江苏科技大学_港口航道与海岸工程专业_毕业设计范例2.doc

1 目目 录录 摘 要 前前 言言1 1 第第 1 1 章章 设计资料设计资料 3 3 1.1 地理位置3 1.2 营运资料3 1.2.1 货运任务3 1.2.2 设计船型.3 1.3 自然资料3 1.3.1 气象3 1.3.2 水文4 1.3.3 河势6 1.3.4 工程地质条件.7 1.3.5 设计荷载.8 1.3.6 地震基本烈度.9 1.3.7 设计标准及规范9 1.4 材料供应及施工条件9 1.4.1 材料供应.9 1.4.2 施工条件.9 1.5 设计任务及要求10 1.5.1 设计任务.10 1.5.2 基本要求10 1.6 工作日程安排建议10 第第 2 2 章章 码头规模确定及总平面布置码头规模确定及总平面布置1111 2.1 码头的营运资料11 2.1.1.运量.11 2.1.2 设计船型基本尺度.11 2.2 装卸工艺设计11 2.2.1 装卸工艺设计原则.11 2.2.2 主要设计参数.11 2 2.2.3 工艺方案.12 2.2.4 装卸机械设备的选型12 2.2.5 工艺流程.12 2.2.6 装卸机械设备.12 2.3.码头规模的确定.13 2.3.1 集装箱码头泊位年通过能力的计算13 2.3.2 码头泊位数的确定14 2.3.3 库场计算14 2.3.4 集装箱码头大门所需车道数15 2.3.5 拆装箱库、场计算15 2.4 码头总平面布置16 2.4.1.码头前沿线的确定.16 2.4.2. 码头前沿高程的确定.16 2.4.3. 码头设计水深的确定.16 2.4.4.码头设计低水位的确定.16 2.4.5. 设计河底高程的确定.17 2.4.6. 泊位长度和码头长度的拟定.17 2.4.7 码头前沿停泊水域17 第第 3 3 章章 结构方案设计及工程概算结构方案设计及工程概算 1818 3.1.方案设计.18 3.2 工程概算19 3.2.1 主要编制依据.19 3.2.2 编制范围.19 3.2.3 总图及水工结构工程概算单价.19 3.2.4 投资概算.20 第第 4 4 章章 推荐方案推荐方案 2626 4.1.码头结构案特点.26 4.2 方案推荐26 第第 5 5 章章 结构内力计算结构内力计算 2727 5.1 计算模型27 5.2 作用28 5.2.1 永久作用.28 3 5.2.2 可变作用31 5.3 荷载计算工况36 5.3.1 恒载36 5.3.2 可变荷载37 5.4 计算结果45 5.5 作用效应组合47 5.5.1 承载能力极限状态下的持久状况作用效应的持久组合47 5.5.2 正常使用极限状态的作用效应组合.47 第第 6 6 章章 配筋计算配筋计算 5555 6.1 横梁的配筋计算.55 6.1.1 材料参数.55 6.1.2 截面尺寸校核.55 6.1.3 ef 段跨中受弯截面配筋计算.56 6.1.4 bc 段处 b 左端支座上部受弯承载力配筋计算.57 6.1.5 fg 段左端支座处受剪承载力计算.58 6.1.6 横梁按正常使用极限状态验算59 6.2 前排桩基的配筋计算60 6.2.1 纵向钢筋计算，按偏心受压构件考虑.60 6.2.2 求桩的承载力.61 6.2.3 裂缝宽度验算.62 6.2.4 挠度算验62 6.2.5 抗剪验算63 6.2.6 嵌岩桩轴向抗压承载力核算63 6.2.7 抗拔验算64 结结 论论 6565 谢谢 辞辞 6666 主要参考文献主要参考文献 6767 附录附录 6969 1.横梁与前排桩基内力结果.69 2.图纸.80 1 前 言 重庆是以山城著称，但对于交通建设来讲，却是困难重重。因为重庆通往四川以 及周边省区的道路大都是要穿山越岭，这不但提高了施工难度，而且增加了工程造价。 然而重庆的水运情况却是良好的，它环抱两江，水资源十分丰富。综观重庆的码头结 构形式，都是以斜坡式码头为主。众所周知，斜披码头的装卸效率较低。对于重庆直 辖后的经济飞速发展的需要，原先的码头已经不能适应当前的发展了；再加上三峡库 区蓄水后水位的大幅度升高，以后万吨级油轮就可以直接从上海开到重庆，这必然给 重庆带来前所未有的发展机遇，因此修建可以适应这个变化的新的、容量大的而且装 卸效率很高的集装箱码头就成为了燃眉之急。经过多方面的论证，将港址选择了寸滩， 这里的水深条件适宜，河流的冲淤情况也可满足建港的要求，而且交通便利。因此在 此设计一座集装箱港口码头，对于重庆的快速发展将会起着举足轻重的作用。 寸滩港的设计水位高低水位差为 33.3m，要在这么大的水位高差下修建高桩直立 式码头，这在先前的国内以及国际上都是没有任何先例的。这是一个挑战，一个尝试， 一个创举。建成后将会对传统的高桩码头设计规范进行修改，可以说是具有很大 的划时代意义的。第二就是整个寸滩集装箱码头降水是长江上游规模最大、最蔚为壮 观的，从码头前沿线到码头后方平台，延续数百米，高差达五十一米，对于港口工程 来说，坡度是很大的。因此集装箱要分级分层堆放，中间要修建缓坡道路进行连接， 从正面看就好像蜿蜒的一条巨龙盘踞在长江边，雄伟至极。