港口航道与海岸工程_毕业论文.doc

*学院毕业设计学院毕业设计 目 录 中文摘要.1 英文摘要.2 第 1 章 概 述.5 1.1 工程概况5 1.2 设计依据5 1.3 设计内容及范围5 第 2 章 自然条件.7 2.1 气象7 2.1.1 气温.7 2.1.2 风况.7 2.1.3 降水.7 2.1.4 雾.7 2.1.5 相对湿度.8 2.1.6 台风.8 2.2 水文8 2.2.1 潮汐.8 2.2.2 潮汐特征.8 2.2.3 设计潮位.9 2.2.4 潮流.9 2.2.5 余流.9 2.2.6 波浪.10 2.3 工程地质10 2.4 地震11 第 3 章 货运吞吐量及设计船型.12 3.1 货运吞吐量12 3.2 设计船型12 第 4 章 总平面布置.13 *学院毕业设计学院毕业设计 4.1 总平面布置原则13 4.2 泊位作业标准13 4.3 码头平面布置13 4.3.1 泊位计算.13 4.3.2 泊位长度.14 4.3.3 码头前沿高程.14 4.3.4 码头前沿设计水深.15 4.4 港口水域布置16 4.4.1 航道水深.16 4.4.2 设计通航宽度.17 4.4.3 码头前沿停泊水域.18 4.5 库场面积18 4.5.1 库场面积.18 4.5.2 港口道路的布置.22 第 5 章 装卸工艺.24 5.1 设计原则24 5.1.1 装卸工艺的先进性24 5.1.2 装卸工艺的合理性.24 5.1.3 装卸工艺的可靠性.24 5.1.4 装卸工艺的安全性.24 5.1.5 装卸工艺的经济性.24 5.2 装卸工艺流程设计25 5.2.1 主要设计参数.25 5.2.2 钢铁码头装卸工艺的布置25 5.2.3 装卸工艺方案.26 5.2.4 装卸工艺流程图.26 5.2.5 机械数量确定.27 5.3 装卸工人数和司机人数的确定28 5.3.1 工人人数确定.28 5.3.2 司机人数确定.29 *学院毕业设计学院毕业设计 5.4 码头平面布置30 第 6 章 码头结构方案设计比选.32 6.1 设计原则32 6.1.1 码头结构型式的选择原则.32 6.1.2 码头的结构型式.33 6.1.3 基桩的布置.35 6.1.4 桩长的确定.35 6.2 结构方案设计36 6.2.1 高桩码头建筑物的结构布置36 6.2.2 方案比选37 第 7 章 码头结构方案拟定.38 7.1 结构布置.38 7.1.1 结构主要尺度的确定38 7.1.2 板、纵梁、横梁的布置38 7.1.3 桩基布置38 7.1.4 其它结构的布置39 7.2 船舶荷载39 7.3 水工建筑物及高桩码头的抗震措施44 7.4 结构尺度的估算和稳定性验算44 7.4.1 构件尺寸拟定44 7.4.2 构件尺寸估算45 7.4.3 桩的承载能力验算.55 受压桩极限承载力计算公式：.55 7.4.4 码头整体稳定性验算.56 第 8 章 高桩码头结构计算.57 8.1 面板计算57 8.1.1 计算原则57 8.2 计算跨度58 8.2.1 简支板.58 8.2.2 连续板58 *学院毕业设计学院毕业设计 8.2.3 作用.58 8.2.4 作用效应分析.59 8.2.5 作用效应组合.61 8.3 纵梁计算63 8.3.1 计算原则64 8.3.2 计算跨度.64 8.3.3 作用65 8.4 作用效应分析65 8.4.1 永久作用标准值产生的作用效应：65 8.5 作用效应组合68 8.5.1 承载能力极限状态的作用效应组合：68 8.5.2 正常使用极限状态的作用效应组合：.68 8.6 结构配筋计算69 8.6.1 基本规定69 8.6.2 面板配筋计算69 8.6.3 长跨方向配筋计算70 8.6.4 短跨方向配筋计算72 总 结.76 参 考 文 献.78 致 谢.79 附 录.81 外文原文.81 外文译文.86 附 图.101 *学院毕业设计学院毕业设计 1 东海锦港东海锦港 6#泊位泊位 60006000 吨级钢材码头设计吨级钢材码头设计 为充分发挥码头优良深水岸线及后方场地的作用，适应市场经济发展的需要,现需 要将东海锦港 6#泊位改建成一个 6000 吨级钢材码头，主要用于钢材同时兼顾少量的水 泥、砂、石等材料的装卸。 通过分析东海锦港的地质和水文资料，经过方案对最终在设计中采用高桩码头设 计方案。高桩码头按上部结构可分为板梁式、桁架式、无梁板式和承台式码头，通过 分析几种形式在经济、工程难度、施工条件等各方面因素的考虑，本设计决定采用高 桩板梁式码头方案。 总平面布置设计涉及钢材码头的泊位计算和泊位利用率的验算，码头平面的陆域 和水域的布置。通过总平面的设计，初步确定港区前沿水深，航道水深，码头线长， 锚地，堆场和库场面积等。经计算本设计拟建泊位 1 个。 装卸机械的设计确定了本设计所要采用的各类机械的技术指标和各种机械所需的 司机和装卸工人数目，如叉车、牵引平板车、门座起重机。 结构的设计主要有结构方案比选和拟定，对码头所受到的各种荷载计算，包括风 荷载，水流力、系缆力、挤靠力、撞击力，然后构件尺寸拟定和估算。 