大直径圆筒码头设计

1、第一章 概 述1.1设计编制依据1.1.1 设计委托书(2001年9月)；1.1.2 业主提供的场地工程地质资料(1996年5月)；1.1.3 业主提供征地测量资料(2000年9月)；1.1.4 广东海事局珠江水道海图(2000年)；1.1.5 中华人民共和国交通部港口工程技术规范。1.2吞吐任务根据上述吞吐量预测及泊位现状分析，本码头计划吞吐量为10万TEU，约占东莞集装箱水运吞吐量20%左右。1.3设计船型船舶吨级总长L(m)型宽B(m)型深H(m)满载吃水T(m)10000DWT1522011.88.81.4 自然条件1.4.1前言拟建码头位于东莞西南沙田镇内西大坦管理区，珠江口狮子洋东

2、岸。1.4.2气象据东莞市气象台19591997年的气象观测资料统计：1.4.2.1气温多年平均气温：22.00C极端最高气温：38.200C（1994年7月2日）极端最低气温：-0.500C（1957年2月11日）历年平均350C的日数：4.9日1.4.2.2降水多年平均降水量1774.1mm；历年最大降水量：2394.9mm；历年最小降水量：972.2mm；最长连续降水量：481.3mm；日最大降水量： 367.8mm；多年日降水10mm的天数：46.9天；多年日降水25mm的天数：21.0天；多年日降水50mm的天数：7.7天；多年日降水100mm的天数：1.4天；雨季月份：49月；降雨

3、日数占全年的百分比：40.8%。1.4.2.3雾多年平均雾日数：（能见度1000m）:5.7日；最多年份日数：15日；年分布情况：14月多，6-8月少；日分布情况：早晨多，午间少；雾日占全年的百分比：1.56。1.4.2.4湿度多年平均相对湿度：79；最高相对湿度：100；湿度年分布情况：3-9月。1.4.2.5日照历年平均日照时间：1932小时。1.4.2.6风况本地区东风为常风向，频率13，其次为东北、东北东风向，频率9%。强风向以南、北风为主，频率8；其次为东南、南东南风，频率为5、4。年平均风速为1.9m/s，实测最大风速为20.Om/s，对应风向为北、东北、东东北、东。风速大于10m

4、/s的大风日数为1.5日；风速大于17m/s的大风日数为0.1日；年平均风速及风向玫瑰图如下：1.4.2.7台风台风对本区影响期为4月至次年1月。以7-9月为盛行期。平均年次数为2.6次。台风风向为东南东向，最大风速26m/s，瞬时风速为35m/s。1.4.3水文1.4.3.1潮汐(1)潮型珠江河口区域的潮性系数在0.941.77之间，属不正规半日混合潮型，即每日出现两次高潮和两次低潮，但有日不等现象。(2)基准面据潮位资料分析，利用本工程上游的坭洲头及下游的仙屋处的基面关系，按距离插值求得码头所在河段各基准面关系如下：(3)潮汐特征值以当地理论最低潮起算，据泗盛站资料统计(19641978年

5、，高低潮19641992年)：历年最高潮位：4.23m(1989年)；历年最低潮位：-0.12m(1968年)；平均海平面：1.86m；平均高潮位：2.65m；平均低潮位：1.04m；涨潮最大潮差：3.02m；落潮最大潮差：3.35m；平均潮位：1.61m；平均涨潮历时：5时45分；平均落潮历时：6时45分。（4)设计水位设计高水位：3.26m；设计低水位：0.55m；极端高水位：4.34m；极端低水位：-0.16m。(5)台风增水据19561980年统计，泗盛站高潮时相对台风增水最大值为1.27m。1.4.3.2潮流本河段潮流为往复流性质，一般落潮流大于潮流。大虎附近落潮最大流速1.44m/

6、s，涨潮流速1.32m/s。干流河段涨潮最大流速1.Om/s左占，平均流速在0.5m/s左右，流向基本与河道走向一致。1.4.3.3波浪虎门以内的河段，外海波浪对水工建筑物无显著影响。主要影响为小风区波浪和船行波，因风区较短，故波浪作用较小。虎门内河段50年一遇设计波要素H%小于1.5m。1.4.3.4泥沙动力特性在码头上游狮子洋水道中，泥沙主要来源于东江南支流。出东江南支流的泥沙一部分在河口下游左岸的西大坦水域堆积，一部分进入狮子洋水道随潮汐涨落作往复运动，一部分悬移物质在盐水楔作用下絮凝沉降加积于狮子洋两岸滩地，大部分输向伶仃洋。码头处河道深槽边缘为沙质堆积，近岸带则为粉砂淤泥物质，而西大

7、坦河段平均含沙量为0.143kg/m3，枯季大于洪季。海域泥沙来源较小，对本河段泥沙作用影响相对较小。由于西大坦不断围恳，虽深水区域离岸较近，但淤涨仍在发展。据南科院水流泥沙数值计算报告，沙田港区顺岸式码头港池平均淤积厚度为0.76m/年。 1.4.4地质概况本工程所在西大坦地貌类型主要为冲积平面。根据地质钻探资料，工程地质层自上而下分述如下：(1) 人工填土层：以吹填砂为主，厚度为2.003.00m，力学性质差。(2) 软土层：主要为Q4al淤泥、淤泥质土。呈流塑状，平均标贯击数为1.9击。呈层状分布，夹有粉细砂薄层或透镜体，厚度为3.3012.00m。(3) 砂性土层：主要为Q4al中、粗

