温州XX本人匿掉船坞计算书.docx
- 文档编号:14436967
- 上传时间:2023-06-23
- 格式:DOCX
- 页数:37
- 大小:937.11KB
温州XX本人匿掉船坞计算书.docx
《温州XX本人匿掉船坞计算书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《温州XX本人匿掉船坞计算书.docx(37页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
温州XX本人匿掉船坞计算书
水工建筑物的种类和安全等级
本工程的主要水工建筑物:
船坞。
根据干船坞工艺规范,2万吨级为中型船坞、等级Ⅱ级。
设计条件
水工建筑物的主要尺度
船坞主体为270m×48m×12.3m,船坞顶标高为+4.80m(高程系统采用1985国家高程基准,下同),船坞底标高-7.50m~-7.60m。
船坞结构分为坞口、水泵房、坞墙廊道、底板。
起重设备为1台32T门座起重机和1台400T门式起重机。
水工建筑物的主要荷载
(1)起重运输设备
1)32T门座起重机
轮压:
300kN/轮;轮距:
700mm;
2)400T门式起重机
轮压:
600kN/轮;轮距:
800mm;
3)100T平板车
共8根轴,每轴4个轮子,轴载:
162.5kN。
图7-1100T平板车尺寸图、
4)80T平板挂车
共3根轴,每轴8个轮子,轴载330kN
图7-280T平板挂车尺寸图
(2)船坞顶面均布荷载
坞壁前沿至门座起重机靠坞侧轨道间的均布荷载为10kPa;其余部分均布荷载为20kPa。
(3)装焊平台荷载
流动荷载:
100T平板车、80T平板挂车。
均布荷载:
500kPa。
集中荷载:
垂直荷载500kN/点,受力点间距10m。
水文、气象条件
水位
备注
设计高水位
3.43m
高潮累计频率10%
设计低水位
-2.47m
低潮累计频率90%
极端高水位
4.79m
重现期五十年一遇
极端低水位
-3.39m
重现期五十年一遇
进出坞水位
-0.50m
暂定
工程地质条件
地基土基础设计主要参数一览表
土层
序号
土层名称
地基容许承载力f(kPa)
压缩模量
Es(MPa)
预制桩
钻孔灌注桩
qf(kPa)
qR(kPa)
qf(kPa)
qR(kPa)
①
含砂淤泥
45
1.7
12
10
②
淤泥
43
1.6
10
10
③
淤泥质粘土
70
2.7
20
18
④
粉质粘土
150
4.4
50
45
⑤
中砂
180
60
54
⑥
圆砾
300
[30]
80
4200
70
1500
注:
1.表中qf、qR值以桩端进入持力层2~3倍桩身横截面边长(或直径)为准,且桩入土深度≥5m。
2.钻孔灌注桩qR值为孔底沉渣厚度<50mm时的值,当孔底沉渣厚度>50mm时,不宜考虑。
3.括号内数据为变形模量经验值。
结构方案
1.船坞坞口围堰方案一(筑岛式基坑围堰方案)
坞口结构宽度为69.00m(垂直船坞纵轴线方向),坞口南坞墩及坞口底板沿船坞纵轴线方向长度为26.50m,水泵房沿船坞纵轴线方向长度为31.50m,坞口底板基坑开挖底标高为-10.10m,水泵房基坑开挖底标高为-12.10m。
坞口围堰采用Φ1000mm@1200mm的钻孔灌注排桩作为基坑围护的支护体系,钻孔灌注桩间的间隙采用Φ1000mm@800mm的高压旋喷桩进行止水挡土。
灌注桩采用钢筋混凝土圈梁连成一体,在桩内侧采用钢支撑进行支护。
水泵房处,采用角撑构成水平支撑体系,沿基坑深度方向布置4道水平支撑和围囹,支撑间距一般为3.50m;根据泵房各层楼板的标高和基坑开挖深度布置4道水平支撑和围囹,4道支撑同一轴线布置,4道支撑的中心标高分别为+1.90m、-2.20m、-6.00m和-10.00m。
第1道顶圈梁断面尺寸为1.30m×0.90m,其余围囹采用双拼H400mm×400mm型钢。
泵房处钻孔灌注排桩桩底标高为-33.00m,高压旋喷止水帷幕桩桩底标高为-27.00m。
坞口底板和南坞墩处,采用对撑和角撑构成水平支撑体系,沿基坑深度方向布置3道水平支撑和围囹,3道支撑同一轴线布置,支撑间距一般为3.50~4.50m(第1道支撑最大间距为9.00m)。
3道支撑的中心标高分别为+1.90m、-2.00m和-6.00m。
第1道顶圈梁断面尺寸1.30m×0.90m,其余围囹采用双拼H700mm×300mm型钢,主撑采用Φ609mm×16mm钢管支撑,联系撑采用H400mm×400mm型钢。