第三就是所用的直桩都是 大直径钻孔灌注桩，每根桩的造价都是很高的，达几十万，这就给桩基施工带来了很 大的挑战。第四就是寸滩的地形非常复杂，这给结构的的计算带来了很大的难题。现 行高桩码头设计规范中，在水平荷载作用下，把空间机构简化为平面结构计算，在竖 向荷载作用下，则简化为平面结构或弹性支座连续梁计算，这种简化偏于保守。鉴于 这些问题的存在,南京水利科学院研究院的洪小林、柏文正等人（1995 年）研究编制 了 nosaps 程序对高桩码头结构进行整体空间受力计算。随着对结构计算软件的不断 开发，一些大型结构计算已不断高效化。但一些程序如用到高桩码头上，它的后处理 及操纵的复杂性为设计人员无法接受。为此，交通部三航院技术开发处、电算室与河 海大学力学系通过几年的共同努力，针对高桩码头编制了有限元空间静力分析得专用 程序 sapt，使技术人员在数据库准备、计算速度及结果整理方面受益较大。再根据谢 殿武、王多垠两位专家对内河架空直立式码头接岸结构的选择探讨和内河架空直立式 集装箱码头结构关键技术研究r（重庆交通大学刊物，2006） ，可以看出在内河大水 2 位差的情况下设计架空直立式框架码头是具有一定的理论依据。现修建好的国内第一 座大水位差直立式集装箱多用途码头是四川泸洲国际集装箱码头，该码头采用高桩绗 架结构。还有武汉港集装箱码头也是采用高桩绗架结构。这些都为在内河大水位差的 情况下设计架空直立式框架码头提供一定的经验基础。本设计采用全直桩框架码头结 构，这不但解决了船舶的系缆问题，而且大大提高了码头的装卸效率。在受力上，本 结构体现的优点在于桩间距的合理布置以及靠船桩。由于桩间距的合理布置就可使得 上部结构的两个轨道梁都恰好放在两排桩上，这对整个码头结构的受力性能大大提高 了；由于在靠船构件下设置靠船桩，这就大大减小了前排桩基的内力(根据寸滩研究 报告)，从而可以防范前排桩基和前排立柱的偏压破坏。根据第三章工程估算表也可 看出，本设计方案较经济合理。在结构计算上，本设计先采用手算算出加载到结构上 的荷载，然后借助商业大型通用软件 abaqus 进行结构内力计算。 当然，由于初次做这样全面的设计，又没有任何的实际工作经验，只能凭借一点 点的理论知识和自己对施工比较模糊、肤浅的理解来完成这份设计，其中的疏漏错误 之处敬请各位老师和同学们指正和改进。 3 第 1 章 设计资料 1.11.1 地理位置地理位置 拟建寸滩港区位于长江北岸羊坝滩社、长江航道局重庆修造厂范围，地理座标在 x=7460075050m，y=6570066650m。在建的江北区五桂一级公路通过港区后方，拟 建的金山大道与港区相邻，港区后方 1.8km 为渝长高速公路，交通条件极为方便。 1.21.2 营运资料营运资料 1.2.11.2.1 货运任务货运任务 该码头工程为集装箱专用码头，设计年吞吐量为 70 万 teu/年，按照“一次规划， 分期建设”的原则进行建设，一期工程设计为 20 万 teu/年。 1.2.21.2.2 设计船型设计船型 根据调查目前长江上集装箱运输船舶，并结合长远发展，设计船型采用 190teu 集装箱船，其设计基本尺度如下表 1。 表 1 设计船型基本尺度 设 计 主 要 尺 度（m） 船 型 型长型宽型深满载吃水 备 注 190teu 集装箱船 9014.24.53.2 兼顾 220teu 集装箱船 1.31.3 自然资料自然资料 1.3.11.3.1 气象气象 风况 根据重庆市陈家坪气象站 1965 年1985 年二十年间的气象资料统计分析，以 n、nne 及 ne 风向较多，其频率分别为 13。5%、10%和 12%，静风频率为 33%。又 据重庆市沙坪坝气象站 1941 年1961 年统计分析资料： 最大风速： 26.6m/s（1949 年 7 月 24 日） 定时（2 分钟）最大风速： 20.0m/s（1949 年 5 月 26 日） 4 瞬间极大风速： 27.0m/s（1961 年 8 月 4 日） 降水 年平均降雨量： 1082mm 月最大降雨量： 207.5mm 年平均降雨日数： 153 天 年最大降雨量： 1353.9mm（1970 年） 年最小降雨量： 911.7mm（1971 年） 年最多降雨日数： 174 日（1974 年） 年最少降雨日数： 139 日（19784 年） 平均降雪日： 1 天 雾况 根据沙坪坝气象站资料（1941 年1961 年） 历年平均雾日数： 129.8 日 年最多雾日数： 205 日（1950 年） 年最多雾日数： 56 日（1952 年） 气温 历年平均气温： 18.3 最高气温： 41.3 最低气温： 2.3 根据上述自然状况进行分析，港口不可作业天数见下表 2。 表 2 港口不可作业天数分析计算表 序号影响作业天数不可作业天数备注 1大风1012 天 2降水（雨、雪、雷暴）20 天 3雾78 合计35 天 考虑风雨雾出现 过程的重叠 由表 2 可知，拟建工程作业天数可定为 330 天。 