8、砂，含少量粉细砂。松散稍密，平均标贯10击，承载力标准值fk=130kPa，呈层状分布，厚度5.7017.50m,常夹淤泥薄层。(4) 卵石层：Q4al之卵砾石层，饱和，密实。平均标贯击数为21.0击。承载力标准值fk=340kPa，厚度2.007.70m。(5) 强风化岩层：大部分矿物成分风化成土的砂岩层，受地下水浸泡，标贯击数偏低，N=8.414.9击。厚度0.93.00m。建议承载力标准值fk=300kPa，桩端承载力标准值3000kPa。(6) 中风化岩层：主要为砂岩，薄层状构造，裂隙发育。厚度0.602.00m，承载力标准值fk=1100kPa。(7) 微风化岩层：薄层状构造砂岩，裂

9、隙不发育。揭露厚度0.501.50m。承载力标准值fk=2000kPa。 第二章 总平面布置2.1 港区布置原则1）港口应按客运量、吞吐量、货种、流向、集疏运方式、自然条件、安全和环保等因素，合理地划分港区。2）在布置港区时，应考虑风向及水流流向的影响。对大气环境有较大污染的港宜布置在港口全年强风向的下风侧；对水环境有严重污染的港区或危险品港区宜布置在港口的下游，并与其它码头或港区保持一定的安全距离。3）港区总平面布置，应根据港口总体布局规划，结合装卸工艺要求，充分利用自然条件，远近结合、合理布置港区的水域、陆域，并应符合下列要求。 装卸作业对大气环境产生较大污染的货种的泊位，应布置在港区常风

10、向的下风侧；装卸作业对水环境产生严重污染的货种的泊位，应布置在港区的下游岸段，并应注意水流流向的影响。 顺岸式码头的前沿线位置，宜利用天然水深沿水流方向及自然地形等高线布置。并应考虑码头建成后对防洪、水流改变、河床冲淤变化及岸坡稳定的影响。码头前应有可供船舶运转的水域。 港区陆域平面布置和竖向设计，应根据装卸工艺方案，港区自然条件，安全、卫生、环保、防洪、拆迁、土石方工程量和节约用地等因素合理确定，并应与城市规划和建港的外部条件相协调。港口水域包括码头前停泊水域、回旋水域、进港航道和锚地等，可根据具体情况组合设置或单独设置。改建、扩建港区的总平面布置，应与原有港区相协调，充分、合理地利用原有设

11、施，并应考虑减少建设过程中对原有港区生产的影响。2.2码头年作业天数影响码头装卸作用的自然因素一般有风、浪、雨、雾、雪及雷暴等，可以根据气象条件确定自然因素对码头作业天数的影响。由于本项目处于亚热带季风型气候区，风、雨以及灾害性天气有较大机会同时出现，故考虑码头作业天数时应扣除自然因素对码头影响的重叠部分。 表4-1 影响码头作业天数的主要因素控制因素 标准 平均天数风 风力大于6 级 14.4雨 中雨以上 7雾 能见度小于1km 5.5浪 因内河在风力小于6 级时，浪高很小，不影响作业。根据船舶装卸作业的允许风力的规定，并对影响码头作业天数的雨、雾、雪、雷暴及水流等其他自然因素进行综合分析，

12、扣除各影响因素间的重叠部分，确定码头年作业天数为330 天。2.3 高程及水深的确定2.3.1 设计水深本设计采用85高程。设计高水位：3.26m；设计低水位：0.55m；极端高水位：4.34m；极端低水位：-0.16m。2.3.2 码头前沿设计高程码头前沿设计高程应考虑码头的重要性、淹没影响、河流特性、地形、地质、装卸工艺等因素，并结合码头布置及型式、前后方高程的衔接、工程投资及防洪措施等条件，综合分析确定。码头前沿设计高程应为码头设计高水位加超高。超高值宜取1.01.5m。（根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第4.4.2 条）本设计取0.3m。则码头前沿设计高程为3.26+1.

