某重力式碼頭結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)

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It uses its weight (including the weight of the structure itself and the corresponding packing) that depend on the structure to resist sliding and overturning of the building, which requires a good foundation. Its structure is rugged, simple construction, and maintenance costs, welcomed by the port sectors and construction units. According to specifications ， This article designed hollow box and buttresses, and make the structure of comparative analysis and structural optimization. Among them, the hollow block saves concrete and increases the geometric size of the block to meet the requirements of the advantages of the terminal section design; buttressed quay wall has a simple structure,and a faster construction,while saving lots of materials. Finally, according to the specification,drawing the construction plans of the terminals of the two structural types. Key words: Gravity; hollow box; supporting wall; structural design; 目 錄 第1章 緒論 1 第2章 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 2 2.1 設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)依據(jù) 2 2.2 設(shè)計(jì)資料 2 2.2.1 設(shè)計(jì)船型 2 2.2.2 水文及氣象資料 3 2.2.3 地震 3 2.2.4 施工條件 3 2.2.5 地質(zhì)條件 3 2.3 結(jié)構(gòu)方案初步設(shè)計(jì) 4 2.3.1 碼頭裝卸工藝方案 4 2.3.2 碼頭平面布置方案 4 2.3.3 方案一碼頭結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)方案 5 2.3.4 方案二碼頭結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)方案 9 2.4 本章小結(jié) 10 第3章 碼頭結(jié)構(gòu)承受作用的分類及計(jì)算 11 3.1 方案一 11 3.1.1 自重 11 3.1.2 土壓力 18 3.1.3 船舶荷載 30 3.1.4 門機(jī)荷載 33 3.2 方案二 36 3.2.1 自重 36 3.2.2 土壓力 42 3.2.3 船舶荷載 45 3.2.4 門機(jī)荷載 45 3.2.5 剩余水壓力 45 3.3 本章小結(jié) 47 第4章 碼頭結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性驗(yàn)算 48 4.1 方案一 48 4.1.1 持久狀況作用效應(yīng)組合 48 4.1.2 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 48 4.1.3 碼頭結(jié)構(gòu)的抗滑穩(wěn)定性計(jì)算 53 4.1.4 碼頭結(jié)構(gòu)的抗傾穩(wěn)定性計(jì)算 60 4.1.5 碼頭沿基床底面抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 66 4.1.6 卸荷板后傾穩(wěn)定性驗(yàn)算 67 4.1.7 碼頭結(jié)構(gòu)的地基承載力驗(yàn)算 68 4.1.8 碼頭結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計(jì)算 75 4.2 方案二 78 4.2.1 持久狀況作用效應(yīng)組合 78 4.2.2 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 78 4.2.3 碼頭結(jié)構(gòu)的抗滑穩(wěn)定性計(jì)算 80 4.2.4 碼頭結(jié)構(gòu)的抗傾穩(wěn)定性計(jì)算 81 4.2.5 碼頭沿基床底面抗滑穩(wěn)定性計(jì)算 82 4.2.6 碼頭結(jié)構(gòu)的地基承載力計(jì)算 83 4.2.7 碼頭結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計(jì)算 87 4.3 本章小結(jié) 89 第5章 碼頭結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力驗(yàn)算 90 5.1 方塊碼頭的卸荷板承載力計(jì)算 90 5.2 扶壁式碼頭的肋板、立板等計(jì)算 91 5.2.1 立板 91 5.2.2 內(nèi)底板 92 5.2.3 尾板 93 5.2.4 肋板 94 5.2.5 趾板 95 5.3 本章小結(jié) 97 第6章 結(jié)論 98 第7章 參考文獻(xiàn) 99 128 第1章 緒論 重力式碼頭是靠自重力來抵抗建筑物的滑動(dòng)和傾覆的一種港工建筑物。