结构计算仅计算面板和对面板进行配筋。 最后，采用 cad 绘出码头总平面布置图，装卸工艺图，板梁平面图、码头结构断 面图，面板配筋图。 关键字：高桩码头；总平面布置；装卸工艺流程；结构计算；面板配筋 *学院毕业设计学院毕业设计 2 east china sea jin port 6 # berths 6000-ton steel pier design for give full play to the terminal of the deep and fine behind the role, to adapt to the development of market economy, we need to make the jin hong kong 6 # berth to build a 6000-ton steel pier, mainly for the steel for both the small amount of cement, sand, stone material of loading and unloading. through the analysis of the geological and east china sea port of jin hydrological data, through to final scheme design with high pile wharf design scheme. high pile wharf according to the upper structure can be divided into plate beam type, hangjiashi, no beam plate and bearing desktop dock, through the analysis of several forms in economy, engineering construction condition and the difficulty of various aspects, including consideration, this design decided to adopt high pile plate beam wharf plan. general layout design of steel pier berth involved calculation and the utilization ratio of garages checked and the accompanying the wharf plan and the layout of the waters. through the total plane design determined primarily, frontier port water depth, channel depth, terminal line length, anchorage, yard and library field area, etc. through calculation, this design plans to build a garage. the design of the loading and unloading machinery confirmed the design to make use of the of all kinds of the machines technical indicators and all kinds of mechanical needed driver and loading and unloading the number of workers, such as forklifts, tractions, door crane. the structural design of the main structure scheme is selected and to draw up, by various of wharf of load calculation, including wind load, the water flow *学院毕业设计学院毕业设计 3 force, the mooring force by force, shock, crowded, and then component size formulating and estimate. only calculation panel and structure calculation of panel for reinforcement. finally, using cad drawing wharf general layout, loading and unloading process diagram, plate beam plan, wharf structure the sectional drawing, panel reinforcement figure. key words: high pile wharf； general layout; loading and unloading process; structure calculation; panel reinforcement *学院毕业设计学院毕业设计 4 *学院毕业设计学院毕业设计 5 第第 1 章章 概概 述述 1.1 工程概况 拟建的东海锦港码头位于温州龙湾港区。