13、3=4.56（m）2.3.3 码头前沿设计水深码头前沿设计水深，应保证营运期内设计船型在满载吃水情况下安全停靠和装卸作业，其值可按下式计算：根据河港工程设计规范（GB 50192-93）表4.4.4条，其值可按下式计算：D=T+Z1+Z2+Z3+Z4式中：D 前沿设计水深（m）; T设计船型满载吃水（m），本次设计的满载吃水T=8.8m; Z1航行时龙骨下最小富裕深度（m），本次设计取0.6m； Z2波浪富裕深度（m），本港属于有掩护海域，故取0m； 2ZZ3船舶装载纵倾富裕深度（m），杂货船和集装箱船可不计，油船和散货船取0.15m，本设计取0; Z4备淤富裕深度，应根据两次挖泥间隔期的淤积

14、量确定，不宜小于0.4m,本次设计取0.6m； D=8.8+0.6+0+0+0.6=10.00（m） 2.4泊位数的确定 2.4.1 集装箱码头泊位数及年通过能力的计算 综合考虑设计码头的年作业量、泊位性质及船型等因素，按照海港总平面设计规范（JTJ21199）中5.8.1式： （1） 泊位数确定公式如下： N=Q/Pt式中： N泊位数； Q码头年作业量（），指通过码头装卸的货物数量，包括船舶外挡作业的货物数量，根据设计吞吐量和操作过程确定； Pt每个泊位的年通过能力（）。（2） 集装箱码头年泊位通过能力的计算公式如下： Pt=（Ty*Ae）*Q/Q/(p*tg)+tf/td P=n*P1*k

15、1*k2*(1-k3) 式中： Pt集装箱泊位年通过能力（TEU）,两个以上耳朵集装箱泊位连续布置，且装卸前同轨时，可适当加大； Ty泊位年营运天数()，综合考虑风、雨、雾等气候条件影响后，本次设计年营运天数取330d； Ae泊位有效利用率（），取50%70%，泊位数少宜取低值，泊位数多宜取高值，本次设计取65； p 设计船时效率（TEU/h）； Q集装箱单船装卸箱量（TEU），按本港历年统计资料确定，若无资料时，可采用海港总平面设计规范中表5.8.4-1中的数值，取=500（TEU）；tg昼夜装卸作业时间（h），取2224h，泊位小、航线少时可适当减小，但不应小于22h，取23h； tf船舶

16、的装卸辅助作业及船舶靠离泊时间之和（h）,取35h，取4h。 td昼夜小时数，取24h。 n岸边集装箱装卸桥配备台数，采用海港总平面设计规范JTJ 211-99表5.8.4-2中的数值，取2台； P1岸边集装箱装卸桥台时效率（自然箱/h），采用海港总平面设计规范 JTJ 211-99中表5.8.4-3中的数值，取22（自然箱/h）; K1集装箱标准折算系数，取1.21.6，取1.4； K2岸边集装箱装卸桥同时作业率（%），采用海港总平面设计规范中表5.8.4-3中的数值，取95%； K3装卸船作业倒箱率（%），采用表5.8.4-3中的数值，取2%。 P=nP1k1k2(1-K3)=2221.4

17、95%(1-2%)=57.35(TEU/h) Pt=（Ty*Ae）*Q/Q/(p*tg)+tf/td=196526.71集装箱年吞吐量10万TEU,故N=Q/Pt=100000/196526.71=0.51所以取N=1.泊位数利用率 =0.51/1=51%拟取值的泊位利用率为65%，两者相差不大，在允许的范围内，故取两个泊位的方案可行，能够满足泊位利用率要求。 2.5码头水域布置 根据海港总平面设计规范(JTJ 211-99)规范的港内水域部分确定： 2.5.1 航道水深 航道水深包括通航水深和设计水深： 航道通航水深的计算公式如下 D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3航道设计水深的计算公式如下

18、D =D0+Z4式中： Z0船舶航行时船体下沉值（m），集装箱的船舶航行速度较快，本次设计 取=0.3m； Z1航行时龙骨下最小富裕深度（m），取0.6m； Z2波浪富裕深度（m），取0.44m； Z3船舶装载纵倾富裕深度，杂货船和集装箱船可不计，油船和散货船取0.15m，本设计取0; 4Z备淤富裕深度，应根据两次挖泥间隔期的淤积量确定，不宜小于0.4m,本次设计取0.6m； D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3=8.8+0.3+0.6+0+0.44=10.14（m） D =D0+Z4=10.14+0.6=10.74（m） 2.5.2 进港航道 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

19、底边间的富裕宽度组成。本设计采用双线航道： 航道有效宽度的计算公式如下： W=2A+b+2c 航迹带宽度的计算公式如下： A=n (Lsin+B)式中： n船舶漂移倍数，取1.45； 风、流压偏角（0），取14； b船舶间富裕宽度（m），取设计船宽B，取22 m ； c船舶与航道底边间的富裕宽度（m），取0.75B=16.5m。 A=1.45(152sin140+22)=85.22（m） W=2A+b+2c=285.22+22+216.5=225.44（m） 2.5.3 港池 根据海港总平面设计规范(JTJ 211-99)规范4.2.5顺岸码头前沿港池，当考虑船舶转头要求时，其宽度不应小于1.