1.3.21.3.2 水文（黄海高程系，下同）水文（黄海高程系，下同） 寸滩河段处于低山丘陵区，河道比较宽阔，水量充沛。水情变化主要受金沙江、 5 岷江及嘉陵江来水变化影响。据多年统计资料，在 13 月处于枯水平稳时期，从 4 月下旬起出现小峰并逐渐进入中高水时期，79 月多为洪水时期，11 月以后，呈缓 慢降落状态。年内低水位常出现在 2 月中旬至 3 月下旬。天然状况下每年各月份的平 均水位如下表 3 所示。 表 3 天然状况下每年各月份的平均水位表（黄海高程，m） 1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月11 月12 月 157.5157.4157.6158.8161.0164.5168.9168.5168.2165.1161.2158.9 拟建港区下游 1.5km 处设有寸滩水文站，上游 6km 处有重庆水文站。两站均有较 长系列的水沙实测资料。港区设计水位的推算主要依据以寸滩水文站实测资料为主， 并参考上游重庆水文站的水文资料。港区水位特征值及设计水位值如下（黄海基准面） 。 历年最高洪水位： 189.96m 历年最低枯水位： 156.62m 常年水位差： 25.0m 最大水位差： 33.5m 设计高水位： 190.92m（重现期二十年） 设计低水位： 157.60m 2006 年以前： 157.06m（98%保证率） 2006 年2009 年： 157.62m（最低通航水位） 2009 年后： 158.02m（最低通航水位） 施工水位： 159.62m 从目前拟定的三峡水库运行方式来看，寸滩重庆河段的水位变化取决于入库流量 的大小。国内科研单位以 175-145-155m 方案所做的物理模型实验表明，长寿以下河 段处于常年回水区，寸滩至江津重庆河段处于回水变动区。该方案运行初期，汛期寸 滩河段基本不受水库雍水影响；水库运行 30 年后，在寸滩 q=30000m3/s 流量时，水 位雍高值为 23 米，随着水库运行的时间推移，汛期水位雍高值还将会有所增加， 水库建成后，寸滩港区每年各月份的平均水位如下表 4 所示。 表 4 三峡水库建成后每年各月份的平均水位表（黄海高程，m） 1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月11 月12 月 171.4168.4168.5170.0162.0165.0169.5169.0168.8168.5173.4173.4 结合本河段水文条件在三峡水库建设营运的情况以及以后工程建设计划，寸滩一 期工程的设计低水位采用 157.62m，设计高水位则按水库运行 30 年后本河段的水位情 6 况来考虑。这样，本工程建成后，可适应三峡水库蓄水初期和正常蓄水后的各种变化 情况。 1.3.31.3.3 河势河势 拟建港区位于寸滩镇上游约 1.5km 处，距上游长江与嘉陵江汇合口约 6km。港区 所处河段微弯平顺，河道左岸为凹岸，港区处于凹岸中部，附近一带区域岸坡较陡， 深水傍岸；河道右岸为砂卵石滩，从上至下有草鞋碛、蛮子碛和母猪碛依次排列，中 洪水碛体淹没。 天然情况下，本河段主流偏向港区一侧，常年深水傍岸，寸滩石嘴有斜流。由于 枯水期草鞋碛、蛮子碛出露水面，迫使水流偏向左岸港区一侧；中洪水时，碛体淹没， 主流移向江心。港区下游约 3km 的黄角滩是重庆河段的浅滩之一，浅区自三家滩至斗 套石，长约 1km。相比之下，港区附近一段水域条件较好，能适合码头、船舶正常作 业。 据不同年代测图比较，寸滩河段河床基本稳定，岸坡亦无较大变化。汛期在河床 上发生的淤积，在汛后基本上被冲刷下移。本河段无累积性淤积现象。碍航情况也很 少发生。枯水期该河段最小水深一般为 3m 左右，深槽平均 1020m，洪水期都在 30m 以上，有的窄深河段可达 5060m。本河段下游不远处是川江有名的铜锣峡，峡长约 3km，宽超过 300m。两岸山岩陡峭，河谷窄深，断面呈“v”型，其过水断面积随水位 上升而增加的速率与开阔河段相比要小得多。中洪水时，铜锣峡因峡谷过水断面积较 上游寸滩河段小，致使峡谷河槽来水作用加强，形成卡口，对上游产生雍水作用，故 寸滩河段在汛期大流量时，流速相对较缓，这对船舶靠离码头比较有利。 三峡工程建库后，重庆寸滩港区基本处于变动回水区的中上段，按照水库年内运 的行方式，本河段既有天然河道又有水库的两种属性，即汛期坝前防洪限制水位较低， 本河段虽受一定的雍水影响，但仍处于畅泄状态，基本上保持天然河道的特性；汛后 蓄水期受水库蓄水的影响，又呈现水库的特点，致使成库后的水位历时过程与天然的 情况发生明显的变化，来水来沙条件也不同于天然情况。 水库蓄水后，抬高了侵蚀基面，改变了原河道的水流特性，过水断面增大，比降 减少，流速降低，水流挟沙能力削弱，泥沙在库区落淤。库区河道将在新的侵蚀基面 的基础上，塑造新河道。新河道的塑造过程，也是水库淤积末端的发展过程。影响淤 积末端的因素很多，来水量、来沙量、来沙组成及沿时程的变化，变动回水河谷形态、 河床组成、水库运行方式、坝前水位等，都将影响淤积末端的位置。 