论文总字数：54666字

摘 要

Abstract 2

第一章 绪论 3

1.1、项目背景 3

1.2、建设规模 3

1.3、设计依据 3

第二章 自然条件 4

2.1、工程地理位置 4

2.2、工程地质 4

2.3、自然条件 4

2.3.1、气象 4

2.3.2、水文 5

2.3.3、地震 5

2.3.4、港口作业天数 5

第三章 码头总平面设计 6

3.1、总平面布置的原则 6

3.2、设计依据 6

3.3、码头总平面设计 6

3.3.1、水位资料 6

3.3.2、计算码头设计标高 6

3.3.3、计算码头前沿水深 6

3.3.4、计算码头前沿泥面线标高 6

3.4、泊位数 6

3.5、码头平面尺寸的确定 7

3.5.1、码头泊位长度 7

3.6.2、码头建筑物长度 7

3.6.3、码头宽度 7

3.6.4、引桥宽度 7

3.6.5、系船柱尺度 7

3.7、码头水域计算 7

3.7.1、停泊宽度 7

3.7.2、回旋水域 7

第四章 设计参数及荷载 8

4.1设计参数 8

4.2、永久作用 8

4.3、可变作用 8

4.4、船舶荷载 8

4.4.1、风对船舶的作用力 8

4.4.2、水流对船舶作用力 8

4.4.3、系缆力 10

4.4.4、挤靠力 10

4.4.5、撞击力 10

第五章 方案比选 12

5.1、拟定结构方案 12

5.2、经济性比较 15

5.3、方案比较 15

第六章、典型面板内力计算 16

6.1、计算原则 16

6.2、计算跨度 16

6.3、荷载作用 17

6.3.1永久作用 17

6.4、内力计算 18

6.4.1短暂状况（施工期） 18

6.4.2预制板吊运 18

6.4.3持久状况（使用期） 19

6.5、荷载组合 31

6.6、面板配筋 32

6.6.1.正截面抗弯计算 32

6.6.2.裂缝宽度验算 33

6.6.3.受冲切承载力计算 34

6.6.4.斜截面剪力验算 35

6.6.5.吊环设计 35

第七章 典型纵梁内力计算 37

7.1、计算原则 37

6.2、计算跨度 37

7.3、荷载作用 37

7.3.1.永久作用 37

7.3.2.可变作用 37

7.4、内力计算 37

7.4.1.施工期 37

7.4.2.使用期 38

7.5、作用效应组合 44

7.6、纵梁配筋 45

7.6.1承载能力极限状态验算 45

7.6.2、正常使用极限状态验算 47

第八章 横梁内力计算 51

8.1、计算原则 51

8.2、计算特征及参数 51

8.2.1混凝土的弹性模量 51

8.2.2计算跨度 51

8.2.3截面特性 51

8.2.4基桩特征 52

8.3、荷载作用 54

8.3.1永久作用 54

8.3.2、可变作用 58

8.4内力计算 59

8.4.1计算原理及公式 59

8.4.2施工期内力计算 60

8.4.2、使用期内力计算 63

8.5、荷载组合 77

8.6、配筋计算 78

8.6.1、施工期横梁配筋 78

8.6.2、使用期横梁配筋 79

8.6.3、抗裂验算 80

8.7、桩基计算 81

8.7.1承载能力验算 81

8.7.2桩长验算 81

致谢 82

附录…………………………………………………………………………………………..83

中油江阴油库码头设计

摘 要

本次毕业设计的题目是《中油江阴油库码头设计》。

设计内容主要包括码头选型、断面设计、码头结构计算，各构件的配筋以及整体的稳定性验算。根据所给资料，计算设计高低水位、确定码头前沿高程、设计码头断面。根据所给的船舶资料计算船舶荷载，选定护舷。面板的设计中主要包括面板的单双向确定，施工期按简支板计算，使用期按连续板计算，板的吊运验算，面板配筋及稳定性验算，其中难点是汽车荷载的计算。纵梁按五跨连续梁计算，利用影响线方法，将荷载的作用情况组合在一起，确定最不利情况，进行配筋及验算。横梁的计算是本次设计的重点以及难点，利用五弯矩方程对不同荷载下的情况进行计算，用最不利情况下的荷载组合进行配筋，施工期按普通梁计算，使用期按深梁计算。桩的计算主要包括桩承载力计算，桩长验算。

关键字：高桩码头，纵梁设计，横梁设计，配筋计算

Design of Oil Terminals of CNPC in Jiangyin

Abstract

In this graduation project, we will design an oil terminals of CNPC in Jiangyin

The main content of this design includes the structure type choosing, structure calculation, cross section design, reinforcement of the members and global stability problem. According to the information given, we can calculate the highest and the lowest design water level, work out the elevation of wharf apron, draw a profile. We will calculate the loads on ships and choose the type of fender. Panel design mainly includes the single and double panel determined, the construction period is calculated by simply supported plate, by continuous slab is calculated in using period, lifting calculation sheet, in which the calculation of the load of cars is the most hardest. Longitudinal beam is calculated for five span continuous beam, using influence line method, find out the most severe load and reinforce with this load combination. Beam calculation is the key and difficult point of the design, using five bending moment equation of loads of different conditions to do the calculation, reinforcement with the most disadvantageous load case value. The calculation of pile mainly includes the calculation of bearing capacity, and the check of the length of the pile.

Key words: long piled wharf, design of girders, design of beams, calculation of the reinforcing

第一章 绪论

1.1、项目背景

随着国家经济的的蓬勃发展，国内对进口原油的需求量日益剧增，尤其是华东地区对进口原油的需求量更是增长迅速，在该地区建设原油码头已成为当务之急。江阴北临长江，与靖江市隔江相望；南近沪宁线，东接常熟、张家港，西连常州、武进，地处经济发达的苏、锡、常“金三角”的几何中心。地理位置十分独特，交通区位优势十分明显。江阴交通十分便捷，历来是大江南北的重要交通枢纽，是长江下游集水、公、铁于一体，江、河、湖、 海联运的重要交通枢纽城市。

道路交通形成了干支线连通、主要干道“六横八纵”的格局，境内有锡澄、镇澄、澄扬三条二级公路与312国道、204国道相连，沪宁高速、沿江高速、锡澄高速可直达苏、锡、常、沪、宁、杭等大中城市。江阴长江公路大桥连接南北，连通沪宁高速公路和宁通高速公路。

内河水路由锡澄运河沟通长江、太湖水系，连接京杭大运河，与广大苏南腹地相连，具有江海联运、江河换装的天然优势。境内内河航道主要由15条干线航道和31条支线航道组成，通航里程389.45km，干线航道占通航总里程的52.98%。

新长（新沂～长兴）铁路（国家一级干线铁路）经过江阴，连接陇海、浙赣两大铁路大动脉；新长铁路从靖江过江至江阴，由江阴向南至无锡。

拟建工程后方紧临沿江公路，通过沿江公路与贯通江阴市的锡澄高速公路相连，进而连接沪宁、京沪、同三、苏嘉、宁通、沿江等高速公路及苏南、苏北公路网，临近的锡澄运河沟通长江、太湖，形成良好的集疏运条件。

