南岸码头计算书改

重庆朝天门大桥施工临时工程

编制：电算：复核：审核：

南岸码头工程

计 算 书

武汉港湾工程设计研究院

2005年1月

南 岸 码 头 计 算 书

一、 设计条件

400t甲板驳L×B×D=49×9×2

设计高水位：187.53m(二十年一遇洪水位) 设计低水位：158.5m 桩顶标高：193.2m 泥面标高：156.85m

嵌固点标高：153.85m(进入岩面3m) 水深：30.68m 计算桩长：39.35m

二、 荷载条件

1.水流流速：2 m/s, 2.风速：26.7 m/s 3.码头堆载：20kN/m2 4.履带吊荷载（65t）：

65t履带吊车(在栈桥上空载行走，定点进行起吊作业,作业时最大起重力距600kN.m，履带最大单位压力180 kN/m2)，在码头上安装桅杆吊时定点作业，最大起重力距1600kN.m；空载每条履带单位压力80kN/m2。 履带着地面积 812×5000mm 履带行走中心距 2.85m 履带起重中心距 3.85m

空载每条履带单位压力 80kN/m2 作业时履带最大接地比压 0.18MPa 5.轨道运输小车（55t）

两台轨道间距大于或等于大于20m，轨距2.0m，轮距2.2m，运输小车轨道弯曲半径300m，单个小车总荷载按550kN考虑。 采用四轮轨道小车,轨距2.0m，轮距2.2m 每个轨道轮压力550/4=137.5kN

三、结构型式

1.码头上部结构从上而下依次采用如下：

t=10花纹钢板

I12.6纵向分配梁@280（局部加密） I25b横向分配梁@1500（局部加密） 双（叁）排单层贝雷架主纵梁(下承式) 2I56b下横梁 2.码头下部结构

码头基础采用钢管桩嵌岩基础，φ1000×12钢管桩桩基及φ600×8、φ720×8和φ400×6斜撑及剪刀撑。

桅杆吊基础：采用两根φ1000×12钢管桩及相互间斜撑

四、荷载分析计算

1．

系缆力计算：

1.1作用船舶上的风荷载

按9级风速船舶系缆考虑V=22m/s，

FXW73.610FYW49.01055AXWVXAYWVY

logAXW0.0360.742logDWlogAYW0.1070.621logDW

AXW78.47mAyw32.28m

1.0当风速作用为横向时FXW=28kN，FyW=0

当风速作用方向为纵向时FXW=0，FyW=7.6kN

1.2水流力

采用水流与船舶纵轴线平行或流向角θ<15°或θ>165° 水流对船舶作用产生的船首横向分力和船尾横向分力

FXSCCXSC2VB0.042124119.2538.16kN2

FXmC0

logB0.4840.621log(DW) B119.25m2 (按矿石船计算)

水流对船舶作用产生的纵向分力按下式计算

FycCyc2VS38.9kN0.1342

Cyc0.046ReReVLb

1.2910491.52104

b=0.004

Fyc=38.9 kN

1.3系缆力计算

NK[FXnsincosFycoscos]

取两个系船柱实际受力n=2、K=1.2 作用方向α=30˚，β=0˚

当风速作用方向为横向时FX=28+38.16=66.16kN、 N=106kN 当风速作用方向为纵向时FXFy=38.9 kN

=42.93kN、

Fy=7.6+38.9=46.5 Kn

N=78kN

考虑到设计洪水期最大流速时9级风系缆的可能性很小，故取系缆力标准值：100kN，作用标高为码头第二排纵向(二个系缆柱同时受力) 2． 船舶挤靠力： (三排橡胶护舷同时受力) FjKjFnX1.366.16328.66kN