一些研究成果表明：就 175-145-155 方案，各单位研究得出的 80 年末重庆河段 7 淤积总量虽有较大差别，但航道与港区演变和改善情况的总规律是基本一致的。泥沙 淤积部位总的分布是：两岸边滩、回流区、弯道凸岸、江心洲的支叉和峡谷河段上下 婶沱区。从淤积的横段面形态看，起特点是两岸边滩淤高扩宽，深槽虽有淤积，但无 论从淤积数量还是淤积速度均小得多，成为高滩深槽的河床形态。同一水位下，淤积 后的河宽小于天然状态下的河面宽度，呈现高滩深槽的端面形态，总的趋势是河道继 续向窄深、顺直、微弯方向发展。在正常蓄水位 175m 时，寸滩港区淤积后采用人工 疏浚方式加以解决，不会出现大的碍航影响。 1.3.41.3.4 工程地质条件工程地质条件 地形、地貌 工程场地地貌为构造剥蚀浅丘地貌单元及长江河漫滩、一级阶地河流地貌单元。 场地整体地形呈北西高南东低斜坡状，集装箱堆场区中部发育一条冲沟，冲沟切割深 度为 1020m，冲沟的汇水面积约 1.0km2，常年流水。为上游电镀厂和红星造纸厂排 放的生活废水。 拟建集装箱堆场及泊位区内东西两侧地势较高，中间为冲沟，地形起伏较大，坡 面坡度为 1020，地面高程为 153.60(水下)222.56m，相对高差为 68.96m；场 地西部的河漫滩及一级阶地范围，地形相对平缓，地面坡度为 510，后缘山体 斜坡地形坡度较陡，为 3045，地面高程为 157.60208.12m，相对高差为 50.52m。 地质构造 根据本码头工程岩土工程勘察报告，拟建工程区域地质构造位于龙王洞背斜南东 翼倾末端，其间又发育一次级向斜，向斜轴部沿冲沟展布。 地层 经钻探揭露，勘区范围内地基土分布较为稳定。按其工程地质特性，分为五个工 程地质层六个亚层，由上至下分述如下： 素填土层(q4m1) 杂色，主要由粘性土及砂泥岩碎块石组成，属人工抛填形成，局部含少量砖瓦块 等建筑垃圾和生活垃圾，层厚为 0.30m3.10m，分布于勘察区居民点附近。 粉质粘土(q4el+dl) 褐红色，成份较均匀，底部含少量风化岩块，顶部含有植物根系。可塑硬塑状， 无摇震反应，干强度中等，柔性中等，稍光泽。该层分布于场地内耕地、农田范围。 层厚为 o.oom3.60m。 8 细砂土(q4a1)；褐黄色，颗粒级配良好，局部含少旱砂岩碎屑。该层呈松散， 稍湿湿状。分布于场地内河漫滩及一级阶地局部范围。层厚为 o.oom6.10m。 碎石土(q4co1) 杂色，由砂、泥岩块石组成，细砂土充填，硬质物粒径为 20500mm。该层呈松 散状，饱和状。分布于长江常年水位以下范围，钻探揭露厚度为 o.oom5.50m。 中侏罗统沙溪庙组(j2s) 、泥岩 紫红色或褐红色，由粘土矿物组成，局部砂质含量较高，泥质结构，巨厚层状 构造。强风化层岩石破碎，裂隙发育，层厚为 0.63.80m；中等风化层岩石较完整。 该层分布于场地内绝大部份范围，为场地的主要岩层。 、砂岩 褐黄色灰白色，矿物成份以长石、石英为主，白云母碎片次之，含少量暗色矿 物，偶夹泥质条带或团斑。中细粒结构，钙泥质混合胶结，巨厚层状构造。强风化 带岩芯呈砂状二碎块状，层厚为 0.804.90m；中等风化带岩体完整。该层在场地内 与泥岩呈互层状产状，分布范围相对较窄。 1.3.51.3.5 设计荷载设计荷载 系缆力 按兼顾 220teu 集装箱船考虑。 撞击力 按兼顾 3000dwt 集装箱船满载排水量及靠船法向速度 vn=0.25m/s 进行橡胶护舷 的选型和布置，确定船舶撞击力。 水流力 按码头前最大流速 3.5m/s 考虑。 装卸工荷载 集装箱装卸桥 集装箱岸边起重机：32 个轮子，最大轮压标准值 250kn，轨距 16m，基距 17.8m。 流动机械荷载 40 英尺集装箱半挂车（牵引车+底盘车） 。底盘车横向中心轴距 8.85m，轮距 1.85m，最大轴压标准值 220kn。 局布荷载 9 码头均布标准值 30kn/m2。 人行荷载 人行荷载标准值按 3kn/m2。 1.3.61.3.6 地震基本烈度地震基本烈度 本工程按抗设防烈度度进行抗震设防。 1.3.71.3.7 设计标准及规范设计标准及规范 本工程港工建筑物等级级。 设计依据规范 港口工程荷载规范 （jtj215-98） 高桩码头设计与施工规范 （jtj291-98） 港口工程混凝土结构设计规范 （jtj267-98） 港口工程地基规范 （jtj250-98） 河港工程设计规范 （gb50192-93） 水运工程抗震设计规范 （jtj225-98） 港口工程嵌岩桩设计与施工规范 （jtj285-2000） 港口工程桩基规范 （jtj254-98） 1.41.4 材料供应及施工条件材料供应及施工条件 1.4.11.4.1 材料供应材料供应 当地有丰富的建筑材料。