高樹飛，貢金鑫，劉永繡，趙曉嵐，杜建圣

(1. 大連理工大學(xué)海岸和近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連 116024； 2. 中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300222)

塢墻是干船塢的重要組成部分之一，其常用的結(jié)構(gòu)型式有重力式、樁基承臺(tái)式、襯砌式、混合式和板樁式等。在土壓力、墻前后水壓力、滲透壓力、浮托力等的作用下，塢墻除具有足夠的強(qiáng)度外，還需有足夠的抗滑和抗傾穩(wěn)定性。目前，水運(yùn)工程中已對(duì)各種碼頭結(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)行了一定的研究[1-8]，在研究成果的基礎(chǔ)上采用了分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)方法。現(xiàn)行的《干船塢設(shè)計(jì)規(guī)范(水工結(jié)構(gòu))》(JTJ 252-87)中的重力式塢墻抗滑、抗傾穩(wěn)定性是按安全系數(shù)方法設(shè)計(jì)的，有關(guān)干船塢可靠度的研究還很少。本文針對(duì)干船塢設(shè)計(jì)規(guī)范的修訂，對(duì)扶壁式塢墻的抗滑、抗傾穩(wěn)定性進(jìn)行可靠度分析，提出了相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)方法。另外，不同于碼頭結(jié)構(gòu)，干船塢塢墻前后的水壓力較大，水壓力分項(xiàng)系數(shù)不宜參照碼頭結(jié)構(gòu)規(guī)范選取，應(yīng)予以提高，本文通過(guò)計(jì)算提出合適的水壓力系數(shù)。

可靠度校準(zhǔn)是分析按規(guī)范設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)的可靠度，分析的是規(guī)范所規(guī)定的安全度水平。分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)法采用多個(gè)系數(shù)反映設(shè)計(jì)中各變量存在的不確定性，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)比采用單一安全系數(shù)法具有更好的可靠度一致性，因此更為合理。分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式中分項(xiàng)系數(shù)的確定是以對(duì)單一安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法可靠度校準(zhǔn)為基礎(chǔ)的。本文在進(jìn)行扶壁式塢墻穩(wěn)定性的相關(guān)計(jì)算中，僅考慮對(duì)塢墻穩(wěn)定性起控制作用的荷載，并按最不利情況進(jìn)行荷載組合。

1 扶壁式塢墻穩(wěn)定性極限狀態(tài)方程和變量統(tǒng)計(jì)特性

1.1 極限狀態(tài)方程

對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠度分析，首先要建立結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程。極限狀態(tài)方程以數(shù)學(xué)公式的形式描述了結(jié)構(gòu)破壞的臨界狀態(tài)。扶壁式塢墻抗滑穩(wěn)定性的極限狀態(tài)方程為：

(1)

式中：G為作用于墻底的結(jié)構(gòu)全部自重；PU為作用于塢墻的浮托力；PS為作用于塢墻的滲透壓力；f為混凝土與強(qiáng)風(fēng)化巖間的摩擦系數(shù)；m為折減系數(shù)，取0.30；EP為作用于塢墻的被動(dòng)土壓力；EH為作用于塢墻的永久作用主動(dòng)土壓力；EqH為可變作用引起的主動(dòng)土壓力；PW為作用于塢墻的剩余水壓力；KP1和KP2分別為被動(dòng)土壓力和主動(dòng)土壓力計(jì)算模式的不確定系數(shù)。

扶壁式塢墻抗傾穩(wěn)定性的極限狀態(tài)方程為：

(2)

圖1 荷載分布Fig.1 Load distribution

式中：MG為結(jié)構(gòu)全部自重對(duì)計(jì)算面前趾的穩(wěn)定力矩；m為折減系數(shù)，也取0.30；MEP為被動(dòng)土壓力對(duì)計(jì)算面前趾的穩(wěn)定力矩；KP3為穩(wěn)定力矩計(jì)算模式的不確定系數(shù)；MEH為永久作用主動(dòng)土壓力對(duì)計(jì)算面前趾的的傾覆力矩；MEqH為可變作用主動(dòng)土壓力對(duì)計(jì)算面前趾的的傾覆力矩；MPW為剩余水壓力對(duì)計(jì)算面前趾的傾覆力矩。MPU為浮托力對(duì)計(jì)算面前趾的傾覆力矩；MPS為滲透壓力對(duì)計(jì)算面前趾的傾覆力矩。各荷載的分布見圖1所示。