20、5倍设计船长。 取两倍船长。港池宽度取：2.0L=2.0152=304（m） 2.5.4 制动水域 根据海港总平面设计规范(JTJ 211-99)规范4.2.2船舶舶制动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34倍设计船长。 取L=4152=608（m） 2.5.5 回旋水域 根据海港总平面设计规范(JTJ 211-99)规范4.2.3船舶回旋水域应设置在进出港口或方便船舶靠离码头的地点。有掩护的水域，港作拖船条件较好，可借岸标定位。 取回旋圆直径2.0L=304（m） 2.5.6 码头前沿停泊水域 根据海港总平面设计规范(JTJ 2

21、11-99)规范4.2.4码头前沿停泊水域为码头前2倍设计船宽B的水域范围。 取码头前沿停泊水域：2B=222=44(m) 2.5.7 连接水域 根据海港总平面设计规范(JTJ 211-99)规范4.2.9港池和航道间的连接水域，应满足船舶进出港池的操作要求，其尺度可根据港池与航道间的夹角和船舶转弯半径确定。 取转弯半径3L=3152=456(m) 2.5.8 码头前停泊水域 码头前停泊水域为码头前2倍设计船宽B的水域范围。对回淤严重的港口，根据维护挖泥的需要，此宽度可适当增加。 取码头前停泊水域2B=222=44(m) 2.5.9 码头岸线长度本设计为单个泊位，故L=Lb+2d=192m，其

22、中d取为20m。2.6 码头陆域布置 2.6.1 集装箱码头堆场 根据海港总平面设计规范JTJ 211-99 第5.8.9.4条，集装箱码头堆场所需容量及地面箱位数可按下列公式计算： Ey=Qh*tdc*KBK/Tyk Ns=Ey/(N1As)式中： Ey集装箱堆场容量（TEU）； Qh集装箱码头年运量（TEU）； tdc到港集装箱平均堆存期（d）,按本港统计资料确定，若无资料可采用表5.8.9-1中的数值，本次设计进口取8； 出口取4； KBK集装箱不平衡系数，按本港统计资料确定，若无资历料可取1.11.3，本次设计取1.2； Tyk集装箱堆场年工作天数（d），取350365d，本次设计取3

23、60； Ns集装箱堆场所需地面箱位数（TEU）； N1堆场设备堆箱层数，采用海港总平面设计规范JTJ 211-99表5.8.9-2中的数值，取6； As堆场容量利用率（%），采用海港总平面设计规范JTJ 211-99表5.8.9-2中的数值，取65%； （1） 进口集装箱箱位数： Ey=50000*8*1.2/360=1333 TEU Ns=1333/(6*0.65)=342 TEU（2） 出口集装箱箱位数： Ey=50000*4*1.2/360=667 TEU Ns=667/(6*0.65)=171 TEU一个标准集装箱箱位的面积为22.728.87，取一个标准箱的面积为25m2，则集装箱堆

24、场所需面积： A=(342+171)*25=12825m22.6.2 集装箱码头拆装箱库所 根据海港总平面设计规范JTJ 211-99 第5.8.9.5条，集装箱码头拆装箱库所需容量可按下式计算： 式中： Ew拆装箱库所需容量（t）； QH集装箱码头年运量（TEU），取100000 TEU； Kc拆箱比例（%），不宜大于15%，本次设计取10%； qt标准箱平均货物重量（t/TEU），按本港统计资料确定，若无资料可取510t/TEU，本次设计取10t/TEU； KBW拆装箱库货物不平衡系数，按本港统计资料确定， 若无资料可取1.11.3，本次设计取1.2； tdc货物在库平均堆存期（d）, 按

25、统计资料确定, 若无资料可取35d,本次设计取4天； Tyk拆装箱库年工作天数（d），取350365d，本次设计取360； 一个标准箱约等于20吨，且每个集装箱拆装箱库所需面积为40m2，则 EW=100000*10*10*1.2*4/360=1333 tNs=1333/20=67 因此拆装箱库面积：A=67*40=2680m22.7 集装箱码头大门所需车道数 根据海港总平面设计规范JTJ 211-99 第5.8.9.6条，集装箱码头大门所需车道数计算： N=Qh(1-Kb)KBV/(TykTdPdqc）式中： N集装箱码头大门所需车道数； Kb水运、铁路中转及港内拆装箱的集装箱之和占码头年运

26、量的百分比（%），本次设计取20%； KBV集装箱车辆到港不平衡系数，按本港统计资料确定，若无资料可取 1.53，本次设计取2； Tyk堆场年工作时间（h），取350360，本次设计取360； Td大门日工作时间（h），取1224h，本次设计取18h； pd单车道小时通过车辆数（辆/h），取2040辆/h，本次设计取30辆/h； qc车辆平均载箱量（TEU/辆），可取1.21.6TEU/辆，本次设计取1.5TEU/h； 根据公式知：N=100000*(1-0.2)*2/(360*18*30*1.5)=0.55故取集装箱码头大门所需车道N=1.2.8 港区道路 （1） 主干道设置宽度为25m；

27、（2） 次干道宽度设置为15m。 2.9 辅助生产和辅助生活建筑物 港区辅助生产建筑物有综合办公室、超级市场、电力站、消防站等。 第三章 装卸工艺 3.1 装卸工艺的设计原则及一般要求 3.1.1 装卸工艺的设计原则 （1）遵循和贯彻港口发展规划。工程设计时，根据港口规划的指导思想，遵从长远全面规划，搞好近期施工和原期结合。 （2）贯彻执行国家职业安全卫生，环境保护等有关政策，法规。注意保护作业劳动条件，人身安全。应尽可能的避免或减少工程对环境的影响。 （3）装卸工艺设计，应从全局出发。结合考虑港口及水，陆路运输，流程工艺简捷，作业环节协调，车船周转迅速。 （4）装卸作业系统和机械选型符合国家

