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某煤码头挡风抑尘墙设计

文档作者：李长瑞1 袁越2 文档来源： 1.广州港工程设计院有限公司2.泰山职业技术学院汽车与电气工程系）		点击数：	更新时间： 2021年06月07日
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建 材 与 装 饰 2013年 7月
某煤码头挡风抑尘墙设计
李长瑞1 袁越2
（1.广州港工程设计院有限公司2.泰山职业技术学院汽车与电气工程系）
摘要：由于国家对码头环保方面的重视，港口煤码头灰尘污染问题已经严重制约了港口的发展。因此，广州某码头拟
在堆场周围建设18m 高防风抑尘墙控制污染源，本文根据工程实例提出了抑尘墙的设计方案。
关键词：挡风抑尘墙；钢架；抗拔桩基础
中图分类号：TU318 文献标识码：B 文章编号：1673-0038（2013）21-0026-02
前言
广州某煤码头堆场内作业为露天开敞式操作，其物料在储
存和装卡过程中，受工艺与操作环境以及其散料自身条件的影
响而产生扬尘，对周边环境产生一定的影响和造成物料损失。在
目前采取流动喷洒、绿化、加高围墙等防尘措施的情况下，仍然
被居民投诉和环保部门限期改正。
为转变港口发展方式，及国家对发展低碳物流创建绿色港
区的要求。控制场尘已成为一个创建绿色港区不可避免的环保
工作任务。
而要进一步控制储料场的扬尘，目前国内外抑尘效果显著
的扬尘污染治理方法是在储料场外围墙边安装挡风抑尘墙，其
抑尘效果可达到75%以上。为进一步深化站场的扬尘治理，安装
挡风抑尘墙和建设站场喷洒循环系统相结合的治理方法，将有
效地解决站场的扬尘影响问题。
1 设计条件
挡风抑尘墙总长度约为700m，造价1400 万元，由桩基础、
钢结构支撑架、抑风板和挡尘板组成。
（1）建筑场地类别：
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）附录A.0.17，本
地区抗震设防烈度为遇度，设计基本地震加速度值为0.05g，设
计地震分组为第一组；根据土层剪切波速公式（4.1.5-1）及规范
中有关规定判定：
场地图类型为软弱土，建筑场地类别属芋类，场地特征周期
值为0.45s。
（2）风况：
东莞市累年年平均风速为2.0m/s，年平均风速最大为2.9m/s
（1957 年），最小为1.3m/s（1988 年）。东莞市受季风环流控制，盛
行风向有明显的季节变化，全年最多风向为东风，频率为14%，
其次是东北风，最小是偏西风。
根据《建筑结构荷载设计规范》（GB50009-2001）D.4 表可知，
本地区基本风压为0.6kN/m2。
（3）地质情况：根据野外工程地质编录、标准贯入试验统计
表和各项物理力学性质指标统计表结合本地区的建筑经验，提
出岩土层主要设计参数建议值。具体见表1。
2 钢结构设计
本工程由混凝土基础及钢桁架两部分组成。本工程结构总高
度18.0m，总长约700m，其中24m 跨大门1 个。标准跨长度6m
每跨。
标准段钢架模型计算简图如下：
风荷载计算：
基本风压：棕k=茁z滋s滋z棕o
按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）计算：
wk=茁z滋s滋z棕o ———7.1.1-1[GB50009-20012006 年版]
式中：wk———作用在钢架上的风荷载标准值（kN/m2）；
茁z———高度 z处风振系数；
滋s———风荷载体形系数；
滋z———风压高度变化系数；
棕o———基本风压（kN/m2）；
滋z———高度 z处风振系数；
根据此地场地类型为B类，根据经验及查表2。
经计算，不同高度处风压计算如表3。
本项目推荐的挡风抑尘墙钢结构为以圆钢为主要材料的钢
状态
承载力
特征值
（fa）
压缩
模量
ES0.1-0.2
抗剪强度
（直接快剪）
抗剪强度（固
结快剪）
凝聚力
内摩
擦角
凝聚力
内摩
擦角
kPa MPa C（kPa）准（毅）C（kPa）准（毅）
淤人工填土松散-稍密120 - - - - -
于1 淤泥流塑50 2.32 8.62 3.92 15.3 9.0
于2 淤泥质砂土松散-稍密75 *12 - 25.8 - 28.5
于3 淤泥质粉质粘土软塑80 3.14 9.06 4.16 17.0 11.4
于4 中砂稍密-中密250 *33 - 27.0 - 31.0
于5 粗砂中密-密实330 *45 - 31.0 - 33.0
榆1 全风化泥岩土柱状、碎块380 *50 - -
榆2 强风化泥岩土夹碎块状600 *60 - - - -
榆3 中风化泥岩薄饼-短柱状1000 - - - - -
层号岩土名称
表1
注：带*者为变形模量E0。
