1、水運工程施工課程設計設計人 于康康設計開始日期 設計完成日期 指 導 教 師 王希慧 港航教研室主任 劉勇目錄一、工程概況 2（ 一） 、目前該工程已完成的陸上施工任務有： 2.（ 二） 、施工人員： 3（ 三） 、機械方面： 3二、臺座布置 37.7.7.三、模板（一）、底模1平式底模2凸式底模 8（ 二） 、側模 8（ 三） 、模板設計 9模板設計原則 9模板技術要求 9 荷載 9 （1）、新澆筑混凝土的側壓力 1.0.四、方塊碼頭整體結構 1.1.五、結構計算 1.3.（1） 、桁架受力圖示如下： 1.3Q31.3.（2）、橫圍柃受力計算 1.3.（3）、桁架受力計算 1.4.(4) 、

2、模板圖與材料表 1.7.1 、模板圖 1.7.2 、模板材料表 1.8.(5) 、馬腿盒與孔芯模 2.0.一、工程概況本工程為方塊重力式碼頭，其墻身主要結構形式采用混凝土方塊式。 該工程的規劃、設計與招投標工作已經結束，由甲筑港工程公司承接。 (一)、目前該工程已完成的陸上施工任務有：1. 工程的“三通一平”已經結束；2. 后方的各工段車間(包括木工、鐵工、鋼筋、混凝土)與其施工現 場布置已經完成；3. 三大材供應可根據工程需要隨時調配，滿足需要；4. 后勤與辦公系統已經進入正常的工作狀態；5. 有關混凝土方面：砂、碎石堆場已經形成，并擁有良好的沖洗設施，已建成一套良好的 混凝土拌和設備，其計

3、量準確，性能良好。在正常工作狀態下，每小時可 拌制25立方米的混凝土。混凝土的實驗室設備齊全，為混凝土的配合比 設計、拌和與檢測提供優良的工作保障。（二）、施工人員：該筑港工程公司的工程技術人員與各工段的技術工人素質良好，有豐 富的施工經驗與組織施工的能力，施工隊伍的技術力量與民工的數量可根 據工程要求進行調配。（三）、機械方面：除日常運輸的車輛外，擁有以下機械車輛；1. 15噸汽車輪胎吊一臺,20噸履帶吊一臺；2 .混凝土攪拌車兩輛，其容量為每車次5.56.0立方米；3. 小型拖頭、托盤車各一輛；4. 鏟車一輛。（四） 、施工季節為夏秋季，考慮日平均溫度為1520 Co（五）、按工程設計，共

4、計有 301塊混凝土預制方塊。其詳細尺寸如下:砼方塊編號長（米）寬（米）高（米）數量（塊）17.05.02.9521027.02.52.957036.04.02.9521二、臺座布置1、根據方塊施工期要求于夏秋兩季完成，施工天數為180天。按方塊的支模、澆砼、養護等工序所需的時間（2030天），需布置臺座共40個，其中30個1#臺座，10個2#臺座，3#方塊則根據具體情況插空安排2、為保證 循環作業，配置 6套1#方塊模 板，2套2#方 模板，1套3# 方塊模板。岸壁門機門機混凝土 預制、 存放區混凝土預制、存放區沉箱預制區岸壁沉箱下水滑道沉箱下水滑道圖442混凝土方塊預制區（一）圖442混凝

5、土方塊預制區（一）3、臺座的總體布置按施工組織設計中預制場的要求進行布置，取決于預制場與堆放場地的具體情況。一般混凝土方塊很少為其設置專門的預制場，多在其他構件預制場內設一混凝土方塊預制區，見下圖，或就近利用現有岸壁和為碼頭施工船舶建的臨時停泊碼頭，設置臨時預制場，見圖方駁起重船圖445混凝土方塊臨時預制場（二）渝冇：廠回混凝土方塊預制、存放起重船水位冷水工作虜節點2移艙方竝相平邊標人力姣車e節點十Laa逹IF裝石鐵像一)基專逮計軽平高程,«面墓H0 + 010 0 + 030 0 + 050 0 + 070權向話動導標¥5*115-115-115*11混凝土方塊預制場（區

