高桩码头计算书

?d：结构系数，?d=1.1 fcf：砼轴心抗压强度设计值（MPa），C35砼，c=17.5MPa b：截面宽度（m），b=1000mm h0h：截面的有效高度（mm），0=292mm

混凝土抗剪满足要求

7.2 横向排架技术设计 7.2.1内力计算方法

五弯矩方程法 7.2.2内力计算说明

横梁采用倒T型断面,为现场灌注混凝土结构,在施工时,首先浇注下横梁,待下横梁混凝土达到一定强度(约70% )之后,安装预制纵梁和板,然后浇注上横梁和板梁现场灌注部分.根据施工情况，在横梁计算中分别按短暂状况（即施工期,计算断面为A2）和持久状况（即使用期,计算断面为A=A1+A2）两个阶段进行计算。 7.2.2.1结构尺寸

排架间距为7.0m,横梁断面为⊥型,尺寸见图图6.2.4.3-1,桩极限承载力Qud=2219kN 7.2.2.2混凝土材料特性

横梁混凝土标号为C30,施工时期假定下横梁混凝土达到设计强度70%时进行预制构件安装, 故短暂状况砼按C20计算, Ec=2.25×10MPa.使用时期混凝土的抗压标号为C30, Ec=3.00×10MPa.

7.2.2.3横梁的几何特征

横梁断面面积 A=A1+A2=0.775+0.72=1.6 m 中和轴位置 y=1.0m

横梁的惯性矩 I=0.0384m4(施工期) I=0.709m4（使用期） 7.2.2.4基桩特性

①混凝土的强度等级为C40,弹性模量 3.25×10MPa；

②设计中采用预应力钢筋混凝土桩,桩的断面尺寸为55×55cm2空心方桩，空心直径D=27cm，混凝土桩断面积0.193 m；

③桩的压缩系数：根据桩的入土深度和土质情况，按有关规范求得桩的极限承载力为：Qud=2219kN；在缺乏试桩资料情况下，桩的刚性系数C可按规范计算（《高桩码头设计与施工规范》3.5.7）,本设计取C=（115~145）Qud=255185~321755 kN/m，取C=3.0×10kN/m。各桩的压缩系数K见表7.2.2.4-1

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5

2

4

2

4

4

表7.2.2.4-1

桩号 桩在泥面以上长度L0(m) 11.23 11.14 9.69 9.59 7.84 断面面积Ap(m2) 弹性模量Ep(KPa) EpAp(kN) L0EpAp(m/kN) 1(m/kN) k(m/kN) c1 2 3 4 5 1.79E-6 1.28E-6 0.193 3.25E7 6.27E6 1.54E-6 1.53E-6 1.25E-6 3.3E-6 5.12E-6 5.11E-6 4.87E-6 4.86E-6 4.58E-6 ④支座压缩系数

K?11?cos2??cos2?1cos2?2???K?KK21?????

-6

，K1=5.12×10 m/kN K1：1号桩的轴向反力系数（m/kN）

-6

，K2=5.11×10 m/kN K2：2号桩的轴向反力系数（m/kN）

0

，?1=0 ?1：1号桩的轴线与竖直方向的夹角（0）0，?2=0 ?2：2号桩的轴线与竖直方向的夹角（0）

根据上式分别计算得：KA=2.56E-6 m/kN 其他各桩同理可得： KB=4.87E-6 m/kN

KC=2.62E-6 m/kN

7.2.3内力计算

根据<<高桩码头设计与施工规范>>4.2.7规定:由叉桩和直桩支承的横梁一般可假定桩两端为铰接.在垂直荷载(包括水平力对横梁中和轴产生的力矩)作用下,横梁可按弹性支承连续梁计算,水平力由叉桩承受. 7.2.3.1施工期内力

计算简图见图7.2.3.1-1

图7.2.3.1-1

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由于直桩1#、2#距离较近,为简化计算,假定这两根桩为一个支承点A,叉桩5#、6#为一个支撑点C。