與此同時(shí)，結(jié)構(gòu)自重及其上的填料重量和各種荷載又對地基產(chǎn)生應(yīng)力，要求地基具有一定的強(qiáng)度。所以這種結(jié)構(gòu)型式一般適用于較好的地基，例如巖石、砂、卵石、礫石及硬粘土的地基，在我國從南到北的海港中得到廣泛應(yīng)用。例如廣州黃浦港、湛江港、廈門港、青島港、煙臺(tái)港、秦皇島港及大連港等，在河港中應(yīng)用也很廣泛。重力式碼頭的結(jié)構(gòu)型式主要決定于墻身結(jié)構(gòu)。按結(jié)構(gòu)可劃分為塊體、沉箱、扶壁、大直徑圓筒及現(xiàn)澆混凝土及漿砌石等。 我國早在西漢初年，廣州已建“泥城”碼頭(又名“陸賈城”)，用土塊、塊石砌筑，一直使用到 20 世紀(jì)初。1845 年長洲島建成中國第一座大石塢。1867 年，廣州出現(xiàn)首座混凝土結(jié)構(gòu)碼頭。 20 世紀(jì) 50 年代以前，我國修建的重力式碼頭多數(shù)為漿石刀塊石或混凝土方塊分層錯(cuò)縫平砌的古典重力式，靠人力搬運(yùn)，干地施工。由于起重設(shè)備的起重能力小，塊體碼頭都采用階梯形斷面。最典型的是 1954 年興建的黃埔港修船碼頭，開始使用 40 噸重大型實(shí)心方塊，在陸上預(yù)制，分層水下砌筑，斷面的底寬仍為較大的階梯減壓式，用吊機(jī)代替人力搬運(yùn)。這種斷面形式的缺點(diǎn)是：斷面大，混凝土用量多；方塊小，型號、數(shù)量和層數(shù)多，整體性差；施工麻煩；重心靠前，基底應(yīng)力分布不均勻。隨著起重設(shè)備能力的增大和人們對重力式碼頭工作機(jī)理的認(rèn)識(shí)不斷加深，方塊碼頭在不斷向塊大、空心、異形、重心靠后和減小土壓力等方面發(fā)展。從 50 年代初開始逐漸應(yīng)用衡重式和帶卸荷板的斷面以及其它各種新型斷面。帶卸荷板的塊體碼頭在我國是從 1958 年開始采用的。廣州黃埔老港區(qū) 1958 年擴(kuò)建深水碼頭共 3 個(gè)泊位，均為卸荷板方塊重力式結(jié)構(gòu)，1960 年 7 月全部建成投產(chǎn)，分別為化肥碼頭、雜貨碼頭和客貨碼頭。由于其具有減小土壓力和重心靠后的優(yōu)點(diǎn)，在以后建造的方塊碼頭中，幾乎全部采用卸荷板。俄羅斯等歐洲一些國家（法國、德國等），在重力式碼頭中也普遍采用卸荷板。日本基本不采用卸荷板式，可能是因?yàn)榭拐饐栴}。有些國家的工程界對卸荷板能否減小墻后土壓力持懷疑態(tài)度，所以在工程中較少采用。根據(jù)我國已建成的幾十座卸荷板式方塊碼頭的多年使用考驗(yàn)和試驗(yàn)室試驗(yàn)的結(jié)果，證明卸荷板是具有減小土壓力的效果的。1978年在我國新編的《港口工程技術(shù)規(guī)范》重力式碼頭一冊中，卸荷板式方塊碼頭被作為常用的結(jié)構(gòu)型式之一列入規(guī)范。 目前，我國已建成方塊碼頭共 87 例，其中階梯式 11 例，衡重式 2 例，卸荷板式 74 例。1991 年底竣工的青島港前灣一期工程5 萬噸級多用途碼頭是我國首次設(shè)計(jì)和建成的一種大型、深水位低卸荷塊體式方塊碼頭，該碼頭岸壁高 19.9 米（頂標(biāo)高 5.8 米，底標(biāo)高-14.1 米），方塊底寬 7.6 米，其斷面卸荷塊體頂面標(biāo)高為 2.8米，底面標(biāo)高為-0.7 米，懸臂板長 3.2 米，包括卸荷塊體在內(nèi)共5 層，上部澆注混凝土胸墻。這種結(jié)構(gòu)型式的方塊碼頭于 1992 年推廣應(yīng)用于營口港鲅魚圈汽車滾裝碼頭，威海石化碼頭等萬噸級以上大型碼頭中，取得了較好的效益。 空心方塊混凝土碼頭具有節(jié)省混凝土材料、縮短施工工期、降低工程費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常有經(jīng)濟(jì)價(jià)值和發(fā)展前途的重力式碼頭結(jié)構(gòu)形式，國內(nèi)外許多港口碼頭工程都以采用空心方塊建造深水泊位。帶卸荷板的空心方塊碼頭,是六十年代初出現(xiàn)的一種新型重力式碼頭結(jié)構(gòu)型式。因其結(jié)構(gòu)上的諸多優(yōu)點(diǎn),以及南方沿海地區(qū)地基承載能力較好、地方材料豐富等自然條件,這一結(jié)構(gòu)型式已被南方沿海港口廣泛采用。 我國南方采用扶壁式結(jié)構(gòu)的碼頭較為廣泛, 它具有結(jié)構(gòu)簡單, 施工速度快、施工工藝成熟等優(yōu)點(diǎn), 與其他重力式碼頭相比, 工程投資較省。60～70 年代期間, 由于受到起重能力的限制, 扶壁式結(jié)構(gòu)多用于墻高10m 以下的中小型碼頭。近年來, 我國南方一些3. 5 萬噸級的碼頭也采用扶壁結(jié)構(gòu), 使用情況良好, 深受用戶好評。但該結(jié)構(gòu)抗浪能力較小, 一般用在內(nèi)河或掩護(hù)條件較好的地區(qū)。