东海村A电厂专用煤码头工程设计

姓名： 一、工程的背景概况 二、总体设计进度分配 三、已经完成的工作 一、工程的背景概况 东海村 于该地区经济发展快速发展，用电需求量急增，需建设 2 600煤发电机组的电厂，年耗煤量 360万吨。燃煤用大同煤，煤炭运输通过秦皇岛港下水，由海轮运输。作为电厂的配套工程，需新建 1个 3万吨级专用卸煤泊位和相应的储煤场。依据该码头的地形地质、水文气象、有关规范、标准、准则等进行码头规划及结构设计工作。 二、设计（论文）进度分配 第 1 2 周 第 3 周 第 4 5 周 第 6周 第 7 10周 第 11周 第 12周 第 13 14周 三、已经完成的工作 设计原始资料分析 自然条件 吞吐量及船型 码头年营运天数 泊位数的确定 港口总平面布置 总平面布置原则 陆域布置 水域布置 装卸工艺 煤炭码头装卸工艺要求 卸船机械 堆取料机械 结构设计计算 设计条件 板桩墙计算 设计原始资料分析 货种及运量： 码头为专用的煤码头，货种为煤，设计年吞吐量为360万 t。 船型： 设计船型为 30000总长为 宽为 深 载吃水为 码头年运营天数：按 300泊位数的确定 8 4 码 头 年 通 过 能 力所 需 泊 位 数 个一 个 泊 位 年 通 过 能 力泊位年通过能力 2 4 2 4 码头年通过能力即年吞吐量为 360万吨。 小结： 对码头设计的基本资料进行阐述，计算出码头泊位年通过能力，从而确定了码头所需的泊位数，为下一步的平面布置做好铺垫。 港口总平面布置 总平面布置原则 平面布置应以港口发展规划为基础，合理利用自然条件、远近结合和合理分区，并应留有综合开发的余地。各类码头的布置应避免相互干扰，也应相对集中，以便综合利用港口设施和集疏运系统。 新建港区的布置应与原有港区相协调，并有利于原有港区的改造，同时应减少建设过程中对原有港区生产的干扰。 港区平面布置，应力求各组成部分之间的协调配合，有利于安全生产和方便船舶及物流运转。 平面布置应考虑方便施工，并根据建设条件，注意施工场地的安排。 陆域布置 域设计高程 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 据设计高水位 端高水位 头前沿高程为： 基本标准： 核标准： 取码头前沿顶面为 港口陆域设计高程一般与码头前沿设计高程相同，因此本港口陆域设计高程取与码头前沿设计高程相同，为 泊位就是一艘设计船型停靠码头时所占用的空间，即所占用的码头岸线长度、码头水域宽度和相应的水深。码头泊位长度应满足船舶安全靠离、系缆和装卸作业的要求。它一般由船长 定间隔要考虑系缆要求，船舶靠离安全、方便。 一个泊位的长度 : L+2d 式中： L 船舶长度（ m）； d 泊位富裕长度（ m）根据规范， 0m。 本设计的船长 L=190m，富裕长度 d=20m，算得泊位长度 30m。由于只有泊位，码头岸线长度取与泊位长度相同，为 230m。 根据卸煤工艺，采用 1800t/距为 22m，码头前沿距轨道 5m，考虑各种车辆通行，码头后沿距轨道取 6m，则码头宽度 D=22+5+6=33m。 式中： A 库场总面积（ q 单位有效面积的货物堆存量（ t/ 库场总面积利用率，为有效面积占总面积的百分比（ %）； E 库场所需容量（ t）； 后方库场共布置 6个 45m 200 4423 0 1 0 5 1 08 . 0 0 . 7 5 港内道路按其重要性分为以下三种： 主干道：全港的主要道路，一般为连接港区主要出入口得道路； 次干道：港内码头、库场、生产辅助设施之间交通运输角繁忙的道路； 辅助道路：库场引道。消防道路以及车辆和行人均较少的道路。 根据规范主干道设计取 13m，次干道设计取 9m。 本码头为煤码头，生产辅助设施主要为装卸，维修煤码头机械为主，辅助生产设施建筑有监控室、消防站、机修厂、小型流动机械库、计量室和办公楼等，必要的辅助生活设施有锅炉房，食堂和员工休息室，另有派出所，停车场等码头必需设施。 码头平面布置图 煤炭堆场煤炭堆场煤炭堆场煤炭堆场煤炭堆场煤炭堆场3 0 0 0 0 t 散 货 船1902623026405 . 