3． 船舶撞击力：采用上海回力橡胶护舷H-300 (沈阳普利司通DA-300H)，有效

冲击能量E=ρ/2MVn2=14.4kJ，计算其反力为20.05t

4． 水流力：(设计高水位、水深30.68m) 4.1 Φ1000前排桩：

FWCW2VA0.731.01.21212230.681.054.2kN2

作用标高：177.3m，按三角荷载计算标准值：q=3.53kN/m、设计值5.30 kN/m 4.2 Φ1000后排桩：

Fw=0.82×54.2=44.4 kN

作用标高：177.3m按三角荷载计算标准值：q=3.53 kN/m、设计值5.30kN/m 4.3 Φ1000桅杆吊桩基：

FWCW2VA0.731.01.21212230.681.686.7kN2

作用标高：177.3m，按三角荷载计算标准值q=5.65 kN/m(不考虑遮流影响)，设计值8.48kN 4.7 斜撑和横撑

斜撑及横撑所受水流力(按桁片计算)，下面十根按92.8 kN，上面十根82.5 kN，其后面遮流影响系数见下表：

m 系数 下面十根(kN) 上面十根(kN) 1 1 92.8 82.5 2 0.55 51.0 45.4 3 0.7 65.0 57.8 4 0.6 55.7 49.5 5 0.55 51.0 45.4 合计 315.5 280.6 按三角荷载计算标准值q=3.155kN/m q=2.806kN/m 5．码头堆载：20kN/m6．桅杆吊荷载

桅杆吊转盘基础：最大压力241t

其它两桩基础：最大拔力107t，最大压力143t

2

五、上部结构内力计算

1.桥面钢板内力计算

计算跨度 lo=300mm 有效板宽bc计算：

kB/lo1.00.9B/lo2.53.250.77

bcklo0.80.1lo/xb1h0.770.280.80.120.20.010.426m

故有效板宽bc=0.426m，由于b/l2，故按两边简支单向板计算。 1.1工况一：堆载使用下计算荷载考虑

1自重均布荷载：q1=1.2×0.426×○0.01×78.5=0.40kN/m 2堆载：q1=1.2×20×0.426=10.2kN/m ○

3施工及人群荷载：不考虑与堆载同时作用 ○

1.2工况二：履带吊作用下计算荷载考虑

1自重均布荷载：q1=1.2×0.426×○0.01×78.5=0.40kN/m 2履带吊荷载：q1=1.4×180×0.426=107.35kN/m ○

3施工及人群荷载：不考虑与履带吊同时作用 ○

从上分析，面板受履带吊荷载控制 计算结果：

q=107.75kN/m Mmax=1.212kN·m W=7.1×10‐6m3

σ=M/W=170MPa2.1工况一：履带-65t（空载） 计算荷载考虑：

1自重均布荷载q1=1.2×(0.01×0.3×78.5+0.142)=0.453 kN/m ○

2空载时65t履带吊轮压q2=1.4×80×0.3=33.6kN/m ○

计算结果：

q=34.05kN/m Mmax=9.58kN·m

选用I12.6 则 W=77.4cm3

σ=M/W=9.58/0.0774=123MPa2.2工况二：履带-65t（重载定点起吊）纵向分配梁间距调整为0.2m 计算荷载考虑：

1自重均布荷载q1=1.2×(0.01×0.2×78.5+0.142)=0.359 kN/m ○

2空载时65t履带吊轮压q2=1.4×180×0.20=50.4kN/m ○

计算结果：

q=50.759kN/m Mmax=14.28kN·m

选用I12.6 则 W=77.4cm3 σ=M/W=14.28/0.0774=184MPa3.3工况三：40t轨道小车作用（每个轨道下设两根横梁）

1自重均布荷载q=1.2×(0.01×1.5×78.5+0.142×1.5×○

14/2.625+0.42)=3.28kN/m

2 轨道运输小车 ○

按集中荷载137.5×1.4=192.5kN作用于图示位置

Mmax2=129kN·m

计算得

σ=M/W=129/(0.422×2)=153MPa计算跨径为L计=9m(按简支计算) 4.1工况一、65t履带吊布置在跨中时

1自重均布荷载q1=(3×3×2＋3.0×0.01×9×78.5+0.142×9×11+0.42○

×3×7)/9=6.90kN/m

65t履带吊轮压按一般接地轮压q2＝180×0.812=146kN/m布置在一组双排贝雷架上，布置在跨中时弯矩为最大，当布置在端部时，剪力最大。

计算结果：

Mmax2=1256kN·m Vmax2=558kN

4.2工况二、40t轨道运输小车

1自重均布荷载q1=6.9kN/m ○

255t两轮布置在跨中时弯矩为最大，当布置在端部时，剪力最大。则 ○

则：Mmax3=537kN.m Vmax3=-272kN

通过上面三种工况分析：Mmax=1256kN.m Vmax=558kN 选用双排单层贝雷架，则

[M]=1576.4kN·m [V]=490.5 kN

故履带吊重载按上述情况起吊时，贝雷架抗剪不满足要求，采用定点起吊是时履带吊轨道不应按图所示摆放主，或放在两组贝雷片的中间，剪力由两组贝雷承担，那样贝雷片抗剪，或放在两贝雷中间跨中进行起吊，则剪力满足要求。