主要材料价格如下： 水泥：32.5# 280 元/吨；42.5# 340 元/吨；52.5# 380 元/吨； 钢材：螺纹钢筋：4100 元/吨；圆钢：3850 元/吨； 型钢：5250 元/吨； 砂： 35 元/m3 ； 碎石：45 元/m3 ； 板材：1400 元/m3 ； 圆木：1050 元/m3 ； 10 1.4.21.4.2 施工条件施工条件 拟建码头处施工场地四通（水、电、路及通讯）一平（场地平整） ，条件良好， 施工时有专业的施工队伍，技术力量雄厚，施工机具设备齐全，性能先进，尤其对装 备式整体码头结构的施工经验丰富。 1.51.5 设计任务及要求设计任务及要求 1.5.11.5.1 设计任务设计任务 码头规模确定及平面方案布置； 码头结构方案拟定及方案比选； 推荐方案结构（横向排架等内力计算）内力计算； 主要受力构件配筋计算； 绘制推荐方案结构图及主要构件配筋图； 编制设计说明书。 1.5.21.5.2 基本要求基本要求 结构（横向排架）内力计算利用手算与电算相结合； 提交设计图纸（含方案图、结构图、构件配筋图等）不少于 7 张； 提交设计说明书； 图纸绘制应符合港口工程制图规范 ； 设计说明书应按学校统一格式进行编制，内容应清楚、简洁、完善，编排应规 范、合理，文本采用计算机进行编排。 1.61.6 工作日程安排建议工作日程安排建议 本次毕业设计时间共计 12 周（即第 5 周第 16 周） ，根据上述内容，本次毕业 设计工作日程安排建议如下表 5。 表 5 工作日程安排建议表 项 次 工 作 内 容 估 计 时 间 预计绘图 数 量 完成期限备注 1码头规模确定及总平面布置1.5 周23 张4 月 14 日 2结构方案拟定及比选2 周23 张4 月 28 日 11 3推荐方案结构及构件内力计算2.5 周5 月 15 日 4主要受力构件配筋算2.5 周6 月 3 日 5绘制主要受力构件配筋图2 周23 张6 月 16 日 6编制设计说明书1 周7080 页6 月 23 日 7进行答辩准备工作0.5 周6 月 27 日 第 2 章 码头规模确定及总平面布置 2.12.1 码头的营运资料码头的营运资料 2.1.1.2.1.1.运量运量 根据所给资料，该码头工程为集装箱专用码头，设计年吞吐量为 70 万 teu/年， 按照“一次规划，分期建设”的原则进行建设，本设计年吞吐量为 20 万 teu/年。 2.1.22.1.2 设计船型基本尺度设计船型基本尺度 根据所给资料，设计船型采用 190teu 集装箱船，其设计基本尺度如下表 1。 表 1 设计船型基本尺度 设 计 主 要 尺 度（m） 船 型 型长型宽型深满载吃水 备 注 190teu 集装箱船 9014.24.53.2 兼顾 220teu 集装箱船 2.22.2 装卸工艺设计装卸工艺设计 2.2.12.2.1 装卸工艺设计原则装卸工艺设计原则 1满足集装箱运输及装卸要求，选择流程合理、简洁、经济、适用； 2与码头的平面布置和结构形式协调； 3工艺简单，维护维修方便，设备配置适当、灵活，运行费用低。 2.2.22.2.2 主要设计参数主要设计参数 货种及运量流向：详见第 1 章； 12 设计代表船型：见 2.1.2； 码头营运天数：330 天； 堆场营运天数：355 天； 作业班制： 2 班； 集装箱比例：重箱 70%，空箱 30%； 拆箱比例：30%。 2.2.32.2.3 工艺方案工艺方案 完善工程集装箱泊位装卸工艺方案主要包括两个部分：一为集装箱从船、岸间垂 直提升运输；二为集装箱在库、场间的水平运输。 垂直提升运输利用岸边吊进行集装箱的垂直提升。 码头前沿采用拖挂车，后方堆场采用龙门吊，空箱堆场采用空箱堆高机。 2.2.42.2.4 装卸机械设备的选型装卸机械设备的选型 集装箱码头采用直立式码头型式，设 2 个泊位。岸边吊配置一台起重量 30.5t，轨 距为 16m，另一台起重量 40t，轨距为 16m 进行装卸作业。堆场作业均采用 4 台起重 量 30.5t（吊具下） 、轨距 30m 的轨道集装箱龙门起重机。拆装箱采用叉车作业，陆上 场地之间的水平运输采用集装箱拖挂车。空箱作业采用空箱堆高机 1 台。 2.2.52.2.5 工艺流程工艺流程 采用岸边吊进行装卸作业，具体工艺流程如下： 船岸边吊牵引拖挂车堆场 堆场拆装箱场 岸边吊牵引拖挂车叉车拆装箱场 2.2.62.2.6 装卸机械设备装卸机械设备 集装箱码头装卸机械设备详见表 2。 表 2 装卸机械设备表 序号名称及规格单位数量备注 1岸边吊台1q=30.5t 2岸边吊台1q=40t 3集装箱自动伸缩吊具台5q=30.5t 4集装箱自动伸缩吊具台5q=40t 13 5集装箱拖挂车台1240/ 6空箱堆高机台125kb 7叉车台82.5t 8龙门吊台4q=30.5t 2.3.2.3.码头规模的确定码头规模的确定（根据河港工程设计规范 ，以下简称河规 ） 2.3.12.3.1 集装箱码头泊位年通过能力的计算（根据集装箱码头泊位年通过能力的计算（根据河规河规 ） ， g f g py t t t pt q qat p 3211 1kkknpp 其中： 泊位年运营天数（天） ； y t 泊位有效利用率（%） ； p a 设计船时效率（teu/h） ；p 昼夜装卸作业时间（小时） ； g t 昼夜小时数（小时） ； d t 集装箱船单船装箱量（teu） ；q 船舶辅助作业及船舶靠离泊时间之和（小时） ； f t 工艺设计采用的岸边集装箱起重机台数（台） ；n 岸边集装箱起重机台时效率（自然箱/h） ； 1 p 集装箱标准箱折算系数； 1 k 岸边集装箱起重机同时作业率（%） ； 2 k 装卸船作业倒箱率。 