國內(nèi)目前施工的扶壁高度多在15m 以下,而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 碼頭建設(shè)日趨大型化, 且多向外海深水海區(qū)發(fā)展, 五萬噸級以上的大型碼頭一般要求構(gòu)件預(yù)制高度多在15m 以上, 扶壁結(jié)構(gòu)的主要問題是施工期間結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定、吊裝運(yùn)輸?shù)葐栴}, 這是限制扶壁結(jié)構(gòu)大型化的主要原因。 本文根據(jù)設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)帶卸荷板空心方塊和扶壁式兩種結(jié)構(gòu)型式碼頭，并對兩種碼頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析，最終確定最優(yōu)方案，繪制施工圖。 第2章 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)依據(jù) 第1章 第2章 2.1 邱駒.港工建筑物[M]. 洪承禮.港口規(guī)劃與布置[M]. JTS167-2-2009，重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S]. JTJ206-1996，港口工程制圖標(biāo)準(zhǔn)[S]. JTJ 211-99，海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. JTJ 297-2001，碼頭附屬設(shè)施技術(shù)規(guī)范 [S]. JTS144-1-2010，港口工程荷載規(guī)范 [S]. JTS147-1-2010，港口工程地基規(guī)范[S]. JTJ213-98，海港水文規(guī)范[S]. JTJ212-2006，河港工程總體設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 《海港工程設(shè)計(jì)手冊》 2.2 設(shè)計(jì)資料 某海港根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模，需新建兩個(gè)泊位的多用途碼頭。由當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)得知混凝土澆筑的施工水位為+1.8米。 2.2 2.2.1 設(shè)計(jì)船型 2萬噸級集裝箱船：船長×船寬×型深×滿載吃水=170×28×14×9.7m 5000噸級雜貨船：船長×船寬×型深×滿載吃水=101×16.4×8.6×7.0m 7000噸級雜貨船：船長×船寬×型深×滿載吃水=110×17.2×8.5×6.9m 2.2.2 水文及氣象資料 1、 氣候 該港所在地區(qū)年平均氣溫13.5°C，最高氣溫38°C，最低氣溫-9°C。常年不封凍。 2、 水位 設(shè)計(jì)高水位：3.6m；極端高水位：4.6m； 設(shè)計(jì)低水位：-0.08m；極端低水位：-1.6m。 3、 流 水流設(shè)計(jì)流速：V=1m/s；流向：與船舶縱軸接近平行。 4、 波浪 有防波堤掩護(hù)，波高小于1m。 5、 風(fēng) 按九級風(fēng)設(shè)計(jì)，風(fēng)速：V=22m/s。 2.2.3 地震 該地區(qū)地震基本烈度為6度。 2.2.4 施工條件 當(dāng)?shù)赜谢炷翗?gòu)件預(yù)制廠，可預(yù)制各種型式的梁、板等構(gòu)件和混凝土人工塊體。當(dāng)?shù)厣笆湓?，且質(zhì)量好、價(jià)格低。 2.2.5 地質(zhì)條件 表 2.1 地質(zhì)資料 地層編號 土層名稱 標(biāo)高（m） 重度標(biāo)準(zhǔn)值 （kN/m3） 地基容許承載力 （kPa） 1 淤泥質(zhì)粘土 -4.5~-5.5 18.0 90 2 中粗砂 -5.5~-9.0 18.0 125 3 粘土 -9.0~-13.0 19.0 160 4 粉質(zhì)粘土 -13.0~-19.0 18.8 210 5 風(fēng)化巖 -19.0以下 600 2.3 結(jié)構(gòu)方案初步設(shè)計(jì) 2.3.1 碼頭裝卸工藝方案 根據(jù)文獻(xiàn)[10]，文獻(xiàn)[5],同時(shí)考慮泊位停靠船舶為件雜貨船和集裝箱船，采用多用途低架門座起重機(jī)。則使用船舶裝載甲板貨時(shí)公式驗(yàn)證門機(jī)最大工作幅度 (2.1) 其中 a=3m,a’=0.5 m,B=28m,A=17m 所以R=40m。 最終選用底架門座起重機(jī)。型號日本日立公司生產(chǎn)。工作幅度為41m，軌距17m。，輪壓32t/wheel。機(jī)重480t。 2.3.2 碼頭平面布置方案 1、 碼頭泊位長度 根據(jù)文獻(xiàn)[5] 泊位總長度： Lb=L+2d (2.2) 得Lb=L1+1.5d1+L2+1.5d2。因?yàn)長1=170m，L2=110m； d1=18m，d2=14m。故，Lb=328m。 2、 工作段的設(shè)置 根據(jù)文獻(xiàn)[1]：混凝土空心方塊碼頭（以下稱為方案一）的變形縫間距：當(dāng)?shù)鼗^好，基床厚度小于2m并進(jìn)行夯實(shí)時(shí)，可采用20—30m；不符合上述條件者，宜采用15-20m。這里選取17.66m，即工作段長17.66m。 