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杂货 港区 平面布置 码头 结构设计

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港件杂货港区总平面布置与码头结构设计,杂货,港区,平面布置,码头,结构设计

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CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 毕业设计（论文）题目： 星子港件杂货港区总平面布置 与码头结构设计（2000DWT）学生姓名： 郭 代 明学 号： 200312020222班 级: 03-02班专 业： 港口航道与海岸工程指导教师： 赵 利 平2007 年 6 月星子港件杂货港区总平面布置与码头结构设计（2000DWT）学生姓名： 郭 代 明学 号： 200312020222班 级： 港航03-02班所在院(系): 水利学院指导教师： 赵 利 平完成日期: 2007 年 6 月 星子港件杂货港区总平面布置与码头结构设计(2000DWT)目录1 总论11.1 概述11.2 主要设计结论21.2.1 自然条件、营运资料21.2.2 总平面布置21.2.3 装卸工艺设计21.2.4 结构方案设计31.2.5 结构计算31.2.6 配筋计算32 自然条件42.1 港口地理位置42.2 地形地貌42.3 水文52.3.1 特征水位52.3.2 设计水位52.4 气象52.4.1 气温62.4.2 降水62.4.3 风况62.4.4 雪、雾62.5 工程地质62.6 地震烈度83 港口现状、运量及船型93.1 港口现状93.2 运量103.3 船型104 总平面布置114.1 港区布置原则114.2 高程及水深的确定114.2.1 设计水位及水位差114.2.2 码头前沿设计高程124.2.3 码头前沿设计水深124.2.4 码头前沿水底高程134.2.5 码头面纵横排水坡度设计144.3 泊位数及泊位利用率144.3.1 泊位数144.3.2 泊位利用率184.4 库场面积194.4.1 件杂货码头、钢铁码头194.4.2 集装箱码头204.5 总平面布置234.5.1 水域布置234.5.2 陆域布置265 装卸工艺设计305.1 设计原则305.2 主要技术参数305.2.1 吞吐量305.2.2 船型305.2.3 台时效率305.2.4 泊位年营运天数305.2.5 作业班次315.2.6 其他技术参数315.3 装卸机械选型315.3.1 件杂货码头315.3.2 钢铁码头325.3.3 集装箱码头325.4 装卸工艺流程335.4.1 件杂货码头335.4.2 钢铁码头335.4.3 集装箱码头345.5 装卸机械台时效率345.5.1 件杂货码头345.5.2 钢铁码头355.5.3 集装箱码头365.6 装卸机械设备台套数365.6.1 件杂货码头375.6.2 钢铁码头375.6.3 集装箱码头385.7 各操作环节的效率395.7.1 件杂货码头395.7.2 钢铁码头395.7.3 集装箱码头395.8 装卸工人数和机械司机人数405.8.1 装卸工人数405.8.2 机械司机人数415.9 装卸工人和机械司机的劳动生产率435.10 装卸一艘设计船型时间435.11 主要技术经济指标表445.12 工艺布置455.12.1 件杂货码头455.12.2 钢铁码头455.12.3 集装箱码头466 结构方案设计486.1 码头结构选型论证486.1.1 码头结构型式的选择原则486.1.2 设计条件506.1.3 码头结构型式的选择506.2 板梁式高桩码头结构方案拟定526.2.1 荷载计算526.2.2 板梁式高桩码头的结构布置设计636.2.3 板梁式高桩码头的结构尺寸估算686.3 码头边坡稳定性计算1006.3.1 计算项目1006.3.2 计算方法1006.3.3 计算图式1006.3.4 计算目标1006.3.5 坡面信息1006.3.6 土层信息1006.3.7 计算结果输出1017 结构计算1027.1 面板计算1027.1.1 计算原则1037.1.2 计算跨度1037.1.3 作用1047.1.4 作用效应分析1057.1.5 作用效应组合1157.1.6 剪力计算1167.2 纵梁计算1187.2.1 计算原则1207.2.2 计算跨度1207.2.3 