,整体性差,砂石用料量大。
(2)沉箱结构(图20.1-2):整体性好,水上安装工作量小,施工速度快,箱内填砂石等,节省费用;耐久性低于块体结构,用钢量大,需要预制场及大型设备。
图20.1-1 块体结构图20.1-2 沉箱结构(3)扶壁结构(图20.1-3):较沉箱节省混凝土和钢材,不需要专门预制场和下水设施,较块体结构安装量小,施工速度快;施工期抗浪性差,整体性差。
(4)圆筒结构(图20.1-4):结构简单,混凝土和钢材用量少;耐久性不如方块结构,需要大型船机设备。
(二)重力式码头反滤结构码头自身为挡水结构,水头差容易使墙后回填土发生管涌、流土破坏。
为了防止墙后回填土流失,在抛石棱体的顶面和坡面,胸墙变形缝后面,以及卸荷板安装缝的顶面与侧面均应设置反滤层。
重力式码头根据反滤层设置的位置分为两种型式:图20.1-3 扶壁结构图20.1-4 圆筒结构(1)在抛填棱体的顶面和坡面上设置反滤层(图20.1-5),适用于墙后有抛填棱体的情况,多用于方块码头。
(2)在安装缝处设置反滤井或反滤空腔(图20.1-6),适用于安装缝较少且集中的情况,这样墙后可不设抛填棱体而全部用砂或土回填,多用于沉箱码头和预制安装的扶壁码头。
按照反滤层材料的不同,重力式码头又可分为传统的碎石反滤层与土工织物反滤层两种型式。
其中碎石反滤层采用级配良好且未风化的砾石或碎石,其最大直径不宜大于50mm,垫层材料应不含草根、垃圾等杂质,碎石垫层细粒含量不得大于10%。
总平面布置上海港改建码头是河口港码头,平面布置与工艺设计按《海港总平面设计规范》和《河港总平面设计规范》的有关规定确定。
根据水文、地质、地形、货种、装卸工艺及施工条件等因素综合分析,采用高桩码头结构型式(上层土为淤泥)。
码头前沿大致平行于黄浦江主流向,由于码头前江面宽约500米,水域面积不大,为了不使水流结构发生变化选用顺岸式。
码头前沿布置在规划前沿线,考虑到当地陆域面积紧张,采用满堂式,1#和2#码头连片布置,拆掉原有的防洪墙,将后桩台至陆地之间的短距离水域用当地廉价的砂石料抛填,当汛期来临时,码头停止作业,采用堆沙包的方法来防汛。
由资料得到的水位值:设计高水位:高潮位累积频率曲线的10%处————3.75 m设计低水位:高潮位累积频率曲线的90%处————1.22 m极端高水位:高潮位累积频率曲线的2%处————4.63m极端低水位:高潮位累积频率曲线的98%处————0.60 m1.1一号码头总平面布置1.1.1停靠方式停靠方式采用两点系泊(如图),受力系船柱数目根据船长查得为n=2,系船柱间距最大为20m,最少系船柱个数为6个。
1.1.2一号码头主要尺度的拟定1.1.2.1 泊位长度单个泊位长度:L=L+2dbL————单个泊位长度(m)bL————设计船长(m),L=82.6m;d————富裕长度(m),按《海港总平面设计规范》查表取值为8~10mL=82.6+2×(8~10)=98.6~102.6m,取码头长度为118m, 已b有岸线满足要求.1.1.2.2泊位宽度为了不占用主航道,泊位宽度:B=2bb————设计船宽(m),b=13.6mB=2×13.6=27.2m,取28m1.1.2.3 码头前沿顶高程(按有掩护港口的码头计算)基本标准:E=HWL + 超高值(1.0~1.5)复核标准:E=极端高水位+超高值(0~0.5)E————码头面高程(m)HWL————设计高水位(m)基本标准:E=3.75+(1.0~1.5)=4.75~5.25 m复核标准:E=4.63+(0~0.5)=4.63~5.13 m 由资料知,当地万吨级泊位的码头面标高一般为+4.8m,所以取E=4.8m1.1.2.4码头前沿设计水深D=T+Z1+Z2+Z3+Z4Z2 =KH- Z14%D————码头前沿设计水深(m)T————设计船型满载吃水(m),T=4.47m;Z1————龙骨下最小富裕深度(m),查得Z1=0.2mZ2————波浪富裕深度(m),K————系数,顺浪取0.3,横浪取0.5H————码头前的允许波高(m)4%由于地处黄浦江中,码头前江面宽度只有500米,波浪主要为顺浪,查《港口规划与布置》得3000吨级的杂货船的允许波高为H=0.8m,%4所以:Z2 =0.3 0.8-0.2=0.04 mZ3————船舶因配载不均而增加的船尾吃水值(m),杂货船可不计,Z3=0 m;Z4————备淤富裕深度(m),Z4=0.5mD=4.47+0.2+0.04+0+0.5=5.21m,所以码头前沿水底高程=设计最低水位-码头前沿设计水深=1.22-5.21=-3.99m,由于码头前沿布置在规划前沿线处,且规划挖至-9.0 m,所以水深条件肯定满足。
一、名词解释1、码头:码头是供船舶停靠、装卸货物和上下旅客的水工建筑物,它是港口的主要组成部分。
2、挤靠力:船舶停靠码头时,由于风和水流的作用,使船舶直接作用在码头建筑物上的力称为挤靠力。
3、撞击力:船舶靠岸或在波浪作用下撞击码头时产生的力,称为撞击力。
4、沉箱:沉箱是一种巨型的有底空箱,箱内用纵横格墙隔成若干舱格。
5、扶壁:扶壁是由立板、底板和肋板互相整体连接而成的钢筋混凝土结构。
6、剩余水压力:墙前计算低水位与墙后地下水位的水位差称为剩余水头,由此产生的水压力称为剩余水压力。
7、拉杆:拉杆是板桩墙和锚碇结构之间的传力构件,是板桩码头的重要构件之一。
8、斜坡码头:斜坡码头是以岸坡上建造的固定斜坡道结构作为载体,供货物装卸运输、旅客或车辆上下的码头。
9、浮码头:浮码头是以趸船或浮式起重机与引桥为载体,供货物装卸运输、旅客和车辆上下的码头。
10、滑道:斜面上供船舶上墩下水的专用轨道称为滑道。
11、纵向滑道:在船舶上墩或下水时,船舶纵轴和移动方向与滑道中心线一致时,称为纵向滑道。
12、横向滑道:船舶纵轴与滑道中心线垂直,而移动方向与滑道中心线一致时,称为横向滑道。
13、船台:船舶在岸上修造的场地称为船台。
14、船坞有效长度:船坞有效长度是指坞门内壁外缘至坞尾墙底表面在坞底纵轴线上的投影距离。
15、坞室底标高:坞室底标高是指船坞中剖面处中板顶面标高。
16、码头结构上的作用:施加在码头结构上的集中力和分布力以及引起结构外加变形和约束变形的原因,总称为码头结构上的作用。
17、系缆力:凡通过系船缆而作用在码头系船柱(或系船环)上的力称为系缆力。
18、极限状态:整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态成为该功能的极限状态。
19、设计基准期:按结构预期使用寿命规定的时间参数。
20、持久状况:从结构建成到预期使用寿命完结的整个期间。
21、短暂状况:施工期间或建成后某一可预见的特定较短期间。
码头稳定性验算1.计算模型2.计算荷载设计高水位=2.77m ;设计低水位=-2.89m1) 结构自重力①重力(设计高水位2.77m)G1护栏作用力不计G2胸墙=(1.73*23+0.02*13)*1.3=52.065KN G3砼挡墙=0.5*(1.914+2.589)*1.75*13+0.5*(2.589+3.375)*1.0*13=93.21kn力臂计算:稳定力矩计算:②重力(设计低水位-2.89m ) G1护栏 作用力不计G2胸墙=1.75*1.3*23=52.325KN G3砼挡墙=0.5*(1.914+2.589)*1.75*23+ 0.5*(2.589+3.375)*1.0*23=164.91kn 力臂计算:稳定力矩计算:2)土压力强度计算后方回填碎石,二片石,开山石 ︒=45ϕ γ=18kn/m第二破裂角: 005.22)(21)90(21'=---=βεϕθ=β0=ε005.224521=⨯=δ有 15°<α1,α2<θ' ,故土压力可按公式2.4.1.1计算 对胸墙: α=0 ,cos α=1对砼挡墙: 0195.155.31==-tgα ; cos α=0.9613.