1.2、建设规模

本码头货种主要为原油及化工原料，吞吐量为300万吨/年

表1-1 设计船型表

1.3、设计依据

甲方的设计任务委托书

《水运工程混凝土结构设计规范》（JTS151-2011）

《高桩码头设计与施工规范》（JTS167-1-2010）

《海港总体设计规范》（JTS165-2013）

《港口工程荷载规范》（JTS 144-1-2010）

《港口工程桩基规范》（JTS 167-4-2012）

《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）

第二章 自然条件

2.1、工程地理位置

新建码头位于长江口南支、南港南岸的五号沟地区。

（1）河口概况

本港区在地貌上属长江河道近漫滩河床及淤泥质浅滩，浅滩长度约为200米，地势略向江心倾斜，坡降约0.15％。

本河段由于受江阴水道和鹅鼻嘴－炮台圩节点的控导及南岸良好的边界条件，目前河势稳定，并将继续维持下去。本河段岸线顺直、主流稳定、河床冲淤变幅小，且水深条件较好，是建设深水港区的良好地段。

2.2、工程地质

本区域在勘探深度内从上而下可分为三个工程地质层：

①-1层：淤泥质亚粘土，棕褐色。流塑，具层理构造，夹有少量亚砂土或粉砂。含有腐植物。本层层顶标高2.02～3.20米。层厚2.25～5.22米。为高压缩性软弱土层。

①-2层：细砂为 主，夹有粉砂、中砂，灰黄褐色，级配一般，夹有薄层（单层lt;1cm）亚粘土，见明显层理，饱和、松散～稍密，修正后标贯击数平均值为4.7击。本层层顶标高0.8～9.35米，层厚1.0～6.37米。

②层：细砂夹中砂，灰黄褐色，稍密～中密，以稍密为主，饱和成份以石英长石为主，见少量云母片，夹少量薄层（单层lt;0.5cm）亚粘土，具层理，修正后标贯击数平均值为12.5击，本层层顶标高-3.2～-12.4米，层厚4.9～16.7米。

③层：细砂夹中砂，灰黄褐色，黄绿色，青灰色，中密状态，饱和成分以石英长石为主，见少量云母片，夹少量薄层（单层lt;0.5cm）亚粘土，局部夹少量腐植物薄层。本层砂土由上往下呈加密趋势。修正后标贯击数平均值为19.8击。本层层顶标高-8.4～-27.0米，高差较大。本层为桩基础良好持力层。

2.3、自然条件

2.3.1、气象

本区属亚热带季风区，临江近海、气候温和、四季分明、雨水丰沛，“梅雨”、“台风”等地区性气候明显，一月为最冷月，平均气温在2.3℃左右。本区域冬季盛行西北风和东北风，夏季以东南方向的海洋季风为主，春、秋季为过渡期，以偏东风为主。根据江阴市气象台多年资料统计，工程区域各气象特征如下：

（1）气温

多年平均气温 15.2°C

最最高年平均气温 19.6°C

最低年平均气温 11.5°C

历年极端最高气温 38°C

历年极端最低气温 -14.4°C

（2）降水

多年平均降雨量 1026.4毫米

历年最大降水量 1342.5毫米

日最大降水量 219.6毫米(1962年9月6日)

多年平均降雨天数：

＞0.1mm 124天

＞5.0mm 50天

＞10mm 30天

＞25mm 20天

＞50mm 3天（3）风

（3）风况

年平均风向 ENE

夏季主导风向 SSE

冬季主导风向 NNW

年平均风速 2.9米/s

历年最大风速 27米/s(1991年5月6日)

年平均大风日数 7.1天

年最多大风日数 26天(1963年)

（4）雾

多年平均雾日数： 30.9d

年最多雾日数： 66d

（5）雷暴

年平均雷暴日数： 30.9d

2.3.2、水文

设计高水位 5.18米(高潮累积频率10%的潮位)

设计低水位 1.69米(低潮累积频率90%的潮位)

极端高水位 7.0米(五十年一遇高潮位)

极端低水位 0.75米(五十年一遇低潮位)

2.3.3、地震

拟建区按中国地震烈度表(1980)划定基本烈度为6度。故不需要进行抗震验算。

2.3.4、港口作业天数

降雨gt;25mm的天数为23天，年平均大风日数7.1天，年平均日雾数30.9天，年平均雷暴日30.9天，有效作业天数T=365-23-7.1-30.9-30.9=273（天）。

第三章 码头总平面设计

3.1、总平面布置的原则

（1）符合江阴市港口布置总体规划；

（2）合理使用岸线资源；

（3）码头布置与相邻单位的关系；

（4）总和考虑自然条件、码头功能、功能投资，推选经济合理的平面布置方案。

3.2、设计依据

《海港总体设计规范》JTS 165-2013

3.3、码头总平面设计

3.3.1、水位资料

设计高水位：5.18m

设计低水位：1.69m

极端高水位（50a一遇）：7.0m

极端低水位（50a一遇）：0.75m

3.3.2、计算码头设计标高

据《海港总平面设计规范》（以下简称规范）表5.4.8，有掩护基本标准：码头顶高程=设计高水位 超高= 5.18 （1~2.0）= 6.18~ 7.18m，为了方便与陆域连接及易于码头装卸运输，取 7 米。

3.3.3、计算码头前沿水深

根据规范5.4.12，码头前沿设计水深计算式为：

各参数意义参见规范5.4.12.1。

取；；；；

故码头前沿水深

3.3.4、计算码头前沿泥面线标高

码头前沿泥面线标高=设计低水位—码头前沿设计水深= -8.64m

3.4、泊位数

根据规范7.10.8-1得，

其中

Pt¬——泊位设计通过能力（t/a）；

Ty——泊位年运营天数（d），这里取273天；

Aρ——泊位有效利用率（%），取55%～70%，泊位数少是取低值，泊位数多时宜取高值，暂预测泊位数较少，取60%；

td——昼夜小时数（h），取24h；

G——设计船型的实际装卸量，根据资料取25000t；

tz——装卸一艘船舶所需的净装卸时间（h），可根据同类泊位的营运资料和船舶装卸设备容量综合考虑。无准确资料时，油船可采用表7.10.8-1中的数值，化工品船应按实际情况对表中数值进行修正，液化天然气船净卸船时间可取14～24h，查表得净装船时间为13h，净卸船时间为15h，取较大值15h；

tf——船舶装卸辅助作业、技术作业及出船舶靠离泊时间之和（h），无统计资料时，部分单项作业时间可采用表7.10.8-2和表7.10.8-3中的数值，非外贸船联检时间为0；原油等需加热的驳船另加6～12h的加热时间，查表取靠泊时间1h，开工准备1h，联检1h，商检1h，结束0.5h，离泊0.5h，原油需要加热，另加8h，合计13h；