3 k 根据所给资料、河港工程设计规范以及港口布置与规划，上述公式中的各参数取 值如下： =330 天，=60%，=23h，=24h，=190teu，=2.5h，=1 y t p a g t d tq f tn =22 自然箱/h，=1.6，=90%，=2% 1 p 1 k 2 k 3 k 则： hteu kkknpp /31 02 . 0 19 . 06 . 1222 1 3211 teu t t pt q at p g f g py t 101676 24 5 . 2 2331 190 190%60330 14 2.3.22.3.2 码头泊位数的确定码头泊位数的确定 该码头工程是集装箱专用码头,设计年吞吐量为 70 万 teu/年,按照“一次规划,分 期建设”的原则进行建设,一期工程设计的年运量为 20 万。 泊位通过能力的计算（根据河规3.7.1） t p q n 其中： 集装箱泊位数；n 一期工程设计年吞吐量（teu） ；q 一个泊位通过能力（teu） 。 t p 由所给资料以及上述所得结果可得，=20 万 teu， t p=10.1676 万 teu，q 则： 97 . 1 1676.10 20 t p q n 因此，取泊位数为 2 个。 2.3.32.3.3 库场计算库场计算 库场的容量计算：（河规3.7.7） dc yk rbkn t t kkq e 其中： 仓库、堆场容量（teu） ； n q 仓库、堆场不平衡系数； bk k 货物最大入库、入场的百分比（%） ； r k 仓库、堆场年营运天数（天） ； yk t 货物在仓库、堆场的平均堆存期（天） 。 dc t 根据河港工程设计规范 ，上述各参数取值如下： 1.20，100%，355 天，7 天， bk k r k yk t dc d 则： teu t t kkq e dc yk rbkn 4732 7 355 %10020 . 1 200000 地面箱位数计算： s s an e n 1 15 其中： 堆箱层数，取 5 层 1 n 库场容量利用率（%） ，取为 65% s a 计算： teu an e n s s 1456 65 . 0 5 4732 1 考虑库场利用率（0.9） ，则地面箱应布置： teuns1618 9 . 0 1456 2.3.42.3.4 集装箱码头大门所需车道数集装箱码头大门所需车道数 cddyk bvbh qptt kkq n . ).1.( 水运、铁路中转及港内拆装箱之和占码头年货运量的百分（%） b k 取 0 进行计算； 集装箱车辆到港不均衡系数，取为 2.5； bv k 年营运天数，取为 355 天； yk y 大门日工作时间，取 12h； d t 单车道小时通过的车辆数（辆/h） ，取为 20 辆/h； d p 车辆平均载重量（teu/辆） ，取为 1.5teu/辆。 c q 则： 9 . 3 5 . 12012355 5 . 2)01 (20000)1 ( cddyk bvbh qptt kkq n 所以集装箱大门所需的车道数为 4 车道。 2.3.52.3.5 拆装箱库、场计算拆装箱库、场计算 按照规范及实际经验，重箱数考虑为仓库、堆场容量的 70%，而其中需要拆、装 的集装箱按重箱的 30%考虑；并且，拆、装箱分为在库中和在露天中两种情况，考虑 到河港的实际情况，取拆、装箱的 30%在库中进行，70%在场中进行，由此，可以确 定修建的库和场的面积。 堆箱场的面积计算：4732 70% 30% 70%=696teu 696 6.058 2.438=10279.5m2 拆、装箱库的面积计算：4732 70% 30% 30%=298teu 16 298 6.058 2.438=4401.3m2 2.42.4 码头总平面布置码头总平面布置 2.4.1.2.4.1.码头前沿线的确定码头前沿线的确定: : 根据已给的设计资料中的重庆寸滩港区一期工程(水域部分)的地形剖面图大 致可以确定码头的前沿线的位置,前沿线的具体布置见平面布置图. 2.4.2.2.4.2. 码头前沿高程的确定码头前沿高程的确定: : （根据（根据河规河规4.4.34.4.3） hhh t 式中：设计高水位，根据统计的资料，重现期为 20 年的设计高水位是 t h 190.92m； 超高，取为 0.50m。h 则：码头前沿高程=190.92+0.50=191.42m 2.4.3.2.4.3. 码头设计水深的确定码头设计水深的确定 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：（根据河规4.4.4） zztdm 式中：码头前沿设计水深（m） ； m d 设计船型满载吃水（m） ，取 3.2m；t 龙骨下最小富余深度（m） ，取 0.5m；z 其他富余深度（m） ，取 0.3m。