作用分析1) 永久作用①设计高水位2.77m永久作用土压力强度 cos α1=1 ,cos α2=0.96111e = 0e 12=(18×1.48+11×0.02)×Kan ×cos α1=26.86×0.1597 =4.29kpa1597.0)841.01(924.05.00cos 5.22cos 45sin 5.67sin 1)5.22cos(145cos )cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos 2000002222=+⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡︒+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-=βαδαβϕδϕδαααϕαn n n n n n n k 2835.0)9319.01(723.0765.095.15cos 45.38cos 45sin 5.67sin 1)45.38cos()95.15(cos 05.29cos )cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos 20000202222=+⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡︒+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-=βαδαβϕδϕδαααϕαn n n n n n n ke 21 =(18×1.48+11×0.02)×0.2835×0.961=7.318kpa e 2=57.11×kan ×cos α2=57.11×0.2835×0.961=15.559kpa 胸墙后土压力合力水平合力:Eh n =竖直合力:Ev n = 计算得:(按填料分层,单位kn)力臂计算水平力壁di 和倾覆力矩MEHi 计算竖直力壁di 和稳定力矩MEVi 计算)cos(25.011n an n n i n n i i K h h r h r δα+⎪⎭⎫⎝⎛+∑-=)sin(25.011n an n n i n n i i K h h r h r δα+⎪⎭⎫ ⎝⎛+∑-=②设计低水位-2.89m永久作用土压力强度 cos α1=1 ,cos α2=0.961 e 11=0e 12=(18×1.5)×Kan ×cos α1=27×0.1597×1 =4.312kpa e 21=(18×1.5)×Kan ×cos α1=27×0.2835×0.961 =7.356kpae 22=76.5×kan ×cos α2=76.5×0.2835×0.961=20.842kpa 胸墙后土压力合力水平合力:Eh n =竖直合力:Ev n = 计算得:(按填料分层,单位kn)力臂计算水平力臂di 和倾覆力矩MEHi 计算)cos(25.011n an n n i n n i i K h h r h r δα+⎪⎭⎫⎝⎛+∑-=)sin(25.011n an n n i n n i i K h h r h r δα+⎪⎭⎫ ⎝⎛+∑-=竖直力臂di和稳定力矩MEVi计算2)可变作用取可变荷载Q=30kn/m①可变作用土压力强度胸墙Eq1=q·kq·Kan·hn=30×1×0.1597×1.5=7.187kn 砼挡墙Eq2=q·kq·Kan·hn=30×1×0.2835×2.75=23.389kn胸墙后土压力合力水平分力Eqh1=7.19×cos22.5°= 6.64kn竖向分力Eqv1=7.19×sin22.5°= 2.752kn砼挡墙后土压力合力水平分力Eqh2=23.39×cos38.45°= 18.313kn 竖向分力Eqv2=23.39×sin38.45°= 14.548kn 可变土压力合力水平力 Eqh=6.64+18.304 = 24.954kn 竖向力 Eqv=2.75+14.56 = 17.300kn ②可变土压力力臂及力矩计算水平力臂di 和倾覆力矩MEqhi 计算竖直力臂di 和稳定力矩MEqvi 计算3)波浪作用,地震作用和系缆力,剩余水压力暂不考虑。