作用1217.2.4 作用效应分析1227.2.5 作用效应组合1287.3 横向排架计算1337.3.1 计算原则1337.3.2 计算跨度1337.3.3 结构断面特性1347.3.4 桩的支承系数1357.3.5 作用1367.3.6 作用效应分析1377.3.7 横梁内力计算1428 配筋计算1528.1 面板配筋计算1528.1.1 材料1528.1.2 配筋计算1528.2 门机轨道梁配筋计算1548.2.1 材料1548.2.2 截面尺寸验算1558.2.3 正截面受弯承载力下的纵向配筋计算1568.2.4 斜截面受剪承载力下的抗剪配筋计算1588.3 门机轨道梁正常使用极限状态验算1608.3.1 抗裂验算1608.3.2 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算162参考文献164致谢165附件附件1 开题报告（文献综述） 附件2 外文翻译及原文影印件附图附图1 星子港港区总平面布置图附图2 装卸工艺流程图附图3 高桩码头结构断面图附图4 高桩码头平面立面图附图5 高桩码头面板配筋图附图6 高桩码头纵梁配筋图附图7 手工图 星子港件杂货港区总平面布置与码头结构设计(2000DWT)1 总论1.1 概述星子县地处赣北，背靠庐山，面向鄱阳湖，东与都昌县隔湖相望，南连永修，西邻九江县、德安县，北接庐山及庐山区，区域内气候宜人，四季分明，日光充足，优越的自然条件和地理环境使得当地物产丰富。水上运输历来是星子对外物资交流的重要渠道。星子港目前只有1个500t级码头泊位，建设吨位和标准都较低，且年年洪水堆场被淹，影响作业；设备简陋，装卸效率低，经济效益差，船舶滞港时间长；现有仓库不能进行货物中转存储。港口丧失了对物流的吸引力，严重制约港口的发展。且现有码头位于城市中心区，基本上已无可供发展的港口岸线，且进出港区的物资运输均要通过城市主要干道，对城市交通产生了干扰。不符合城市总体规划的要求，按照城镇建设总体规划，原有紫阳门码头拟改造成客运码头，因此建设新港区满足货物的装卸运输要求是非常必要的。自2000年以来，星子县经济持续健康地向前发展，20002005年年均GDP增长率达到21.63%。2004年星子县财政收入达到9013万元，比2003年增长32。根据星子城镇规划，现有码头设施地处城中，必须建设新的货运码头以满足经济发展的要求。星子县地处鄱阳湖下游，航道主要是鄱阳湖和赣江，区域内航道网络充分发展延伸。近年来鄱阳湖区和赣江的航道等级逐年提高，通航条件得到了不断改善，运输船舶吨位呈大型化的趋势，船舶的大型化将大大降低运输成本，进而大大增强星子港的港口竞争能力，为星子的水运事业带来新的发展契机。因此，配合航道条件的改善，建设与航道等级相适应的泊位并配备齐全的港口设施是十分必要的。根据九江城市总体规划和九江市城镇体系规划，星子将作为卫星城纳入九江市中心城都市区规划范围。九江是星子港的直接腹地，鉴于九江港可利用岸线有限，在功能定位上，将星子港作为九江港的一个补充，有利于最大限度地发挥港口推动区域经济的作用。根据江西省航运发展规划，拟建项目所在区域符合规划要求，该码头的建设对于星子港增强港口作业功能、完善码头结构布局、提高港口通过能力是有利和必要的。综上，星子港作为鄱阳湖地区的一个重要港口，为适应不断增加的吞吐量要求，拟建件杂货专用泊位及与港口配套的进港道路、库场、加油站等设施。1.2 主要设计结论1.2.1 自然条件、营运资料星子港拟建新港区的自然条件及营运资料详见第2章和第3章。1.2.2 总平面布置根据星子港拟建新港区的自然条件及营运资料，对该港区进行总平面布置。本设计中拟新建三个码头泊位：2000DWT的件杂货、钢铁、集装箱专用泊位各1个，其年通过能力分别为t、t、TEU。按照港区总体规划的要求，码头平面布置形式采用引桥顺岸式，从上游向下游依次顺岸布置件杂货泊位、钢铁泊位和集装箱泊位。码头平台岸线总长度为297m,其中件杂货码头岸线长度为81m。码头前沿高程为21.00m；设计水深为3.20m；码头前停泊水域宽度为40.5m；回旋水域沿水流方向的长度为360m，沿垂直水流方向的宽度为225m；锚地采用抛锚系泊，每锚位面积为13122。总平面布置详见第4章。1.2.3 装卸工艺设计根据码头年货物吞吐量、货种、流向、车型、船型、集疏运方式、装卸要求和自然条件等因素综合确定装卸工艺设计方案，进而配备相应的装卸运输机械，确定装卸工人数和司机人数。