表2
z 0~5 5~10 10~15 15~20
滋z 1.00 1.00 1.14 1.25
表3
z 0~5 5~10 10~15 15~20
wk（kN/m2） 0.95 1.14 1.54 1.74
规划与设计
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2013 年 7月 建 材 与 装 饰
桁架结构，该结构可以工厂化加工，不仅现场组装便捷，节约工
期，运行维护费用小。
经钢结构计算软件PKPM分析确定构件尺寸，立柱采用无缝
钢管D159伊5，D159伊8，立柱之间采用螺栓连接。
标准段钢架立柱采用镀锌无缝钢管在工厂分三段焊接后在现场
拼接，柱端拼接方式采用法兰连接。
本项目设置防风抑尘板，防风抑尘板采用专业生产厂家生产
的产品。防风抑尘板的材质采用镀铝锌板，厚度1.2mm。开孔率为
38%，抑尘效率到达85%。开孔后表面喷塑，颜色定蓝色。连接挡
风板可采用10mm伊105050mm伊90mm钢板，将钢板附在立柱上焊
接后，与网片采用螺栓连接。（见剖面图1）
3 桩基础设计
基础采用桩基础，由灌注桩和双桩承台组成，灌注桩桩径
0.6m，深15m，承台尺寸1.2m伊1.2m伊4.6m 承台与承台间设
300mm伊500mm 地梁，保证基础稳定性，地梁上砌2.4m 高砖墙，
砖墙每隔3m 位置设300mm伊300mm 构造柱。
钢柱正常使用极限状态作用效应设计值Sk为253kN，根据
《地基基础设计规范》（DCJ08-11-1999）知单桩竖向承载力特征
值Ra=1K
Quk=12
（滋移qsik li +qpk Ap），如桩径取0.6m，则单桩竖向
承载力特征值为280kN。
根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）可知，钢筋混
凝土轴心受压构件，当配置螺旋式或焊接环式间接钢筋符合本
规范构造要求时，正截面受压承载力符合N臆0.9（fcAcor+f忆yA忆s+
2afyvAsso），Asso= 仔dcorAssl s ，其中桩径取0.6，纵向钢筋取9准20，螺旋
箍筋纵向间距取准8@120，单桩正截面竖向受压承载力大于
280kN。
根据《地基基础设计规范》（DCJ08-11-1999）知单桩竖向抗
拔承载力设计值Rtd= Rtk ya +Gp，由于地下环境决定，由于本工程桩
型选用抗拔桩，且地下条件复杂，打桩数较多，设计时拟进行抗
拔承载力实验，得到单桩承载力特征值为250kN，根据《建筑地基
基础设计规范》（GB50007-2011）桩基础还受到上拔力的作用，需
进行抗拔验算和抗裂性验算，根据《港口工程混凝土结构设计规
范》（JTJ267-98）得Wmax=琢1琢2琢3 滓s1 Es
（ 20+ds 0.28+10籽）其中籽= As 仔r2 计算
Wmax=0.2，满足规范要求。
4 结论
本文依据现行建筑设规范，结合工程实例，对现行挡风抑尘
墙的设计进行了总结，确定了抑尘墙的设计核心是风压的确定
和抗拔桩的设计，其中抗裂性的验算采用了《港口工程混凝土结
构设计规范》（JTJ267-98）的相关要求，补充了《混凝土结构设计
规范》（GB50010-2010）关于圆形结构的抗力而行验算。
其中应注意的问题主要有：
（1）由于国家相关挡风抑尘墙相关规范正在编制过程中，风
荷载计算体形系数需进行折减，具体折减系数要根据相关厂家
经试验确定；
（2）风振系数部分设计院取值时低于20m 时抑尘墙取1，且
规范表格适用于高耸结构，因此振型系数计算需结合实际经验
来确定；
（3）由于抗拔桩桩基承载力影响因素较多，设计值同实际值
存在一定差异，因此具体桩长设计要结合试桩情况综合考虑；
（4）钢架同抑尘墙连接节点处较为薄弱，节点设计应在此处
加强，避免结构在节点处破坏。
参考文献
[1]《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）[S].
[2]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）[S].
[3]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）[S].
[4]《地基基础设计规范》（DCJ08-11-1999）[S].
[5]魏巍巍，贡金鑫，李龙.圆形截面钢筋混凝土构件裂缝宽度试验研究[J].
水利水运工程学报，2007（4）：27~35.
[6]赵国藩，李树瑶，廖婉卿，等.钢筋混凝土结构的裂缝控制[M].北京：海
洋出版社，1991：212~216.
收稿日期：2013-6-23
图1
规划与设计
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