本科毕业论文---镇江件杂货码头工程设计论文.doc
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1、本 科 毕 业 设 计 (论 文)镇江件杂货码头工程设计The Design of the Zhenjiang grocery dock2015年6月镇江件杂货码头工程设计摘 要:本次毕业设计的任务是在镇江建立10000吨级杂货船的件杂货码头,以满足当地吞吐量预测。该项设计需要对当地自然条件、施工条件、材料供应进行分析计算。其设计内容包括总平面布置、结构选型、内力计算、配筋计算等问题,并使用AUTOCAD绘制总平面布置图、俯视图、立面图、横剖面图、面板配筋图、横梁配筋图。该项设计最后成果包括计算书和6张图纸。计算书包括设计依据的规范,还有计算简图、内力包络图及计算数据和计算结果等,图纸则均采用
2、A2图纸绘制。关键词:件杂货;码头设计;结构选型毕业设计(论文)外文摘要The Design of the Zhenjiang grocery dockAbstract: The mission of this graduation project is to build 10000 tons cargo ship dock in Zhenjiang to meet the local throughput forecast. The design requires analysis and calculation of local natural conditions, constructi
3、on conditions and material supply.The design contents include general layout, structure selection, the calculation of internal force and reinforcement calculation, and need to use Auto-CAD general layout, overlooking the plans, elevations and cross section and panel reinforcement drawing, beam reinf
4、orcement plans. The final results include design calculations and 6 drawings.The calculation book includes the Standard and calculation diagram, the internal force envelope diagram and calculating data and results, and drawings are drawn by A2 Papers.Keywords: Groceries; Wharf design;Structure selec
5、tion目 录1 码头工程设计资料11.1 营运资料11.2 自然条件11.3 施工条件及材料供应情况22 总平面布置22.1 码头泊位数的确定22.2 码头整体布置32.2.1 标高及尺度32.2.2 陆域货物分区和码头平面布置52.2.3 水域布置62.2.4 码头装卸工艺流程73 荷载计算73.1 永久作用73.2 可变作用73.3 偶然作用154 结构设计164.1 板梁式高桩码头的结构布置设计164.1.1 设计原则164.1.2 板梁式高桩码头结构尺寸初步拟定184.2 板梁式高桩码头的结构尺寸估算194.2.1 前方承台结构尺寸估算204.2.2 后方承台结构尺寸估算425 结构
6、计算475.1 面板计算475.1.1 计算原则475.1.2 计算跨度485.1.3 作用495.1.4 作用效应分析505.1.5 作用效应组合535.1.6 剪力计算545.2 纵梁计算555.2.1 计算原则565.2.2 计算跨度575.2.3 作用585.2.4 作用效应分析585.2.5 作用效应组合615.3 横向排架计算675.3.1 计算原则675.3.2 计算跨度675.3.3 结构断面特性685.3.4 桩的支承系数685.3.5 作用705.3.6 作用效应分析715.3.7 横梁内力计算746 配筋计算836.1 面板配筋计算836.1.1 材料836.1.2 配筋
7、计算836.2 横梁配筋计算866.2.1 材料866.2.2 正截面受弯承载力下的纵向配筋计算87 6.2.3 斜截面受剪承载力下的抗剪配筋计算89致谢92参考文献93附录94附图1:镇江件杂货码头工程设计总平面布置图附图2:镇江件杂货码头工程设计俯视图附图3:镇江件杂货码头工程设计横剖面图附图4:镇江件杂货码头工程设计立面图附图5:镇江件杂货码头工程设计面板配筋图附图6:镇江件杂货码头工程设计横梁配筋图第 99 页 共94 页淮海工学院二一五届本科毕业设计(论文)CAD图联系QQ9080193511 码头工程设计资料1.1 营运资料1、货种:煤炭,本工程设计年吞吐量为100万吨(出口70万
