自搖式機(jī)械化滑道課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　自搖式機(jī)械化滑道課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　計(jì)算說明書</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　滑道用途：船舶上墩下水</p><p><b>　　廠區(qū)標(biāo)高：5.6m</b></p><p&g

2、t;<b>　　自然條件</b></p><p>　　設(shè)計(jì)高水位：3.4m 設(shè)計(jì)低水位：1.6m</p><p><b>　　施工水位：1.6m</b></p><p><b>　　船舶資料 </b></p><p><b>　　修船數(shù)</b>

3、;</p><p><b>　　地質(zhì)資料</b></p><p>　　地形及鉆孔布置圖見圖1；土層分布及其性質(zhì)指標(biāo)見表1與表2 </p><p><b>　　其他有關(guān)資料</b></p><p>　　船排小車的技術(shù)性能見附錄1；</p><p>　　橫移區(qū)過渡段總長(zhǎng)度為20m

4、；橫移車高度1m；橫移車軌距3m；</p><p>　　船臺(tái)起重機(jī)軌距為5m；</p><p>　　浮吊最大起重量為40t；動(dòng)力放大系數(shù)取為1.3；</p><p><b>　　地基土的泊松系數(shù)；</b></p><p>　　拋石基床的彈性模量。</p><p>　　表1 鉆孔及土層<

5、/p><p>　　圖1 地形及鉆孔布置圖（比例1:2000）</p><p>　　表2 地基土的部分性質(zhì)指標(biāo)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　確定船臺(tái)數(shù)和設(shè)計(jì)低水位</p><p><b>　　確定船臺(tái)數(shù)</b></p><

6、;p><b>　　船臺(tái)數(shù)可按下式計(jì)算</b></p><p><b>　　個(gè)</b></p><p>　　選取船臺(tái)利用系數(shù)為0.8。</p><p>　　確定設(shè)計(jì)低水位（上墩下水水位）</p><p>　　設(shè)計(jì)低水位在設(shè)計(jì)資料中已經(jīng)給出。</p><p>　　確定滑道區(qū)

7、、橫移區(qū)和船臺(tái)區(qū)的平面立面尺度</p><p><b>　　確定橫移區(qū)尺度</b></p><p><b>　　1）橫移區(qū)長(zhǎng)度</b></p><p>　　其中過渡段長(zhǎng)度為20米；17個(gè)船臺(tái)，兩側(cè)分布，總長(zhǎng)度160m。</p><p><b>　　2）橫移區(qū)寬度</b><

8、/p><p>　　橫移區(qū)寬度=（橫移車長(zhǎng)度+a）</p><p>　　橫移車長(zhǎng)度=（0.85～0.9）</p><p><b>　　。</b></p><p>　　3）橫移區(qū)中軌頂高程</p><p>　　橫移區(qū)中軌頂高程=廠區(qū)高程-橫移車高度=5.6-1=4.6m。</p><p

9、>　　4）橫移區(qū)過渡段后的高程為中軌頂高程。</p><p><b>　　5）軌道數(shù)</b></p><p>　　由橫移區(qū)寬度24.45m，軌距3m，可以確定軌道數(shù)為9條。</p><p><b>　　確定滑道區(qū)尺度</b></p><p><b>　　1）選線</b>&

10、lt;/p><p>　　選取下水軌道軸線與正北方向鉆孔軸線（5#、6#、7#和8#）重合。地質(zhì)剖面圖見附圖1。</p><p>　　2）滑道坡度：1:16</p><p><b>　　3）滑道末端高程</b></p><p><b>　　4) 滑道頂高程 </b></p><p>

11、;　　滑道頂高程 廠區(qū)高程</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　5）滑道長(zhǎng)度</b></p><p>　　滑道長(zhǎng)度=（滑道頂高程-滑道末端高程）/</p><p><b>　　。</b></p><p><b>

12、　　6）軌道條數(shù)及間距</b></p><p>　　軌道條數(shù)為兩條，間距約為0.5倍船寬，取3米。</p><p><b>　　確定船臺(tái)區(qū)尺度</b></p><p><b>　　船臺(tái)平面尺度</b></p><p>　　船臺(tái)區(qū)公布置17個(gè)船臺(tái)，分兩側(cè)布置，一邊9個(gè)，一邊8個(gè)，每個(gè)船臺(tái)長(zhǎng)

13、度取35m（31+2×2m），寬度取10m（6.4+2×1.8m），相鄰兩個(gè)船臺(tái)之間布置一臺(tái)軌道間距為5m的起重機(jī)，軌道外沿距離船臺(tái)區(qū)邊緣的距離為3m。</p><p><b>　　船臺(tái)高程</b></p><p>　　船臺(tái)高程與廠區(qū)高程一致，為5.6m，同時(shí)滿足高于設(shè)計(jì)高水位0.5m。</p><p><b>　