坞口底板和南坞墩处钻孔灌注排桩桩底标高为-27.00m,高压旋喷桩止水帷幕桩底标高为-27.00m。
坞口围堰迎水侧设置挡浪墙,厚400mm,高2.45m。
墙后设置350mm厚的肋板,间距4.00m。
立柱均采用600mm×600mm预应力方桩,桩底标高为-29.00m。
2.船坞坞口
坞口为重力式U形结构,采用浮箱式坞门。
坞口纵向长26.50m,总宽为69.00m,即北坞墩(含水泵房)宽13.50m,南坞墩宽4.50m,坞口净宽51.00m。
坞墩顶高程+4.80m,坞口底板中部高程-7.50m,并以0.5%的横坡向两边渐变至-7.60m。
坞门槛纵向长5.00m,顶高程-6.50m,坞门搁置处高程-8.00m。
坞口底板底高程-10.00m,坞口底板四周设Φ1000mm@800mm高压旋喷桩止水帷幕,并在前沿高压旋喷止水帷幕后方再增设1道PU25钢板桩止水。
底板下基础为Φ600mmPHC管桩(AB型)。
坞口结构与坞墙、坞室底板的分缝处设橡胶止水带Z9-30。
坞口浮箱坞门靠座采用花岗岩镶面,坞门槛上花岗岩镶面厚0.50m、高0.80m,坞墩上的花岗岩镶面厚0.50m、长1.20m,以二期混凝土与坞口混凝土结为一体。
坞口底板上设置有排水沟,坞口排水沟与坞底排水沟和水泵房前池相通。
排水沟宽0.8m,底高程为-8.40m,采用铸铁盖板。
3.船坞坞墙(拉锚钻孔灌注排桩式坞墙方案)
坞墙分为廊道和墙体两部分,廊道顶面高程为+4.80m,底部高程为+1.60m,结构形式为拉锚钻孔灌注排桩。
拉锚钻孔灌注排桩墙墙体为Φ1000mm@1200mm的钻孔灌注排桩加400mm厚的衬砌,排桩桩底标高-27.00m。
钻孔灌注桩与衬砌坞墙间设置锚筋,间隔1000mm,梅花型布置,与衬砌相连。
钻孔灌注排桩后采用Φ1000mm@800mm的高压旋喷桩形成防水帷幕,高压旋喷桩桩底标高为-20.00m。
高压旋喷桩后采用Φ700mm@500mm双轴搅拌桩进行加固,搭接范围200mm,格栅状布置,桩底标高同高压旋喷桩桩底标高,加固范围为廊道下高压旋喷桩后7.20m。
拉杆采用LG-Φ80
-s2拉杆,钢号为Q345,间距为1.50m,表面防腐。
锚碇系统采用理砌块石棱体灌砂加锚碇墙结构,锚碇墙宽0.40m,高3.90m。
廊道对应32T门座起重机吊车道处基础为Φ600mmPHC管桩(AB型)@3000mm,对应400T门式起重机吊车道处基础为Φ800mmPHC管桩(AB型)@3000mm。
坞尾低桩承台桩基为Φ600mmPHC管桩(AB型)@3000mm。
4.船坞底板
船坞底板纵向分段长度20.00m,沿横断面分为3段,宽度依次为12.00m、18.00m、18.00m。
船坞底板位于软土上,采用Φ600mmPHC管桩(AB型)桩基基础:
中板厚度1.20m,沿船坞纵向桩间距3.00m,沿船坞宽度方向桩间距2.50m;边板厚度0.60m,沿船坞纵向桩间距3.50m,沿船坞宽度方向桩间距3.50~4.00m。
底板面高程为-7.50m,表面设横坡,中间平坡宽5m,并以0.5%向两侧放坡,至排水沟底板边时,其高程降为-7.60m。
底板下设置有减压排水系统,排水管采用Φ300mm穿孔UPVC管,UPVC管外包土工布,周围为碎石排水盲沟,碎石盲沟与地基土之间设置有土工布。
底板各板块间以橡胶止水带止水。
主要外力计算
船坞主要外力计算
1、坞墩荷载计算:
(2万吨级船舶)船坞底板区划图(单位为m):
q---船舶纵向线荷载。
W---船舶下水重量,2万吨级杂货船取6000吨
Lbp---船舶垂线间长(米),2万吨级杂货船取155m
a0---船重纵向分面不均匀系数;机舱段:
1.8~2.2;平行舯体段:
1。
A段船坞船舶纵向线荷载:
860.2KN/M。
B段船坞船舶纵向线荷载:
430.1KN/M。
船坞底板横剖面荷载区划:
(a)A段坞底线荷载(kN/m):
第一种工况:
2万吨级船舶中墩单独受力。
a1----单中墩荷载系数,一般取0.5~0.8(大船取小值)。
艏,艉部分没有边墩取1.0,本分段取1.0;
qc1=1.1×1.0×860.2/2=473.1KN/M。
第二种工况:
2万吨级船舶中墩和边墩同时受力。
a1----单中墩荷载系数,一般取0.5~0.8(大船取小值)。
艏,艉部分没有边墩取1.0,本分段取0.8;
qc1=1.1×0.8×860.2/2=378.5KN/M。
a2----边墩荷载系数,一般取0.7~0.9,本分段取0.9;