1.2 各變量的計(jì)算方法

1.2.1結(jié)構(gòu)自重及產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩 對(duì)于塢墻的抗滑、抗傾穩(wěn)定性，其自重為有利作用，屬于塢墻抗滑、抗傾的抗力因素。塢墻每延米結(jié)構(gòu)的自重可按下式計(jì)算：

(3)

式中：Gi為塢墻部位i每延米的自重(kN/m)；Vi為塢墻部位i每延米的體積(m3)；γi為塢墻部位i的材料重度(kN/m3)。

塢墻每延米結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩按下式計(jì)算：MGi=LiGi=LiViγi

(4)

式中：MGi為塢墻部位i每延米自重產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩(kN·m/m)；Li為部位i重心到計(jì)算面前趾的距離(m)。

每延米結(jié)構(gòu)自重Gi和穩(wěn)定力矩MGi的計(jì)算結(jié)果是以混凝土重度γc和中砂重度γs的函數(shù)形式表示的，是因?yàn)檫M(jìn)行可靠度分析時(shí)，材料重度均視為隨機(jī)變量，不是確定的值。當(dāng)計(jì)算塢墻每延米結(jié)構(gòu)自重和穩(wěn)定力矩的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，將γc和γs分別以其標(biāo)準(zhǔn)值γck和γsk代替即可。

1.2.2土壓力及產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩

(1)主動(dòng)土壓力 主動(dòng)土壓力是使船塢結(jié)構(gòu)滑動(dòng)或傾覆的因素，屬于荷載效應(yīng)。根據(jù)文獻(xiàn)[9]，塢墻背面砂土自身和堆載引起的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度可分別按下列公式計(jì)算：

(5)

(6)

式中：ea為計(jì)算點(diǎn)處砂土自身引起的主動(dòng)土壓力(kPa)；eq為堆載引起的主動(dòng)土壓力(kPa)；q為地面均布荷載(kPa)；γi和hi分別為計(jì)算點(diǎn)以上各土層的重度(kN/m3)和厚度(m)；Ka為計(jì)算點(diǎn)主動(dòng)土壓力系數(shù)，按下式計(jì)算：

(7)

式中：α為墻背與鉛垂線的夾角；φ為計(jì)算點(diǎn)的內(nèi)摩擦角；δ為計(jì)算點(diǎn)的外摩擦角，按文獻(xiàn)[9]確定。

當(dāng)墻背較平坦且墻背粗糙或出現(xiàn)第二破裂面時(shí)，砂土的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度按作用在通過(guò)后趾的假想垂直面上的水平土壓力強(qiáng)度計(jì)算：

(8)

(9)

(10)

墻后填料土壓力合力EH及其對(duì)計(jì)算面前趾的傾覆力矩MEH為

(11)

(12)

式中：ea1和ea2分別為墻后地下水位和墻底處的主動(dòng)土壓力水平強(qiáng)度；lEH1和lEH2分別為填料地下水位以上和以下部分土壓力合力作用點(diǎn)至墻底面的距離。

墻后堆載土壓力合力EqH及其對(duì)計(jì)算面前趾的傾覆力矩MEqH為

(13)

(14)

式中：eq為堆載產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力水平強(qiáng)度；lEqH為堆載土壓力合力至墻底面的距離。

(2)被動(dòng)土壓力 被動(dòng)土壓力是抵抗船塢塢墻滑動(dòng)或傾覆的因素，屬于抗力。根據(jù)文獻(xiàn)[9]，塢墻前面黏性土或砂土(c=0)的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度可按下式計(jì)算：

(15)

式中：ep為計(jì)算點(diǎn)的被動(dòng)土壓力強(qiáng)度(kPa)；c為計(jì)算點(diǎn)處土的黏聚力(kPa)；Kp為計(jì)算點(diǎn)處被動(dòng)土壓力系數(shù)，按下式計(jì)算：

(16)