z 则： mdm43 . 05 . 02 . 3 2.4.4.2.4.4.码头设计低水位的确定：码头设计低水位的确定： 根据水文观测站做观测到的每年各个月份的平均水位表，结合本河段水文条件在 三峡水库建设运营的情况记忆以后工程、建设计划，寸滩一期工程的设计低水位采用 157.60m。 17 2.4.5.2.4.5. 设计河底高程的确定：设计河底高程的确定： 根据资料得出寸滩集装箱码头设计低水位为：157.60m。考虑船舶在设计低水位 能作业，则：码头前沿设计河底高程=设计低水位-码头前沿设计水深 =157.60-4 =153.60m 2.4.6.2.4.6. 泊位长度和码头长度的拟定：泊位长度和码头长度的拟定： dldld 图 2-1 根据前面所计算得到的泊位数为两个，则泊位长度和码头长度按照图 2-1 进行计 算： 设计船型尺度：90m 14.2m 4.5m； 满载吃水：3.2m； 泊位长度不考虑移驳，按河港工程设计规范4.3.1 表 4.3.1 确定泊位长度与 泊位占用的码头长度计算： 单个泊位长度（端部）： ；dllb5 . 1 码头长度：；dllc32 设计船型的型长，本工程取 90m； l 富裕宽度，通常取（0.10.15）l，取 13m。 d 泊位长度为 mlb5 .1095 . 61390 码头长度 mlc219133902 2.4.72.4.7 码头前沿停泊水域：码头前沿停泊水域： 考虑码头前方水域不占用主航道，考虑为设计船宽并加上一个富余宽度； 一般取为： mb 5 . 35 2 . 145 . 25 . 2 其中:为船型宽b 18 第 3 章 结构方案设计及工程概算 对重庆港寸滩集装箱码头工程，提出两种结构方案，下面分别对这两种结构方案 作简要介绍，并作必要的论证（通过工程概算） 。 3.1.3.1.方案方案设计设计 方案一：引桥式全直桩框架码头（靠船构件下设置桩基）方案一：引桥式全直桩框架码头（靠船构件下设置桩基） 该方案码头平台采用桩基梁板结构。码头面顶高程为 191.42m。码头平台长 219m，宽 36m，平台排架间距为 7.5 米，共 30 跨，31 榀排架。码头排架前排桩基采 用 1600 钢筋砼嵌岩钻孔灌注桩，码头排架后四排桩基采用 1600 的钢筋砼嵌岩灌注 桩，每榀排架设 5 根桩，前 4 根桩间距为 8m，后两根桩间距为 6m，这样就可使得上 部结构的两个轨道梁都恰好放在两根桩上，这对整个码头结构的受力性能大大提高了。 在这个结构中还有一种构件大大提高了整个码头结构的受力性能，那就是靠船桩。因 为在码头营运过程中，船舶撞击力非常大，如果靠船构件下面不设置装基，那么前排 立柱和前排桩基就会很容易因偏心受压而破坏。桩基底部置于中风化岩层。桩基和横 梁连接采用 1400 钢筋砼立柱，平台立柱相隔一定高度设纵横撑连接。上部结构由横 梁、靠船构件、前边梁、轨道梁、联系梁、面板组成，靠船构件与立柱间设置前撑。 码头前方平台设有 450kn 系船柱；码头排架前沿竖向布置超拱型 sad（低反力型） （变形为 55%）型橡胶护弦，每跨前边梁和系靠船梁前沿横向设置一个超拱型 sad（低反力型） （变形为 55%）型防撞橡胶护弦。为方便船舶在不同水位靠泊，码 头前沿竖向设 6 层系靠船平台，各层系靠船平台设钢爬梯上下。 该方案引桥共三座，引桥长均为 85.5 米，宽 16 米，设喇叭口与岸和平台连接。 引桥为排架式桩基梁板结构，排架间距 6m,排架桩基采用 1600 钢筋砼嵌岩挖孔灌注 桩，每榀排架设 6 根桩，桩基和横梁连接采用 1400 钢筋砼立柱。引桥立柱均为直柱， 立柱相隔一定高度设联系撑联接。引桥上部结构由现浇钢筋砼横梁，现浇钢筋砼 t 型 梁组成。 该方案护岸结构采用直立式挡土墙结构，护岸总长 219m，护岸结构采用衡重式 浆砌条石挡土墙，墙高约 18m,墙后碾压回填块石，墙前设块石压脚，墙基础为中风化 基岩。 方案二：引桥式全直桩框架码头（靠船构件下未设置桩基）方案二：引桥式全直桩框架码头（靠船构件下未设置桩基） 该方案与方案一结构样式大体相同，发生改变的是：纵梁的间距发生了改变，靠 19 船构件下未设置靠船桩。此方案中纵梁间距有三种，分别是 3 米、4 米、6 米、8 米。 按这样设置，第二根轨道梁没有落在桩基上，而是落在横梁上，这样就增加了横梁的 剪力。该方案中未设置靠船桩，这必然给施工带来了方便，也同时在某种程度上也减 少了工程的造价。但这对整个码头的受力是不利的。 3.23.2 工程概算工程概算 3.2.13.2.1 主要编制依据主要编制依据 交通部，交基发1998112 号， 内河航运建设工程概预算编制规定 ； 交通部，交基发1998112 号， 内河航运水工建筑工程定额 ； 国家计委价格【2002】1980 号文国家计委关于印发招标代理服务收费管理 暂行办法的通知 。 国家计委价格【1999】1283 号文国家计委关于印发建设项目前期工作咨询收 费暂行规定的通知 。 