tp——油船排压舱水时间（h），可根据同类油船泊位的营运资料分析确定，这里取0；

th——候潮、候流或不在夜间进出航道和靠泊、离泊需增加时间（h），可根据船舶从进港岛出港全过程的各个操作环节，绘制流程图来确定，内河无潮流取0；

经计算：

取泊位数1个

3.5、码头平面尺寸的确定

3.5.1、码头泊位长度

根据规范5.4.22，对于单个泊位：

式中为泊位长度，L为设计船长。

3.6.2、码头建筑物长度

码头长度即泊位长度，取192m。

3.6.3、码头宽度

根据规范取10m。。

3.6.4、引桥宽度

考虑到水平运输机械的行走，引桥宽度取5m。

3.6.5、系船柱尺度

见平面图

3.7、码头水域计算

3.7.1、停泊宽度

停泊宽度=2×B=652m，B为船型型宽

3.7.2、回旋水域

该港口受水流影响较大，且为河口港，根据水流方向，回旋水域选择为椭圆：

垂直水流方向：1.5L= 239.7m，取240m

沿水流方向：2.5L= 399.5m，取400m

第四章 设计参数及荷载

4.1设计参数

1、参考规范：《港口工程荷载规范》（JTS 144-2010）

2、建筑物等级：建筑物等级为Ⅱ级

3、设计水位：

设计高水位：5.18m

设计低水位：1.69m

极端高水位（50a一遇）：7.0m

极端低水位（50a一遇）：0.75m

4、地震：抗震防裂强度为6度

5、码头平台尺寸：码头工作平台长104m，宽10m，分为前后桩台

6、码头分段：沿码头长度方向设置结构缝分段，左右两端长51.5m.共2段。

4.2、永久作用

码头结构自重力：钢筋混凝土γ=25

素混凝土：γ=24

4.3、可变作用

1、前沿堆货荷载：15kPa。

2、10t汽车：车轴数2，总重力100kN，前轴重力标准值30kN，后轴重力标准值70kN，轴距4.0m，轮距1.8m。

3、施工荷载：q‘=3kPa

4.4、船舶荷载

4.4.1、风对船舶的作用力

查规范，考虑9级风，风速均取22m/s：

式中：

Fxw，Fyw——分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力（kN）；

Axw，Ayw——分别为船体水面以上横向和纵向受风面积（）；

Vx，Vy——分别为设计风速的横向和纵向分量（m/s）；

——风压不均匀折减系数，根据规范取0.8；

——风压高度变化修正系数，根据规范取1.30；

对于25000DWT油轮

可以计算的Fxw=1508kN，Fyw=231kN。

4.4.2、水流对船舶作用力

水流力船首横向分力：

水流力船尾横向分离：

表格 4-1水流力计算表格

Fxsc=290kN，Fxms=400kN。

水流对船舶作用产生的水流纵向分力可按下式计算：

式中

——水流对船舶作用产生的水流纵向分力（kN)；

——水流纵向分力系数；

——水的密度（t/m³）；

——水流速度（m/s）；

——船舶吃水线以下的表面积（m²）。

水流纵向分力系数可按下式确定：

式中:

——水流纵向分力系数；

Re——水流对船舶的雷诺数；

b——系数。

水流对船舶作用的雷诺数可按下式计算：

——水流对船舶作用的雷诺数；

——水流速度（m/s）；

——船舶吃水线长度（m）船长；

——水的运动粘滞系数（m²/s）。

船舶吃水线以下的表面积可按下式确定：

式中

——船舶吃水线以下的表面积（m²）；

——船长(m)；

——船舶吃水(m)；

——船舶方形系数；

——船宽(m)

表格 4-2水流纵向力计算表格

4.4.3、系缆力

式中：

N——系缆力标准值；

ΣFx，ΣFy——分别为可能同时出现风和水流对船舶作用产生的横向分力总和及纵向分力总和；

K——系船柱受力不均匀系数，当实际受力的系船柱数目n=2时K取1.2，ngt;2时，K取1.3，本设计中取1.3；

n——计算船舶同时受力的系船柱数目，取4个；

α——系船缆的水平投影与码头前沿所成的夹角（°），本设计中取30°

β——系船缆与水平面之间的夹角（°），本设计中取15°

可以计算得N=1068.14kN，

4.4.4、挤靠力

式中

——橡胶护舷连续布置时，作用于系船、靠船结构的单位长度上的挤靠力标准值（kN/m）；

——挤靠力分布不均匀系数，取1.1；

——可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横向分力总和（kN）；

——船舶直线段与橡胶护舷的接触长度（m），取65%L。

则可以计算出=15.052kN

4.4.5、撞击力

船舶靠岸时的有效撞击能量由下式计算

其中

M——船舶质量，按满载排水量计算，根据附录H取为31300t。

——船舶靠岸法向速度，取为0.12m/s

——有效动能系数，取0.75。

则计算可得撞击有效能量为=169.02kJ。

采用TD-B600H超高反力型P2橡胶护舷，根据TD橡胶护舷设计选型手册查得，如图

图4-1 撞击力计算

因此撞击力为，590kN。

第五章 方案比选

5.1、拟定结构方案

方案一：

图5-1 方案一码头结构断面图

方案纵梁预制安装，横梁采用现场叠合的倒T形结构，支座处不设置桩帽，直接与桩基相连。

在中纵梁下设置一对叉桩，中纵梁两边的纵梁下各布置一根直桩，所以每榀排架4根桩，排架间距6.25m，共18榀；

码头沿长度方向分为2段，每段长50m。为了避免在结构中产生过大的温度应力和沉降应力，隔一定距离设置伸缩缝，宽度取30mm，伸缩缝内用泡沫塑料填充，以保证结构自由伸缩。结构分段处的两端采用悬臂式结构，悬臂长度取为1.5m。又为了配合横梁，首尾两榀排架边缘各预留500mm富裕宽度。

方案二：

图 5-2 方案二码头结构断面图

该方案上部结构采用预制梁板，下部桩基直接与上部结构相连。

在中纵梁下面置一根斜桩，左边两个纵梁底下各布置一根斜桩一根直桩，右边两个纵梁下布置两根直桩，所以每榀排架5根桩，排架间距7.15m，共16榀；

码头沿长度方向分为2段，每段长50.05m。为了避免在结构中产生过大的温度应力和沉降应力，隔一定距离设置伸缩缝，宽度取30mm，伸缩缝内用泡沫塑料填充，以保证结构自由伸缩。结构分段处的两端采用悬臂式结构，悬臂长度取为1.45m。又为了配合横梁，首尾两榀排架边缘各预留500mm富裕宽度。