對于預(yù)制安裝的扶壁碼頭（以下稱為方案二），因?yàn)槊總€(gè)預(yù)制端的長度較小（一般4~6m）且安裝為上下通縫，在地基產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，胸墻內(nèi)將出現(xiàn)較大的變形應(yīng)力，所以胸墻變形縫的間距不宜超過20m。這里選取10.5m。即工作段長10.5m。 變形縫做成上下通縫、縫寬30mm。 3、 前沿地帶寬 根據(jù)文獻(xiàn)[5]，多用途碼頭前方作業(yè)地帶的寬度應(yīng)滿足多種流動(dòng)機(jī)械的作業(yè)要求，不宜小于40m，這里取40m。 2.3.3 方案一碼頭結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)方案 1、 碼頭前沿高程的確定 碼頭前沿設(shè)計(jì)高水位為3.6m，極端高水位為4.6m。根據(jù)文獻(xiàn)[5]： 按基本標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，并取超高值1.5m：碼頭前沿高程=3.6m+1.5m=5.1m； 按復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，并取超高值0.5m：碼頭前沿高程=4.6m+0.5m=5.1m; 故在此取較大值5.1m。 2、 碼頭前沿水深 根據(jù)文獻(xiàn)[5]： 一般可用下式計(jì)算： D= T+Z1+Z2+Z3+Z4 （2.3） T-設(shè)計(jì)船型滿載吃水 Z1-龍骨下最小富裕深度 Z2-波浪富裕深度 Z3-船舶因配載不均而增加的尾吃水 Z4-備淤深度 這里，船舶滿載吃水9.7m。 海底土壤為淤泥土，故根據(jù)規(guī)范Z1取0.2m。 本水域有防波堤掩護(hù)，波高小于1m，故Z2取0m。 規(guī)范規(guī)定雜貨船Z3=0m Z4一應(yīng)小于挖泥船挖土的最小厚度，一般不小于0.4m D=10.3m。 3、 胸墻 根據(jù)文獻(xiàn)[10]，當(dāng)采用現(xiàn)場砌筑結(jié)構(gòu)時(shí)，胸墻底面高程一般應(yīng)高出施工水位0.3m。胸墻底面高程為1.8+0.3=2.1m。另外，根據(jù)文獻(xiàn)[10]，胸墻的底寬應(yīng)根據(jù)抗滑、抗傾的穩(wěn)定性及構(gòu)造要求確定，頂寬應(yīng)根據(jù)系船柱、門機(jī)軌道梁、輔助設(shè)施的管溝布設(shè)要求綜合考慮確定，一般不小于0.8m。 這里，方案一胸墻頂寬定為2m，胸墻底寬定為4m，采用階梯型；方案二胸墻寬為4m，高為3m，采用矩形。 4、 空心方塊的選取 根據(jù)文獻(xiàn)[10]，空心方塊的層數(shù)一般不超過7層。在方塊構(gòu)件轉(zhuǎn)角處應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)角，其尺寸為20cm×20cm。 空心塊體斷面尺寸如圖2.1。 圖 2.1 空心方塊斷面圖 5、 卸荷板的選取 根據(jù)文獻(xiàn)[10]，對于設(shè)置卸荷板的空心方塊碼頭，卸荷板的懸臂長度一般不小于1.5~3.0m，厚度一般不小于0.8~1.2m。這里懸臂長度選取1.5m。厚度取為1.2m。 6、 基礎(chǔ)的選取 根據(jù)文獻(xiàn)[1]，暗基床適用于原地面水深小于碼頭前沿設(shè)計(jì)水深。故選用暗基床。 7、 拋填棱體 根據(jù)文獻(xiàn)[10]，拋填棱體的斷面一般有三角形、梯形、鋸齒形三種。為減輕墻后土壓力，一般選用梯形斷面或鋸齒形斷面，但鋸齒形斷面棱體施工程序多，質(zhì)量不宜得到保證，所以這里選取梯形斷面。 8、 倒濾層的設(shè)置 根據(jù)文獻(xiàn)[1]，為防止回填土的流失，在拋填棱體的頂面和坡面、胸前變形縫的后面、卸荷板安裝縫的頂面及側(cè)面，均應(yīng)設(shè)置倒濾層。鋪設(shè)0.6m厚的級配良好的天然石料作為倒濾層，棱體表面鋪設(shè)0.4m二片石，防止倒濾層材料漏到棱體中去。 9、 系船柱的確定 根據(jù)文獻(xiàn)[6]，兩個(gè)泊位的設(shè)計(jì)船長分別為100m和170m，系船柱間距定為20m和30m，數(shù)目為4和6。系船柱中心距碼頭前沿距離定為1000mm。另根據(jù)文獻(xiàn)[7]，載重量為2萬噸級船舶系纜力標(biāo)準(zhǔn)值不小于500kN，初步選取單擋檐型，圓底，鑄鐵，系纜力標(biāo)準(zhǔn)值為550kN的系船柱。 10、 橡膠護(hù)舷的選取 根據(jù)文獻(xiàn)[1]和文獻(xiàn)[11]以及文獻(xiàn)[6]，初步選定V型橡膠護(hù)舷（H500×L2000），護(hù)舷間距：件雜貨碼頭5m。集裝箱船碼頭10m。 船舶一般都是斜向靠碼頭，故大多考慮由一個(gè)護(hù)舷吸收船舶撞擊產(chǎn)生的能量。船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量可按下式計(jì)算： （2.4） 式中 E0——船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量（kJ）； ρ——有效動(dòng)能系數(shù)，取0.7~0.8； m——船舶質(zhì)量（t），按設(shè)計(jì)船型滿載排水量計(jì)算，缺乏資料時(shí)可按文獻(xiàn)[6]附錄H選用； Vn——船舶靠岸法向速度（m/s）。 因?yàn)榇a頭有防波堤掩護(hù)，所以對于集裝箱船，查表，。對于件雜貨船（7000t）, ，。 故 。 