6、）的選擇，除滿足一般預制場的要求外，因方 塊自重較大，其地基應有足夠的承載能力，以免混凝土底膜由于不均勻沉 降而遭受破壞，必要時須對地基作加固處理。當利用現有碼頭和岸壁作為臨時預制場時，不論預制或存放，均不應超過碼頭的承載能力和不影響岸壁的穩定，而且其前沿水深應滿足起 重船和方駁作業吃水的要求。預制場（區）的平面布置主要包括混凝土底膜的布置（一排或兩排， 排距）和存放場的布置（一排或二排，排距，層數）。布置時除應驗算地基或碼頭的承載能力與岸壁穩定外，尚需考慮支拆模板、澆筑混凝土和用 起重船吊方塊裝方駁等因素的要求。三、模板（一）、底模底模一般采用混凝土結構， 預制數量少時，也可采用木質模或用組

7、合 模板拼裝式底模。無論采用何種底模，根據它與側模的拼裝方式，可分為 平式底模（底托幫）或凸式底模（幫包底）。平式底模能預制任意外形尺寸的方塊，一般多采用此種底模。當在碼頭上預制，且碼頭面又是混凝土 時，一般采用此混凝土面層作為平式底模。1 .平式底模如圖4-4-6所示，混凝土平式底模一般做成連續結構形式，每隔48m設1.52.0cm寬的伸縮縫隔板，厚度視地基處理和墊層作法的具體情況可定為側模20cm側模側模底模和側模之間一般塞水泥袋紙主寸于活動房屋屋頂的防水膠帶紙）做止漿處理。如預制數量較多,則 水泥袋紙,.I. 伸縮縫板利膠條模下部加設槽鋼, 'J用側模自重使橡膠條緊紙底模I澎i應

8、在側槽鋼內模,鑲嵌專用橡1止!的目的mcaznv混凝土片石LF 打7 »*j. 嚴產:* J'17 r、卞"T7 / 24以達到平式混凝土底模圖2 .凸式底模根據方塊外形尺寸、預制數量和周轉次數，設置數個相應的不同尺寸的凸式底模。如圖所示：側模側模mo-5釘軟塑料管木條框*木條框直角梯形膠條濟鬆翳蘇- !r : J 也二1 JJ i !鼻 1._J& 1."TO7mm混凝土片石凸式混凝土底模圖地基和墊層混凝土是連續的， 混凝土的底模是相互獨立的， 凸出部分 的高一般為510cm,四周鑲以方木框，框外側釘止漿的軟塑料管或直角 梯形橡膠條。底模的脫模劑

9、或隔離層，除要滿足一般要求外，尚須不因其降低方塊 與方塊之間的摩擦系數，一般采用刷摻有少許滑石粉的廢機油或鋪水泥袋 紙、未浸瀝青的軟氈紙。3 .臺座底模采用凸起式混凝土底模，凸起高度為50mm ;（二）、側模側模可采用木模板，工具式木模板，整體鋼模板和組合式鋼模板。為了節約材料和提高工效，一般多采用組合式鋼模板。本工程側模采用組合式大片鋼模板，豎排定型P2507（也可采用P2515或P3015）型鋼模板，尺寸為 750mm X250mm，模板厚度為2.5mm ，單塊面積 0.188m 2，單塊重量為 6.98k ；橫圍柃采用雙輕型槽 鋼 100mm, 上下間距布置為 0.75 米；豎向支撐采用

10、型鋼桁架，水平間距 布置為1.5米，桁架底部用頂絲限位，頂部用30圓鋼拉條（M28螺絲與螺母）。桁架長度 3 米，寬度 0.6 米，分為四段，段長 0.75 米，桿件均 采用雙等邊角鋼2L 50 X4mm，節點板厚8mm，材質均為A3鋼。（三）、模板設計本工程模板設計根據水運工程混凝土施工規范 JTJ268-96 水運 工程施工周福田 張賢明主編與施工經驗進行設計。模板設計原則模板設計要確保構件的形狀尺寸；有足夠的強度、剛度和穩定性，能 承受混凝土的側壓力；構造簡單、裝拆方便；接縫不漏漿;模板拆支用 20T履帶或者 15T 輪胎吊，其重量不應超過吊機的起重能力。模板技術要求模板的最大變形值不大