码头主要构件尺寸

1）桩

本码头方案一采用PHC管桩，断面尺寸为Φ700mm，方案二采用650×650mm钢筋混凝土管桩。

2）桩帽

方案一，方案二均横梁现浇，不需要桩帽。

3）横梁

方案一。方案二横梁均采用倒T型断面，预制部分高度2200；现浇部分高度400，上横梁宽度1400，下横梁宽度800。

图5-3 横梁断面尺寸

4）中纵梁

方案一，方案二门机轨道梁预制部分为花篮型断面，宽度500，高度1000，牛腿宽度200；现浇部分也是矩形断面，宽度500，高度400。

图5-4 中纵梁断面尺寸

5）纵梁

方案一中纵梁预制部分为花篮型断面，宽度400，高度1000，牛腿宽度200；现浇部分也是矩形断面，宽度400，高度400。边纵梁为半花篮形断面，底宽500mm，高1400mm，牛腿宽200mm。

方案二中纵梁预制部分为花篮型断面，宽度400，高度1600，牛腿宽200；现浇部分也是矩形断面，宽度400，高度400。边纵梁为半花篮形断面，底宽250mm，高1400mm，牛腿宽200mm。

图5-5 纵梁与边纵梁断面尺寸

6）面板

方案一、二面板尺寸相同。

1. 码头面设置排水坡，横向采用双向排水，排水坡度i=1%。
2. 设置磨耗层，根据规范，现浇于预制板上，平均厚度为100mm。
3. 采用预应力钢筋混凝土C30预制叠合面板，预制板厚度400mm。

5.2、经济性比较

表5-1 方案一工程量

合计874.2224 m³,合计72根桩

表5-2 方案二工程量

合计 928.0721 m³，合计80根桩

5.3、方案比较

方案一：

优点：

1) 两边设有边纵梁，结构整体性好，受力性能较好。

2) PHC管桩具有单桩承载力高，机械化施工程度高，操作简单，易控制，抗弯性能较好。

3）横梁预制施工难度较小

4）所需混凝土总量相对要少，工程造价低

缺点：

1) 纵梁较少，受力较不均匀。

方案二：与方案一相比，能承受更大的水平力，但是现浇部分施工更为复杂，且预应力钢筋混凝土管桩不如PHC管桩的抗弯性能好。

经过分析两个方案的优缺点和综合比较，推荐方案一为设计方案。

第六章、典型面板内力计算

6.1、计算原则

1、施工期：预制面板安放在纵梁上，按照简支板计算

2、使用期：面板与梁整体连接，为连续板，按照连续板计算，计算方法按照《高桩码头设计与施工规范》JTS167-1-2010计算。

6.2、计算跨度

预制面板厚度为400mm，上部现浇100mm磨耗层，这里取A2板进行计算。如下图所示：

图6-1 面板计算断面图

图6-2 面板计算平面图

预制板搁置在纵梁上，按简支板计算。根据规范JTS167-1-2010 4.2.2纵梁间距2.1，排架间距6.25，排架间距大于2倍计算长度。这里作单向板计算，根据规范4.2.3.1得：

1、简支板：弯矩计算：

故

剪力计算：

2、连续板：

弯矩计算：

取

剪力计算：

6.3、荷载作用

6.3.1永久作用

结构自重：现浇磨耗层 混凝土：γ=24kN/m³ H=100mm

预制面板 钢筋混凝土：γ=25kN/m³ h=400mm

6.3.2可变作用

（1）短暂状况可变作用

①施工荷载3kPa

②预制板吊运

图6-3 板调运示意图

采用四点吊运：预制板分块宽度：

预制板分块长度：

则计算跨度为

（2）持久状况可变作用：

① 均布荷载15kPa

② 10t汽车：车轴数2，重力100kN，前轴重力标准值30kN，后轴重力标准值70kN，轴距4.0m，轮距1.8m。

图6-4 汽车荷载示意图

6.4、内力计算

6.4.1短暂状况（施工期）

本设计假定 ，在铺设磨耗层时，面板现场灌注混凝土部分尚未达到设计强度，所以，由磨耗层产生的内力按简支板计算。

（1）永久作用：

A面板自重：

B磨耗层：

合计

跨中弯矩：

剪力：

（2）可变作用：

施工荷载：q=3kPa

跨中弯矩：

剪力：

（3）内力叠加

跨中弯矩：m

剪力：

6.4.2预制板吊运

预制板吊运时，不计孔至板边缘的自重：

查《建筑结构静力手册》

表6-1 结构静力手册参数

6.4.3持久状况（使用期）

（1）可变作用

A.堆货荷载：

弯矩计算：

剪力计算：

B.10t汽车：总重力100kN，前轴重力标准值30kN，后轴重力标准值70kN，轴距4.0m，轮距1.8m。

• 1. 平行与板跨方向行驶

A）.中置情况弯矩计算

a.情况一

图6-5 平行中置弯矩情况一示意图

根据JTS167-1-2010第4.2.5条：

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

单个荷载垂直板跨方向的计算宽度：

带入可得：

端部荷载偏置

计算宽度重叠，按集中荷载规范4.2.6.3条：

轴荷载是70kN，则

图6-6 平行中置弯矩情况一作用示意图

跨中最大弯矩M=10.96。

B）.偏置情况弯矩计算

a.情况一

图6-7 平行偏置弯矩情况一示意图

根据JTS167-1-2010第4.2.5条：

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

单个荷载垂直板跨方向的计算宽度：

带入可得：

则偏置时，右端荷载的计算宽度为：

多个荷载的计算宽度重叠，按集中荷载4.2.6.3条

轴荷载是70kN，则

图6-8 平行偏置弯矩情况一作用示意图

跨中最大弯矩M=9.85

b．情况二

图6-9 平行偏置弯矩情况二示意图

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

由上可知：

则偏置时，右端荷载的计算宽度为：

多个荷载的计算宽度重叠，按集中荷载4.2.6.3条

轴荷载是70kN，则

图6-10 平行偏置弯矩情况二作用示意图

跨中最大弯矩M=9.80

c．情况三

图6-11平行 偏置弯矩情况三示意图

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

由上可知：

则偏置时，右端荷载的计算宽度为：

多个荷载的计算宽度重叠，按集中荷载4.2.6.3条

轴荷载是70kN，则

图6-12 平行偏置弯矩情况三作用示意图

跨中最大弯矩M=10.96。

C）.中置情况剪力计算

a.情况一

图6-13 平行中置剪力情况一作用示意图

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

则单个计算宽度为

计算跨度重叠，,则总的计算宽度：

则

图6-14 平行中置剪力情况一作用示意图

则最大剪力T=22.64kN/m

D）．偏置情况剪力计算

a．情况一

图6-15 平行偏置剪力情况一示意图

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

则单个计算宽度为

计算跨度重叠，,则总的计算宽度：

则

图6-16 平行偏置剪力情况一作用示意图

则最大剪力T=22.64kN/m

• 1. 垂直与板跨行驶方向

A)中置情况弯矩计算

a．情况一

图6-17 垂直中置弯矩情况一示意图

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

若中置，根据：

此处x依次取0.91m，对应算出：

车轴计算宽度不重叠，为偏置荷载

则m

图6-18 垂直中置弯矩情况一作用示意图

则最大弯矩M=8.13

B).偏置弯矩计算

a.情况一

图6-19 垂直偏置弯矩情况一示意图

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

若中置，根据：

此处x取0.91m，对应算出：

车轴计算宽度不重叠

则m

图6-20 垂直偏置弯矩情况一作用示意图

则最大弯矩M=13.84

C).中置情况剪力计算

a．情况一

图6-21 垂直中置剪力情况一示意图

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

则单个计算宽度为

荷载不重叠，为偏置荷载，则

图6-22 垂直中置剪力情况一作用示意图

则最大剪力T=15.80

D).偏置情况剪力计算

图6-22 垂直偏置置剪力情况一示意图

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

则单个计算宽度为

荷载不重叠，为偏置荷载，则

图6-23 垂直偏置置剪力情况作用一示意图

则最大剪力T=27.00

6.5、荷载组合

表6-2 面板荷载组合表

6.6、面板配筋

面板为叠合板，施工期与使用期受力截面与受力大小均不同，故承担跨中正弯矩的钢筋需分别按施工期与使用期分别进行配筋，然后进行比较，按钢筋面积较多者配筋。支座负弯矩钢筋的计算，只需要计算使用期一种情况。钢筋型号选用HRB330型钢筋