原有渔业公司 4、5、6 号泊位是东海石 油温州锦港经济开发有限公司的 3000t 级泊位，位于龙湾港区。码头始建于 1960 年， 当时设计船型为 1000t 以及 1000t 以下的小型船舶。码头于 1972 年改建，码头考虑为 3000 吨煤炭中转码头设计，结构型式为浮码头。根据有关资料，码头使用年限为 2530 年。本码头已超过使用年限，但由于近年来该码头维护较好，到目前为止码头 尚在使用，主要停靠 2000 吨级以下中、小型船舶。为充分发挥码头优良深水岸线及后 方场地的作用，适应市场经济发展的需要，东海石油温州锦港经济开发有限公司决定 将 6 号泊位改建成为一个 6000t 级固定式钢铁码头，主要用于钢铁以及水泥、砂、石等 材料的装卸。 1.2 设计依据 1交通部现行的港口工程技术规范及其他有关标准； 22004 年 3 月份测量的 1:500 本工程位置水下地形测量图； 3浙江省工程物探勘察院 2004 年 04 月提供的工程地质勘察报告； 4交通部 1995 年 5 月颁发的沿海港口工程初步设计文件编制规定 ； 52004 年 03 月编制的东海石油温州锦港经济开发有限公司 6000t 级码头技改 工程项目建议书 。 1.3 设计内容及范围 设计主要内容为：总平面布置（拟定所有泊位装卸船工艺、泊位数计算，确定水、 陆域的有关尺寸和位置） 、确定装卸工艺流程和主要技术经济指标、拟定码头结构方案、 拟定构件尺寸和结构断面并进行结构稳定性验算、结构方案的结构计算（构件内力计 算、主要构件配筋）改建码头水域的总平面布置、泊位数计算、装卸工艺流程设计、 码头结构方案设计等。 *学院毕业设计学院毕业设计 6 重点研究内容为：码头规划布置与码头结构设计基本程序、高桩码头结构方案设 计与结构计算方法、码头细部构造设计内容与地基处理方法等。 我的设计任务是东海锦港 6#泊位 6000 吨级钢材码头总平面布置及结构设计。 *学院毕业设计学院毕业设计 7 第第 2 章章 自然条件自然条件 2.1 气象 本港区属亚热带海洋性季风气候，具有温和、湿润、多雨的特点。根据温州站 （19511999 年）实测资料统计分析，本地区气象特征如下： 2.1.1 气温 多年平均气温 18 累年极端最高气温 39.6 累年极端最低气温 -4.5 最高月平均气温 28 最低月平均气温 7.8 2.1.2 风况 温州地区常风向为 ese 风，次风向为 e 向，根据温州气象台（19511995 年） 资料统计，其频率分别占 14.3%和 12.1%。本地区风向的季节性变化大，每年的 10 月 至翌年的 2 月多为 nw 向风，频率为 14%23%，36 月盛行 ese 风，频率为 21%23%，79 月以 e 风为主，频率为 14%23%。 2.1.3 降水 年平均降水量 1721.0mm 年最大降水量 2919.8mm 年最小降水量 1103.3mm 日最大降水量 392.7mm 多年日最大降水量25mm 的降水日数年平均为 18.5d。 降水多集中在 59 月份，占全年的 64.7%。 2.1.4 雾 本区多为辐射雾，其次为平流雾。年平均雾日数 20.7d，年最多雾日天数 44d，年 最少雾日天数 2d。 *学院毕业设计学院毕业设计 8 2.1.5 相对湿度 由于受海洋性气候影响，温州区域内平均湿度较大，均在 80%左右，年平均相对湿 度为 81%，6 月正值梅雨季节，相对湿度最高，月平均为 89%，12 月气候干燥，相对湿 度为最小，月平均为 74%。 2.1.6 台风 根据温州气象站（19611999 年）观测资料统计，影响本区的台风共计 49 次， 79 月为台风影响盛行期，约占总次数的 84%，其中尤以 8 月份最多，占 39%。 台风对本区的影响一般持续 2d 时间，台风时伴有暴雨。 2.2 水文 2.2.1 潮汐 瓯江河口段潮汐性质均为不规则半日潮。 2.2.2 潮汐特征 瓯江河口段落潮历时大于涨潮历时，北口的黄华平均涨潮历时为 5:56，平均落潮 历时为 6:28，涨落潮时差为 32 分钟。从河口向上游涨落时差逐渐增大，至花岩头（距 河口 74km）涨落时差达 4 小时 35 分。 潮差是潮汐强弱的主要标志之一。