28、有关技术政策，并在兼顾现代化建设发展的基础上结合工程需要，力求技术先进，实用。 （5）装卸工艺系统的经济性，应既考虑其投资成本，又考虑运营成本。评价其经济效益时，应兼顾港口自身和社会的全面效益。 3.1.2 装卸工艺的设计的一般要求 装卸系统的各环节的能力应基本平衡，并以保证船装卸为主；装卸机械的选型应在可能的条件下统一，规格简化，以便于维修管理，同时装卸机械应尽量选用定型的标准产品，或技术成熟的鉴定产品，优先选用技术可靠的国产机械。 装卸作业方面，工艺流程设计应减少环节设计，各流程之间可灵活转换，以提高系统作业的可靠度。 车，船直取作业，虽然传统观念认为它对港口来说是最经济的作业方式，但时间

29、证明，由于车、船、货的配合，某些条件下，直取作业难以发挥系统效率。因此是否采取直取流程，应根据实际情况决定，而不要作为一种追求的作业方式。凡条件具备的，应按专业化码头设计，以提高装卸作业水平。 专业化散货码头装卸作业线应以高小少线为原则。件杂货应尽可能采用成组运输，扩大单元重量，提高装卸效率，装卸工艺设计，应对附属的配套设施统一考虑，留好接口。 3.2 集装箱泊位装卸工艺 3.2.1 装卸工艺方案设计 集装箱码头装卸工艺主要有码头前方的装卸船作业、堆场作业和水平运输这三部分组成。专用集装箱码头的装卸船作业均采用岸边集装箱起重机；堆场作业主要有底盘车方式、正面吊方式、跨运车方式、轮胎式龙门起重机

30、方式、轨道式龙门起重机方式及高架龙门起重机方式；根据本港区的具体情况，配合总平面设计本阶段考虑两个方案。 方案一：码头前方装卸船作业采用岸边集装箱起重机，水平运输采用集装箱牵挂车和堆场作业采用轮胎式龙门起重机；而拆装箱可以直接由岸边集装箱和集装箱拖挂车从码头前方作业地带运送到拆装箱库门口，拆装箱库内采用叉车。 方案二： 码头前方装卸船作业采用岸边集装箱起重机，水平运输和堆场作业采用集装箱跨运车；而拆装箱可以直接由岸边集装箱和集装箱拖挂车从码头前方作业地带运送到拆装箱库门口，通过集装箱叉车将集装箱放入拆装箱库。 3.2.2 集装箱装卸工艺流程比选 方案一：门座起重机方式 方案二：跨运车方式 3.

31、3机械数量及选型 3.3.1 机械台时效率岸边集装箱起重机24TEU/h轮胎式龙门起重机22TEU/h集装箱拖挂车13TEU/h跨运车20TEU/h叉车10TEU/h3.3.2机械的选型1) 岸边集装箱装卸桥根据上文集装箱箱型的选择，要求起重量不小于35.6t。根据海港工程设计手册1（上）表3-4-2-1 中，选取的岸边集装箱起重机型号及主要技术性能参数如下表：表5-5 岸边集装箱装卸桥主要参数 技术参数 单位 日本住友重工 起重量（吊具下） t 40.5 额定起重量（吊具下） m 35.6 轨距 m 16 外伸距 m 35 内伸距 m 8.52) 轮胎式龙门起重机轮胎式集装箱龙门起重机是用于

32、集装箱堆场上拆码垛和集装箱半挂车的大型专用机械。主体结构由大梁龙门架、腿柱、底梁等组成。龙门架由两片箱型结构的“U”型门框，通过两根大梁连接而成，支撑在以橡胶充气轮胎为行走轮的4 组车架上，以柴油发动机驱动发电机为动力，具有大车行走、起升、小车运行等主要机构，吊具具有伸缩、倾斜、水平回转等功能。轮胎式集装箱龙门起重机在堆场进行拆码垛作业，可直线行走。轮胎式集装箱龙门起重机在堆场上堆码集装箱，目前最高可达6 层，一般可堆高35 层。跨度一般可横跨6 排集装箱和一条车道。我国集装箱码头堆场上采用的轮胎式集装箱龙门起重机，行走轮一般都为8个，在最大堆高6 层、带箱过5 层、吊具下最大起重量为41t，

33、其最大轮压值将达到32t/每轮。所选轮胎式集装箱龙门起重机的型式上海振华,额定起重量（吊具下）35t,最大起升高度17.75m,跨距23.47m.3） 集装箱牵引车及半挂车集装箱半挂车，不仅是底盘车装卸工艺系统中的主要设备，而在其他各种集装箱码头装卸工艺系统中，也是主要的水平运输工具。集装箱半挂车的主要参数如下表集装箱牵引车集装箱牵引车系用来拖带集装箱半挂车的，一般其具有较大的功率和行驶速度。集装箱牵引车可按驾驶形式、拖带挂车方式、车轴数量和用途进行分类。所选取的集装箱牵引车的型式和主要技术参数如下表：4）集装箱跨运车3.3.3 机械数量的确定根据港口工程技术规范（1987）3.8.20 N=