根據(jù)橡膠護(hù)舷力學(xué)性能曲線，當(dāng)V型橡膠護(hù)舷達(dá)到設(shè)計(jì)壓縮量時(shí)，船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量小于橡膠護(hù)舷的最大吸收能量180kJ。 2.3.4 方案二碼頭結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)方案 方案二的碼頭前沿高程，碼頭前沿水深，基礎(chǔ)類型，系船柱的型號以及橡膠護(hù)舷的型號同方案一，并且扶壁碼頭不設(shè)置拋填棱體、倒濾層和卸荷板，其斷面圖和平面圖如下： 圖 2.2 扶壁碼頭斷面圖 圖 2.3扶壁平面圖 2.4 本章小結(jié) 本章依據(jù)設(shè)計(jì)資料并對照相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范確定了兩種碼頭及結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計(jì)方案。 一、碼頭平面布置（泊位長度、碼頭頂面高程、碼頭前沿水深等）的確定。 二、確定了裝卸運(yùn)輸機(jī)械，主要是門機(jī)的確定。 三、確定了空心方塊碼頭和扶壁式碼頭的斷面結(jié)構(gòu)。 第3章 碼頭結(jié)構(gòu)承受作用的分類及計(jì)算 3.1 方案一 3.1.1 自重 自重力的計(jì)算圖式見圖3.1。 圖 3.1結(jié)構(gòu)自重計(jì)算示意圖（單位：mm） 1、 極端高水位情況 表 3.1 自重力計(jì)算結(jié)果 kN 層號 第一層 第二層 第三層 第四層 第五層 第六層 第七層 Gi 170.15 235.678 97.527 97.527 97.527 104 151.45 本層以上∑Gi 170.15 405.828 503.355 600.882 698.409 802.409 953.859 表 3.2 力臂di計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 第一層 1.864 —— —— —— —— —— —— 第二層 1.364 3.350 —— —— —— —— —— 第三層 1.364 3.350 2 —— —— —— —— 第四層 1.364 3.350 2 2 —— —— —— 第五層 1.364 3.350 2 2 2 —— —— 第六層 1.364 3.350 2 2 2 2 —— 第七層 2.364 4.350 3 3 3 3 2.658 注：di為重心距計(jì)算面前趾的距離。 表 3.3 力矩MGi計(jì)算結(jié)果 kN·m 項(xiàng)目 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 ∑ 第一層 317.160 —— —— —— —— —— —— 317.160 第二層 232.085 789.521 —— —— —— —— —— 1021.606 第三層 232.085 789.521 195.054 —— —— —— —— 1216.660 第四層 232.085 789.521 195.054 195.054 —— —— —— 1411.714 第五層 232.085 789.521 195.054 195.054 195.054 —— —— 1606.768 第六層 232.085 789.521 195.054 195.054 195.054 208.000 —— 1814.768 第七層 402.235 1025.199 292.581 292.581 292.581 312.000 402.554 3019.731 注：MGi=Gi×di 。 2、 設(shè)計(jì)高水位情況 表 3.4 自重力計(jì)算結(jié)果 kN 層號 第一層 第二層 第三層 第四層 第五層 第六層 第七層 Gi 206.250 248.398 97.527 97.527 97.527 104.000 151.450 本層以上∑Gi 206.250 454.648 552.175 649.702 747.229 851.229 1002.679 表 3.5 力臂計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 第一層 1.953 —— —— —— —— —— —— 第二層 1.453 3.433 —— —— —— —— —— 第三層 1.453 3.433 2 —— —— —— —— 第四層 1.453 3.433 2 2 —— —— —— 第五層 1.453 3.433 2 2 2 —— —— 第六層 1.453 3.433 2 2 2 2 —— 第七層 2.453 4.533 3 3 3 3 2.658 表 3.6 力矩MGi計(jì)算結(jié)果 kN·m 項(xiàng)目 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 ∑ 第一層 402.806 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— 402.806 第二層 299.681 852.750 —— —— —— —— —— 1152.432 第三層 299.681 852.750 195.054 —— —— —— —— 1347.486 第四層 299.681 852.750 195.054 195.054 —— —— —— 1542.540 第五層 299.681 852.750 195.054 195.054 195.054 —— —— 1737.594 第六層 299.681 852.750 195.054 195.054 195.054 208.000 —— 