本区是我国著名的强潮地区，在瓯江河口平均 潮差超过 4m，从河口向上游潮差逐渐减小，龙湾港区潮汐特征值根据实测资料统计， 结果列于表 2-1：（潮高基面为吴淞零点起算，单位：m） 表表 2- -1 潮汐特征值表潮汐特征值表 项 目龙 湾 最高潮位 6.71m 平均高潮位 4.40m 最低潮位 -1.61m 平均低潮位 -0.11m 平均潮位 2.19m 最大潮差 7.17m 平均潮差 4.52m 平均涨潮历时5 小时 26 分 平均落潮历时6 小时 59 分 *学院毕业设计学院毕业设计 9 温州港区的台风暴潮在浙江沿海各港湾中是最频繁和最严重的。当大潮汛发生台 风暴潮与瓯江下泄洪水相遇时，就会造成较为严重的灾害，据 29 年资料统计，台风暴 潮引起的最大增水在 1.0m 的占 50，在 2.0m 以上的占 9，超过 3.0m 的占 2.6。1994 年 8 月 22 日 17 号台风出现在大潮期间，在温州登陆，龙湾、温州等站的 潮位创历史最高记录。 2.2.3 设计潮位 根据龙湾站的长期实测潮位资料，以及瓯江口外沿程潮位变化规律，参考海港 水文规范13进行分析计算后将设计潮位值（以吴淞零点为基面）列于下表（单位 m） 表表 2- -2 设计潮位表设计潮位表 项 目龙 湾 设计高水位 5.25m 设计低水位 -0.65m 校核高水位 6.61m 校核低水位 -1.58m 百年一遇高水位 6.67m 百年一遇低水位 -1.64m 资料年限共 33 年 乘潮水位 据龙湾站 1980 年资料分析结果，乘高潮 1 小时的乘潮水位为： 表表 2- -3 乘潮保证率表乘潮保证率表 保证率 （） 50607075808590 潮位（m） 4.424.274.124.033.933.693.02 基准面：吴淞零点 2.2.4 潮流 龙湾沿岸前沿水域潮流呈半日潮性质，潮流具有往复流的运动形式。一般落潮流 速大于涨潮流速，涨落流时差愈向上游愈大。其涨潮最大流速为 2.7m/s，落潮最大流 速为 2.8m/s。 *学院毕业设计学院毕业设计 10 2.2.5 余流 本地区的余流主要为迳流、台湾暖流和打折沿岸流，最大流速可达 25cms，流 速值随深度的增加逐渐减小，减至底层流速很小，其流向随落潮流流向，随深度变化 不大。 2.2.6 波浪 温州港龙湾以上（包括龙湾港区）各港区位于瓯江两岸，风区长度受岸线限制， 局部地区形成的风浪其波高都不大于 0.8m，波浪的影响甚小。 2.3 工程地质 浙江省工程物探勘察院于 2004 年 04 月在拟建工程位置进行了勘察 - 1 淤泥质粘土 灰色，根据勘察结果，地基土在勘探深度范围内可划分为 4 个工程地质层。自上 而下可分为：1 淤泥质粘土，2 淤泥，粘土，卵石，中风化凝灰岩。现 分述如下：，流塑状，高灵敏度，饱和，高压缩性。表层为浮泥，土性极差，其下部 含少量粉砂或贝壳碎片及少量腐殖质，具鳞片状结构。本层土体不均匀，局部土试为 淤泥。全场分布，直接出露河床，厚度 14.0015.00m。 - 2 淤泥 灰色，流塑状，高灵敏度，饱和，高压缩性。含少量粉砂或贝壳碎片及少量腐殖 质，具鳞片状结构。全场分布，顶板埋深 14.0015.00mm，厚度 7.5013.90m。 粘土 灰色，软塑状，高灵敏度，饱和，高压缩性。含少量粉砂或贝壳碎片及少量腐殖 质，具细鳞片状结构。在 z3 地带，本层下部 38.3038.90m 夹层状圆砾，灰色，中 密状，卵石含量一般 2040%，呈圆状，粒径 2050mm，母岩成份为凝灰岩，呈微风 化弱风化状，岩质坚硬，砾石含量 3040%，砂约占 2030%，另含少量粘性土；本 层底部 70cm 混粉细砂，往下粒径变大呈细砂。除 z6 外其它钻孔均有分布，顶板埋深 23.5028.90m，厚度 3.2015.10m。 卵石 灰色、黄灰色，中密密实状，很湿。主要由卵石、砾石、中粗砂组成，其中卵 石含量一般 5060%，呈圆状，粒径 2050mm，母岩成份为凝灰岩，呈微风化弱风 化状，岩质坚硬，砾石含量 2030%砂约 *学院毕业设计学院毕业设计 11 占 1020%，另含少量粘性土。全场仅见于 z3，顶板埋深 40.90m，控制厚度 2.00m。 中风化凝灰岩 灰色、青灰色。凝灰结构，块状、短柱状、柱状，岩质较坚硬，风化裂隙较发育。 断面呈灰色、青灰色、黄褐色。全场除 z3 外均有揭露，未揭穿。顶板埋深 22.0043.20m，控制厚度 2.003.50m。 地基土工程特性评价 场地在勘察深度范围内共有 4 个工程地质层，各层工程特性评价如下： 淤泥：为高含水量、高孔隙比、高灵敏度、高压缩性、低抗剪性的软弱土层， 仅可作桩周摩擦层。 粘土：为高含水量、高孔隙比、高灵敏度、高压缩性、低抗剪性的软弱土层， 仅可作桩周摩擦层。 卵石：中密密实状，力学强度较好，埋藏较深，局部分布，可作为拟建建筑 物的桩端持力层。 中风化凝灰岩：力学强度好，为稳定岩层，是良好的建筑物的桩端持力层。 表表 2- -4 各土层承载力参数表各土层承载力参数表 预制桩钻孔灌注桩 层号 桩侧极限摩阻力 标准值 qf（kpa） 桩端极限阻力标 准值 qr（kpa） 桩侧极限摩阻力 标准值 qf（kpa） 桩端极限阻力标 准值 qr（kpa） 100 265 98 554000501500 100100001304500 2.4 地震 码头拟建区域基本地震烈度为 6 度，属稳定区。 *学院毕业设计学院毕业设计 12 第第 3 章章 货运吞吐量及设计船型货运吞吐量及设计船型 3.1 货运吞吐量 根据温州市发展规划，到 2015 年国内生产总值达到 4000 亿元，人均国内生产总 值 51000 元，进出口贸易总额达到 420 亿美元。全社会固定资产投资的力度进一步加 大，对于钢材、水泥等材料的需求会更一步加大，预计本码头建成后这些材料的吞吐 量会占很大的比例， 温州市经济发展规划指标见下表 3-1。 表表 3- -1 温州市经济发展规划指标表温州市经济发展规划指标表 序号指 标单位200020022005201020152020 1国内生产总值亿元73310551500250040006500 2人均国内生产总 值元101861421719500373005100069000 3财政总收入亿元55.15126.3135330540880 4进出口贸易总额亿美元11.0434.570.00210420650 本工程主要装卸货种为钢材以及水泥、砂、石等建筑材料，根据以往的经验，综 合经济发展规划及码头吞吐量发展规律，预测本码头建成后 2013 年的吞吐量如下： 表表 3- -2 吞吐量表吞吐量表 单位（万吨）单位（万吨） 货种钢材水泥砂石合计 吞吐量2812101060 3.2 设计船型 根据码头工程的建设规模、水域的水深条件和通航条件，本工程考虑设计船型为 6000 吨级钢材货船，具体尺寸参考 6000 吨级件杂货船型。其具体资料如下： 表表 3- -3 设计船型尺度表设计船型尺度表 单位（米）单位（米） *学院毕业设计学院毕业设计 13 船型长宽型深满载吃水 6000 吨级钢材船135 19.511.57.8 第第 4 章章 总平面布置总平面布置 4.1 总平面布置原则 1平面布置应结合该段岸线的水陆域现状合理确定，以港口发展规划为基础，合理 利用自然条件，远近结合，并留有发展空间，既应避免相互干扰，应相对集中，以便 综合利用港口设施和集疏运系统。 2.平面布置因地制宜，统筹兼顾，新港区布置应与原有港区相协调，并有利于原港 区的改造，同时应减少建设过程中对原有港区生产的干扰。 3.港口平面布置应有利于安全生产和方便船舶及物流运转。 4.平面设计应考虑施工便利，装卸作业方便的原则。 4.2 泊位作业标准 风级；6 雨中雨以下； 雾能见度1km； 顺浪；mh8 . 0 %4 横浪；mh6 . 0 %4 经风、雨、雾、浪及重复天数的综合考虑，年码头作业天数为 300 天。 4.3 码头平面布置 4.3.1 泊位计算 泊位数目及码头线长度 泊位数应根据码头作业量，按泊位性质及船型情况等计算。按照海港总平面设 计规范1（jtj211-99） *学院毕业设计学院毕业设计 14 公式 （4-3- t p q s 1） 式中 s泊位数； q码头年作业量(t)； pt一个泊位的年通过能力（t） 。 泊位年通过能力应根据泊位性质和设计船型按下式计算： （4-3- d f d z t t t tt t gty p * 2） 式中 年日历天数，t=365；td 设计船型实际载货量，实载率为 80%，g=；gt48008 . 06000 昼夜非生产时间之和，包括工间休息，吃饭及其交接班时间，可取 t 24h，取3.0h； t 船舶的装卸辅助作业，技术作业以及船舶靠离泊时间之和（ ）部分单项 f th 作业时间; 开工准备： ，结束：，公估：，联检：， h9 . 0h8 . 0h0 . 2h5 . 1 船舶靠泊时间：,船舶离泊时间：；h8 . 0h6 . 0 =0.9+0.8+2.0+1.5+0.8+0.6=6.6h f t 昼夜小时数：； d th24 装卸一艘设计船型需要的时间:； z th p g tz 3 . 24 140 4800 泊位利用率，取 5070间，假设 60； 设计船时效率，按年运量、货仓、船舶性能、设备能力、作业线数和管理等p 因素考虑。 通过能力：pt=万吨 4 . 73 24 6 . 56 324 3 . 24 6 . 04800365 泊位： s=q/pt=60/73.4=0.817 所以选定泊位 1 个。 *学院毕业设计学院毕业设计 15 4.3.2 泊位长度 单个泊位长度 =l+2d （4-3- b l 3） 取 d=15 米 =135+2 15=165m b l 4.3.3 码头前沿高程 码头前沿高程应考虑当地大潮时码头面不被淹没，便于作业和码头前后方高程的 衔接，码头前沿高程应根据泊位性质船型装卸工艺船舶系缆，水文，气象条件防汛要 求和掩护程度等多种因素综合考虑，并参照临近现有码头前沿高程确定。 码头面高程，对掩护港口码头顶面高程 e （与码头前沿高程区别） 。 e=hwl+ （4-3- 4） 式中 hwl设计高水位（m） ； hwl5.25m 富裕高度，取1.01.5m。 则 e=5.25+1.01.5=6.256.75,取 6.50m。 