8、吨,进口30万吨)。2、设计船型:根据吞吐量预测分析,拟建码头规模为10000吨级杂货船,同时兼靠2000吨驳船。船型主要尺度为:表1-1 船型尺度 项目船型总长(m)型宽(m)型深(m)满载吃水(m)10000吨级1502011.08.02000吨级80133.52.83、机型:新建码头所需增加的各种装卸、运输机械,均可向国内各港机厂订货。1.2 自然条件1、水文1)、水位特征值 (黄海高程):该港位于长江下游,水位变化受入海口潮汐和长江枯水的影响,但以潮汐影响为主,潮型为不规则半日潮,跟据对实测潮位的统计分析,其特征水位如下:最高潮位:6.78米(高程以吴凇零点计,下同)最低潮位:0.12
9、米平均高潮位:4.52米平均低潮位:1.06米3)、波浪和水流:据调查,波高一般较小(H0.7米)可不考虑;洪水期最大流速约1.01.5米/秒,枯水期流速小于0.5米/秒。2、地形港区陆域平坦,已建少量库场,后方土地充裕。地面高程一般在6.56.6米左右。港区江面极为开阔,自建港以来,港址处微冲不淤,水下地形变化状况较小。近期水下实测地形图详见图一。3、地质资料本区属冲积平原。根据对港区的钻孔堪测,土层变化基本一致,各分层如下:I.淤泥质亚粘土:灰黄色灰褐色,局部夹薄层、粉砂、云母和腐植质等,土质自上而下由流态至极软状态,呈饱和高压缩性状。II.粉砂:青灰色灰色,夹薄层亚粘土和贝壳碎片等,土质
10、呈稍密中密状。III.亚粘土:灰色,夹薄层粉细砂,但以亚粘土为主,土质呈软塑状。IV.粉细砂:灰色,夹少量零碎壮贝壳、云母碎片等,局部夹少量亚粘土,土质呈中密紧密状。V.亚粘土夹粉细砂:灰色灰褐色,夹薄层粉细砂,但以亚粘土为主,水平与垂直向岩相变化较大,土质呈软塑可塑状。各土层的物理力学指标(平均值)如下图所示:表1-2 土层物理力学指标土层名称天然容重压缩系数液性指数B塑性指数%天然孔隙比天然含水量%N63.5天然坡角固结快剪顶标高(度)C()淤泥质亚粘土17.260.631.3612.621.236241.91.140.0111.30粉砂18.980.0290.8622029.331.43
11、27-10.00亚粘土18.30.0430.8512.570.978834.37210.01-15.60粉细砂19.210.0180.807283529.6131-26.20亚粘土夹粉细砂18.460.0380.7912.96972103333.84240.008-39.951.3 施工条件及材料供应情况1、施工条件码头施工现场“三通一平”(水、电、道路通、场地平整)条件好,把洼地填筑起来可做现场预制场和砂石料堆存场地。在现场预制普通钢筋混凝土构件的工程量和所能提供劳动力的数量不受限制。施工单位实力强,机具设备齐全,尤其对装配式码头结构的施工经验丰富。具备陆上、水上沉桩的打桩船,可预制预应力钢
12、筋混凝土梁和桩,能预制空心构件(板和桩)。2、材料供应钢材、木材、水泥均能保证供应;石料可用驳船从外地运来本港,其他材料供应,也主要依靠驳船运来工地。2 总平面布置2.1 码头泊位数的确定 根据河港工程总体设计规范4.10:1)一个泊位的年通过能力(t);年日历天数天数(d),T=365天;设计船型的实际载货量(t),=10000t;装卸一艘设计船型所需的时间(h),50h;设计船时效率(t台/h),取200t台/h;昼夜小时数(h),=24h;昼夜非生产时间之和(h),=5h;泊位利用率,查表取=0.70;该类型船舶装卸辅助与技术作业时间之和(h),取=3h。2)码头年作业量,此处为=100
13、0000t;单个泊位的年通过能力。 根据规范公式代入,此码头,则:;即镇江件杂货码头泊位数取2个。2.2 码头整体布置2.2.1 标高及尺度 1)码头前沿高程由于码头前沿高程需大于极端高水位,而镇江此地极端高水位达到6.78m,则取码头前沿高程为6.80m。 2)码头前沿设计水深根据河港工程总体设计规范3.4.4,码头前沿设计水深(m);船舶吃水(m),取=8m;龙骨下最小富裕深度(m),取=0.5m;其他富裕深度(m),取=0.3m。则,即码头前沿设计水深取8.8m。 3)泊位尺度 根据河港工程总体设计规范3.3.2.1,取泊位富裕长度为,单个泊位长度可按下式确定: 式中,端部码头泊位长度(