對(duì)無(wú)黏性填料，當(dāng)?shù)孛嫠角覊η盁o(wú)超載時(shí)，墻前被動(dòng)土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值也可按下式計(jì)算：

(17)

(18)

墻前被動(dòng)土壓力合力EP及其對(duì)計(jì)算面前趾的傾覆力矩MEP為

(19)

式中：ep為墻前墻底處的被動(dòng)土壓力水平強(qiáng)度；h為墻前土體高度；lEP為墻前被動(dòng)土壓力合力作用點(diǎn)至墻底面的距離。

同自重一樣，土壓力及產(chǎn)生的對(duì)計(jì)算面前趾的力矩是以地面均勻荷載q、材料重度和土內(nèi)摩擦角φ的函數(shù)形式表示的，是因?yàn)檫M(jìn)行可靠度分析時(shí)，q、材料重度和φ均視為隨機(jī)變量，不是確定的值。當(dāng)計(jì)算土壓力及產(chǎn)生的力矩的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，將變量以其標(biāo)準(zhǔn)值代替即可。

1.2.3剩余水壓力及產(chǎn)生的傾覆力矩 作用于塢墻的剩余水壓力是使船塢滑動(dòng)或傾覆的因素，屬于荷載效應(yīng)，按靜水壓力計(jì)算。作用于塢墻的剩余水壓力PW及其對(duì)計(jì)算面前趾的傾覆力矩MPW可按下列公式計(jì)算：

(20)

式中：墻后剩余水壓力強(qiáng)度pw=γw(d2-d4-h)，γw為水的重度；lPW為剩余水壓力合力作用點(diǎn)至墻底面的距離。

不同于結(jié)構(gòu)自重和土壓力，在進(jìn)行可靠度分析時(shí)，剩余水壓力及產(chǎn)生的傾覆力矩是按常值處理的，直接使用其標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行可靠指標(biāo)的計(jì)算。

1.2.4揚(yáng)壓力及產(chǎn)生的傾覆力矩 揚(yáng)壓力是增大船塢滑動(dòng)或傾覆的因素，對(duì)塢墻的穩(wěn)定性不利，屬于荷載效應(yīng)。作用于塢墻底面的浮托力按低水位一側(cè)的水位計(jì)算。對(duì)于作用于塢墻底面的滲透壓力，底面高水位一側(cè)取全水頭，低水位一側(cè)取零，其間根據(jù)滲透輪廓按直線或折線相連。

滲透輪廓換算滲徑總長(zhǎng)度L的計(jì)算公式如下：

(21)

(22)

式中：ls為滲透輪廓的水平段長(zhǎng)度；m為換算系數(shù)，對(duì)單排板樁取1.5，對(duì)多排板樁取2.0；lc為滲透輪廓的垂直段長(zhǎng)度；lx為滲透輪廓的傾斜段換算長(zhǎng)度；l1為滲透輪廓傾斜段的水平投影長(zhǎng)度；l2為滲透輪廓傾斜段的垂直投影長(zhǎng)度。在進(jìn)行可靠度分析時(shí)，揚(yáng)壓力及產(chǎn)生的對(duì)計(jì)算面前趾的傾覆力矩是按常值處理的，直接使用其標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行可靠指標(biāo)的計(jì)算。

1.3 變量的概率分布和統(tǒng)計(jì)參數(shù)

前面敘述了塢墻極限狀態(tài)方程中抗滑和抗傾計(jì)算中的作用和抗力的表達(dá)式計(jì)算方法，作用和抗力的概率分布和統(tǒng)計(jì)參數(shù)分別如表1和表2所示。表中，均值系數(shù)為變量平均值與標(biāo)準(zhǔn)值的比值，變異系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比值。對(duì)于變量X，其標(biāo)準(zhǔn)值用Xk表示，則X的平均值μX和標(biāo)準(zhǔn)差σX與其均值系數(shù)kX和變異系數(shù)δX間具有如下關(guān)系：

(23)