件杂货码头配备起重量为5t的门机1台，用于装卸船作业；内燃叉车6台，用于堆场和车辆装卸作业；电动叉车3台，用于仓库内作业；牵引车2台和平板车6台，用于水平运输作业。装卸工人总数为94人，机械司机人数为50人。钢铁码头配备起重量为5t的门机1台，用于装卸船作业；轨道式龙门起重机2台，用于堆场和车辆装卸作业；牵引车2台和平板车6台，用于水平运输作业。装卸工人总数为48人，机械司机人数为31人。集装箱码头配备最大起重能力为40t的集装箱装卸桥1台，用于装卸船作业；轨道式龙门起重机3台，用于堆场和车辆装卸作业；电动叉车2台，用于拆装箱库内作业；集装箱牵引车3台，半挂车9台，用于水平运输作业。装卸工人总数为25人，机械司机人数为51人。装卸工艺设计详见第5章。1.2.4 结构方案设计根据星子港拟建新港区的自然条件、码头的使用要求和施工条件等因素，本设计初步拟定码头的结构型式为高桩板梁式结构。因为水位差达15.76m，所以码头前沿单独设置浮式系靠船设施。码头平台总宽度为25m，其中前桩台宽为14.5m，后桩台宽为10.5m。前桩台横向排架间距取6m，桩距取5.25m；后桩台横向排架间距取4m，桩距取4.25m。前桩台下桩基采用后张法预应力混凝土大直径管桩，外径为800mm，内径为600mm；后桩台下桩基采用预应力钢筋混凝土空心方桩，截面尺寸为600600mm，空心直径为350mm；引桥下桩基采用钻孔灌注桩，直径为800mm。导向传力桩采用钢管桩，外径为1000mm，管壁厚20mm。拟定好高桩板梁式码头结构各部分的尺寸后，需对尺寸进行验算，并应对码头边坡进行稳定性验算。结构方案设计详见第6章。1.2.5 结构计算对高桩板梁式码头前桩台结构进行结构计算，分别计算面板、纵梁和横向排架。结构计算详见第7章。1.2.6 配筋计算对高桩板梁式码头前桩台上部结构进行配筋计算，分别计算面板和轨道梁。配筋计算详见第8章。2 自然条件2.1 港口地理位置拟建港区位于江西省九江市星子县东郊鄱阳湖岸。星子县地处赣北，背靠庐山，面向鄱阳湖，素有“庐阜标其秀，彭蠡擅其雄”之称。东与都昌县隔湖相望，南连永修，西邻九江县、德安县，北接庐山及庐山区。介于东经11548至11610，北纬2908至2936之间。全县东西宽约35 km，南北长约52 km，总平面894。拟建港区地理位置见图2.1：图2.1 拟建港区地理位置示意图2.2 地形地貌拟建场地位于星子县东郊鄱阳湖岸边，距离星子县城1km，湖岸呈NW-SE走向，岸坡为土质边坡，坡角约7580，相对高差514m,相应标高1730.5m，见少量崩塌物堆积在坡脚。坡后为岗丘地形，岗丘与低谷相间发育，延伸长约1km。标高20.0030.00m不等，为水田及岸地耕作区，勘测时鄱阳湖水位标高在10.00m左右。星子县位于庐山隆起与鄱阳湖下临两个地质结构过渡带之间，西北高、东南低、东西狭、南北长，西北部是秀丽的庐山南麓，东南为平缓丘陵，间有平原。地势自西北向东南倾斜，最高点为汉阳峰，海拔1474m。除庐山山南外，还有东牯山、玉京山、黄龙山、华林山、了山，峰峦连绵起伏，地形分布大致是“四山四水一分田，半分旱地半庄园”。山下县境内，大部分为第四系陆相沉积，志留纪末，受加星冬运动影响，地壳上升，岩浆侵入双桥山群，分布西东牯山，中细粒云母花岗岩。庐山山南汉阳峰，透迤西至庐山垅，北至海会，南至华林山，东至鄱阳湖畔，统称混合花岗岩，占全县总岩面的60%以上，其中汉阳峰一带，包括庐山垅，又称庐山牛麻岩；以东牯山为中心，温泉、白鹿乡为伟晶花岗岩脉及石英岩脉，呈北东与北西走向。横圹、华林、隘口乡等地页岩、千梅岩等沉积岩，庐山东南为五老峰古英砂岩。2.3 水文2.3.1 特征水位 洪水位根据星子水文站资料，见表2-1：表2-1 洪水位（黄海基准面）洪水频率1%2%5%10%水位（m）21.1720.6819.9619.33 枯水历时保证率水位根据星子水文站资料，见表2-2：表2-2 枯水历时保证率水位（黄海基准面）历时保证率80%90%95%98%枯水位（m）5.615.355.154.922.3.2 设计水位设计高水位取港址处2%的洪水频率水位，为20.68m；设计低水位取港址处历时保证率98%的水位为4.92m。校核高、低水位同设计高、低水位。2.4 气象星子县位于匡庐脚下，彭蠡之滨，山水相依，气候宜人，四季分明，日光充足，年日照总时数1906.3h。庐山呈东北至西南走向，在冬春季节，当北方冷空气侵入时起屏挡作用；鄱阳湖水面辽阔，盛夏季节行偏南风带来大量水汽，对热量起调节作用。全年无霜期334.4d，多年平均有霜日数20.5d，无霜冻期276d。