34、Qj/(8760*KjLPj)式中： N机械数量（台）； Qj分货种的年起运吨（t）； KjL机械利用率，应按各港统计资料分析确定，本次设计取=0.5； Pj分货种的机械台时效率t/(台h)。 方案一：（1） 岸边集装箱装卸桥 N=100000/(8760*0.5*24)=1.04故实取值为2台 (2)门座起重机 N=100000/(8760*0.5*22)=1.05 故实取值为2台 (3)叉车 N=100000/(8760*0.5*10)=2.28故实取值为3台 (4)牵引车 N=100000/(8760*0.5*13)=1.76 故实取值为2台 (5) 半挂车本设计取半挂车数量为牵引车的两

35、倍，故本设计取4台。方案二：（1）岸边集装箱装卸桥 N=100000/(8760*0.5*24)=1.04故实取值为2台 (2)跨运车 N=100000/(8760*0.5*20)=1.14 故实取值为2台 (3)叉车 N=100000/(8760*0.5*10)=2.28故实取值为3台 (4)牵引车 N=100000/(8760*0.5*13)=1.76 故实取值为2台 (5) 半挂车本设计取半挂车数量为牵引车的两倍，故本设计取4台。3.3.4装卸司机定员装卸机械司机全部定员按下式计算： 全部定员=单机每班定员机械使用台数工作班次（1+轮休后备系数）/出勤率 方案一：全部定员=（2*2+2*

36、1+3*1+2*1+4*1)*3*(1+0.05)/0.95=49.7取整数为50.方案二：全部定员=（2*2+2*2+3*1+2*1+4*1)*3*(1+0.05)/0.95=56.4取整数为57.3.3.5装卸工人数目确定 按照码头劳动定员标准，港口装卸工全部定员数按下式计算： 全部定员=平均每条作业线配工人数平均每工班作业线数工作班次 (1+轮休后备系数)/出勤率 式中： 平均每条作业线配工人数按规范中表一得到，本次设计取8 人； 平均每工班作业线数本设计单个泊位取为1； 工作班次本设计采取三班制，取为3； 轮休后备系数指年度休息工时/年制度工作工时，取为0.05； 出勤率取0.95；

37、全部定员=813（1+0.05）/0.95=26.5取整为27 人。 则该码头的司机及装卸工人总数为：方案一：50+27=77 人。 方案二：57+27=84 人.故经过综合考虑，选取方案一的装卸工艺。第四章 结构方案设计4.1 码头结构型式的选择原则 港口码头建筑物是港口的重要组成部分和主干工程。码头的特点是荷载复杂，（包括各种自然力、使用荷栽、施工和栽等）施工条件差、投资大。码头结构型式要根据当地的自然条件、码头建筑物的使用要求和施工条件等因素决定。4.1.1 使用要求与结构型式的关系结构型式必须满足使用上的要求。在一定的自然和施工条件下，使用要求是码头结构型式的决定因素。使用上对结构的要

38、求主要有以下几方面：4.1.1.1 满足码头装卸工艺的要求这是在选型之前必需确定的首要问题。主要包括：码头平面的型式、码头面的高程及水深、装卸运输机械类型布置、使用荷载等。4.1.1.2 满足船舶的泊稳要求对于掩护条件较差的码头，码头结构选型必须考虑满足船舶稳的要求。应选择透空或局部透空的码头结构型式。对港池波浪集中的局部地区，码头结构亦应选择透空消浪的结构形式，亦改善码头的稳泊条件。4.1.1.3 结构实用耐久码头前方结构要便于船舶停靠。在各种可能的最不利荷载的组合作用下，具有足够的强度和整体的稳定性，不得发生较大的位移和沉降影响使用。各部位构件的耐久性应满足规范所规定的使用年限。4.1.1

39、.4 便于码头附属设施的安装。4.1.2 自然条件与结构型式的关系自然条件一般决定着结构型式的类别，而且是影响码头造价的主要因素。4.1.2.1 地质条件结构型式必须和地质条件相适应。对于岩石、砂及较硬的黏土地基一般多采用重力式结构；对于中等密实的土壤地基且其下部无较坚硬的持力层时，一般多采用板桩结构；对于上部地基软弱（如淤泥质黏土或淤泥）而在地基的适当深度处存在较坚硬的持力层时，主要采用高桩码头。4.1.2.2 水位变化条件当潮差较小时，由于受施工水位的影响，码头上部结构不能做的太高；因水位变化小，多采用上部结构高度较小的高桩无梁大板或板桩结构。当水位差较大而船型较小时，多采用浮码头。4.1