4 0中转站桥式抓斗卸船机带式输送机电 厂 1 号 机 组 电 厂 2 号 机 5 45 45 公大楼东海广场门卫室食堂活动中心 派出所锅炉房停车场门卫室入口出口称 单位 数值 备注12泊位数 个 13堆场面积 00004吞吐量 万吨 3605预留泊位面积 50006150007900008港区绿化面积 36009码头岸线长度 230105分之卸船机械功率 桥式抓斗卸船机吨 / 时 180011 堆取料机械功率 吨 / 时 1000 斗轮式堆取料机水域布置 锚地指在水域中制定地点专供船舶停泊及供船舶进行水上装卸作业的水域。锚地按功能分为港内锚地和港外锚地。其中港外锚地供船舶候潮、待泊、联检及避风使用；港内锚地供待泊或水上装卸作业使用。 船舶的回旋水域应设置在方便船舶靠离码头或进出港口的地点。其水域可以与航行水域共用。当船舶为单舵时，水域宽度不应小于其长度的 取水域宽度为 480m。 式中： D 码头前沿设计水深（ m）； T 设计船型满载吃水（ m）， T= 1 2 3 4D T Z Z Z Z 龙骨下最小富裕深度（ m），数值为 波浪富裕水深（ m），数值为 0m； 船舶因满载不均匀而增加的尾吃水（ m），数值为 备淤深度（ m），数值为 得， D= 考虑港池挖泥超深，按 码头前沿泥面高程为 所以， 0 . 2 8 1 1 . 9 5 1 2 . 2 3 m 码 头 前 沿 泥 面 高 程 设 计 低 水 位 一 码 头 前 沿 设 计 水 深2 . 8 4 ( 1 2 . 7 3 ) 1 5 . 5 7 m 码 头 前 沿 泥 面 标 高 设 计 高 水 位 码 头 前 沿 泥 面 高 程装卸工艺 对于港口来说，装卸工艺即是港口的生产方法，是设计和选择货物中转时，最适用、最理想的装卸作业和存储方法。 卸船机械的选型应根据船型、运量、货种、物料特性和水位等因素比较确定。 卸船机的主要参数应根据设计船型及水位确定。移动式卸船机轨道长度应保证首尾舱卸货要求，并考虑带式输送机长度、卸船机检修位置等因素。 专业化卸船泊位宜采用“少机”方案。在特定条件下，可考虑采用自卸船工艺方案。 由于本码头 的作业量较大， 所以卸船机械 选用 1800t/桥式抓斗卸船 机。 为了提高堆取料能力，本码头将堆料和取料利用一个机械完成，所选用的是斗轮式堆取料机。斗轮式堆取料机是将悬臂堆料机与悬臂斗轮取料机的功能集于一身的多功能机型。可以自堆自取，作业灵活、方便，适用于堆场长度受限制的宽型堆场，而且品种较少，堆料和取料作业不同时发生的作业均衡平稳的场合。本码头的作业环境完全符合这种机械的运行条件，大大提高了堆取料的效率。 结构设计计算 码头顶面高程： 码头前沿泥面高程： 池挖泥超深按 拉杆高程： 拉杆间距： 设计高水位： 设计低水位： 极端低水位： 极端高水位： 以当地风浪经验关系，计算得码头前沿五十年一遇设计波要素如下： 期 T=波长 L= 层号 名称 顶标高（ m） 底 标 高（ m） r （ KN/m） r （ KN/m） C（ 回填土 0 10 25 0 细砂 8 0 粗砂 20 10 33 0 工程地质条件表 (） 计算原则 本码头板桩采用钢板桩，仅按承载能力极限状态进行设计。 工作状态采用板桩底面弹性嵌固。计算方法采用“弹性线法”，计算手段采用图解法。由于图解法无法用锚碇点位移及板桩墙底端线变位和角变位都为零，控制板桩墙入土深度，故具备电算手段时，应按 板桩码头设计与施工规范 计算板桩墙入土深度和板桩内力。本计算依据索多边形法求解板桩墙内力和入土深度。 土压力系数及计算 主动土压力系数根据 板桩码头设计与施工规范 公式计算： 被动土压力系数根据规范第 22c o ss i n ( ) s i nc o s 1c o 22c o ss i n ( i nc o s 1 码头断面结构图 码头顶面高程设计高水位施工水位设计低水位码头港池底面抛填块体回填料（振冲夯实处理）2 6 0 0 08 0 032008 0 08 0 06 0 0 1 0 0 1 5 0 0L = 2 7 0 0 0 Q 3 4 5 钢 拉 杆4 0 03 0 0混 凝 土 路 面 h = 3 0 0碎 石 垫 层 h = 3 0 0- 1 2 . 7 3- 0 . 2 81 . 6 52 . 8 45 . 4 02 . 0 03 . 4 00 . 