有掩护港口的码头前沿高程为计算水位与超高值之和参照下表基本标准和复核标 准并取最大值： 表表 4- -1 码头前沿高程码头前沿高程 单位（米）单位（米） 基本标准复核标准 计算水位超高值计算水位超高值 设计高水位（高潮累 积频率 10%的水位） 1.01.5 极端高水位（重现期 为 50 年的年极值高 水位） 00.5 因此：码头前沿高程计算水位+超高值 依资料 龙湾设计高水位 5.25 米； 设计低水位-0.65 米。 龙湾校核高水位 6.61 米； 设计低水位 -1.58 米。 基本标准：5.25+1.5=6.75 米 复核标准：6.61+0.5=7.11 米 *学院毕业设计学院毕业设计 16 按规范应取基本标准复核标准最大值 7.11 米，参照临近现有码头高程，同时便于 作业和码头前后方高程的衔接，及水文，气象条件防汛要求和掩护程度等多种因素综 合考虑，并参照临近现有码头前沿高程确定本工程码头前沿设计高程为 6.85 米。 确定本工程码头前沿设计高程为 6.85 米。 4.3.4 码头前沿设计水深 码头前沿设计水深是指设计低水位以下的保证设计船型在满载吃水情况下安全停 靠的水渠。参考港口规划与布置2可按下式确定： =+ (4-3-4)dt 1 z 2 z 3 z 4 z = (4-3-5) 2 z %4 kh 1 z 式中 d码头前沿设计水深（m） ； t设计船型满载吃水，由设计资料 33 得：t=7.8m； z 龙骨下最小富裕深度（m）底质为淤泥质粘土，取 z 0.20m； 11 波浪富裕深度（m）,当计算结果为负值时，取0； 2 z 2 z k 系数，顺浪取 0.3，横浪取 0.5； 码头前允许停泊的波高（m）波列累积频率为 4的波高0； %4 h 2 z 船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值（m） ，杂货船可不计，货船和油 3 z 船取 0.15m. 件杂货 取=0； 3 z 备淤富裕深度（m）根据回淤强度，维护挖泥间隔期及挖泥设备性能不小 4 z 于 0.4m， 取 z 0.6m。 4 所以 d=7.8+0.20+0+0+0.6=8.6m。 则设计泥面高程-0.65-8.6-9.25m。码头前沿线的确定要满足设计船型吃水要 求，力求顺应潮流流向，与强涨落潮流流向夹角最小为宜，综合考虑平台前沿水流及 对上下游码头的影响因素将码头前沿布置于-8m 等深处线。 4.4 港口水域布置 4.4.1 航道水深 航道水深分通航水深和设计水深应分别按下列公式计算： d0=t+z0+z1+z2+z3 *学院毕业设计学院毕业设计 17 (4-4-1) (4-4-2) 40 zdd 式中 d0设计通航水深；（m） ； t设计船型满载吃水（m）7.8m； z0船舶航行时船体下沉值（m） ，取 0.05m； z1航行时龙骨下最小富裕深度（m） ，取 0.20m；淤泥土； z2波浪富裕深度（m） ，取 0 m；杂货船集装箱船不计； z3船舶装载纵倾富裕深度（m） ，取 0.15m。钢材取 0.15； d航道设计水深（m） ； 备淤富裕深度（m） ，取 0.6m； 4 z 所以 d0=7.8+0.05+0.2+0+0.15=8.2m， d=d0+z4=8.2+0.6=8.8m。 4.4.2 设计通航宽度 依据海港总平面设计规范1，航道有效宽度由航迹带宽度、船舶间富裕宽度 和船舶与航道底边间的富裕宽度组成。 单向航道宽度： w=a+2c (4-4-1) 双向航道宽度： w=2a+b+2c (4-4-2) a=n(lsin+b) (4-4-3) 式中 w航道有效宽度； a航迹带宽度； n船舶漂移倍数，取 1.81； 风、流压偏角，取 3； b船舶间富裕宽度，取设计船宽 b=19.5m； c船舶与航道底边间的富裕宽度，取为 0.6b=11.7m。 则 a=1.81（135sin3+19.5）=48.08m 单向航道宽度 *学院毕业设计学院毕业设计 18 w=48.08+211.7=67.53m 双向航道宽度 w=248.08+19.5+211.1=139.06m 单向航道或双向航道的选择,应根据船舶航行密度,进出港船型比例,乘潮条件,航 道长度,助航设施和交通管理等因素,经技术经济论证确定。本航道按双向航道设计， 取航道宽度 w=140m。 8.8 140 图图 4- -1 航道示意图航道示意图 单位（米）单位（米） 4.4.3 码头前沿停泊水域 港内水域包括船舶制动水域，回旋水域，码头前沿停泊水域，港池，连接水域以 及航道，锚地，各水域应根据具体情况组合设置，必要时可单独设置。 （1）水域范围为码头前沿 2 倍设计船宽 b，2b=2 19.5=39 米，取码头前沿停泊 水域为 40 米。 （2）港池水域 考虑船舶调头要求，其宽度不小于 1.5 倍船长即 1.5l=1.5 125=202.5 米，设计 宽度取 210 米。 （3）船舶制动水域 应结合船舶转头，转向的功能综合考虑，以便紧凑合理的利用港内水域，宜设在 进港方向的直线上，当布置有困难时，可设在半径不小于 34 倍设计船长的曲线上， 船舶制动距离可取 4 倍设计船长。 4l=4 125=540 米。 （4）回旋水域 应设置在进出港口或方便船舶靠离码头的地点，其尺度应考虑当地风浪水流条件 和港作拖船配备。定位标志等因素。回旋水域的设计水深可取航道设计水深。直径取 2.0l（有掩护水域）=2 135=270 米。 表表 4- -2 水域布置汇总表水域布置汇总表 单位（米）单位（米） 设计泥泊位前沿设航道设计航道宽度停泊水域港池水域船舶制动回旋水 *学院毕业设计学院毕业设计 19 面高程长度计高程水深水域域 -9.25 165 6.858.8 14040210540270 4.5 库场面积 4.5.1 库场面积 （1）仓库和堆场主要根据计算确定的库场面积结合具体的条件及其装卸工艺流程 进行布置，原则上尽量安排在靠近码头区域。位于前方的仓库、堆场一般都平行于码 岸线的布置，其他的后方堆场、仓库则根据铁路线和公路走向进行布置。根据货物的 类型以及性质。 表表 4- -3 货物入库率货物入库率 入库场（）直取（） 水泥1000 石946 钢材955 砂928 件杂货、散货的仓库堆场所需的容量 e 根据海港总平面设计规范1（jtj211- 99） 计算公式为： (4-5-1) dc kyk rbkh t t kkq e (4-5- h h kbk max 2)式中：年货运量（t） ； h q 货物最大入库和堆场的百分比（%） ； r k 货物在仓库或堆场的平均堆存期（d） ； dc t 仓库或堆场的营运天数（d） ； yk t 仓库容积利用率，件杂货 1.0，散货 0.70.9； k 仓库或堆场的不平衡系数； bk k *学院毕业设计学院毕业设计 20 月最大货物堆存天，月平均堆存吨天。 max h h 面积 (4-5-3) k qk e a 式中：单位有效面积堆存量（） ，q 2 m t 面积利用率。 k k 表表 4- -4 库场面积库场面积 货种 )(tqh万)/( 2 mtq bk k r k)(dtd)(dtyk e k k)( 2 ma 水泥12 2.01.60 908360 3840.00.702742.9 砂10 1.31.60 9073602800 0.603589.7 表表 4- -5 堆场面积堆场面积 货种 )(tqh万)/( 2 mtq bk k r k)(dtd )(dtyk e k k)( 2 ma 钢材12 2.01.60 908360 3840.00.752742.9 石10 1.41.60 857360 2644.40.63148.1 注：表中数据取值依据 根据港口总平面设计规范4-6 单位有效面积的货物堆存量应根据库场条件、 货物特性、堆垛要求及其型式，所选的机械和工艺要求确定。 表表 4- -6 单位有效面积堆存量单位有效面积堆存量 单位单位( (t/ /） 2 m q（单位有效面积堆存量） 货物形式 仓库堆场 水泥袋 1.52.0 钢制品 3.45.0 砂 3.45.03.45.0 石 3.45.03.45.0 参考海港工程设计手册3表 3-3-1-1 港口常见件杂货物按包装形式的分类： 将钢材与石料分为一类，大宗货物如化肥、糖、盐、大米、宜在堆场堆垛，q 可取上限 *学院毕业设计学院毕业设计 21 值，所以砂石采用钢材来处理，但取较小值。 （2）货物在仓库或堆场平均堆存期应根据不少于连续三年的统计资料分析确定，应 考虑两批货物出入库场间隔期，可取 12d,当无资料时，可采用表 4-7 中的数值。 表表 4- -7 货物平均堆存期货物平均堆存期 单位单位( (d) ) 货种平均堆存期说明 钢铁712包括钢板、钢材、生铁 大宗件杂货710 包括袋粮、化肥、水泥、盐 等 一般杂货1015 散粮715 本设计中，石、砂的类型与散粮的类型相似，并且是建筑急需材料，参考散粮的 堆存期取 7d。 （3）库场总面积利用率应根据库场所选的机械、货物特性、仓库结构和通道布置 的因素确定。资料缺乏时采用表 4-8 中数据： 表表 4- -8 库场总面积利用率库场总面积利用率 面积利用率（） 库场类型 大批量货物小批量货物 单层库65756065 多层库55655060 堆场7080 本设计中采用单层库，钢材是大批量的货物：70 入仓库的水泥、砂、石是小批量的货物 60 入堆场的水泥、砂、石是大批量的货物 75 仓库堆场布置：参考海港工程设计手册 。 （4）仓库和堆场主要根据计算确定的库场面积结合工程具体条件及装卸工艺流程 进行布置。原则上尽量安排在靠近码头区域。位于前方的仓库、堆场一般都平行于码 头岸线布置，其他后方堆场、仓库则根据当地铁路和公路走向布置。 （5）堆场 一般沿堆场主干道、铁路装卸线布置，堆场长度系根据堆场内垛位尺寸和作业通 *学院毕业设计学院毕业设计 22 道的布置而定。堆场长度一般不大于 80 米。堆场宽度主要取决于使用的装卸机械的作 业方式及需要的作业通道的大小。 单独使用轮胎吊时，车和堆场均在幅度范围，不必移车也不用其他机械协助作业。 