1945.594 第七層 505.931 1125.988 292.581 292.581 292.581 312.000 402.554 3224.216 3、 設(shè)計(jì)低水位情況 表 3.7 自重力計(jì)算結(jié)果 kN 層號 第一層 第二層 第三層 第四層 第五層 第六層 第七層 Gi 266.250 389.028 103.781 97.527 97.527 104.000 151.450 本層以上∑Gi 266.250 655.278 759.059 856.586 954.113 1058.113 1209.563 表 3.8 設(shè)計(jì)低水位力臂計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 第一層 1.963 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— 第二層 1.463 3.264 —— —— —— —— —— 第三層 1.463 3.264 2 —— —— —— —— 第四層 1.463 3.264 2 2 —— —— —— 第五層 1.463 3.264 2 2 2 —— —— 第六層 1.463 3.264 2 2 2 2 —— 第七層 2.463 4.264 3 3 3 3 2.658 表 3.9力矩Mgi計(jì)算結(jié)果 kN·m 項(xiàng)目 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 ∑ 第一層 522.649 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— 522.649 第二層 389.524 1269.787 —— —— —— —— —— 1659.311 第三層 389.524 1269.787 207.562 —— —— —— —— 1866.873 第四層 389.524 1269.787 207.562 195.054 —— —— —— 2061.927 第五層 389.524 1269.787 207.562 195.054 195.054 —— —— 2256.981 第六層 389.524 1269.787 207.562 195.054 195.054 208.000 —— 2464.981 第七層 655.774 1658.815 311.343 292.581 292.581 312.000 402.554 3925.648 4、 極端低水位情況 表 3.10 極端低水位自重力計(jì)算結(jié)果 kN 層號 第一層 第二層 第三層 第四層 第五層 第六層 第七層 Gi 266.250 389.028 157.275 97.527 97.527 104.000 151.450 本層以上∑Gi 266.250 655.278 812.553 910.080 1007.607 1111.607 1263.057 表 3.11 極端低水位力臂計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 第一層 1.963 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— 第二層 1.463 3.264 —— —— —— —— —— 第三層 1.463 3.264 2 —— —— —— —— 第四層 1.463 3.264 2 2 —— —— —— 第五層 1.463 3.264 2 2 2 —— —— 第六層 1.463 3.264 2 2 2 2 —— 第七層 2.463 4.264 3 3 3 3 2.658 表 3.12 力矩MGi計(jì)算結(jié)果 kN·m 項(xiàng)目 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 ∑ 第一層 522.649 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— 522.649 第二層 389.524 1269.787 —— —— —— —— —— 1659.311 第三層 389.524 1269.787 314.550 —— —— —— —— 1973.861 第四層 389.524 1269.787 314.550 195.054 —— —— —— 2168.915 第五層 389.524 1269.787 314.550 195.054 195.054 —— —— 2363.969 第六層 389.524 1269.787 314.550 195.054 195.054 208.000 —— 2571.969 第七層 655.774 1658.815 471.825 292.581 292.581 312.000 402.554 4086.130 3.1.2 土壓力 主動(dòng)土壓力系數(shù)計(jì)算同前。 土壓力強(qiáng)度計(jì)算，按（JTS167-2009） 規(guī)范2.4.1-3條計(jì)算。 （3.1） 其中， （3.2） 所以，， 土壓力分布見圖3.2、圖3.3。 