预制板混凝土标号为C40，现浇层混凝土标号为C30。

预制：，

6.6.1.正截面抗弯计算

（1）施工期

跨中弯矩：M=8.02

混凝土保护层厚度：c=20mm

钢筋直径d=20mm，单排，故

则截面有效高度

根据JTS167-1-2010

取

（2）使用期

跨中弯矩：M=18.75

混凝土保护层厚度：c=20mm

钢筋直径d=20mm，单排，故

则截面有效高度

根据JTS167-1-2010

取

支座弯矩：M=-11.63

混凝土保护层厚度：c=20mm

钢筋直径d=20mm，单排，故

则截面有效高度

根据JTS167-1-2010

取

因此按最小配筋率进行配筋，

初选Φ12@200，

根据《水运工程混凝土结构设计规范》8.1.3.2规定，承受轮压或者集中荷载的板，单位宽度的分布钢筋不少于单位宽度的受力钢筋截面积的20%，本板取25%，即

由于吊运时分布筋也承受弯矩作用，所以应满足受力要求，吊运产生的最大弯矩为12.58kN•m

取

因此按最小配筋率进行配筋，。

6.6.2.裂缝宽度验算

（1）施工期

根据JTS151-2011，最大裂缝宽度：

构件受力特征系数，受弯构件，此处取1.0

钢筋表面形状的影响系数，带肋钢筋取1.0

荷载影响系数取1.0

钢筋保护层厚度，20mm

钢筋直径12mm

钢筋弹性模量

则有

裂缝宽度满足要求。

（2）使用期

根据JTS151-2011，最大裂缝宽度：

构件受力特征系数，受弯构件，此处取1.0

钢筋表面形状的影响系数，带肋钢筋取1.0

荷载影响系数取1.0

钢筋保护层厚度，20mm

钢筋直径12mm

钢筋弹性模量

则有

裂缝宽度满足要求。

（2）使用期

根据JTS151-2011，最大裂缝宽度：

构件受力特征系数，受弯构件，此处取1.0

钢筋表面形状的影响系数，带肋钢筋取1.0

荷载影响系数取1.0

钢筋保护层厚度，30mm

钢筋直径14mm

钢筋弹性模量

则有

裂缝宽度满足要求。

6.6.3.受冲切承载力计算

根据JTS151-2011第5.7.1条：

受冲切承载力：

受冲切承载力设计值（N）：

截面高度影响系数，时取，其间按线性内插法取用；

混凝土轴心抗拉强度设计值（）

临界界面周长上两个方向混凝土有效压应力按长度的加权平均值（）其值宜控制在1.0~3.5范围内；

临界界面的周长，取距离局部荷载或集中反力作用面积周边处垂直版垂直截面的最不利周长

截面有效高度，取两个配筋方向的截面有效高度的平均值；

局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数；

临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数；

局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值，不宜大于4；时取；面积圆形时取；

板柱结构中柱类型的影响系数；对中柱取；对边柱取；对角柱取。

满足冲切要求。

6.6.4.斜截面剪力验算

根据JTS151-2011第5.5.1条

（1）施工期

则取0.25，为混凝土影响系数，取1.0.

（2）使用期

斜截面抗剪符合要求。

6.6.5.吊环设计

预制板吊环配筋

吊环采用HPB235钢筋，根据《水运工程混凝土结构设计规范》8.14.2.2相关规定计算：

单个吊环钢筋截面积：

F构件总重量设计值

N吊环数，当构件采用四点吊时，按三个计算

钢筋设计抗拉强度设计值

得

选用

第七章 典型纵梁内力计算

7.1、计算原则

1.施工期：预制纵梁安放在横梁上，按照简支梁计算。作用在梁上的荷载为预制梁的自重以及现浇接头混凝土的重量，此时梁的有效断面为预制断面。

2.使用期：纵梁按刚性支撑连续梁计算，作用在梁上的荷载为码头面层自重以及使用期的可变作用，此时梁的有效断面为叠合断面。

6.2、计算跨度

1.简支梁

弯矩：

剪力：

2.连续梁

按刚性支撑连续梁计算

弯矩：

剪力：

7.3、荷载作用

7.3.1.永久作用

磨耗层：,

面板：,

纵梁自重：

混凝土垫层的重量：

本设计假定在铺设混凝土垫层时，中纵梁顶部现场灌注混凝土尚未达到设计强度，因此，混凝土垫层重力产生的内力按简支梁计算。

磨耗层重量：

面板重量：

纵梁自重：

7.3.2.可变作用

堆货荷载:

施工荷载：

10t汽车荷载；

7.4、内力计算

7.4.1.施工期

按简支梁计算

（1）永久作用

梁自重：预制部分

梁自重：现浇部分

板自重（预制 现浇）

（2）可变作用

①施工均布荷载产生的标准值作用：

②吊运

采用两点吊，吊点位置,即两吊点分别在距梁两端1.21m处

跨中弯矩：

7.4.2.使用期

按连续梁计算

图7-1 五跨连续梁计算示意图

1）堆货荷载15kPa

（1）弯矩计算：

弯矩计算参考以往案例选取截面4，5，，B，14,15,C,24,25截面

计算结果见表

表7-1 堆货荷载作用下五跨梁弯矩

剪力计算参考以往案例选取截面A，B（L）,B(R), C(L),C(R)

