重力式码头的基本计算.pptVIP

Port Engineering Teaching and Research Section Port Engineering Teaching and Research Section Port Engineering Teaching and Research Section Harbor Engineering Structure Port Engineering Teaching and Research Section 重力式码头的基本计算 一. 重力式码头的设计状态和计算内容 重力式码头的设计应考虑三种设计状况 １、持久状况：在结构使用期按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。 ２、短暂状况：施工期或使用期可能临时承受某种特殊荷载时按承载能力极限状态设计，必要时也需按正常使用极限状态设计。 ３、偶然状况：在使用期遭受偶然荷载时仅按承载能力极限状态设计。 二、 重力式码头上的作用 重力式码头上的作用按时间变异可分为以下三类： 永久作用：自重（建筑物，固定机械设备），填土产生的土压力。 可变作用：地面使用荷载产生的土压力，船舶荷载，施工荷载，冰荷载，波浪力等。 偶然作用：地震作用。 １、建筑物的自重：G=γV　（γ的选取） 材料重度：水上采用天然容重，水下采用浮容重。 填料重度：无粘性土，以墙后地下水位为界，地下水位以上采用天然容重，以下采用浮容重。粘性土：根据当地经验选用，（应考虑饱和区） ２、剩余水压力 概念：墙后地下水位高于墙前计算低水位时产生的水压力差值，一般按静水压力考虑。 剩余水压力应根据码头排水的好坏和后方填料的透水性来确定。 ⑴、墙后为抛石棱体或粗于中砂的填料，可不考虑剩余水压力。 ⑵、墙后为中砂或细于中砂的填料（包括粘性土）时： ①、潮汐港：剩余水头取1/5~1/3的平均潮差； ②、河港：取决于排水措施和墙前、后地下水位情况。 （一）土压力计算方法 １、朗金公式 假定：土体为半无限弹性体，滑动楔体内土体每一点均达到塑性极限平衡状态。 公式（略） 适用条件： ⑴、适用于粘性土（C≠０）及砂性土（C=0 ）； ⑵、适用于地面水平，墙背垂直且光滑。 3、土压力 2、库伦公式 由滑裂楔体平衡条件推得 适用条件： ⑴适用于无粘性土，不适用于粘性土； ⑵适用于地面倾斜或水平，墙背倾斜或垂直的陡墙，不适用于坦墙； ⑶适用于墙背粗糙或光滑，即δ≠０或δ=０。 ㈡、港口工程中土压力的计算 １、一般原则： ⑴、主动土压力 ①无粘性土：陡墙情况（ -15°≤α≤θ’），按库伦公式计算； 坦墙情况：按假想墙背简化，并按朗金公式计算，假想墙背至实际墙背之间的土重应计入结构中。 ②粘性土：按当地经验选用（按朗金公式计算；用经验内摩擦角或等代内摩擦角取代C， φ值，采用库仑公式计算） ⑵、被动土压力 无论是粘性土还是无粘性土均按朗金公式计算。 ２、特殊情况下主动土压力的计算 ⑴、距墙背一定距离的均布荷载 ⑵、距墙背一定距离的集中荷载 M点以上按填土计算土压力 M点以下按填石计算土压力 M点位置以两种填料的综合破裂角θ’确定： 填料1：h1，φ1，θ1； 填料2：h２，φ２，θ２，则： θ1 ＝45°- φ1 /2， θ2 ＝45°- φ２ /2 θ’ ＝(θ1 h1+ θ2 h2)/ (h1 + h２) ⑶、墙后有减压棱体的土压力的计算 ⑷、有卸荷板的码头的土压力计算 上墙：C-C’按朗金公式，计算，δ=0。 下墙：相当于情况⑴。 ４、系缆力沿码头方向的分布 ⑴、计算稳定时，不考虑撞击力、挤靠力。 ⑵、系缆力：Ny－对码头影响不大，不考虑。Nz－数值较小，计算墙身稳定性时不考虑，而在计算系船块体和胸墙稳定性时应考虑。 Nz－按各分层沿码头长度方向的分布长度考虑。 ①、对于阶梯形方块码头：沿墙以45°向下扩散，遇竖缝中止，然后再从缝底端向下继续扩散。 ②、对于护壁码头：沿墙以45°向下扩散，遇竖缝中止。 ③、对于现浇砼和浆砌石码头、沉箱码头，在验算沿墙底稳定是，以分段长度作为船舶荷载的分布长度。因为此类码头在分段长度内为一整体。 三、 重力式码头的基本计算 1、码头稳定性验算 １）抗滑稳定性验算 组合一：不考虑波浪力作用，由可变作用产生的土压力为主导可变作用时，抗滑稳定性应满足下式： 组合二：不考虑波浪力作用，沿胸墙底面的抗滑稳定性，系缆力为主导可变作用 组合三：考虑波浪力作用，波浪力为主导可变作用时： 组合四：考虑波浪力作用，堆载土压力为主导可变作用时： 此为一种水位情况，若将水位作为一个组合条件，则可得 十几中组合情况。 注意：计算暗基床底面的抗滑稳定性时，应考虑基床垂直面上的被动土压力Ep，且G中应包括E’EDB的重量。但： ① Ep －取计算被动土压力的30%，