2.4.1 气温多年平均气温15.3至17.3，山区15.3至15.8，丘陵15.9至17.1，湖滨17.2至17.3，最热月7月，最高气温40.2，平均气温27至29；最冷月1月，最低气温-10.7，平均气温3至5。2.4.2 降水全县降水量丰沛，但年际变化大，多年平均降水量1376.9mm。4月到6月降水量集中，占全年47%，易造成洪涝灾害。年最大降水量为2233.4 mm（98年），年最小降水量为813.6 mm（78年），日最大暴雨量为243.1 mm，年平均降水天数119d，多年平均降水天数为140d。2.4.3 风况常年主导风为NNE,频率：30；平均风速：春季3.3m/s，夏季3.2 m/s，秋季3.7 m/s，冬季3.7 m/s，年平均风速为3.5 m/s，多年平均风速为3.8 m/s，年最大风速为40 m/s。2.4.4 雪、雾平均降雪天数为0.9d，最大积雪厚度为23cm，历年平均雾日为6.2d。2.5 工程地质据勘察揭露，拟建场地范围内地层岩性有：第四系全新统冲-淤积淤泥质土、粉质粘土、细砂、砾砂、卵石，第四系下更新统冲积卵石及第三系新余群泥质粉砂岩等，现由新至老分述如下：（1）第四系全新统冲-淤积淤泥质土（）分布在现鄱阳湖水位以下。灰褐色，饱和，流塑状，见少量螺壳及腐烂树叶，切面光滑，摇振见析水现象，厚5.506.50m，且高压缩性。（2）第四系全新统冲积粉质粘土（）浅灰-黄褐色，软-可塑状，干强度中等，韧性中等，切面光滑，摇振无反应，分布在岗丘低洼处及鄱阳湖滩上，层厚3.003.50m，具中-高压缩性。（3）第四系全新统冲积细砂（）深灰色，饱和，松散，颗粒均匀，成分为石英岩，粒径大于0.075mm含量85%左右，粘性土15%，层厚7.808.30m，埋芷水域区QK5QK7号孔内，上部由淤泥质土覆盖，顶板埋深5.506.50m。（4）第四系全新统冲积砾砂（）灰褐色，饱和，稍密状，砾含量约35%，粘性土20%，砂45%。成分为砾岩及石英岩，亚圆形，最大粒径40mm，厚0.800.90m，埋芷在细砂之下。（5）第四系全新统冲积卵石（）灰褐色，饱和，稍密状，卵石约占60%，砾石20%，砂20%。成分为砂岩及石英岩，亚圆形，粒径2080mm，最大大于300mm，层厚3.30m，本次勘察仅在QK3孔见到。（6）第四系更新统冲积卵石（）出露在陆地QK1孔，厚4.00m，上部由粉质粘土覆盖。深黄色，饱和，中密状，卵石含量约60%，砾30%，砂10%。成分为砂岩及石英岩，亚圆形，粒径50200mm不等。（7）第三系新余群强风化泥质粉砂岩（Exn）褐红色，泥质结构，岩质次坚固，节理裂隙发育，裂面见铁质浸染，岩心柱状夹块状，层厚3.905.80m不等。（8）第三系新余群强风化泥质粉砾岩（Exn）褐红色，泥质结构，中-厚层状，岩质坚固，锤击声脆，裂隙不发育，岩心长柱状夹柱状，上伏为强风化泥质粉砾岩覆盖，本次揭露最大厚度15.70m未揭穿。根据岩石单轴饱和抗压强度试验Rc=7.813.0MPa，平均Rc=10.34MPa，标准差1.654，变异系数0.16，标准值9.31 MPa。属此软岩石，岩体基本质量等级为级，RQD=7281%。物理力学性质试验指标见表2-3和表2-4。 表2-3 各岩土层承载力特征值 MPa层次号及岩性承载力特征值桩的极限承载力标准值预制管桩钻孔灌注桩沉管灌注桩侧阻力端阻力（大于16m）侧阻力端阻力（大于15m）侧阻力端阻力（大于15m）淤泥质土80201815粉质粘土120363428续表 2-3 MPa层次号及岩性承载力特征值桩的极限承载力标准值预制管桩钻孔灌注桩沉管灌注桩侧阻力端阻力（大于16m）侧阻力端阻力（大于15m）侧阻力端阻力（大于15m）细砂100202016砾砂155545042卵石180807565卵石28011611692强风化泥质粉砂岩2301005100901200724200中风化泥质粉砂岩650150900015020001407000表2-4 拟建码头各层土的物理力学性能指标土层编号土层名称天然重度kN/m3水下重度kN/m3固结快剪内摩擦角j（o）C(kPa)淤泥质粘土17.57.51724粉质粘土19.29.22128细砂或砾砂18.09.03202.6 地震烈度星子是一个地震活动区，在历史上曾发生多次中小地震，近二十年来地震震中位于县城东牯山，为2.4级的地震。根据福州地震大队的预测，星子属九江-靖安地震烈度VI危险区，即未来一百年地震基本烈度为VI级。3 港口现状、运量及船型3.1 港口现状星子县地处赣北，背靠庐山，面向鄱阳湖，东与都昌县隔湖相望，南连永修，西邻九江县、德安县，北接庐山及庐山区，区域内气候宜人，四季分明，日光充足，优越的自然条件和地理环境使得当地物产丰富。