圖 3.2均布荷載（q=30kPa）產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力分布圖(單位：kPa) 圖 3.3墻后拋石棱體產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力分布圖 a)極端高水位；b)設(shè)計(jì)高水位；c)設(shè)計(jì)低水位d)極端低水位 1、 極端高水位情況 表 3.13 極端高水位土壓力計(jì)算結(jié)果 kN 層號 第一層 第二層 第三層 第四層 第五層 第六層 第七層 Ei 10.172 16.340 4.140 24.550 36.300 43.350 64.044 EHi=Eicosδ 10.172 16.340 3.999 23.712 35.061 41.871 61.858 EHi=Eisinδ 0.000 0.000 1.072 6.359 9.402 11.228 16.588 本層以上∑EHi 10.172 26.512 30.511 54.223 89.284 131.155 193.013 本層以上∑EVi 0.000 0.000 1.072 7.431 16.833 28.061 44.650 表 3.14 力臂di計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目 EH1 EH2 EH3 EH4 EH5 EH6 EH7 第一層 1.062 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— 第二層 3.062 0.923 —— —— —— —— —— 第三層 5.062 2.923 0.592 —— —— —— —— 第四層 7.062 4.923 2.592 0.848 —— —— —— 第五層 9.062 6.923 4.592 2.848 0.968 —— —— 第六層 11.062 8.923 6.592 4.848 2.968 0.973 —— 第七層 13.562 11.423 9.092 7.348 5.468 3.473 1.215 表 3.15 傾覆力矩MEHi計(jì)算結(jié)果 kN·m 項(xiàng)目 EH1 EH2 EH3 EH4 EH5 EH6 EH7 ∑ 第一層 10.803 —— —— —— —— —— —— 10.803 第二層 31.147 15.082 —— —— —— —— —— 46.228 第三層 51.491 47.762 2.367 —— —— —— —— 101.620 第四層 71.835 80.442 10.365 20.108 —— —— —— 182.749 第五層 92.179 113.122 18.362 67.532 33.939 —— —— 325.134 第六層 112.523 145.802 26.360 114.957 104.062 40.740 —— 544.443 第七層 137.953 186.652 36.356 174.237 191.715 145.417 75.158 947.488 表 3.16 力臂Li計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目 EV1 EV2 EV3 EV4 EV5 EV6 EV7 第一層 —— —— —— —— —— —— —— 第二層 —— —— —— —— —— —— —— 第三層 —— —— 4 —— —— —— —— 第四層 —— —— 4 4 —— —— —— 第五層 —— —— 4 4 4 —— —— 第六層 —— —— 4 4 4 4 —— 第七層 —— —— 5 5 5 5 5 表 3.17 穩(wěn)定力矩MEHi計(jì)算結(jié)果 kN·m 項(xiàng)目 EV1 EV2 EV3 EV4 EV5 EV6 EV7 ∑ 第一層 —— —— —— —— —— —— —— 0.000 第二層 —— —— —— —— —— —— —— 0.000 第三層 —— —— 4.289 —— —— —— —— 4.289 第四層 —— —— 4.289 25.435 —— —— —— 29.724 第五層 —— —— 4.289 25.435 37.609 —— —— 67.333 第六層 —— —— 4.289 25.435 37.609 44.913 —— 112.246 第七層 —— —— 5.362 31.794 47.011 56.141 82.941 223.248 2、 設(shè)計(jì)高水位情況 表 3.18 設(shè)計(jì)高水位土壓力計(jì)算結(jié)果 kN 層號 第一層 第二層 第三層 第四層 第五層 第六層 第七層 Ei 12.578 18.749 4.220 26.349 38.665 45.663 66.920 EHi=Eicosδ 12.578 18.749 4.076 25.450 37.346 44.105 64.636 EHi=Eisinδ 0.000 0.000 1.093 6.825 10.015 11.827 17.333 本層以上∑EHi 12.578 31.327 35.403 60.853 98.198 142.303 206.939 本層以上∑EVi 0.000 0.000 1.093 7.918 17.932 29.760 47.093 表 3.19 力臂di計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目 EH1 EH2 EH3 EH4 EH5 EH6 EH7 第一層 0.933 —— —— —— —— —— —— 第二層 2.933 0.491 —— —— —— —— —— 第三層 4.933 2.491 0.584 —— —— —— —— 第四層 6.933 4.491 2.584 0.846 —— —— —— 第五層 8.933 6.491 4.584 2.846 0.97 —— —— 第六層 10.933 8.491 6.584 4.846 2.97 0.974 —— 第七層 13.433 10.991 9.084 7.346 5.47 3.474 1.216 表 3.20 傾覆力矩MEHi計(jì)算結(jié)果 kN·m 項(xiàng)目 EH1 EH2 EH3 EH4 