11、于 l/400 ，支撐桁架的最大變形值不大于l/1000 。根據本工程的實際情況，模板的荷載主要為新澆筑混凝土的側壓力和 傾倒混凝土時產生的荷載。（1）、新澆筑混凝土的側壓力按港口工程規范，采用插入式振搗器時，澆筑混凝土的側壓力按下式計算：Pmax =8K s+2.4K tV1/2式中，Pmax，混凝土對模板的最大側壓力（kN/m 2）；Ks，外加劑波動修正系數，按混凝土坍落度小于60mm，取為1.0 ;Kt,溫度校正系數，按要求，澆筑溫度在15 C20 C,按下表取為 1.16 ;溫度校正系數表溫度oc51015202530Kt1.531.331.161.00.860.74V，混凝土的澆筑速

12、度（m/h ），按混凝土拌合能力為25m 3/h，按1#、2#、3#方塊平面尺寸，其澆筑速度分別為 0.71m/h、1.43m/h、1.04m/h ，根據以往施工經驗，取澆筑速度為1.0m/h ;故新澆筑混凝土的側壓力為:Pmax =8K s+24K tV1/22=35.84 kN/m 2h= P max / 丫 =35.84/24=1.5m式中，丫為混凝土重度，取為24kN/m 3(2) 、傾倒混凝土時產生的側壓力混凝土側壓力分布圖按港口工程規范，用容量 0.8m 3以上的運輸工具時，水平動力荷載取為 6 kN/m 2 o(3) 、混凝土最大側壓力為：35.84+6=41.84KN/m2五、

13、方塊碼頭整體結構方塊安裝時米用精準測量法：如下圖反射片方塊圖2 SK量架法安裝方塊示意圖一下是幾種測量定位方法的比較:表幾種酬定拉方法的比輪左轉效卡Sa水下范哉強譽較大較小X t血復法R+輪大*需配警的船機、人員檢歩較小好桓少中斗標 g»施工船與標 示中心標單層空心方塊碼頭斷面*邊標12 000"T1K4,7 5001l4 5(1 卜k碼頭斷面25 000-16.009拋石基床圖】碼頭斷面碼頭斷面總體形式I=1.# 50CL7 5001T "n Ii r六、結構計算(1)、桁架受力圖示如下：_ 、X/V|1X.XX/ 根據受T卡圖中所示荷1 1-/ rj.8l&l

14、t;N/n2力分析,載為：荷載編號Q0Q1Q2Q3Q4數值(kN/m)8.9817.9429.1431.3815.69(2)、橫圍柃受力計算豎向桁架的間距為1.5m，橫圍柃為雙輕型槽鋼100，相當于以豎向桁架為支撐、跨度為1.5m的連續梁，其中，受力最大的圍柃為q3作用處的圍柃，支座處彎距按四跨連續梁計算為:按建筑結構計算靜力手冊第三章3-7表中，四跨連續梁，均布荷載計算：彎距系數：-0.107( -0.607/0.536 )支座反力系數：0.607+0.536=1.143 撓度系數：0.632 最大彎距：M 支=-0.107ql 2=-0.107 X31.38 X1.52=-7.55kN-m

15、雙輕型槽鋼100 的 w=69.6cm 3, lx=347.8cm 4,E= 2.1 xi05Mpa 型鋼最大彎應力：o=M/w = 7.55/69.6 =108.5Mpa<160Mpa(允許應力) 跨中最大變形：f = 0.632 ql 4/100EIx = 0.632x 31.384/1X01.X 2.1 X X0 347.8=1.4mmf/L=1.4/1500=1/1070<1/400根據港口工程質量檢驗評定標準JTJ221-98(P50),強度與變形均滿足要求。(3)、桁架受力計算根據四跨連續梁的特點可知，B點，即第二支撐桁架所受力最大，查建筑結構計算靜力手冊有關桁架計算系