六、桩基及排架结构计算

桩基及排架利用ANSYS实体建模进行电算。 1.计算工况及分项系数 工况一 工况二 工况三 工况四 工况五 工况六

2.电算结果

控制 拉应力 控制 压应力 水流力1.5、系缆力1.4、自重1.2，无堆载 水流力1.5、系缆力1.4、自重1.2，无堆载、桅杆吊1.4 水流力1.5、撞击力1.5、自重1.2，无堆载 水流力1.5、系缆力1.5、自重1.2、堆载1.2 水流力1.5、系缆力1.5、自重1.2、堆载1.2、桅杆吊1.0 水流力、撞击力、自重、堆载 工况 工况 工况 工况 工况 工况 项目 一 综合应力(MPa) Fx(t) 嵌 桩基 φ1000×12 固 点 反 力 173 158 二 172 159 202 310 8.0 三 177 156 198 382 8.1 四 194 157 148 424 7.8 五 194 159 149 533 7.4 六 198 156 143 417 8.0 拉Fy(t) 203 压Fy(t) 3 Fz(t) 7.9 Mx(t.m) 47.5 47.6 48.9 46.8 47.8 48.2 My(t.m) 14.6 14.4 15.3 14.7 14.4 15.4 Mz(t.m) 128 123 135 38 5.5 43 129 145 134 172 5.4 42 130 121 134 38 7.0 54 124 142 135 193 5.6 44 124 163 132 330 5.4 43 126 140 133 193 7.0 55 综合应力(MPa) Fx(t) 嵌 桅杆吊桩基 φ1000×12 固 点 Mx(t.m) 反 力 φ600×8 φ720×8 φ400×6 横梁 Fz(t) 压Fy(t) My(t.m) 19.5 19.5 25.3 19.8 19.7 25.5 Mz(t.m) 277 165 161 104 271 163 163 106 273 166 162 121 257 167 163 116 176 246 1 163 115 176 253 167 1 113 176 综合应力(MPa) 综合应力(MPa) 综合应力(MPa) 综合应力(MPa) 47.6 48.5 47.6 总变形（cm） 3.桩基嵌岩分析计算 3.1φ1000×12桩基抗压桩

荷载：最大压力533t，最大弯矩1320kN.m，剪力1590 kN

抗压计算 桩径 1.0 桩长 3 frc 6000 ξs 0.077 ξp 0.432 μ2 4.71 γcr 1.8 抗压承载力 6160.68 水平力作用下计算 Vd 1590 Md 1320 嵌岩深度不小于1.5倍嵌岩桩径 β 1 桩径 1.2 frc 6000 Hr’ 2.72361 计算结果：3m 3.2φ1000×12桩基抗拔桩

荷载：最大拔力202t，弯矩：136t.m，剪力：158 t

抗拔计算 桩径 1.0 嵌岩深度不小于3倍嵌岩桩径 frc 6000 G γts ξs' 0.045 μ2 3.768 γtr 抗压承载力 2 2078.4288 桩长 4 65.56 1.5 水平力作用下计算 Vd 1580 计算结果：4m

Md 1360 β 1 嵌岩深度不小于1.5倍嵌岩桩径 桩径 1.2 frc 6000 Hr’ 2.73431 3.3 φ1000×12桩基抗压桩（桅杆吊）

荷载：最大压力330t，弯矩：280 t.m，剪力： 135 t

抗压计算 桩径 1.0 桩长 2.7 frc 6000 ξs ξp 0.077 0.432 μ2 6.28 γcr 1.8 抗压承载力 8862.336 水平力作用下计算 Vd 1350 Md 2800 嵌岩深度不小于1.5倍嵌岩桩径 β 1 桩径 2 frc 6000 Hr’ 2.26197 计算结果：2.7m 4.斜撑、横撑抗压稳定计算 φ600×8 综合应力167MPa φ400×6 综合应力121Mpa φ400×6 综合应力1Mpa