表7-2 堆货荷载作用下五跨梁剪力

2）汽车荷载

(1) 弯矩计算

图7-2 纵梁汽车荷载弯矩示意图

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

若中置，根据：

此处x依次取0.91m，对应算出：

车轴计算宽度不重叠，中置荷载

则最大弯矩为：

表7-3 汽车荷载作用下五跨梁最大弯矩

最小弯矩为：

表7-4 汽车荷载作用下五跨梁最小弯矩

（2）剪力计算

图7-3 纵梁汽车荷载剪力示意图

单个荷载垂直板跨方向的传递宽度：

则单个计算宽度为

图7-4 纵梁汽车荷载剪力作用示意图

则最大剪力T=29.83kN

7.5、作用效应组合

表7-5 纵梁荷载组合表

7.6、纵梁配筋

7.6.1承载能力极限状态验算

A.叠合梁正截面承载能力计算

1.短暂状况

1）原材料：混凝土强度可能未达到100%设计值，一般按75%计算，因此C40按C30计，

2)冷拉钢筋：，HRB400钢筋：,HRB335 钢筋

3）混凝土保护层厚度按JTS151-2011第7.2.2条取60mm（淡水港）。考虑到采用先张法预应力芯棒结构，芯棒的尺寸一般为矩形，其高度等于宽度。

受拉钢筋合力作用点到受拉边缘的距离

1. 配筋计算：由于中纵梁上板的厚度不大，为安全计算，可按矩形截面梁进行设计计算。按最不利荷载组合表，弯矩设计值269.75kNm

2.持久状况

1. 原材料： C40，；冷拉钢筋，HRB400：,
2. 受拉钢筋合力作用点到受拉边缘的距离

3）跨中强度配筋

由于中纵梁上板的厚度不大，为安全计算，可按矩形截面梁进行设计计算。按最不利荷载组合表，弯矩设计值347.44kNm

则

则选用3 （）

4)支座强度配筋：

支座负弯矩M=-142.98 kNm,按JTS151-2011第7.2.1条，保护层取60mm，单排钢筋，采用HRB400钢筋，则，b=500mm。

按最小配筋率配筋，

选用3 （）

1. 构造配筋

根据规范查JTS151-2011第8.2.10条，梁内纵向架立筋和构造筋直径不小于10mm；h大于1600mm时，直径不小于12mm，h大于700mm时，在梁的两侧面沿高度每隔300~400 mm各设置一根构造筋，并用联系筋联接。联系筋直径取6~8mm，这里取8mm，间距为500~700mm，通常为箍筋间距的倍数，这里取600mm。

由于梁高为1400mm，可取架立筋和构造筋直径为12mm。

B.叠合梁斜截面承载力计算

剪力值V=-290.31kN，已知混凝土强度等级为C40，

①按规范JTS151-2011.5.5.1条，受剪截面的要求：

受剪截面符合要求。

②按JTS151-2011规范5.5.7条，矩形、T形和I形截面的一般受弯构件，当。

时，按构造配置箍筋

--截面高度影响系数，,

，

按构造配筋，

采用HPB300 16@125（

7.6.2、正常使用极限状态验算

A.裂缝宽度验算

由《水运工程混凝土结构设计规范》（JTS151-2011）6.4.2条，最大裂缝宽度按下式计算

式中

——最大裂缝宽度（mm）；

——构件受力特征系数，受弯构件取1.0；大偏心受压构件取0.95；偏心受拉构件取1.10；轴心受拉构件取1.20；

——考虑钢筋表面形状的影响系数，光面钢筋取1.4；带肋钢筋取1.0；

——考虑作用的准永久组合火重复荷载影响系数，取1.5；对于短暂状况的正常使用极限状态作用组合取1.0~1.2，对施工期可取1.0；

——钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力（；

——钢筋弹性模量（）,按表4.2.4采用

c——最外排纵向受拉钢筋的保护层厚度（mm），当c大于50mm时，取50mm；

d——钢筋直径（mm），当采用不同直径时，取其加权平均的换算直径

——纵向受拉钢筋的有效配筋率

对于受弯构件，带肋钢筋，，考虑作用的准永久组合或重复荷载影响的组合时取1.5。

1. 支座裂缝宽度验算

按《水运工程混凝土结构设计规范》（JTS151-2011）3.5.5.3条，

支座处保护层厚度为60mm,单排钢筋，直径22mm，3根，，

满足要求

1. 支座裂缝宽度验算

按《水运工程混凝土结构设计规范》（JTS151-2011）3.5.5.3条，

支座处保护层厚度为60mm,单排钢筋，直径22mm，3根，，

满足要求。

B.叠合梁斜截面抗裂验算

整梁全断面几何特征值（列表计算）

①混凝土强度等级：C40

②钢筋和混凝土弹性模量比：

非预应力：α_E=2.0×10⁵/(3.25×10⁴)=6.15

梁顶负弯矩钢筋：3（）

整梁全断面几何特征值计算见表

表7-6 整梁全断面几何特征值

换算截面形心至下边缘的距离y₀＝∑S_i/∑A₀＝501552600/691742＝725.06

换算截面形心至上边缘的距离y₀’＝整梁高度（含芯棒）－y₀ ＝1400－725.06＝674.94

换算截面形心至下边缘惯性矩I₀＝∑(A₀y_i²＋I_i)＝ 7455728660 91822222222＝99277950882

截面抵抗矩系数：147090936.3

136924279.3

按6.3.3.1条，一般要求不出现裂缝的构件主拉应力应满足：σ_tp≤0.95f_tk

按6.3.3.2条，一般要求不出现裂缝的构件主压应力应满足：σ_cp≤0.60f_ck

对预应力受弯构件，应选择跨度内不利位置的截面，在该截面的换算截面重心处和截面宽度剧烈改变处，分别进行斜截面抗裂验算。

混凝土主拉应力和主压应力应按下列公式计算:

式中

——混凝土主拉应力

——混凝土主压应力

——预应力和弯矩值在计算纤维处产生的混凝土法向应力

——集中荷载标准值产生的混凝土竖向压应力，一般取0

——剪力值和预应力弯起钢筋的预应力在计算纤维处产生的混凝土剪应力当计算截面上作用有扭矩时，尚应考虑扭矩引起的剪应力

——扣除全部预应力损失后，在计算纤维处由预应力产生的混凝土法向应力

——换算截面的惯性矩（）

——按作用的标准组合计算的剪力值（N）

——预应力钢筋的有效预应力，这里取0

——计算截面上同一弯起平面内的预应力弯起钢筋的截面面积

——计算截面上预应力弯起钢筋的切线与构件纵向轴线的夹角（°）

——计算在纤维以上部分的的换算截面面积对构件换算截面重心的面积矩

b——矩形截面的宽度或T形、I形截面的腹板宽度（mm）

法向应力计算

外荷载作用下在计算纤维处产生的法向压应力

对于支座截面：

对于跨中截面：

（2）验算点位置

图7-5 验算点位置示意图

验算点位置选在整梁换算截面形心处，

混凝土的面积矩：

普通钢筋的面积矩：

合计：

(3)剪应力计算

外荷载标准组合时，V取标准值

对于支座截面

剪力最大时：

满足要求

第八章 横梁内力计算

8.1、计算原则

本设计中采用倒T型横梁，为现场灌注混凝土结构。在施工时，首先浇筑下横梁，待下横梁达到一定强度后，安装预制梁、板，然后浇筑上横梁和板、梁现浇部分。根据施工情况，在横梁计算中分别按施工时期（横梁计算断面面积为下横梁面积）和使用时期（计算面积为整个横梁面积）两个阶段进行计算。

