重力式码头算例复习课程

重力式码头算例1、某重力式方块码头，初步拟定的断面尺寸见图，设计计算资料如下（1）回填1层，水上γ=18KN/m3，水下γ=9KN/m3，φ=30°；回填2层，水上γ=19KN/m3，水下γ=11KN/m3，φ=45°。（2）计算水位：5.0m；不考虑剩余水压力。朗金主动土压力公式：，库伦主动土压力公式绘制土压力分布图，计算土压力强度、总土压力及土压力产生的倾覆力矩。答1、土压力计算2、土压力计算（1）土压力系数计算回填一层按朗金公式计算土压力：δn​=0，Kan​=tan2(450−2ϕn​​​)=tan2(450−2300​​)=31​回填二层按库伦公式计算土压力：δn​=150，Kan​=[1cosδn​sin(ϕn​δ​)sinϕn​​​​]2cos2ϕn​​=0.194（2）土压力强度计算：e1H​=18×3×31​=18KPa​e2H​=11×1.5×0.194×tan150=3.09KPa​e3H​=(18×311×1.511×2.12)×0.194×tan150=17.58KPa​e4H​=(18×311×1.511×2.1211×1.38)×0.194×tan150=20.43KPa​e5H​=20×31​=6.67KPa​e6H​=20×0.194×tan150=3.75KPa​（3）水平土压力分块合力及对前趾的倾覆力矩永久作用：EaH1​=21​×18×3=27KNMEH1​=18×6=108KN•mEaH2​=21​×3.09×1.5=2.32KNMEH2​=2.32×4=9.28KN•mEaH3​=3.09×2.12=6.55KNMEH3​=6.55×2.44=15.98KN•mEaH4​=21​×2.12×(17.58−3.09)=15.36KNMEH4​=15.36×(31​×2.121.38)=32.05KN•mEaH5​=17.58×1.38=24.26KNMEH5​=24.26×21​×1.38=16.74KN•mEaH6​=21​×1.38×(20.43−17.58)=1.97KNMEH6​=1.97×31​×1.38=0.90KN•m∑EHn​=77.46KN∑MEHn​=182.95KN•m可变作用：EaH7​=6.67×3=20KNMEH7​=20×6.5=13KN•mEaH8​=21​×3.75×2.12=3.98KNMEH8​=3.98×(1.3831​×2.12)=8.30KN•mEaH9​=3.75×1.38=5.18KNMEH9​=5.18×21​×1.38=3.57KN•m∑EHn​=29.16KN∑MEHn​=24.87KN•m（4）竖向土压力合力及其对后趾的稳定力矩永久作用：∑EVn​=(∑EHn​−EaH1​)×tanδ=(77.46−27)×tan150=13.52KN∑MEVn​=∑Evn​×3.7=13.52×3.7=50.03KN•m可变作用：∑EqVn​=(∑EHn​−EaH7​)×tanδ=(29.16−20)×tan150=2.45KN∑MqEVn​=∑Eqvn​×3.7=2.45×3.7=9.07KN•m2、某重力式方块码头，初步拟定的断面尺寸见图，设计计算资料如下（1）重度：混凝土，水上γ=24KN/m3，水下γ=14KN/m3；（2）堆货：q=20KN/m2。（3）船舶系缆力：P=30KN（经扩散传递后每延米船舶荷载）。（4）计算水位：6.0m；不考虑剩余水压力。（6）混凝土与抛石基床摩擦系数：f=0.6。（7）分项系数：γ0=1.0。（8）分项系数：结构自重γG=1.2，土压力γE=1.35，堆货γq=1.4，船舶系缆力γP=1.4。试验算该码头沿基床顶面的抗滑稳定性和抗倾稳定性。（1）自重计算及稳定力矩计算G1​=1.2×2×24=57.6KNMG1​=57.6×(0.51.2/2)=63.36KN•mG2​=21​×1×2×24=24KNMG2​=24×(0.51.231​)=48.72KN•mG3​=21​×1×2×18=18KNMG3​=18×(0.51.232​)=42.66KN•mG4​=2.5×2×18=90KNMG4​=90×(0.51.2122.5​)=355.50KN•mG5​=1.0×3.7×24=88.8KNMG5​=88.8×(0.524.7​)=253.08KN•mG6​=5×3.2×14=224KNMG6​=224×(0.523.2​)=470.4KN•mG7​=0.5×1×21​×14=3.5KNMG7​=3.5×0.5×32​=1.17KN•mG8​=1×0.5×14=7KNMG8​=7×20.5​=1.75KN•m∑G=512.9KN∑MG​=1236.64KN•m（2）每延米码头的系缆力水平分力对墙底的倾覆力矩MRH​MRH​=8.00×30=240KN•m/m（3）抗滑稳定性计算沿基床顶面的抗滑稳定性验算表达式为：r0​(rE​EH​rPR​PRH​ψrE​EqH​​)≤(rG​GrE​EV​rE​EqV​​)f带入数值知：r0​(rE​EH​rPR​PRH​ψrE​EqH​​)=1.0×(1.35×77.461.4×300.7×1.4×29.16​)=175.15KN(γG​GγE​EV​γE​EqV​​)f=(1.2×512.91.35×13.521.4×2.45​)×0.6=382.30KN该码头满足沿基床顶面的抗滑稳定性。（4）抗倾稳定性计算沿基床顶面抗倾稳定性验算表达式为：rE​MEH​rPR​MRH​ψrq​MEqH​≤rG​MG​rE​MEV​ψrq​MEqV​带入数值知：rE​MEH​rPR​MRH​ψrq​MEqH​=1.35×185.61.4×2400.7×1.4×24.87=607.36KN⋅mrG​MG​rE​MEV​ψrq​MEqV​=1.2×1236.641.35×50.030.7×1.4×9.07=1560.40KN⋅m该码头满足沿基床顶面的抗倾稳定性。