水上运输历来是星子对外物资交流的重要渠道。星子港目前只有1个500t级码头泊位，而且建设标准较低，年年洪水堆场被淹，影响作业；设备简陋，仅有的一台吊机已经老化，装卸效率低，经济效益差，船舶滞港时间长；现有仓库不能进行货物中转存储，使港口无法开拓仓储加工、多式联运、中介代理等综合服务，从而丧失对物流的吸引力，严重制约港口的发展。现有码头基本上集中在紫阳门外，位于城市中心区，基本上已无可供发展的港口岸线，且进出港区的物资运输均要通过城市主要干道，对城市交通产生了干扰，而且像砂石这类物资的运输沿途散落给城市环境造成污染。不符合城市总体规划的要求，按照城镇建设总体规划，原有紫阳门码头拟改造成客运码头，因此建设新港区满足货物的装卸运输要求是非常必要的。自2000年以来，星子县经济持续健康地向前发展，20002005年年均GDP增长率达到21.63%。2004年星子县财政收入达到9013万元，比2003年增长32%。根据相关回归模型和星子“十一五”经济发展规划，预测星子港2010年吞吐量为t，2020年为t，根据星子城镇规划，现有码头设施地处城中，拟改建作为旅游客运码头，必须建设新的货运码头以满足经济发展的要求。星子地处鄱阳湖下游，鄱阳湖流经县境内长40km，吴淞基面21m时，县境内湖面198，境内湖港纵横交错。全县水运通航里程108km。南可溯至南昌、吉安、赣州，北可经湖口直达长江各港口，东可溯至都昌、波阳、景德镇、万年、乐平、鹰潭。星子县航道主要是鄱阳湖和赣江。鄱阳湖区航道现有等级为六级，可常年通航100t级船舶。赣江被确定为长江水系的主通道之一。赣江自南昌-星子-湖口段航道通航标准2004年已达到四级，即常年可通航500t级的船舶。2005年底该航段通航标准已达到三级，可常年通航1000t级船舶。通航条件的不断改善，大大增强了星子港的港口竞争能力，为星子的水运事业带来了新的发展契机。据统计，登记在册的300500t级自航货轮船舶总载重吨达到t。运输船舶吨位呈大型化的趋势，船舶的大型化将大大降低运输成本，提高了水运竞争力。因此，配合航道条件的改善，建设与航道等级相适应的泊位并配备齐全的港口设施是十分必要的。根据九江城市总体规划和九江市城镇体系规划，星子将作为卫星城纳入九江市中心城都市区规划范围，使之成为九江市中心城市做大、做强的有力支撑。九江作为星子港的直接腹地，星子港距离九江港仅32km，鉴于九江港可利用岸线有限，在功能定位上，将星子港作为九江港的一个补充，有利于最大限度地发挥港口推动区域经济的作用，为旅游产业发展提供综合服务功能。根据江西省航运发展规划，拟建项目所在区域为规划的散杂货、客运等码头，新建码头的建设符合规划要求，该码头的建设对于星子港增强港口作业功能、完善码头结构布局、提高港口通过能力是有利和必要的。3.2 运量根据预测2020年的本港货物吞吐量见下表： 表3-1 吞吐量预测表 t 货种2020年进口出口合计钢铁1515件杂货10414集装箱21838注：表中所列集装箱单位：TEU。3.3 船型规划设计时按以下设计船型考虑：载重量2000t；船型总长90m；型宽16.2m；满载吃水2.7m。4 总平面布置4.1 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区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。（4）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。（5）改建、扩建港区的总平面布置，应与原有港区相协调，充分、合理地利用原有设施，并应考虑减少建设过程中对原有港区生产的影响。4.2 高程及水深的确定4.2.1 设计水位及水位差 设计高水位根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第4.4.3条和表4.4.3-1，对受淹损失为一类的平原河流码头，码头设计高水位重现期为50年，则出现频率为2%的洪水位即为设计高水位，由表2-1查得：设计高水位取20.68m。 设计低水位根据河港工程总体设计规范（送审稿）第4.4.3条和表4.4.3，对设计船型吨级为2000DWT1000DWT的码头，码头设计低水位的多年历时保证率应不小于98%，现拟取98%，则由表2-2查得：设计低水位取4.92m。 校核高水位校核高水位同设计高水位，取20.68m。 