表中的各計(jì)算模式不確定性系數(shù)指理論計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果與真實(shí)結(jié)果間的不確定性，根據(jù)理論模型計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的比值確定，一般將該比值視為隨機(jī)變量，認(rèn)為其服從正態(tài)分布。扶壁式塢墻的結(jié)構(gòu)形式和工作狀態(tài)與扶壁式重力式碼頭類似，所以表中的計(jì)算模式不確定性系數(shù)參考的是重力式碼頭可靠度分析的統(tǒng)計(jì)參數(shù)[12]。

表1中堆載的統(tǒng)計(jì)參數(shù)為50年使用期最大值的概率分布和統(tǒng)計(jì)參數(shù)，采用的是《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(JTS 167-2-2009)中港口碼頭堆載的參數(shù)值；同理，混凝土重力密度、中砂水上和水下重力密度和中砂內(nèi)摩擦角參考的是重力式碼頭可靠度分析的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，部分變量的標(biāo)準(zhǔn)值針對(duì)算例進(jìn)行了調(diào)整。

表1 作用的概率分布和統(tǒng)計(jì)參數(shù)Tab.1 Probability distributions and statistical parameters of action

表2 抗力的概率分布和統(tǒng)計(jì)參數(shù)Tab.2 Probability distributions and statistical parameters of resistance

2 抗滑穩(wěn)定性可靠度校準(zhǔn)和分項(xiàng)系數(shù)法設(shè)計(jì)

2.1 可靠度校準(zhǔn)

根據(jù)文獻(xiàn)[9]，考慮最不利荷載組合，按下式驗(yàn)算塢墻沿基底抗水平滑動(dòng)的穩(wěn)定性(為與極限狀態(tài)方程中的隨機(jī)變量區(qū)別，各變量均加下標(biāo)“k”)：

(24)

式中：Ks為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。

圖2 扶壁式塢墻斷面(高程單位: m，尺寸單位: mm)Fig.2 Sectional drawing of counterforted quay wall (elevation unit: m； others: mm)

下面通過(guò)一個(gè)工程實(shí)例計(jì)算按單一安全系數(shù)法設(shè)計(jì)的扶壁式塢墻抗滑穩(wěn)定性可靠指標(biāo)。圖2為山海關(guān)船舶重工有限責(zé)任公司修船擴(kuò)建項(xiàng)目4#船塢工程的塢墻結(jié)構(gòu)斷面，塢墻為扶壁式塢墻，塢室底標(biāo)高為-10.0 m，安全等級(jí)為二級(jí)，計(jì)算工況按塢內(nèi)無(wú)水考慮。以該工程斷面為基礎(chǔ)，改變塢室底標(biāo)高和地下水位，得到多個(gè)不同情況之后計(jì)算不同情況船塢的可靠指標(biāo)。塢室底標(biāo)高分別按-7.0，-8.0，-9.0和-10.0 m考慮，墻后地下水位 分別按1.0， 2.0和3.0 m考慮。另外，分析中考慮設(shè)置灌漿帷幕和不設(shè)置灌漿帷幕兩種情況，設(shè)置灌漿帷幕的滲透輪廓如圖3所示。各荷載的計(jì)算方法如前所述，其中主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力強(qiáng)度分別按式(8)，(9)和(17)計(jì)算；滲透輪廓換算滲徑總長(zhǎng)度按式(21)和(22)計(jì)算，灌漿帷幕可按單排板樁墻處理，有灌漿帷幕時(shí)的基底滲透壓力分布如圖4。

圖3 滲透輪廓(單位： m) 圖4 基底滲透壓力分布(單位： m) Fig.3 Seepage profile (unit: m) Fig.4 Seepage pressure distribution on the base (unit: m)

由式(24)計(jì)算得到塢墻在不同地下水位、不同塢室底標(biāo)高時(shí)的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，如表3和表4第3列所示?？梢?，地下水位越低或塢室底標(biāo)高越低，塢墻的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)越小。根據(jù)式(1)和前文所述的變量統(tǒng)計(jì)特征，利用文獻(xiàn)[13]中的通用可靠指標(biāo)計(jì)算方法計(jì)算塢墻在不同地下水位、不同塢室底標(biāo)高時(shí)的抗滑穩(wěn)定性可靠指標(biāo)(見表3和表4)。由表中結(jié)果可以看出，可靠指標(biāo)隨地下水位和塢室底標(biāo)高的變化規(guī)律與安全系數(shù)相同。