由于板梁现场浇注混凝土部分和混凝土垫层是在上横梁混凝土达到设计强度前浇注,因此在施工时期考虑全部自重作用。

在计算简图中假定直桩1#和2#，叉桩5#和6#一个支承点,但考虑两个支座的实际情况,计算所得的弯矩剪力均应进行削峰。支座A削峰范围为直桩的二桩中轴线与横梁底面交点距离80cm，支座C削峰范围为叉桩的二桩中轴线与横梁底面交点距离80cm。

综上，由五弯矩方程解得，MA=-401.2kNm MB=109.5kNm MC=330.6kNm 7.2.3.2使用期内力计算（PJJS电算）

使用期的受力断面为整个横梁，要承受自重、堆货荷载、门机荷载、系缆力、和撞击力，此时横梁的砼达到设计强度，砼按C30计算，Ec=3.0×10 Mpa

计算的结果见附录，桩力计算结果见表7.2.3.2-1

表7.2.3.2-1

桩号 桩力（kN） 1 2915.6 2 2019.4 3 2036.4 4 2214.6 5 2076.3 4

最大桩力设计值为N4=2214.6kN

砼标号为C30，fc=15 MPa，由于施工期砼强度未达到设计值，按70%计算，fc=15×0.7=10.5 MPa，砼保护层厚度，正弯矩采用50mm,由于面板钢筋要伸入支座，则使用期负弯矩采用100mm，施工期负弯矩采用50mm,采用Ⅱ级钢筋，fy=310 MPa，?b=0.544，最小配筋率按规范取为?min =0.15%，初选钢筋直径d=25mm。

7.2.4.1短暂状况（截面尺寸见图7.2.4.1.1）

预估配筋d=25mm，

则有效高度h0=h-（c+d/2）=737.5mm(正负弯矩一样) 采用公式

图7.2.4.1.1

?s??dM设2fcbh0 ??1?1?2?s As?Asfc?bh0 ?? fybh0Asmin??minbh0?995.6mm2

M设：弯矩设计值（kN?m）

?d：结构重要性系数，?d=1.2

fc：砼轴心抗压强度设计值（MPa），fc=15MPa

b：截面宽度（m）

?s：截面抵抗矩系数

?：相对受压区计算高度

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h0：有效高度（mm）

fy：钢筋抗拉强度设计值（MPa），fy=310MPa

As：受拉区纵向钢筋截面面积（mm2）

?：配筋率（%）

短暂状况配筋计算表7.2.4.1-1,其中负弯矩直接按下表配，正弯矩与使用期叠加后再配。

表7.2.4.1-1

断面位置 支座A 支座B 支座C a跨中 b跨中 M设（kN·mm） -394.7 132.5 -312.8 -20.5 21.8 b(mm) 900 900 900 900 900 h0(mm) 737.5 737.5 737.5 737.5 737.5 ?s 0.077 0.026 0.061 0.004 0.004 ? 0.080 0.026 0.063 0.004 0.004 As实As(mm2) 1798.3 587.2 1412.6 89.8 95.6 配筋 (mm2) 4Φ25 / 3Φ25 2Φ25 / 1964 / 1473 982 /

7.2.4.2持久状况

使用期进行承载能力极限状态持久状况设计，荷载为永久荷载和使用荷载，由于恒载与使用

荷载产生的弯矩对应的有效断面不同，应根据不同断面分别配筋，实际采用钢筋为两者之和，但由于恒载产生的负弯矩在下横梁配筋时已考虑，在整个断面配筋时不再考虑。 7.2.4.2.1正弯矩配筋计算（截面尺寸见图7.2.4.2.1）

预估配筋d=25mm，则有效高度h0=h-(c+d/2)a=2287.5mm

?s??dM设2fcbh0

??1?1?2?s As?fc?bh0 fy

图7.2.4.2.1

??As bh02A1715 smin ?? minbh 0? .6mm

持久状况正弯矩配筋计算表7.2.4.2-1（表中所算出的As包括施工期正弯矩算出的As）

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