2紧张器3 0 0铰1 3 0 03 0 05 碎 石 d = 2 5 - 7 0碎 石 d = 5 - 2 5排水管抛石护脚 - 1 3 . 2 3- 2 2 . 9 9500P U 3 2 B = 7 5 0U 型 钢 板 桩L = 2 6 0 0 0混凝土灌注桩轨道梁防压罩3 1 0 0排水沟电缆管沟S U C 1 4 5 0 H - R O 橡 胶 护 舷1 0 0 0 k N 系 船 柱D 5 0 0 5 0 0 1 0 0 0 D 型 橡 胶 护 舷- 2 0 . 3土体本身产生的被动土压力 土体本身产生的主动土压力 码头面均载产生的主动土压力1 1 . 1 99 . 8 88 . 0 45 . 4 02 . 8 41 . 5 0- 9 . 5 0- 1 2 . 7 3- 2 0 . 0 01 9 . 0 92 4 . 0 92 1 . 3 45 5 . 7 54 5 . 5 75 4 . 2 37 3 . 7 25 0 0 . 6 41 5 . 2 61 . 2 3a)b)图 持 久 组 合 ， 设 计 高 水 位 2 . 8 4 m 时 （ 单 位 ： k P a 标 高 以 m 计 ）a ) 波 吸 力 图 形 ； b ) 土 压 力 图 形1 . 3 5F 1F 2F 3F 4F 5F 6F 7F 8F 9F 10F 11F 12F 13F 14F 15F 16F 17F 18F 19F 20F 21F 22F 23F 24R 10203040506070809100110120130140150160170180190200210220230 24012345678910111213141516171819 20 21 22 23 24索多边形图 力矢图 从图中量得 拉杆拉力（取拉杆 间距 r=: 墙前主动土压力强度 : 墙后被动土压力强度： 所以，板桩入土深度： 0 m a 7 3 8 . 1 9 5 0 7 . 0 7 8 6 2 . 8 6m y m R k N E k N ； ； ；5 0 7 . 0 7 1 . 3 5 2 . 4 1 6 4 2 . 9 1 k NA a R l ( ) c o s 7 4 . 9 5 ( 1 1a x i i ae h K k N ）,( ) c o s 5 3 8 . 4 30 . 7 02 ( )p x i i q h K k 0 7 . 7 3 0 . 7 0 8 . 4 3t t t m 板桩墙内力及稳定计算 . 86 3 0 . 2 . 3 体本身产生的主动土压力b)5 0 0 . 6 4码头面均载产生的主动土压力c) . 1 73 3 . 7 26 6 . 7 37 8 . 6 38 0 . 68 2 . 5 68 4 . 5 28 6 . 4 88 8 . 4 59 0 . 4 18 6 . 1 58 7 . 6 78 8 . 64 4 . 7 76 6 . 5 21 3 3 . 0 41 9 9 . 5 62 5 2 . 7 72 6 . 4 5F 1F 2F 3F 4F 5F 6F 7F 8F 9F 10F 11F 12F 13F 14F 15F 16F 17F 18F 19F 20F 21F 22F 23F 24F 25F 26F 27F 28F 29F 303 0 5 . 9 93 5 9 . 24 1 2 . 4 24 6 5 . 6 3F 31E p012345678910111213141516171819202122232524 26 27 28 29 30316 3 4 . 5 21 3 8 5 . 7 4d)e)f) . 5 持 久 组 合 ， 设 计 高 水 位 - 0 . 2 8 m 时 （ 单 位 ： k P a 标 高 以 m 计 ）a ) 波 吸 力 图 形 ； b ) 土 压 力 图 形 ； c ) 剩 余 水 压 力 ； d ) 平 行 力 希 图 ； e ) 索 多 边 形 图 ； f ) 力 矢 回填土 细砂 理砌块石 = 1 8 k N / m 3 = 1 1 k N / m 3 = 4 5 c = 0 = 2 0 k N / m 3 = 1 0 k N / m 3 = 2 5 c = 0 = 1 9 . 5