40、.2.3 波浪条件对于开敞式或无防波堤掩护的码头应尽量避免或减少波浪力对码头的直接作用，其结构型式多采用墩式或透空式。4.1.2.4 水流冲刷条件在泥沙活动较强的地区修建突堤式码头时，要考虑对其原有的冲刷平衡的影响，一般宜采用透空式。4.1.2.5 冰凌条件若冬季码头前水域有较厚的冰凌，则宜采用透空式结构，以免影响靠船。同时还应设法防止冰及船舶挤压冰块时对构件的破坏作用。4.1.3 施工条件与码头结构型式的关系施工条件主要是指目前国内施工的技术水平，施工设备的能力以及当地已有的预制厂的规模及能力。4.1.3.1 施工技术水平就整体而言，我国筑港施工力量及技术，现已达到相当的水平。可以承担各种型

41、式码头的建设项目。4.1.3.2 施工设备条件大型起重船，打桩船及打桩锤的施工能力能满足建港的要求4.2 码头的结构型式码头建筑物结构型式繁多，按其受力条件及工作特点大致可分为重力式码头、板桩式码头、高桩码头、和混合式，墩式以及浮码头等几种主要类型。4.2.1 重力式码头重力式码头是靠自身的重力来抵抗建筑物的滑动和倾覆。由于结构基础应力首先直接传给上部地基，对上部地基和其下卧的土层都需要较高的承载（垂直承载和水平承载）能力，因此他要求要有比较好的地基，适用于各类岩基、砂、卵石地基和硬黏土地基。4.2.1.1 重力式码头的主要优点：(1) 结构坚固耐久，抗冻和抗冰性能好；(2)可承受较大码头地面

42、荷载，对较大的集中荷载以及码头地面超载和装卸工艺变化适应性较强；(3)抵抗船舶水平荷载能力大；(4)施工比较简单；(5)维修费用少。4.2.1.2 重力式码头的集中结构型式(1)方块码头方块码头是由预制块体构成的码头结构，因此也称作块体码头。(2)沉箱码头沉箱码头在国内外都有广泛的应用。沉箱码头较之方块码头，其整体性好，地基应力较小，水上安装工作量少，施工速度快。由于箱体可以设计成较大的断面，用本身及箱中的填料即可抵抗较大的水平荷载。(3)扶壁码头其墙身结构是预制或者现场浇筑的钢筋混凝土扶壁式构件，较之沉箱可节省钢筋混凝土，且不需专门的预制设备，水上安装工作量较方块码头大为减少，施工速度快。由

43、于自身的抗浪稳定差，因此不适合于施工期中可能发生较大风浪的水域。(4)大直径圆筒码头大直径圆筒码头也称大直径沉井码头，始于法国。大直径圆筒码头按其基础形式可分为沉入式和基床式等两种。4.2.2 板桩式码头板桩码头是码头主要的结构型式之一，其特点是依靠桩入土部分的横向土抗力和安设在上部的锚碇结构来保持其整体的稳定性，除特别坚硬或软弱的地基外均可适用。过去由于对板桩都采用打桩法施工，故钢筋混凝土板桩的断面的形式设计受到限制，因此多用于中小型码头。对于深水码头，要求板桩有较大的抗弯能力，此时可采用圆形钢管桩或组合型钢板桩截面；对于可在陆上施工的深水码头，可采用先成孔后载桩（或就地浇注）的板桩结构。板

44、桩码头的主要优点：(1)结构简单，材料节省(2)施工设备简单，施工速度快，对开挖式港池可在陆地上施工(3)在一般的情况下工程造价较低4.2.3 高桩码头4.2.3.1 高桩码头的结构特点与适用条件高桩码头是码头的主要结构形式之一。其特点是利用打入地基一定深度的桩，将作用在码头结构上的荷载传至地基中。这种结构类型在现有的码头结构中占有很大的比例，我国沿海近代沉积地层的港口中多采用高桩码头，它是在具有较厚的软土地基上修建码头的合理结构型式。当上部软土层下卧有硬土或砂层时，可大大提高桩的承载力，使此种结构的优点更为突出。现在由于大能量的桩锤的出现以及钢桩的应用，使桩基可以沉入硬土或砂层，扩大了高桩码

45、头对地基的条件的适用性。4.2.3.2 高桩码头的主要优点(1)适用于任何可以打桩的地基，特别是在软基床上修建码头多采用这种结构型式；(2)为透空式结构，消波性能好，能改善港口码头的泊稳条件；(3)上部结构预制构件小，重量轻，施工不需要大型起重船，构件预制装配程度高；(4)沙石用料少，对缺乏砂石料来源的地区尤为经济。4.3 结构型式比选本设计主要考虑上述三种结构，并对主要的结构型式进行比较选择。由于板桩码头对于深水码头需使用抗弯能力很好的桩基（如钢桩），造价高。坚硬或者软弱的地基不可采用本型式。且锚碇结构不容易固定，施工方法受限制，适合于中小型码头。本设计不宜采用板桩结构码头。所以本次设计着重