8.2、计算特征及参数

8.2.1混凝土的弹性模量

采用强度等级为C40的混凝土

施工时期，假定下横梁的混凝土达到设计强度的40%时进行预制构件安装，故施工时期采用C30作为设计等级，；使用时期：

8.2.2计算跨度

取一个横向排架为计算单元，根据《高桩码头设计与施工规范》（JTS167-2010）：

第一跨：

第二跨：

8.2.3截面特性

1）横梁断面尺寸

如下图：

A₂

A₁

图8-1 横梁断面尺寸图

2）横梁的惯性矩

①施工期

同时，计入10%的钢筋面积：

刚度系数

②使用期

同时计入10%的钢筋面积：

刚度系数

8.2.4基桩特征

本工程采用先张法预应力混凝土双绞线大管桩，桩的断面尺寸为直径700mm，壁厚150mm。桩总长32m。

桩混凝土断面面积：

先张法预应力混凝土双绞线大管桩采用强度为C60的混凝土。混凝土弹性模量为。

1. 压缩系数

根据《港口工程桩基规范》（JTS167-4-2012）第4.2.2条，桩端进去持力层深度（不包括桩尖部分长度），对粘性土和粉土不宜小于2倍桩径，,密实砂土和碎石类不宜小于1倍桩径。因此确定桩尖打入持力层1.5m。

根据地质资料的地基土层分布情况，计算各桩的极限承载力。

根据《高桩码头设计与施工规范》（JTS167-1-2010）3.3.11条规定，当无试桩资料时，可按下列公式计算：

1. 摩擦桩应根据试桩资料确定，如无试桩资料，可按下式计算：

式中

K——桩的轴向刚性系数（kN/m），即桩顶轴向单位变形所需的轴向力；

——桩在计算泥面以上长度（m）；

——桩材料的弹性模量（kPa）；

——桩身横截面面积（m²）

C——桩入土部分的单位变形所需的轴向力（kN/m），变形包括土中桩身得的压缩变形与桩端下土的沉降变形两部分；

——系数（m^-1），宜取115~145，采用钢管桩时，宜取小值，这里取130；

——单桩垂直极限承载力标准值（kN）；

L——桩身全长（m）。

根据JTS167-4-2012第4.2条单桩极限承载能力设计值：

——单桩轴向承载力设计值（kN）；

——单桩轴向承载力分项系数，按表4.2.2取值，这里取1.45；

U——桩身截面周长（m）；

——单桩第i层土的单位面积极限桩侧摩阻力标准值（kPa），无当地经验值时，可按表4.2.4-1取值

——桩身穿过第i层土的长度（m）；

——单桩单位面积极限桩端阻力标准值（kPa），无当地经验值时，可按表4.2.4-2取值；

A——桩身截面面积（m²）

——单桩轴向承载力设计值（kN）

——单桩垂直极承载力标准值（kN）。当试桩数量，且各桩的极限承载力最大值与最小值之比值小于或等于

——单桩垂直承载力分项系数，当地址情况复杂或永久作用所占比重较大时，取1.40.

混凝土预应力大管桩的单直桩垂直极限承载力标准值

表8-1 混凝土预应力大管桩的单直桩垂直极限承载力标准值

表8-2 混凝土预应力大管桩的斜桩垂直极限承载力标准值

摩擦桩的压缩系数：

表8-3 摩擦桩压缩系数计算表

支座的压缩系数：

支座1压缩系数：

支座2压缩系数：

支座3压缩系数：

8.3、荷载作用

8.3.1永久作用

1）通过前边梁作用的永久荷载

图8-2 前边纵梁作用示意图

计算混凝土磨耗层及面板重量时，其计算范围取自纵梁中心之间距离的一半

护轮坎：

磨耗层：

面板：

边纵梁自重:

1. 通过海侧纵梁作用的永久荷载

图8-3 海侧纵梁作用示意图

磨耗层：

面板：

边纵梁自重:

3）通过中纵梁传递的永久荷载

图8-4 中纵梁作用示意图

磨耗层：

面板：

纵梁自重:

4）通过陆侧纵梁作用的永久荷载

图8-5 陆侧纵梁作用示意图

磨耗层：

面板：

边纵梁自重:

5）通过后边梁作用的永久荷载

图8-6 陆侧边纵梁作用示意图

计算混凝土磨耗层及面板重量时，其计算范围取自纵梁中心之间距离的一半

护轮坎：

磨耗层：

面板：

边纵梁自重:

6）靠船构件、牛腿、水平撑

靠船构件：

水平撑：

牛腿：

靠船构件断面形心距码头前沿的距离为：

合力作用点距码头前沿的距离为：

7）横梁自重

8.3.2、可变作用

1）施工荷载

1号边纵梁传力：

2号纵梁传力：

中间纵梁传力：

2）码头前沿均布荷载

1号边纵梁传力：

2号纵梁传力：

中间纵梁传力：

1. 船舶荷载

①挤靠力：15.05kN，挤靠力产生的弯矩太小，此处忽略

②系缆力：水平方向515.87kN，垂直方向276.45kN

每个分段8跨，《高桩码头设计与施工规范》，（JTS167-1-2010）附录A得到：

水平力在排架中的最大分配系数为0.379（-0.155）

水平方向：

垂直方向：

系缆力对横梁中和轴产生的力矩（系缆力作用点在码头面以上0.3m）

③撞击力：590kN

撞击力对横梁中和轴产生的力矩（取设计低水位以上第一个橡胶护舷的中点）

8.4内力计算

8.4.1计算原理及公式

两跨三弹性支座中间支座B的五弯矩方程：

、

其中，

方程式系数为：

关于符合规定，弯矩以下部受拉为正，剪力以顺时针为正，竖向力以向下为正，水平力以向岸为正，支座反力以向上为正。由于施工期和使用期EI不同，施工期，使用期,所以以上4个方程系数在施工期和使用期内力计算中采取不同的值

（1）任意断面的弯矩

——简支梁断面x由外荷载引起的弯矩。

（2）任意断面的剪力

——简支梁断面x由外荷载引起的剪力。

（3）支座反力

——简支梁支座n由外荷载引起的反力。

（4）桩力

A.在垂直荷载作用下的桩力：

桩桩力：

叉桩桩力：

B.在水平力作用下的叉桩桩力：

8.4.2施工期内力计算

计算图式如下图（图示为恒载 可变施工荷载）：

图8-7 施工期荷载作用示意图

悬臂端弯矩：

将以上数据代入五弯矩方程简化得：

解得：

1. 支座剪力
2. 支座反力

校核：

外荷载 ：

合力：

校核无误

1. 跨中弯矩

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中处

对于第二跨，集中荷载作用位置

跨中处

(4)跨中剪力

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中处

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中处

8.4.2、使用期内力计算

图8-8 横梁使用期单位力作用下示意图

A）

图8-9 单位力作用下示意图

悬臂端弯矩

化简得：

解得：

（1）支座剪力

（2）支座反力

外荷载

两式相等，校核无误。

桩力

（3）跨中弯矩

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中

对于第二跨，集中荷载作用位置

跨中

(4)跨中剪力

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中

对于第二跨，集中荷载作用位置

跨中

B）

图8-10 单位力作用下示意图

悬臂端弯矩

简化得：

解得:

1. 支座剪力：

（2）支座反力及桩力：

外荷载

两式相等，校核无误。

1. 跨中弯矩

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中

对于第二跨，集中荷载作用位置

跨中

1. 跨中剪力（集中荷载作用位置）

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中

对于第二跨，集中荷载作用位置

跨中

C)

图8-11 单位力作用下示意图

悬臂端弯矩

代入得：

(1)支座剪力：

(2)支座反力及桩力

外荷载

两式相等，校核无误。

(3)跨中弯矩

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中

对于第二跨，集中荷载作用位置

中

1. 跨中剪力

D)

图8-12 单位力作用下示意图

悬臂端弯矩

代入得：

解得：

(1)支座剪力：

(2)支座反力及桩力

外荷载

两式相等，校核无误。

(3)跨中弯矩

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中

对于第二跨，集中荷载作用位置

跨中

1. 跨中剪力

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中

对于第二跨，集中荷载作用位置

跨中

E)

图8-13 单位力作用下示意图

悬臂端弯矩

解得：

（1）支座剪力

（2）支座反力

外荷载

两式相等，校核无误。

桩力

（3）跨中弯矩

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中

对于第二跨，集中荷载作用位置

跨中

(4)跨中剪力

F)

图8-13 M单位力作用下示意图

解得：

（1）支座剪力

（2）支座反力

外荷载

两式相等，校核无误。

桩力

（3）跨中弯矩

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中弯矩

对于第二跨，集中荷载作用位置

跨中弯矩

(4)跨中剪力

G)

图8-14 单位力作用下示意图

解得：

（1）支座剪力

（2）支座反力

外荷载

两式相等，校核无误。

桩力

（3）跨中弯矩

对于第一跨，集中荷载作用位置

跨中

对于第二跨，集中荷载作用位置

(4)跨中剪力

H)

图8-15 H单位力作用下示意图

在水平力作用下的叉桩桩力：

图8-16 H单位力作用下桩力示意图

叉桩示意图

1. q=29.3kN/m

图8-17 q=29.3kN/m作用下示意图

悬臂端弯矩：

1. 支座剪力
2. 支座反力

校核无误

1. 跨中弯矩

对于第一跨，集中荷载作用位置

1. 跨中剪力

8.5、荷载组合

荷载组合表见附表

图8-18 横梁使用期弯矩包络图

图8-19 横梁使用期剪力包络图

8.6、配筋计算

混凝土强度等级C40，轴心抗压强度为：，轴心抗拉强度,HRB400：。

8.6.1、施工期横梁配筋

最大跨中弯矩：1.2×190.33kN·m=228.40kN·m

最大支座弯矩：1.2×-379.43kN·m=-455.32kN·m

混凝土保护层厚度按《水运工程混凝土结构设计规范》（JTS151-2011）第7.2.2条，取50mm，钢筋直径初步取d=30mm，a=c d/2=65mm，h0=h-a=435mm。

1. 跨中弯矩配筋

按计算配筋，初配325（）

1. 支座弯矩配筋

按计算配筋，初配5C28（）

1. 抗剪配筋

最大剪力：1.2×356.14=427.37kN

按规范JTS151-2011第5.5.1条，受剪截面的要求：

hw=h0=435，b=1000mm，hw/b=0.435lt;4，则βs=0.25，βc=1。

受剪截面符合要求。

在不考虑箍筋抗剪能力的情况下，混凝土已经满足抗剪要求，按构造配筋。

8.6.2、使用期横梁配筋

最大正弯矩：180.81kN·m

最大负弯矩：-1353.38kN·m

故为深受弯构件，按《水运工程混凝土结构设计规范》（JTS151-2011）第8.5.2条，

(1)跨中弯矩配筋

则：

按构造配筋，

取425 ()

1. 支座弯矩配筋

则：

按计算配筋，初配625（）

1. 抗剪配筋

最大剪力：768.22kN

根据规范8.5.3条，深受弯构件受剪截面应满足：

集中荷载作用下的深受弯构件的受剪承载力，其中由混凝土承担的部分可由下式计算：

按最小配筋率配筋

对于箍筋

水平分布钢筋。

8.6.3、抗裂验算

（1）跨中正截面抗裂验算

根据规范8.5.5，要求不出现斜裂缝的钢筋混凝土深梁应按规定配置分布钢筋，并应满足下式要求：

符合要求

（2）使用期垂直裂缝开展宽度

根据《水运工程混凝土结构设计规范》（JTS151-2011）表3.3.4规定，[Wmax]不应超过0.25mm。

根据上述规范表6.4.5与表6.4.3可得：

跨中截面：

根据上述规范表4.2.4，得，根据6.4.2得最大裂缝宽度

满足裂缝宽度要求。

支座截面：

根据上述规范表4.2.4，得，根据6.4.2得最大裂缝宽度

满足裂缝宽度要求。

8.7、桩基计算

8.7.1承载能力验算

直桩承载力2784.41kN

斜桩承载力2854.63Kn

根据计算结果。单直桩最大压力1115.25kNlt;2784.41kN,叉桩最大压力1257.72kNlt;2854.63kN,均满足要求。

8.7.2桩长验算

取1.8m，按《港口工程桩基规范》（JTS167-4-2012）表D3.1，m取为，按规范D3.2条，dlt;1.0m，，PHC桩采用强度等级为C80的混凝土，混凝土弹性模量。

故计算得T=3.1405m，t=5.653m。

根据JTS167-4-2012第4.3.1条，对于弹性长桩，要求桩入土深度Lt≥4T=12.562。实际桩基入土深度：叉桩gt;直桩=19.73m，满足要求。

致谢

不知经历多少个转眼间毕业设计终于告一段尾声，至此，大学四年来到终点。

回首毕设，彷徨，迷茫，疑惑，烦躁，紧张，不安，也有自豪，喜悦，挑战，与激情，以及遗憾。有宿舍熬夜挑灯夜战与毕设大战，也有办公室与老师激烈讨论。

感谢宣老师在本次设计中的认真负责的指导，您有着丰富的工程经验、扎实的理论基础以及严谨的态度，在您的指导下完成了大学四年最后一份作业，我受益颇丰。鹤发银丝映白雪，丹心热血沃新花，这份收获将会化为雨露，滋润着我未来的求学、工作生涯。

感谢四年对我传道授业解惑的老师们。每一次的谆谆教诲，每一次的答疑解惑，每一次的科研项目都是这四年来不可多得的财富宝藏，感谢您们的教导与爱护！

感觉214111全体同学，我们一起走过的青春，欢笑与共，坎坷与共，虽有遗憾，亦不失明媚！

感谢我的家人，感谢他们对我的爱与支持。

愿我的母校桃李漫天！

听唱离歌，难舍旧雨，何年重遇天涯；海陆天空，到处开放，男儿志在四方！

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