校核低水位校核低水位同设计低水位，取4.92m。 设计水位差设计水位差为设计高水位减去设计低水位，即：=20.68-4.92=15.76 (m)4.2.2 码头前沿设计高程根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第4.4.1条和第4.4.2条，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设计高水位加超高。超高值宜取0.10.5m,现拟取0.32m。则码头前沿设计高程为：= 20.68+0.32=21.00（m）4.2.3 码头前沿设计水深根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第4.4.4条，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： （4-1）式中：码头前沿设计水深（m）； 设计船型满载吃水（m），由表3-2得：载重量为2000DWT的船型满载吃水为2.7m；龙骨下最小富裕深度（m），可按河港工程设计规范（GB 50192-93）表4.4.4 确定：拟建星子港港区码头前沿河床底质为土质，设计船型载货量2000500，3000（DWT），则由表中查得=0.30m；其它富裕深度（m），根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第条，其值可按下式计算： （4-2）码头前沿水域的波浪高度（m），参考海港总平面设计规范（JTJ 211-99）第4.3.5条，其值可按下式计算： （4-3） 当计算结果为负值时，取=0；系数，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，根据当地波浪和港口条件确定，其值通常小于1.0m，拟取0.5m；船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值（m），散货船和油轮码头可取0.100.15m，杂货船可不计。拟建星子港港区为件杂货码头、集装箱码头和钢铁码头，则可不考虑此项，即=0；码头前沿可能发生回淤时的备淤富裕深度（m），根据回淤强度、维护挖泥间隔期内的淤积量确定，且不得小于挖泥船的一次最小挖泥厚度，其值一般不小于0.2m，现拟取0.2m。综上得： （m） 取(m)（m）即码头前沿设计水深为3.2m。4.2.4 码头前沿水底高程码头前沿水底高程为码头设计低水位减去码头前沿设计水深，即为：=（m）4.2.5 码头面纵横排水坡度设计码头面的纵横排水坡度，可根据星子港拟建港区的自然条件和使用要求确定。参考港口图集（交通部水运规划设计院编，1960年，北京），具体拟定如下：码头前沿作业地带，纵向、横向按同一排水坡度设计（下同），拟取1%；堆场内拟取1%；仓库内拟取0.5%；停车场内拟取0.5%；仓库前制动地带拟取1%；道路拟取2%。4.3 泊位数及泊位利用率4.3.1 泊位数 件杂货码头、钢铁码头根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.7节有：泊位数目应根据年吞吐量、泊位货种和船型等因素按下式计算： （4-4）式中：根据货物类别确定的年吞吐量（t），根据表3-1得：件杂货码头年吞吐量为14t ，钢铁码头年吞吐量为15t ；泊位数目；泊位的年通过能力（t），根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.7.2条，其值应按下式计算： （4-5）当货种单一且船型也单一时，取为1；与相对应的泊位年通过能力（t），根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.7.3条，其值可按下列公式计算： （4-6） （4-7） 某一类船舶单船的实际载货量（t），根据河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版）第六章第一节第一条查得：件货船实际载重量为船舶额定载重量的80%90%，拟取85%，即：G=200085%=1700（t）钢铁船可按件货船计，实际载重量拟取船舶额定载重量的90%，即：G=200090%=1800（t）装、卸一艘该类船舶所需的纯装、卸时间；船时效率（t/h）,按货种、船型、设计能力、作业线数和营运管理等因素综合分析确定，一般情况下船时效率取决于同时装船或卸船的机械台数及相应的台时效率。