此时宽度主要取决于轮胎吊的工作幅度，一般取 1620 米。 （6）单层仓库 仓库的位置：需要入库保存的货物较多的件杂货码头，仓库一般布置在码头前沿 100 米的范围内，作为前方仓库，前方仓库的面积不足时，设置二线仓库或后方堆场， 二线仓库一般布置在距码头前沿 150200 米的范围内。 （7）仓库或堆场应与前方泊位相对应。堆存有粉尘和异味货种的仓库或堆场，应 布置在最大风频率的下风侧或最小风频率的上风侧。对相互产生影响的货种，其仓库 和堆场不应临近布置。 （8）码头的陆域纵深应根据泊位性质、货种、货运量、装卸工艺及集疏运条件等 综合因素分析确定。对杂货码头产生的纵深不宜小于 250 米，大中型集装箱码头的生 产纵深不宜小于 500 米，有条件的时应留用发展余地。 （9）港区辅助生产建筑物，可根据生产需要设置综合办公楼、候车室、装卸及成 组工具库、前方办公室、小型流动机械库、维修保养间、材料供应站、修建队、码头 水手间、加油站、消防站、污水处理厂、门卫和厕所等。 （10）港区辅助生活建筑物，可根据当地条件设置作业区食堂、浴室、锅炉房、 医务室、哺乳室、综合服务部等。 根据本地区风向的季节性变化较大，每年的 10 月至翌年的二月多为向风，频nw 率为 1423，36 月份盛行风，频率为 2123，79 月以风为主，esee 频率 1423，综合码头情况，和向风仍占整个码头的作业时间的绝大部分，esee 所以布置以，的风向为主导风向，堆场布置在作业区的左上方，对整个港区的eese 生产生活的影响较小。 4.5.2 港口道路的布置 参考海港总平面设计规范 港内道路为港区的内部道路，可分为以下三种： （1）主干道：港内连接主要出入口的全港性道路；取 12 米。 （2）次干道：港内码头、库场、流动机械库之间的道路；取 6 米。 （3）支道：车辆、行人较少的道路。取 4 米。 *学院毕业设计学院毕业设计 23 港内道路边缘至相邻建筑物的净距应不小于标 4-9 中的数值。 表表 4- -9 港内道路边缘至相邻建筑物的最小净距港内道路边缘至相邻建筑物的最小净距 建筑物面向道路一侧无出入口 1.5 建筑物面向道路一侧有出入口，但不通行机动车 辆 3.0 建筑物面向道路一侧有出入口，通行机动车辆 4.5 建筑物边缘 建筑物面向道路一侧有出入口，经常有汽车出 入 6.0 地上管线支架、柱、杆等边缘 1.0 货堆边缘 1.5 围墙边缘 1.0 库场实际总面积 a=12223.6。 2 m 其中仓库面积为 6332.6 ，取 8000。 2 m 2 m 堆场面积为 5891，取 6000。 2 m 2 m 道路主干道 14 米，次干道 6 米。 *学院毕业设计学院毕业设计 24 第第 5 章章 装卸工艺装卸工艺 5.1 设计原则 装卸工艺是港口进行装卸生产的基本工艺，是港口生产活动的基础。为了提高经 济效益和社会效益的目标，设计出先进的技术经济合理安全可靠的装卸工艺流程， 来完成一定的货物运量。因此装卸工艺设计必须遵守基本的原则和要求。 5.1.1 装卸工艺的先进性 港口装卸工艺的先进性，主要表现在坚持港口装卸机械方向，岁年货物的吞吐量 多，机械化程度高，并实现大宗货物装卸专业化，件杂货成组化集装化，形成完善 而成熟的港口装卸工艺系统，因此，在装卸工艺设计时要，结合港口的实际，选择先 进的装卸工艺。 5.1.2 装卸工艺的合理性 （1） 港口装卸工艺通用性和专业性的合理选择。 （2） 尽量简化装卸工艺流程。 （3） 合理的泊位利用率。 （4） 具有堆存保管货物的能力。 5.1.3 装卸工艺的可靠性 （1） 构成装卸工艺的流程要少。 （2） 组成工艺流程的装卸机械设备的可靠性要大。 （3） 装卸机械的合理配置。 （4） 装卸机械设备的合理性。 5.1.4 装卸工艺的安全性 （1） 安全质量的原则。 （2） 环境护的原则。 5.1.5 装卸工艺的经济性 *学院毕业设计学院毕业设计 25 （1）流程的各环节要相互协调；装卸机械的选型要立足于国内，尽量采用定型的 同类型产品和系列设施，用于同港口的机械不宜过多以利于港口的管用养修等 工作。 （2）对于装卸机械的选型应保证质量安全。 （3）装卸机械的选型应力求减少操作环节。 （4）要对装卸过程的移船和调式作业采用积极有效的措施。 （5）选用随伸距而变动起重能力的起重装卸船舶时考虑吊船窗外侧货物的情况 下，其起重能力应满足要求。 （6）进行装卸工艺设计时要因地制宜考虑远近结合充分留有发展余地。 （7）布置固定式装卸机械设备时，应考虑设备的安装检修和拆卸的方便；积极 推进大宗散货专业化，件杂货物的成组集装化。 5.2 装卸工艺流程设计 5.2.1 主要设计参数 （1）年设计吞吐量：60 万吨。 （2）设计船型：6000dwt 船舶。 （3）年作业天数： 码头：300 天。 堆场：320 天。 （4）泊位利用率：综合考虑装卸效率、泊位数等，定为 60%。 （5）作业班次：三班制。 5.2.2 钢铁码头装卸工艺的布置 （1）机械分类 件杂货码头的装卸机械