边墩总荷载qs=0.9×860.2=774.2KN/M。
(b)B段坞底线荷载(kN/m):
第一种工况:
2万吨级船舶中墩和边墩同时受力。
a1----单中墩荷载系数,一般取0.5~0.8(大船取小值)。
艏,艉部分没有边墩取1.0,本分段取0.8;
qc1=1.1×0.8×430.1/2=189.2KN/M。
a2----边墩荷载系数,一般取0.7~0.9,本分段取0.9;
边墩总荷载qs=0.9×430.1=387.1KN/M。
(c)C段坞底荷载同坞底其他均载。
(5千吨级船舶并列)船坞底板区划图(单位为m):
q---船舶纵向线荷载。
W---船舶下水重量,5千吨级杂货船取1500吨
Lbp---船舶垂线间长(米),5千吨级杂货船取120m
a0---船重纵向分面不均匀系数;机舱段:
1.8~2.2;平行舯体段:
1。
A段船坞船舶纵向线荷载:
277.8KN/M。
B段船坞船舶纵向线荷载:
138.9KN/M。
船坞底板横剖面荷载区划:
(a)A段坞底线荷载(kN/m):
第一种工况:
5千吨级船舶中墩单独受力。
a1----单中墩荷载系数,一般取0.5~0.8(大船取小值)。
艏,艉部分没有边墩取1.0,本分段取1.0;
qc1=1.1×1.0×277.8/2=152.8KN/M。
第二种工况:
5千吨级船舶中墩和边墩同时受力。
a1----单中墩荷载系数,一般取0.5~0.8(大船取小值)。
艏,艉部分没有边墩取1.0,本分段取0.8;
qc1=1.1×0.8×277.8/2=122.2KN/M。
a2----边墩荷载系数,一般取0.7~0.9,本分段取0.9;
边墩总荷载qs=0.9×277.8=250KN/M。
(b)B段坞底线荷载(kN/m):
第一种工况:
5千吨级船舶中墩和边墩同时受力。
a1----单中墩荷载系数,一般取0.5~0.8(大船取小值)。
艏,艉部分没有边墩取1.0,本分段取0.8;
qc1=1.1×0.8×138.9/2=61.11KN/M。
a2----边墩荷载系数,一般取0.7~0.9,本分段取0.9;
边墩总荷载qs=0.9×138.9=125KN/M。
(c)C段坞底荷载同坞底其他均载。
2、引船设备荷载及其他工艺荷载:
1)引船小车的牵引力(按2万吨级船舶计算)
引船小车的牵引力按下式确定:
TO=1/2af(GV1/60gt+3.6s×10-3)
TO-----牵引力(KN);
af-----阻力系数,一般取1.3~1.5;取1.4
G------进坞船舶重(KN),取60000KN;
V1------进坞船舶启动速度,一般为5/60m/s;
g------重力加速度,取9.8m/s2;
t------船舶启动时间,一般取30~60s;取45s;
s-----船舶水上部分侧向受风面积(m2);经计算取2569.5m2
所以:
TO=6.61KN
2)引船小车对轨道的作用力:
a.垂直于轨道方向的水平分力:
H=TOb/a
TO----牵引力;
b----引船小车与船上系缆孔的横向水平间距;取3.8m
a----引船小车与船上系缆孔的纵向水平间距;取8m
所以H=3.14KN。
b.垂直向上分力:
H=TOh/a
h----引船小车与船上系缆孔的垂直间距;取8.5m
所以H=7.02KN。
结构计算
采用Midascivil有限元分析软件,对船坞各分项进行结构计算,建模要点及结果如下:
建立计算模型:
选取某一20m长节段,船坞廊道、坞墙及坞底板结构用4节点板单元,在坞墙与廊道、坞墙与底板边板及坞底板边板与中板间均释放节点Mxx弯矩。
船坞桩基采用梁单元,打入桩与地板(廊道)间采用释放部分弯矩来模拟实际受力情况,灌注桩与地板(廊道)间采用刚性连接,桩底约束竖向位移。
桩侧土对桩的约束采用m法,延桩身每米设一水平双向弹簧,弹簧刚度根据所在土质m值及桩自己计算宽度计算。
廊道下支护桩与侧向坞墙的受力模型采用只受压桁架单元模拟,单元上部与坞墙上处相连,底部与墙趾板相连。
侧向土压力对侧墙的水平约束通过支护桩传递至坞墙。
廊道后拉杆采用只受拉杆单元模拟。
坞墙底桩基水平双向弹簧单元弹簧系数
地基系数
的比例系数
每层高度
该层底到地面距离
该段桩基
中间弹簧系数
m(Kn/M4)
h(M)
H(M)
k(Kn/M)
3000
1
1
1890
3000
1
2
5670
3000
1
3
9450
3000
1
4
13230
3000
1
5
17010
3000
1
6
20790
3000
1
7
24570