件杂货码头、钢铁码头一般均采用一台门机作业，门机台时效率依河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版）表3-4，件杂货拟取50t/台时，钢铁拟取60t/台时，则船时效率分别为：件杂货码头：=501=50 （t/h）钢铁码头： =601=60 （t/h）该类型船舶装卸辅助与技术作业时间之总和（h），内河船舶可取0.752.5h,拟取1.5h；昼夜泊位非生产时间之和(h)，三班制可取4.56h，拟取6h；昼夜法定工作小时数(h)，根据工作班次确定：三班制取24h；泊位年营运天数(d)，取330d；港口生产不平衡系数，根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.7.4条，当资料不足时可按表3.7.42选用值，件杂货码头拟取1.51，钢铁码头拟取1.55.综上，将件杂货码头、钢铁码头的泊位数计算过程和结果列于表4-1：表4-1 件杂货码头、钢铁码头泊位数计算表码头类型（t）（t）（t/h）（h）（h）（h）（h）（d）（t）（t）件杂货141170050341.56243301.51188381.46188381.460.74钢铁151180060301.56243301.55218986.18188381.460.68由上表可得：件杂货码头计算泊位数为，取；钢铁码头计算泊位数为，取.4.3.2 泊位利用率根据河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版）第六章第一节第二条，泊位利用率可按下式计算： （4-13）式中：泊位利用率；计算泊位数；取用泊位数。根据公式（4-13）算得的泊位利用率需满足合理泊位利用率的要求，否则应设法予以调整。各专用码头的合理泊位利用率确定如下：（1）件杂货码头：根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.7.6条和表3.7.6，件杂货码头的合理泊位利用率范围为0.600.75.（2）钢铁码头：因钢铁可按件货计，则钢铁码头的合理泊位利用率范围与件杂货码头的相同，为0.600.75.综上所述，将件杂货码头、钢铁码头、集装箱码头的泊位利用率计算过程和结果列于表4-2：表4-2 件杂货码头、钢铁码头、集装箱码头泊位利用率计算表码头类型计算泊位数取用泊位数泊位利用率合理泊位利用率范围是否满足合理泊位利用率要求件杂货0.7410.740.600.75是钢铁0.6810.680.600.75是注：由上表算得的集装箱码头的泊位利用率与条中假定的泊位利用率非常接近，在误差范围内，说明该假定是成立的，计算结果无错。4.4 库场面积4.4.1 件杂货码头、钢铁码头根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.7.8条，仓库、堆场的总面积，应按下式计算： (4-14) 式中：仓库、堆场的总面积（）；单位有效面积的货物堆存量（t/），根据河港工程设计规范（GB 50192-93）表3.7.12，杂货可取0.71.0 t/，拟取0.8 t/；钢材可取3.06.0 t/，拟取4.0 t/；仓库、堆场总面积利用率，为有效面积占总面积的百分比（%）。根据河港工程设计规范（GB 50192-93）表3.7.13，一般批量件杂货仓库可取0.550.65，拟取0.65；钢铁堆场可取0.650.75，拟取0.70；仓库、堆场容量（t），根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.7.7条，其值应按下式计算： (4-15)根据货物类别确定的年吞吐量（t），根据表3-1得：件杂货码头年吞吐量为14t ，钢铁码头年吞吐量为15t ；仓库、堆场不平衡系数，由于没有查到相应的规范，所以取与港口生产不平衡系数相等的值，即件杂货取1.51，钢铁取1.55；货物最大入库、入场的百分比（%），根据河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版）表6-9，对于联运货，件杂货取95%，钢铁取95%；仓库、堆场年营运天数（d）,可取350365d，拟取360d；货物在仓库、堆场的平均堆存期（d），根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.7.10条和表3.7.10，一般件杂货库场可取59d，拟取7d； 钢铁堆场可取710d，拟取8d。