14、　荷載計(jì)算</b></p><p>　　船排小車的數(shù)量和分布</p><p><b>　　船排小車的數(shù)量</b></p><p>　　把船長(zhǎng)分三等份艏段重；中段重；艉段；需要小車數(shù)；。</p><p>　　在此計(jì)算船重時(shí)采用的滿載吃水選擇船尾吃水與船首吃水的平均值T=（1.9+2.1）/2=2m。</p

15、><p>　　船重分布圖和小車分布圖見附圖二。</p><p><b>　　下水軌道荷載計(jì)算</b></p><p><b>　　全在陸上時(shí)： </b></p><p><b>　　尾浮時(shí)</b></p><p><b>　　全浮時(shí)</b&g

16、t;</p><p><b>　　4．求</b></p><p>　　1）設(shè)計(jì)高水位（+3.4m）時(shí)</p><p>　　2）設(shè)計(jì)低水位（+1.6m）時(shí)</p><p>　　設(shè)計(jì)高水位和設(shè)計(jì)低水位時(shí)下水滑道荷載分布圖見附圖三。</p><p><b>　　軌道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b&

17、gt;</p><p><b>　　軌道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型</b></p><p><b>　　軌道基礎(chǔ)布置</b></p><p>　　水上采用軌枕道渣基礎(chǔ)，既經(jīng)濟(jì)又便于標(biāo)高調(diào)整；水下采用天然地基上鋼混軌道梁，便于水下施工。水上、水下的分界線是施工水位。</p><p><b>　　確定軌道梁

18、斷面尺寸</b></p><p>　　因?yàn)檐壍懒禾幱谒虏糠郑凑账\(yùn)工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表3.4.3：混凝土等級(jí)最低采用采用C30，在此處取C30。</p><p><b>　　起重浮吊能力驗(yàn)算</b></p><p><b>　　軌道梁體積計(jì)算：</b></p><p>　　軌

19、道梁質(zhì)量：3.828×25/9.8=9.7t≤40t/1.3=31t </p><p>　　軌道梁質(zhì)量滿足浮吊起吊能力。</p><p><b>　　軌枕的長(zhǎng)度及選用</b></p><p>　　因?yàn)榇判≤囓壘酁?m，所以全用長(zhǎng)軌枕（長(zhǎng)度為4m）。</p><p><b>　　軌枕間距及數(shù)量<

20、/b></p><p><b>　　軌枕道渣基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　結(jié)構(gòu)選型</b></p><p>　　由教材知，輪壓力為66.64kN，按經(jīng)驗(yàn)選擇P38型號(hào)的鋼軌，鋼軌各指標(biāo)尺寸見下表。</p><p>　　因?yàn)檐壵硖幱谒蛔儎?dòng)區(qū)，按照水運(yùn)工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范表

21、3.4.3：混凝土等級(jí)最低采用采用C35，在此處取C35。道渣厚度取為0.5m。</p><p><b>　　鋼軌應(yīng)力驗(yàn)算</b></p><p><b>　　1）鋼軌的截面模量</b></p><p>　　鋼軌的截面模量W=截面慣性矩÷重心距 </p><p><b>　　2）

22、長(zhǎng)軌枕彎曲系數(shù)</b></p><p>　　長(zhǎng)軌枕彎曲系數(shù)β=0.925</p><p><b>　　3）軌枕彈性系數(shù)</b></p><p><b>　　軌枕彈性系數(shù)</b></p><p><b>　　4）鋼軌的軌道系數(shù)</b></p><p

23、><b>　　鋼軌的軌道系數(shù)</b></p><p>　　5）鋼軌與軌道地基的相對(duì)剛度系數(shù)</p><p>　　6）鋼軌撓度和彎矩計(jì)算</p><p>　　在尾浮時(shí)只有P1和P2兩個(gè)力，輪距1m，分兩種情況，取較大：①X1=0，X2=100cm或 ②X1=X2=50cm</p><p><b>　　情況

24、一： </b></p><p>　　=-（0.014/2×4162.5）×1.21×66.64×1000×（1+0.2849）</p><p><b>　　=-0.17cm</b></p><p>　　=1/（4×0.014×100）×1.21

25、5;66.64×（1-0.2011）</p><p><b>　　=11.5kN·m</b></p><p><b>　　情況二： </b></p><p>　　=-（0.014/2×4162.5）×1.21×66.64×1000×（0.6997