表3和4的塢墻抗滑安全系數(shù)和抗滑可靠指標(biāo)是針對(duì)一定的橫向尺寸，對(duì)于不同的地下水位和不同塢室底標(biāo)高，安全系數(shù)有的能滿足文獻(xiàn)[9]的要求(即大于等于1.30)，有的不能滿足要求。需要研究剛好滿足文獻(xiàn)[9]的安全系數(shù)要求時(shí)，塢墻抗滑穩(wěn)定性的可靠指標(biāo)。為此，對(duì)塢墻橫向斷面尺寸按比例進(jìn)行縮放，使按式(24)計(jì)算的安全系數(shù)剛好滿足Ks=1.30，表3和4中的第7列給出了剛好滿足規(guī)范穩(wěn)定性要求時(shí)的橫向縮放系數(shù)，表中的第6列給出了相應(yīng)的可靠指標(biāo)。由表中結(jié)果(調(diào)整斷面前)可以看出，可靠指標(biāo)隨地下水位和塢室底標(biāo)高的變化規(guī)律與安全系數(shù)是相同的；對(duì)于有灌漿帷幕和無(wú)灌漿帷幕的情況，有灌漿帷幕船塢的安全系數(shù)和可靠指標(biāo)均大于無(wú)灌漿帷幕塢墻的安全系數(shù)和可靠指標(biāo)。

表3和4中調(diào)整斷面后的可靠指標(biāo)平均值分別為3.080 1和3.158 4，二者平均值為3.119 2，由此確定扶壁式塢墻抗滑穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)為3.10。

表3 扶壁式塢墻抗滑穩(wěn)定性的安全系數(shù)和可靠指標(biāo)(有灌漿帷幕)Tab.3 Safety factors and reliability indexes of sliding stability (with curtain grouting)

表4 扶壁式塢墻抗滑穩(wěn)定性的安全系數(shù)和可靠指標(biāo)(無(wú)灌漿帷幕)Tab.4 Safety factors and reliability indexes of sliding stability (without curtain grouting)

2.2 分項(xiàng)系數(shù)法設(shè)計(jì)

作為水運(yùn)工程的水工建筑物，扶壁式塢墻的工作原理類似于扶壁式重力碼頭。因此，參考現(xiàn)行《干船塢設(shè)計(jì)規(guī)范(水工結(jié)構(gòu))》(JTJ 252-87)中塢墻抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算的表達(dá)式和《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(JTS 167-2-2009)中抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算的表達(dá)式，塢墻抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算的分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)式可表示為

(25)

式中：γ0為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取1.0；γE為土壓力分項(xiàng)系數(shù)；γPW為水壓力分項(xiàng)系數(shù)；γU為浮托力分項(xiàng)系數(shù)；γS為滲透壓力分項(xiàng)系數(shù)；γR為抗力分項(xiàng)系數(shù)。

土壓力的分項(xiàng)系數(shù)按重力式碼頭抗滑穩(wěn)定性的分項(xiàng)系數(shù)采用，取為1.35；一般情況下，重力式碼頭墻后的剩余水壓力比較小，分項(xiàng)系數(shù)取為1.05，但船塢塢墻有所不同，墻前和墻后水壓力合力較大，因此本文按1.05和1.20兩種情況考慮。浮托力和滲透壓力具有與水壓力相近的性質(zhì)，采用與浮托力和滲透壓力相同的分項(xiàng)系數(shù)。為保證按分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的扶壁式塢墻抗滑具有與按《干船塢設(shè)計(jì)規(guī)范(水工結(jié)構(gòu))》(JTJ 252-87)中的安全系數(shù)設(shè)計(jì)法相同的安全水平，抗力分項(xiàng)系數(shù)γR通過(guò)可靠度分析確定。因此，將γR取不同的值，縮放塢墻的橫向斷面尺寸使塢墻抗滑穩(wěn)定性恰好滿足式(25)，同時(shí)計(jì)算縮放斷面后的抗滑穩(wěn)定性可靠指標(biāo)，計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)γPW=1.05，γR=1.10以及γPW=1.20，γR=1.00時(shí)，塢墻抗滑穩(wěn)定性的可靠指標(biāo)近似達(dá)到確定的設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)3.10。