南岸引桥排架（水中）计算书 一、 设计条件（水中排架墩） 水流流速：4 m/s, 风速：26.7 m/s, 设计高水位：187.53m(二十年一遇洪水位) 设计低水位：158.5m 桩顶标高：193.2m 泥面标高：160.5m 嵌固点标高：157.5m(进入强风化岩3m) 设计高水位时水深：27.03m 计算桩长：35.7m 桩基：φ1000×12，横、斜撑：φ600×8 二、 荷载分析计算 1．水流力计算 上游桩: 标准值： FWCW2VA0.731.0212427.031.0158kN2 三角荷载设计值q1=11.7kN 下游桩：

标准值：FW0.5415885.3kN 三角荷载设计值q1=6.3kN

2．风荷载计算

基本风压：重庆地区基本风压W0=0.3kPa

WKstwzW0 ＝0.24 s=1.3 z＝1.0

对6排并行贝雷桁架

stws1n10.241.310.77410.77481.203WK1.01.2030.30.3609kPaF1WkA0.36091.5189.774kN

横向分配梁所受风力：F2＝1.3×1.0×0.3×12×5.35×10－3＝0.025kN 纵向分配梁及面板所受风力：F3＝1.3×1.0×0.3×0.15×18＝1.053kN

F=10.852 kN

三、 工况及分项系数

工况一 工况二 控制拉应力 控制压应力 自重1.2、水流力1.5、风荷载1.4 自重1.2、水流力1.5、风荷载1.4、65t履带吊荷载1.4 四、 电算结果

五、 桩基嵌岩计算

φ1000×12桩基拉、压桩

荷载：后桩压桩：234t，弯矩：25t.m，剪力：44t，

计算结果：1.5m

前桩拉桩：156t，弯矩：25t.m，剪力：3.6t

计算结果：3.5m

南岸引桥排架（岸滩）计算书 六、 设计条件（岸滩排架墩） 水流流速：4 m/s, 风速：26.7 m/s, 设计高水位：187.53m(二十年一遇洪水位) 设计低水位：158.5m 桩顶标高：193.2m 泥面标高：176.08m 嵌固点标高：157.5m(进入强风化岩3m) 设计高水位时水深：27.03m 计算桩长：35.7m 桩基：φ1000×12，横、斜撑：φ600×8 七、 荷载分析计算 1．水流力计算 上游桩: 标准值： FWCW2VA0.731.0212427.031.0158kN2 三角荷载设计值q1=11.7kN 下游桩：

标准值：FW0.5415885.3kN 三角荷载设计值q1=6.3kN

2．风荷载计算

基本风压：重庆地区基本风压W0=0.3kPa

WKstwzW0 ＝0.24 s=1.3 z＝1.0

对6排并行贝雷桁架

stws1n10.241.310.77410.77481.203WK1.01.2030.30.3609kPaF1WkA0.36091.5189.774kN

横向分配梁所受风力：F2＝1.3×1.0×0.3×12×5.35×10－3＝0.025kN 纵向分配梁及面板所受风力：F3＝1.3×1.0×0.3×0.15×18＝1.053kN

F=10.852 kN

八、 工况及分项系数

工况一 控制拉应力 自重1.2、水流力1.5、风荷载1.4 工况二 控制压应力 自重1.2、水流力1.5、风荷载1.4、65t履带吊荷载1.4

九、 电算结果

十、 桩基嵌岩计算

φ1000×12桩基拉、压桩

荷载：后桩压桩：234t，弯矩：25t.m，剪力：44t，

计算结果：1.5m

前桩拉桩：156t，弯矩：25t.m，剪力：3.6t

计算结果：3.5m

φ800×8桩基拉、压桩

荷载：后桩压桩：135t，弯矩：20t.m，剪力：23.6t

计算结果：1.2m

前桩拉桩：43t，弯矩：17t.m，剪力：1.4t 计算结果：2.4m