26、15;2）</p><p><b>　　=-0.18cm</b></p><p>　　=1/（4×0.014×100）×1.21×66.64×（2×0.0599）</p><p><b>　　=1.73kN·m</b></p><p&

27、gt;　　所以，鋼軌最大撓度y=-0.18cm，最大彎矩M=11.5kN·m</p><p><b>　　鋼軌應(yīng)力</b></p><p><b>　　軌枕設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　軌枕受力</b></p><p>　　按剛性梁計(jì)算，反力為均載，鋼軌傳

28、下的最大壓力</p><p><b>　　均布荷載反力</b></p><p>　　軌枕內(nèi)力（剪力、彎矩圖）</p><p><b>　　剪力、彎矩圖</b></p><p><b>　　軌枕配筋</b></p><p>　　1）配置上層受拉鋼筋<

29、/p><p>　　由水運(yùn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5.2.1.1：</p><p>　　——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值( ) ，C35混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=16.7MPa。</p><p>　　——混凝土等級(jí)低于C50， </p><p>　　Fy—— 采用HRB335熱軋鋼筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=300MPa</p><p&g

30、t;　　b=h=0.3m，保護(hù)層厚度c=50mm,a=c+10=60mm, h0=h-a=0.24m</p><p>　　經(jīng)計(jì)算x=0.041m。</p><p><b>　　滿足。</b></p><p>　　采用4根Φ20 HRB335熱軋鋼筋， As =1256</p><p><b>　　配置下層受拉鋼

31、筋</b></p><p>　　由水運(yùn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5.2.1.1：</p><p>　　——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值( ) ，C35混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=16.7MPa。</p><p>　　——混凝土等級(jí)低于C50， </p><p>　　Fy—— 采用HRB335熱軋鋼筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=300MPa<

32、/p><p>　　b=h=0.3m，保護(hù)層厚度c=50mm,a=c+10=60mm, h0=h-a=0.24m</p><p>　　經(jīng)計(jì)算x=0.0047m。</p><p><b>　　滿足。</b></p><p>　　按照最小配筋率0.2%配筋，采用3根Φ8 HRB335的熱軋鋼筋</p><p&g

33、t;<b>　　As =151。</b></p><p><b>　　配置箍筋</b></p><p>　　he=h0=0.24m,箍筋采用HPB300熱軋鋼筋 fyv=270N/</p><p>　　由水運(yùn)工程鋼筋混凝土規(guī)范 。</p><p>　　—結(jié)構(gòu)系數(shù)，取1.1，</p>&

34、lt;p>　　一系數(shù)，時(shí)取0.25，</p><p>　　一混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，取1.0，</p><p>　　一截面的腹板高度(mm) ，對(duì)矩形截面取有效高度。</p><p>　　由水運(yùn)工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5.5.4.1</p><p>　　截面高度影響系數(shù)：，其中取h0=800mm</p><p><

35、;b>　　解出： </b></p><p>　　由鋼筋混凝土規(guī)范表8.2.7： 取s=150mm</p><p>　　鋼筋采用雙肢Φ12@150的HPB300熱軋鋼筋A(yù)sv=226</p><p><b>　　裂縫寬度驗(yàn)算</b></p><p>　　由水運(yùn)鋼筋混凝土規(guī)范表3.3.4規(guī)定，對(duì)于水位變動(dòng)區(qū)

36、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫寬度允許值：[wmax]=0.25mm。</p><p><b>　　上層裂縫寬度驗(yàn)算</b></p><p><b>　　最大裂縫寬度</b></p><p>　　；c=50mm , d=25mm；</p><p><b>　　最大裂縫寬度</b><

37、;/p><p><b>　　=</b></p><p>　　最大裂縫開展寬度滿足條件。</p><p><b>　　下層裂縫寬度驗(yàn)算</b></p><p><b>　　最大裂縫寬度</b></p><p>　?。籧=50mm , d=25mm；</

38、p><p><b>　　所以取</b></p><p><b>　　最大裂縫寬度</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　最大裂縫開展寬度滿足條件。</p><p><b>　　道渣應(yīng)力驗(yàn)算</b></

39、p><p>　　長(zhǎng)軌枕作用在道渣上的最大壓應(yīng)力</p><p>　　=74.925kPa＜道渣許用應(yīng)力=500kPa</p><p><b>　　地基應(yīng)力驗(yàn)算</b></p><p>　　b+2htan30°=0.4+2×0.3×tan30°=0.75m＜a=0.8m</p>