3 抗傾穩(wěn)定性可靠度校準(zhǔn)和分項(xiàng)系數(shù)法設(shè)計(jì)

3.1 可靠度校準(zhǔn)

根據(jù)文獻(xiàn)[9]，考慮最不利荷載組合，按下式驗(yàn)算塢墻對(duì)墻底面前趾的抗傾穩(wěn)定性：

(26)

式中：K0為抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)。

對(duì)于圖2所示的扶壁式塢墻，由式(26)計(jì)算得到塢墻在不同地下水位、不同塢室底標(biāo)高時(shí)的抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)，如表5和6第3列所示。

表5 扶壁式塢墻抗傾穩(wěn)定性的安全系數(shù)和可靠指標(biāo)(有灌漿帷幕)Tab.5 Safety factors and reliability indexes of overturning stability (with curtain grouting)

表6 扶壁式塢墻抗傾穩(wěn)定性的安全系數(shù)和可靠指標(biāo)(無(wú)灌漿帷幕)Tab.6 Safety factors and reliability indexes of overturning stability (without curtain grouting)

根據(jù)式(2)和前文所述的變量統(tǒng)計(jì)特征，利用文獻(xiàn)[13]中的通用可靠指標(biāo)計(jì)算方法計(jì)算塢墻在不同地下水位、不同塢室底標(biāo)高時(shí)的抗傾穩(wěn)定性可靠指標(biāo)，如表5和6第4列所示。對(duì)塢墻橫向斷面尺寸按比例進(jìn)行縮放，使按式(26)計(jì)算的安全系數(shù)剛好滿足K0=1.60，表5和6中的第7列給出了剛好滿足規(guī)范穩(wěn)定性要求時(shí)的橫向縮放系數(shù)，表中的第6列給出了相應(yīng)的可靠指標(biāo)。

表5和6中調(diào)整斷面后的可靠指標(biāo)平均值分別為3.516 4和3.987 0，二者平均值為3.751 7，由此確定抗傾穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)為3.80。

3.2 分項(xiàng)系數(shù)法設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)[9]和[12]，扶壁式塢墻抗傾穩(wěn)定性的分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)式可表示為

(27)

式中：γ0為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取1.0；γE和γPW的取值與式(25)相同；γR通過(guò)可靠度分析確定。與抗滑穩(wěn)定性一樣，將γR取不同的值，縮放塢墻的橫向斷面尺寸使塢墻抗傾穩(wěn)定性恰好滿足式(27)，同時(shí)計(jì)算縮放斷面后的抗滑穩(wěn)定性可靠指標(biāo)，計(jì)算結(jié)果如表7所示。由表7可見，當(dāng)γPW=1.05、γR=1.45以及γPW=1.20、γR=1.30時(shí)，塢墻抗傾穩(wěn)定性的可靠指標(biāo)近似達(dá)到確定的設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)3.80。

表7 γPW和γR取不同值時(shí)的抗傾穩(wěn)定性的可靠指標(biāo)平均值Tab.7 Mean reliability indexes of overturning stability for different γPW and γR

4 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)按《干船塢設(shè)計(jì)規(guī)范(水工結(jié)構(gòu))》(JTJ 252-87)設(shè)計(jì)的干船塢扶壁式塢墻的抗滑、抗傾穩(wěn)定性進(jìn)行了可靠度校準(zhǔn)，并研究了分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)方法，確定了抗力分項(xiàng)系數(shù)的取值。研究得出如下結(jié)論：

(1)扶壁式塢墻抗滑和抗傾穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)可分別取3.1和3.8；

(2)綜合分析計(jì)算結(jié)果，考慮到γPW取1.05時(shí)的抗力分項(xiàng)取值較大，建議水壓力分項(xiàng)系數(shù)γPW取1.20。因此，對(duì)于抗滑穩(wěn)定性，可采用式(25)表示的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，其中抗力分項(xiàng)系數(shù)可取γR=1.00；對(duì)于抗傾穩(wěn)定性，可采用式(27)表示的分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，其中抗力分項(xiàng)系數(shù)可取γR=1.30。

參 考 文 獻(xiàn)：

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