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沉箱码头结构型式的探讨

来源:小侦探旅游网
沉箱码头结构型式的探讨

一、港口基本情况介绍

本论文数据以莆田某港码头为例。 1.1 设计潮位标准

设计高水位 7.11m (高潮累计频率10%的潮位) 设计低水位 0.75m (低潮累计频率90%的潮位) 极端高水位 8.36m (重现期为五十年的年极值高水位) 极端低水位 -0.09m (重现期为五十年的年极值低水位) 1.2 地质条件

场地内强风化花岗岩层、中风化花岗岩层分布稳定、连续工程性质良好,可作为水工建筑物的基础持力层。拟建工程场地的地基风化岩埋藏较浅,。由于重力式码头是靠结构本身及其上填料的重量来抗建筑物的滑动和倾覆的;与此同时,结构自重及其上的填料重量和各种荷载对地基产生应力,要求地基具有一定的强度。综上考虑,该泊位适合建设重力式码头。

重力式码头断面有块体结构,沉箱结构,扶壁结构,大直径圆筒结构等,该工程的码头墙高近23m,因方块结构水下工作量大,结构的整体性差故不采用。而对于扶壁结构也存在整体性差也不采用。大直径圆筒结构具有结构简单,材料用量省,适应性强等优点,但要求有大型起重和运输设备,并且需要特殊的施工条件( 干地施工),不采用。对于沉箱结构具有水下工作量小,施工速度快等优点,虽然需专门的预制,下水设施,沉箱方案具有码头整体性好、混凝土用量少、水下工作量小、施工速度快等优点但这在实际中施工条件满足。综上所述,该工程采用沉箱结构。

二 沉箱结构方案拟定 2.1断面尺寸拟定

(1)沉箱外形尺寸:沉箱长18米,高19.525米,宽16米,箱顶高程取4.5米,嵌入胸墙400mm,箱底高程取-15.025米,嵌入基床500mm。

(2)箱内隔墙设置:2道纵向隔墙,3道横向隔墙。

(3)箱内构件尺寸:箱壁厚35cm,底板厚50cm, 隔墙厚20cm,在各构件处设置20cm*20cm的加强角,以减少应力集中。

(4)胸墻尺寸:采用阶梯型,底高程取4.1米,顶宽3米,顶高程为码头面高程8.66米,即胸墙高4.56米。

(5)基床尺寸:暗基床,厚度取1.5米,底宽16米,前肩宽3米,后肩宽2米,基槽底宽取21米。

2.2码头稳定性验算

(1)作用效应组合,根据JTJ290-98《重力式码头设计与施工规范》的规定,作用效应组合应考虑持久组合,短暂组合和偶然组合,结合本工程实际情况,在码头稳定性验算时考虑了以下作用效应组合:

持久组合I :极端高水位,堆货产生的土压力作为主导可变作用; 持久组合II :设计高水位,堆货产生的土压力作为主导可变作用; 持久组合III :设计低水位,堆货产生的土压力作为主导可变作用; 持久组合IV :极端高水位,波浪力波谷作用作为主导可变作用; 持久组合V :设计高水位,波浪力波谷作用作为主导可变作用; 持久组合VI :设计低水位,波浪力波谷作用作为主导可变作用; 短暂组合:施工期沉箱墙后还未回填,设计高水位,波浪力波峰作用为主导可变作用。

该地区地震烈度为6度,据《水运工程抗震设计规范》的规定可不进行抗震设计,所以不考虑偶然组合情况。

(2)稳定验算。按照《重力式码头设计与施工规范》的有关规定进行沿基床顶面和底面的抗滑稳定性验算、对墙底面前趾(持久组合)和后踵(短暂组合)的抗倾稳定性验算、基床和地基承载力验算、墙底面合力作用位置验算。验算结果如表2-2所示。

码头稳定性验算结果汇总

由上表的验算结果知,在各种组合情况下性验算均满足要求,且有一定富余量。

2.4 整体稳定性验算

需要验算重力式码头最危险滑动面的整体滑动。由于地基条件良好,为中风化、强风化花岗岩且无软弱夹层,则沿基床底部的滑动最危险,前面已经验算,该处稳定。

参考文献

[1] 韩理安, 港口水工建筑物[M]. 北京: 人民交通出版社, 2008. [2] 卢延浩主编,土力学[M],第二版,河海大学出版社,2005. [3] 《港口工程荷载规范》 JTJ144-1-2010.

[4] 严惠兰,王怀.某港重力式码头结构型式比选与造价分析 [J]. 港工技术, 第201期.

[5] 《重力式码头设计与施工规范》 JTJ290—98.

[6] 徐 鑫. 浅谈某港口重力式码头结构型式的选择 [J]中 国水运,第13 卷第4 期.

[7] 《港口工程制图标准》 JTJ206—96

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