16、數通過計算得，第二支撐桁架各節點受力如下表：荷載編號RobR1bR2BR3BR4B數值（kN ）15.430.7749.9653.8026.90R下 _600RobRibR2BR3BR4B按受力圖示:R 上=76.9kNR 下=99.9kN上端考慮拉條間的不均勻系數為1.3，上端拉條采用：As二 1.3R 上/160=624.8mm2用 30 圓鋼(M28 螺栓)，As=615.3 mm 2 L=5000mm拉條變形(E=2.1 X105Mpa ):/ L=1.3R 上 L/EA=3.9mm<l/1000=7mm根據鋼結構設計手冊P708、P1051 :下端采用雙肢匚50 X5 ,A=9

17、61mm 2, rx=15.3mm ，入=49。© =0.8561.3N/ © A=157Mpa<160Mpa上下支座滿足要求。桁架桿件受力如下表：1桿件編號外力(kN)P2P3匯總|30.7749.9653.801系數-0.5625-0.375-0.1875軸力(kN)-17.31-18.74-10.09-46.1302系數-0.5625-0.375-0.1875軸力(kN)-17.31-18.74-10.09-46.1303系數-0.1875-0.375-0.5625軸力(kN)-5.77-18.74-30.26-54.7704系數-0.1875-0.375-0.

18、5625軸力(kN)-5.77-18.74-30.26-54.77U1系數1.20.80.4軸力(kN)36.9239.9721.5298.41U2系數0.3750.750.375軸力(kN)11.5437.4720.1869.18U3系數0.40.81.2軸力(kN)12.3139.9764.56116.84D1系數0.4-0.8-0.4軸力(kN)12.31-39.97-21.52-49.18D2系數-0.4-0.80.4軸力(kN)-12.31-39.9721.52-30.76V1系數-100軸力(kN)-30.770.000.00-30.77V2系數00-1軸力(kN)0.000.00

19、-53.80-53.80根據表中計算結果，桁架桿件均取用雙肢匚50 X5，強度與穩定均滿足要求。根據建筑結構靜力計算手冊P409 ,桁架中點變形：3=2mm<L/1000=3mm,滿足要求。模板圖與材料表1、模板圖該模板圖是按照1號方塊尺寸繪制的，如下圖所示:梯子1500250M24長螺栓2L50X5角 鋼桁架8輕型槽鋼ODO! nH58mr節點板8輕型槽鋼內撐拉條0 30210輕型槽鋼P2507定型鋼模板拉條0 30拉條0 30600155模板平2L50X5角鋼17 / 24說明：1尺寸單位以毫米計2、焊接構件采用等強焊接，2500316,3、所有鋼構件均采用A3鋼。拉條©

20、302、模板材料表說明：1尺寸單位以毫米計。2、焊接構件采用等強焊接,焊條用 E4315或 E431&3、所有鋼構件均采用A3鋼1#方塊模板主要材料表模板 編號材料名稱重量（kg）備注OL50X5角 鋼932.71 -模板總重為 2969.1kg10輕型槽鋼502.3P2507定型鋼模板792.9（112 塊）8輕型槽鋼110.28mr節點板631.0L50X5角 鋼746.22'.' 模板總重為 2201.2kg10輕型槽鋼336.7P2507定型鋼模板547.2（80 塊）8輕型槽鋼66.38mm?點板504.83© 30拉條89.94.J80內撐80.7

21、5止漿橡膠條（m）366>木板條（方）0.17M24長螺栓（個）88M2輕頂（個）18P2507定型鋼模板見組合鋼模板施工手冊P2平面模板規格表,250mm X750mm X55mm , 0.188m 2/ 塊,6.98kg/ 塊隨著起重機械（船）向大型化發展，為了加速安裝進度，混凝土方塊 尺寸也日益增大，因此側模與側模之間用對穿拉桿固定，已不易拉緊，現 多改用大號型鋼或鋼桁架作為水平圍令的結構形式。水平圍令除須滿足強 度要求外，尚須驗算其剛度，一般控制其結構擾度不超過 1cm, 以免方塊 因變形過大而影響安裝，如用鋼桁架 ,其制作時可適當起反拱 .表示水平圍令在轉角處的兩種連接型式 .在這兩種連接型式中，b）式雖 比較簡單， 但在調正一個方向尺寸的變動時， 會引起另一方向尺寸的變動， 因此一般多采用a）式。圖中，豎向角鋼將各層水平圍令連成一體和供模板 豎立用