14、m); 中间泊位长度(m); 设计船型长度(m); 富裕长度(m)。则,该码头只有两个泊位,则两个泊位长度均为180m,码头泊位总长为360m。 4)航道尺度考虑该码头为有海船通过的进港航道,取航速为6kn。根据海港总平面设计规范4.8.7及4.8.8条,航道通航水深式中,航道通航水深(m); 设计船型满载吃水(m),; 船舶航行时船体下沉值(m),取; 航行时龙骨下最小富裕深度(m),; 波浪富裕深度(m),; 船舶装载纵倾富裕深度(m),杂货船不计; 航道设计水深(m); 备淤富裕深度(m),。由上述取值,得,即该码头通航水深为8.6m,航道设计水深为9.0m。航道宽度按横流计算,根据规范
15、海港总平面设计规范表4.8.7-1得,考虑此码头为双向航道。式中,航道有效宽度(m); 航迹带宽度(m); 船舶漂移倍数; 风、流压偏角; 船舶间富裕宽度(m),取设计船宽; 船舶与航道底边间的富裕宽度(m),由表4.8.7-2取。则 ,取航道宽度为170m。2.2.2 陆域货物分区和码头平面布置 1)库场面积根据河港工程总体设计规范JTJ212-2006中第4.11.1条, 式中仓库或堆场所需容量(t);年货运量(t),;仓库或堆场不均衡系数,;月最大货物堆存吨天(td);月平均货物堆存吨天(td);货物最大入仓库或堆场百分比(%),取;仓库或堆场年营运天(d),取;堆场容积利用系数,对件杂
16、货取1.0;货物在仓库或堆场的平均堆存期(d),根据规范取。 件杂货库场总面积A可由以下公式求得: 式中,仓库或堆场的总面积(); 单位或有效面积的货物堆存量();根据规范表4.11.5,取; 仓库或堆场总面积利用率,为有效面积占总面积的百分比(%),取则; 每个泊位的库场面积取为. 2)码头平面布置考虑到码头的地质条件、对河势的影响、泥沙淤积问题以及尽量减少工程量、节约投资的原则,综合考虑几种常见的码头形式的优缺点,码头平面布置形式采用顺岸式高桩梁板式码头。2.2.3 水域布置 1)码头前停泊水域根据河港工程总体设计规范JTJ212-2006中第3.2.1条,由于此码头为顺岸式码头,在装卸作
17、业的需求下,要考虑船舶在码头前并排停靠的可能性,则码头前水域宽度。 2)回旋水域 根据港口规划与布置(第三版)(郭子坚主编,人民交通出版社)第221页,回旋水域沿垂直水流方向的宽度取1.5倍设计船长;回旋水域沿水流方向的长度取2.5倍设计船长。即;。 3)锚地根据港口规划与布置(第三版)(郭子坚主编,人民交通出版社)第221页,锚位沿水流方向长度,为锚泊船舶长度;锚位宽度,为锚泊船舶宽度。2.2.4 码头装卸工艺流程本码头设计前方堆场宽度;装卸船机械采用轨距,起重量,最大工作幅度的门座起重机,荷载代号为(港口工程荷载规范(JTJ 215-98)附录C);水平搬运机械采用6台叉车,5辆牵引车,轮
18、胎吊4台,汽车4辆,20台平板车。门座起重机靠海测轨道中心线距码头前沿,靠陆侧轨道中心线距离前沿堆场。具体布置见总平面布置图中的件杂货码头装卸工艺布置图。3 荷载计算荷载按照港口工程荷载规范(JTJ 215-98)中的有关规定进行计算。3.1 永久作用码头结构自重力:根据第4.0.2及4.0.3条,自重力的标准值,可按结构的设计尺寸和材料的平均重度或固定设备的质量计算确定。常用材料的平均重度应经实测确定,因无实测资料,则按附录A采用。查表A.1得,材料的平均重度按下列值取用:混凝土: ;钢筋混凝土: 3.2 可变作用 (1)堆货荷载根据第5.1.1条、5.1.2条及表5.1.1-2,确定河港直
19、立式件杂货码头的堆货荷载布置图式及标准值如下:图3-1 堆货荷载布置图式表3-1 河港件杂货码头堆货荷载标准值前沿前方堆场分布范围(m)构建计算整体计算20403014.510.5(2)门机荷载根据附录C,查表C.1得:起重量为5吨的国产门机荷载标准值如下:表3-2 5t国产门座起重机荷载标准值荷载代号代表的门座起重机性能荷载P两机荷载图式最小距离(m)最大起重量(t)最大幅度(m)自重(t)轨距(m)支腿纵距(m)53011510.510.52501.5当不考虑钢铁码头上的门机协调作业,即只考虑一台门机作用时,门机支腿荷载计算图式如下:图3-2 一台门机作用支腿荷载计算图式(单位:m)当考虑
20、钢铁码头上的门机协调作业,即考虑两台门机同时作用时,门机支腿荷载计算图式如下:图3-3 两台门机作用支腿荷载计算图式 (单位:m)根据附录C,查表C.2得:国产门座起重机在工作状态下的支腿竖向荷载标准值如下:表3-3 国产门座起重机在工作状态下的支腿竖向荷载标准值荷载代号吊臂位置123支腿编号ABCDABCDABCD支腿竖向荷载440440160160500300100300440160160440注:1.表中数值已考虑了0.4kPa的风压; 2.两机荷载图式间的最小距离按表6-2选用时,支腿竖向荷载可按吊臂位置1采用。(3)流动运输机械荷载叉式装卸车荷载,根据附录C,查表C.8得,叉式装卸车
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