46、对重力式码头和高桩码头进行结构比选。4.3.1 重力式码头重力式码头的结构型式主要取决于墙身结构。按墙身结构分类，重力式码头可分为方块码头、沉箱码头、扶壁码头、大直径圆筒码头。4.3.1.1 方块码头方块码头可分为实体方块码头、空心方块码头、异形方块码头。这种型式多用于早期起重量不大的中小型码头，其整体稳定性、荷载承载能力、抗震能力都不好。本设计为重件码头，起重量大，不宜选用方块码头。4.3.1.2 扶壁码头扶壁码头抗浪稳定差，结构整体稳定性差，土压力的大小对结构的外型尺寸的影响较大，结构造价也相当高，不适合本设计选型要求。4.3.1.3 沉箱码头和大直径圆筒码头沉箱码头和大圆筒码头是进年来国

47、内外运用较多的一种码头结构形式，具有整体性好，抗震能力强，地基应力小，水上安装工作量少，施工速度快，结构形式简单，受力条件好等许多共同的优点，但要求地基承载能力高和有大型起重和运输设备。两个结构都比较适合本次设计选型的要求，但是由于沉箱码头受力情况不如大直径圆筒码头好，钢筋用量也较大，所以重力式码头中我们采用大直径圆筒结构码头。4.3.2 高桩码头 高桩结构适应能力差，耐久性差，构件易损，施工麻烦，造价高，且本码头地基条件比较好，地基坚硬，不易于打桩跟预制桩的沉桩。 综合上述结构的优缺点以及其他条件，本次设计采用大直径圆筒结构方案。大直径圆筒采用基床式，圆筒单排布置。4.4 结构尺寸初步拟定大

48、直径圆筒的基本尺寸包括外径D，圆筒高度HC及圆筒厚度t。4.4.1 圆筒直径D圆筒直径应根据码头稳定性及使用要求确定，一般为5-14m。本设计初步拟定圆筒直径D=10m。4.4.2 圆筒高度HC圆筒高度主要取决于筒顶和筒底标高。由构造要求，码头面高程为+4.56m。胸墙厚度2.0m，筒顶标高为+4.56-2.0=+2.56m。码头前沿水深-9.45m，筒底高程与码头前沿水深齐平为-9.45m 。所以，圆筒高度为H C =2.56+9.45=12.01m。4.4.3 圆筒厚度t大圆筒筒壁厚度通常由构件强度、保护层厚度、施工工艺及构造要求确定。对于钢筋混凝土薄壁圆筒，其厚度一般可采用300mm40

49、0mm。保护层不应小于7.0cm，此处，筒壁厚度取为0.40m。从设计低水位到圆筒顶端的一段圆筒，考虑到要直接承受船舶作用或是直接承受船舶作用力或是在筒壁顶面设置轨道梁的支承座，其筒壁需要设当加厚，形成加强梁，其厚度不宜小于0.45m，高度不宜小于0.5m。为便于安装码头的缓冲设备（如橡胶护舷），应将此段圆筒的表面做成平面，并适当加厚。4.4.4 内趾和外趾为增加筒体的稳定性，在筒底设外趾0.6m和内趾0.6m。4.4.5 胸墙胸墙位于水位变化区，受干湿交替，波浪和水流的作用，以及船舶的碰撞，所以，胸墙设计时除要保证其水平滑动和抗倾稳定外，还要考虑有足够的刚度，良好的整体性和耐久性。墙的结构形

50、式：为了满足胸墙的稳定性，足够的刚度，良好的整体性和耐久性，码头的胸墙采用素混凝土结构。胸墙的宽度：胸墙的宽度一般由滑动和倾覆稳定确定。为了承受船舶的撞击力胸墙顶宽不宜小于0.8m，本次设计初设为3.0m。4.4.6 变形缝的设置胸墙和墙身沿码头长度方向隔一定距离应设置沉降缝和温度缝，以减小由于不均匀沉降和温度变化在结构内部产生的附加应力。变形缝的间距应根据地基条件、基床厚度、温度高低和墙身结构形式来确定，一般采用1030mm。大圆筒码头胸墙的变形缝一般设在两个圆筒并排的接头处，即变形缝的间距等于一个圆筒在长度方向上的有效长度。4.4.7 胸墙垫板的设置圆筒的上部结构，除胸墙外，一般在圆筒顶设

51、置预制的钢筋混泥土垫板，每个圆筒设一块，垫板还用作胸腔混泥土现场浇注的底模，所以垫板的宽度不应该小于胸墙底宽。垫板作用：防止上部填料从相邻圆筒间被漏失，将上部填料重直接传与筒体。垫板顶的高程不得低于混泥土施工水位，胸墙下的垫板与圆筒之间宜用锚筋连接。4.4.8 填料筒内填料：主要是碎石 =17.0 kN/m33；后方填料：选择码头建筑物墙后回填料的原则是：能就地取材；对墙体产生的土压力小；透水性好。根据以上要求和现场条件，圆筒墙后回填料选用当地产量大，价格低廉，内摩擦角为320的中沙。为减缓后方土体对码头的土压力作用，在圆筒后设置倒滤层，采用天然级配较好碎石，厚度为0.6m，抛填棱体及碎石倒滤层的坡度分别为1:1和1:1.25。4.4.9 基床 基床是重力式码头建筑物的重要组成部分，它将墙身传来的外力扩散到较大范围的地基上，以减小地基应力和建筑物的沉降；保护地基免