3000
1
8
28350
3000
1
9
32130
3000
1
10
35910
3000
1
11
39690
3000
1
12
43470
3000
1
13
47250
3000
1
14
51030
3000
1
15
54810
3000
1
16
58590
3000
1
17
62370
4000
1
18
66780
4000
1
19
71820
4000
1
20
76860
4000
1
21
81900
4000
1
22
86940
4000
1
23
91980
4000
1
24
97020
4000
1
25
102060
4000
1
26
107100
4000
1
27
112140
4000
1
28
117180
4000
1
29
122220
4000
1
30
127260
4000
1
31
132300
4000
1
32
137340
7500
1
33
144585
7500
1
34
154035
7500
1
35
163485
18000
1
36
179550
18000
1
37
202230
18000
1
38
224910
18000
1
39
247590
廊道底桩基水平双向弹簧单元弹簧系数
地基系数的比例系数
每层高度
该层底到地面距离
该段桩基
中间弹簧系数
m(Kn/M4)
h(M)
H(M)
k(Kn/M)
3000
0.5
0.5
472.5
3000
1
1.5
3780
3000
1
2.5
7560
3000
1
3.5
11340
3000
1
4.5
15120
3000
1
5.5
18900
3000
1
6.5
22680
3000
1
7.5
26460
3000
1
8.5
30240
3000
1
9.5
34020
3000
1
10.5
37800
3000
1
11.5
41580
3000
1
12.5
45360
3000
1
13.5
49140
3000
1
14.5
52920
3000
1
15.5
56700
3000
1
16.5
60480
3000
1
17.5
64260
3000
1
18.5
68040
3000
1
19.5
71820
3000
1
20.5
75600
3000
1
21.5
79380
3000
1
22.5
83160
3000
1
23.5
86940
3000
1
24.5
90720
3000
1
25.5
94500
3000
1
26.5
98280
4000
1
27.5
102690
4000
1
28.5
107730
4000
1
29.5
112770
4000
1
30.5
117810
4000
1
31.5
122850
4000
1
32.5
127890
4000
1
33.5
132930
4000
1
34.5
137970
4000
1
35.5
143010
4000
1
36.5
148050
4000
1
37.5
153090
4000
1
38.5
158130
4000
1
39.5
163170
4000
1
40.5
168210
4000
1
41.5
173250
7500
1
42.5
180495
7500
1
43.5
189945
7500
1
44.5
199395
18000
1
45.5
215460
18000
1
46.5
238140
18000
1
47.5
260820
坞墙边侧竖向土压力采用软件自带的流体压力荷载功能进行模拟,参考土压力公式,软件中流体重度采用K0γ模拟,其中K0为压实土的土压力系数。
参数参考如下:
土的名称
K0
砾石
0.2
砂土
0.25
粉土
0.35
粉质粘土
0.45
粘土
0.55
淤泥
0.75
底板浮力参数计算如下:
底板浮力
r
1030
Kg/M3
G
0.01
KN/kg
h
11.6
m
F:
119.48
KN/M2
浮力F均布作用于坞室底板。
作用效应组合
承载能力极限状态
持久作用效应主要工况组合:
自重力+浮力+水平土压力+竖向土压力
自重力+水平土压力+竖向土压力+空坞进水压力
自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+2万A段双中墩受力
自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+2万A段中、边墩受力