EH5 EH6 EH7 ∑ 第一層 11.735 —— —— —— —— —— —— 11.735 第二層 36.891 9.206 —— —— —— —— —— 46.097 第三層 62.047 46.704 2.380 —— —— —— —— 111.131 第四層 87.203 84.202 10.532 21.531 —— —— —— 203.468 第五層 112.359 121.700 18.684 72.430 36.225 —— —— 361.399 第六層 137.515 159.198 26.836 123.330 110.916 42.958 —— 600.753 第七層 168.960 206.070 37.026 186.954 204.280 153.220 78.598 1035.109 表 3.21力臂Li計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目 EV1 EV2 EV3 EV4 EV5 EV6 EV7 第一層 —— —— —— —— —— —— —— 第二層 —— —— —— —— —— —— —— 第三層 —— —— 4 —— —— —— —— 第四層 —— —— 4 4 —— —— —— 第五層 —— —— 4 4 4 —— —— 第六層 —— —— 4 4 4 4 —— 第七層 —— —— 5 5 5 5 5 表 3.22 穩(wěn)定力矩MEVi計(jì)算結(jié)果 kN·m 項(xiàng)目 EV1 EV2 EV3 EV4 EV5 EV6 EV7 ∑ 第一層 —— —— —— —— —— —— —— 0.000 第二層 —— —— —— —— —— —— —— 0.000 第三層 —— —— 4.372 —— —— —— —— 4.372 第四層 —— —— 4.372 27.299 —— —— —— 31.671 第五層 —— —— 4.372 27.299 40.059 —— —— 71.730 第六層 —— —— 4.372 27.299 40.059 47.309 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— 119.039 第七層 —— —— 5.465 34.124 50.074 59.137 86.666 235.465 3、 設(shè)計(jì)低水位情況 表 3.23 設(shè)計(jì)低水位土壓力計(jì)算結(jié)果 kN 層號 第一層 第二層 第三層 第四層 第五層 第六層 第七層 Ei 13.934 24.707 4.725 32.496 46.790 53.825 77.190 EHi=Eicosδ 13.934 24.707 4.564 31.387 45.193 51.988 74.556 EHi=Eisinδ 0.000 0.000 1.224 8.417 12.119 13.941 19.993 本層以上∑EHi 13.934 38.641 43.205 74.592 119.785 171.773 246.329 本層以上∑EVi 0.000 0.000 1.224 9.641 21.760 35.701 55.694 表 3.24 力臂di計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目 EH1 EH2 EH3 EH4 EH5 EH6 EH7 第一層 1 —— —— —— —— —— —— 第二層 3 0.917 —— —— —— —— —— 第三層 5 2.917 0.567 —— —— —— —— 第四層 7 4.917 2.567 0.843 —— —— —— 第五層 9 6.917 4.567 2.843 0.975 —— —— 第六層 11 8.917 6.567 4.843 2.975 0.978 —— 第七層 13.5 11.417 9.067 7.343 5.475 3.478 1.22 表 3.25 傾覆力矩MEHi計(jì)算結(jié)果 kN·m 項(xiàng)目 EH1 EH2 EH3 EH4 EH5 EH6 EH7 ∑ 第一層 13.934 —— —— —— —— —— —— 13.934 第二層 41.802 22.656 —— —— —— —— —— 64.458 第三層 69.670 72.070 2.588 —— —— —— —— 144.328 第四層 97.538 121.484 11.715 26.459 —— —— —— 257.197 第五層 125.406 170.898 20.843 89.233 44.063 —— —— 450.444 第六層 153.274 220.312 29.970 152.007 134.450 50.844 —— 740.858 第七層 188.109 282.080 41.380 230.475 247.433 180.815 90.958 1261.249 表 3.26力臂Li計(jì)算結(jié)果 m 項(xiàng)目 EV1 EV2 EV3 EV4 EV5 EV6 EV7 第一層 —— —— —— —— —— —— —— 第二層 —— —— —— —— —— —— —— 第三層 —— —— 4 —— —— —— —— 第四層 —— —— 4 4 —— —— —— 第五層 —— —— 4 4 4 —— —— 第六層 —— —— 4 4 4 4 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— 第七層 —— —— 5 5 5 5 5 表 3.27 穩(wěn)定力矩MEVi計(jì)算結(jié)果 kN·m 項(xiàng)目 EV1 EV2 EV3 EV4 EV5 EV6 EV7 ∑ 第一層 ——