40、;<p><b>　　軌道梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　軌道梁P、Q、M影響線</p><p>　　任意選取代表性截面（見地質(zhì)剖面圖）：該截面位于7#鉆孔，該點(diǎn)位置滑道高程為-1.5m，軌道梁底高程為-1.5-0.134（鋼軌高度）-0.3（軌道梁高度）=-1.934m ，自此向下取壓縮層厚度H=5m（其中拋石基床1.6m，灰色亞粘土1.5m，

41、赤色亞粘土1.9m）</p><p><b>　　綜合壓縮模量 </b></p><p><b>　　基床系數(shù)</b></p><p><b>　　=14.7</b></p><p><b>　　梁的彈性特征長(zhǎng)度</b></p><p&

42、gt;　　無因次折算長(zhǎng)度 取λ=4.5。</p><p>　　查彈性地基梁計(jì)算圖表，對(duì)應(yīng)取的表格進(jìn)行查找繪圖得到P、Q、M影響線如下圖 。</p><p>　　繪制軌道梁P、Q、M包絡(luò)圖</p><p>　　小車軌距為0.7m，折算長(zhǎng)度為70/207=0.338，在影響線上擺放集中荷載Pmax=66.64kN，求出各截面上的M、Q、P，繪制軌道梁M、Q、P包絡(luò)圖

43、，找出最大值，用于軌道梁配筋計(jì)算。</p><p>　　軌道梁P、Q、M包絡(luò)圖見附圖</p><p><b>　　彎矩：</b></p><p><b>　　剪力：</b></p><p><b>　　地基反力：</b></p><p><b>

44、;　　軌道梁配筋設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1）配置上層受拉鋼筋</p><p>　　由水運(yùn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5.2.1.1：</p><p>　　——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值( ) ，C30混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=14.3MPa。</p><p>　　——混凝土等級(jí)低于C50， </p><p&g

45、t;　　Fy—— 采用HRB335熱軋鋼筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=300MPa</p><p>　　b=0.4m，h=0.3m，保護(hù)層厚度c=50mm,a=c+10=60mm, h0=h-a=0.24m。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算x=0.1m。</p><p><b>　　滿足。</b></p><p>　　采用6根Φ2

46、2 HRB335熱軋鋼筋， As =2281</p><p><b>　　配置下層受拉鋼筋</b></p><p>　　由水運(yùn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5.2.1.1：</p><p>　　——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值( ) ，C30混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=14.3MPa。</p><p>　　——混凝土等級(jí)低于C50，

47、</p><p>　　Fy—— 采用HRB335熱軋鋼筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=300MPa</p><p>　　b=0.4，h=0.3m，保護(hù)層厚度c=50mm,a=c+10=60mm, h0=h-a=0.24m</p><p>　　經(jīng)計(jì)算x=0. 056m。</p><p><b>　　滿足。</b></p>

48、;<p>　　采用4根Φ22 HRB335的熱軋鋼筋</p><p><b>　　As =1520。</b></p><p><b>　　配置箍筋</b></p><p>　　he=h0=0.24m,箍筋采用HPB300熱軋鋼筋 fyv=270N/</p><p>　　由水運(yùn)工程鋼筋混

49、凝土規(guī)范 。</p><p>　　—結(jié)構(gòu)系數(shù)，取1.1，</p><p>　　一系數(shù)，時(shí)取0.25，</p><p>　　一混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，取1.0，</p><p>　　一截面的腹板高度(mm) ，對(duì)矩形截面取有效高度。</p><p>　　由水運(yùn)工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5.5.4.1</p><

50、;p>　　截面高度影響系數(shù)：，其中取h0=800mm</p><p>　　解出： ，即按照構(gòu)造配筋即可。</p><p>　　由鋼筋混凝土規(guī)范表8.2.7： 取s=200mm</p><p>　　鋼筋采用雙肢Φ10@2000的HPB300熱軋鋼筋A(yù)sv=157</p><p><b>　　裂縫寬度驗(yàn)算</b>&l

51、t;/p><p>　　由水運(yùn)鋼筋混凝土規(guī)范表3.3.4規(guī)定，對(duì)于水下區(qū)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，裂縫寬度允許值：[wmax]=0.3mm。</p><p><b>　　上層裂縫寬度驗(yàn)算</b></p><p><b>　　最大裂縫寬度</b></p><p>　??；c=50mm , d=25mm；</p&

52、gt;<p><b>　　最大裂縫寬度</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　最大裂縫開展寬度滿足條件。</p><p><b>　　下層裂縫寬度驗(yàn)算</b></p><p><b>　　最大裂縫寬度</b>&l

53、t;/p><p>　??；c=50mm , d=25mm；</p><p><b>　　最大裂縫寬度</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　最大裂縫開展寬度滿足條件。</p><p><b>　　基床和地基應(yīng)力計(jì)算</b><