⑤自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+5千A段双中墩受力
⑥自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+5千A段中、边墩受力
短暂作用效应主要工况组合同上。
正常使用极限状态
持久作用效应主要工况组合:
①自重力+水平土压力+竖向土压力+空坞进水压力
②自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+2万A段双中墩受力
③自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+2万A段中、边墩受力
④自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+5千A段双中墩受力
⑤自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+5千A段中、边墩受力
短暂作用效应主要工况组合同上。
船坞计算有限元模型
坞口水泵房主要计算成果表
使用期承载能力极限状态持久组合设计值
抗浮安全系数
抗倾
抗滑
1.10
施工期和使用期,坞口均与坞墙和底板相抵,故抗倾稳定无须验算。
施工期和使用期,坞口均与坞墙和底板相抵,故抗滑稳定无须验算。
抗浮计算未考虑坞口止水帷幕的作用
坞墙主要计算成果
承载能力极限状态持久组合设计值
(自重力+水平土压力+竖向土压力+空坞进水压力)
坞墙最大弯矩图、坞墙最大剪力图
正常使用极限状态持久组合设计值
(自重力+水平土压力+竖向土压力+空坞进水压力)
坞墙最大弯矩图坞墙最大剪力图
承载能力极限状态持久组合设计值
最大弯矩
(kN·m)
最小弯矩
(kN·m)
最大剪力
(kN)
最小剪力
(kN)
6.7
-192.8
222.4
-173.0
正常使用极限状态组合设计值
最大弯矩
(kN·m)
最小弯矩
(kN·m)
最大剪力
(kN)
最小剪力
(kN)
5.6
-115.6
141.1
-80.7
承载能力极限状态持久组合设计值
最大弯矩
(kN·m)
最小弯矩
(kN·m)
最大剪力
(kN)
最小剪力
(kN)
6.8
-172.4
148.6
-209.7
正常使用极限状态组合设计值
最大弯矩
(kN·m)
最小弯矩
(kN·m)
最大剪力
(kN)
最小剪力
(kN)
5.6
-102.5
67.3
-132.5
坞底板主要计算成果
承载能力极限状态持久组合设计值
(自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+2万A段双中墩受力)
坞底板最大弯矩图
坞底板最大剪力图
正常使用极限状态组合设计值
(自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+2万A段双中墩受力)
坞底板最大弯矩图
坞底板最大剪力图
承载能力极限状态持久组合设计值
最大弯矩
(kN·m)
最小弯矩
(kN·m)
最大剪力
(kN)
最小剪力
(kN)
1052.1
-122.1
410.8
-410.8
正常使用极限状态组合设计值
最大弯矩
(kN·m)
最小弯矩
(kN·m)
最大剪力
(kN)
最小剪力
(kN)
435.3
-57.8
166.8
-166.8
承载能力极限状态持久组合设计值
最大弯矩
(kN·m)
最小弯矩
(kN·m)
最大剪力
(kN)
最小剪力
(kN)
1024.5
-112.3
403.8
-403.8
正常使用极限状态组合设计值
最大弯矩
(kN·m)
最小弯矩
(kN·m)
最大剪力
(kN)
最小剪力
(kN)
424.3
-53.5
163.8
-163.8
廊道主要计算成果
承载能力极限状态持久组合设计值
(自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+2万A段双中墩受力)
廊道最大弯矩图
廊道最大剪力图
正常使用极限状态组合设计值
(自重力+水平土压力+竖向土压力+32t门机荷载+400t门机荷载+2万A段双中墩受力)
廊道最大弯矩图
廊道最大剪力图
承载能力极限状态持久组合设计值
最大弯矩
(kN·m)
最小弯矩
(kN·m)
最大剪力
(kN)
最小剪力
(k
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 温州 XX 本人 船坞 计算