广西建委发布的地方材料预算价格。 其它有关文件及规定。 近期市场咨询的主要设备价格。近期市场咨询的主要设备价格。 3.2.23.2.2 编制范围编制范围 总图工程； 装卸工艺设备购置及安装工程； 供电照明工程； 通信工程； 给排水及消防工程； 环境保护工程； 临时工程； 其他费用、预留费用。 3.2.33.2.3 总图及水工结构工程概算单价总图及水工结构工程概算单价 人工工资单价： 建筑工人工资：35.30 元/工日；船员工资 46.40 元/工日；司机 33.88 元/工日。 20 主要材料单价： 水泥：32.5# 280 元/吨；42.5# 340 元/吨；52.5# 380 元/吨； 钢材：螺纹钢筋：4100 元/吨；圆钢：3850 元/吨； 型钢：5250 元/吨； 砂： 35 元/m3 ； 碎石：45 元/m3 ； 板材：1400 元/m3 ； 圆木：1050 元/m3 。 3.2.43.2.4 投资概算投资概算 具体的单位工程概算表见 3-13-2 21 单 位 工 程 概 算 表 工程名称：重庆港寸滩集装箱码头一期工程(方案一) 表 3-1 基价（元）市场价（元） 序 号 定额编号分部分项工程名称单位 工程 数量单价合计单价合计 14001现浇砼横梁，c25方3240363.211176800797.482583835 24009陆上现浇钢筋砼轨道梁，c30方429369.27158416860.94369343 34009现浇砼纵梁，c25方782369.27288769797.48623629 44009现浇砼边梁，c25方168369.2762037797.48133977 54001现浇砼联系梁，c25方6984416.492908766797.485572115 64007现浇砼 t 形梁，c25方1800417.29751122797.481435464 73109靠船桩，c25方1260543.77685150946.251192275 83273 水上安装靠船构件，板重 10t/块内，水上运距 21km 件351289.52451331532.4253653 94017陆上现浇钢筋砼面板，c25方5519422.892333929721.883984056 104021陆上现浇钢筋砼立柱，c25方6647556.553699388985.756552280 112480陆上灌注桩成孔，工作平台平米75618.231378228.5621592 122478陆上灌注桩成孔，人工挖孔，土方方563239.8122385263.61358252 22 132478陆上灌注桩成孔，人工挖孔，强风化泥岩方271646.4812620076.32207258 142478陆上灌注桩成孔，人工挖孔， 中风化岩方784249.4938810179.88626419 152479陆上灌注桩成孔，砼护壁，c25方2265243.53551594387.05877688 162534桩头处理，陆上根8445.38381270.755943 176099栏杆制作安装，钢管式吨54861.66243086640.69323035 18l陆上灌注桩成孔，工作平台（参 011）平米210081.74171654143.47301287 19l回旋钻机水上钻孔，桩径 160cm 内，土米267235.5962903371.1799102 20l 回旋钻机水上钻岩，桩径 160cm 内，强风化 泥岩 米3851416.065451832432.12936366 20l 回旋钻机水上钻岩，桩径 160cm 内，中风化 泥岩 米2452049.775021943599.54881887 22l水上灌注桩砼，水下 c25（参 086）方7085182.331291808344.652441845 23l水上钢护筒埋设 （参 013）吨561702.503941031205.22676128 244001现浇地梁，c25方3341363.211213485797.482664381 25l钢筋吨21424100878220041008782200 基价直接费合计26404689 市场价合计39510185 23 施工取费合计：26404689（1+11.2）（1+6.8）（1+7）26404689 7179046 单位工程费用合计：（39510185+7179046）（1+3.41） 48245645 概扩大 5% 50657927 工程名称：重庆港寸滩集装箱码头一期工程(方案二) 表 3-2 基价（元）市场价（元） 序 号 定额编号分部门分项工程名称单位 工程 数量单价合计单价合计 14001现浇砼横梁，c25方3240363.211176800797.482583835 24009陆上现浇钢筋砼轨道梁，c30方429369.27158416860.94369343 34009现浇砼纵梁，c25方559369.27206422797.48445791 44009现浇砼边梁，c