综上，将件杂货码头、钢铁码头的库场面积计算过程和结果列于表4-3：表4-3 件杂货码头、钢铁码头库场面积计算表码头类型（t/）（t）（d）（d）（t）（）件杂货0.80.651.5195%1436073905.037509.67钢铁4.00.701.5595%1536084908.331752.984.5 总平面布置4.5.1 水域布置 码头前停泊水域尺度根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第4.2.1条和表4.2.1，码头前停泊水域（如图4.1所示），不应占用主航道，其宽度应为设计船型宽度加富裕宽度或设计并靠船舶的总宽度加富裕宽度之和，对于载货量大于300t的设计船型，码头前停泊水域的富裕宽度可取1.01.5B（B为设计船型宽度），现拟取1.5B。本次设计时，考虑码头前无并靠系泊的船舶，则码头前停泊水域的宽度为：B+1.5B=2.5B=2.516.2=40.5（m）图4.1 码头前停泊水域宽度示意图 回旋水域尺度根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第4.2.3条有：单船回旋水域沿水流方向的长度（如图4.2所示），不宜小于单船长度的2.5倍，当流速大于1.5m/s时，水域长度可适当加大，但不应大于单船长度的4倍。考虑到汛期时码头前沿流速可能大于1.5m/s，所以拟取回旋水域沿水流方向的长度为4L，即取：4L=490=360（m）回旋水域沿垂直水流方向的宽度（如图4.2所示）不宜小于单船长度的1.5倍；当船舶为单舵时，水域宽度不应小于其长度的2.5倍。本次设计船型按单舵设计，则回旋水域沿垂直水流方向的宽度拟取2.5L，即取：2.5L=2.590=225（m） （a）顺流抵港 （b）离港下驶图4.2 码头前回旋水域尺度示意图 锚位面积根据星子港实际资料，确定锚地系泊方式为抛锚系泊。根据河港工程设计规范（GB 50192-93）附录A第A.1.1条，抛锚系泊每锚位面积（如图4.3所示）可按下式计算： （4-20） 式中：锚位面积（）；锚位沿水流方向长度（m）；锚位宽度（m）。锚位的长度和宽度，可按河港工程设计规范（GB 50192-93）附录A表A.1.1选用。根据星子港实际资料，拟建码头处于受风浪影响较小的河段，当大型驳船船首抛锚双驳并排停泊时，可取，可取，当锚地水深、流速较大时取大值。因拟设星子港锚地流速较大，所以拟取，。综上得： （m）（m）（）即抛锚系泊每锚位面积为13122。图4.3 抛锚系泊锚位示意图 进港航道根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第4.5节，当码头前沿停泊水域紧邻主航道时，勿需设专用的进港航道。因星子港拟建新港区码头前沿线布置与主航道相邻（在下一条中有具体说明），所以不用设置专用的进港航道。4.5.2 陆域布置 泊位布置（1）根据星子港的实际情况，在港区布置时，采用顺岸式直立码头，并将件杂货泊位、钢铁泊位和集装箱泊位共3个泊位沿同一码头前沿线连续布置。（2）码头前沿线的布置应根据码头前沿水底高程确定，码头前沿水底高程已求得为1.72m，但为了考虑远景规划，增加在设计低水位下码头前沿的水深，以满足停靠更大型船舶的要求，经综合分析后将码头前沿线布置在-2m等高线左右，对码头前沿采取适当的工程措施加以调整，如采用抛石棱体护脚等。（3）在星子县规划码头地形图上可看出，当鄱阳湖水位从设计低水位升高到设计高水位时，有大约150200m不等宽度的湖岸滩地被淹没。如果采用满堂式码头则需施打大量高桩或者回填大量土石方，码头的投资巨大，不符合河港码头的经济适用性要求。现拟布置成引桥顺岸式码头，即用引桥将透空的顺岸码头平台与岸连接起来，引桥长度初步拟定为200m，三个泊位总共布置两座引桥，分别布置在码头平台的靠端部一侧。 泊位长度及码头岸线长度根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第4.3.1条和表4.3.1，直力式码头的泊位长度和码头岸线长度（如图4.4所示），应满足船舶安全靠离、系缆和装卸作业要求。图4.4 连续布置多个泊位的泊位长度及其占用的码头岸线长度在同一前沿线连续布置多个泊位的泊位长度及其占用的码头岸线长度列表计算如下： 表4-4 泊位长度与泊位占用的码头岸线长度 m泊位类型泊位长度占用的码头岸线长度端部泊位中间泊位注：值为富裕长度，一般取0.10.15，星子港新建港区码头前沿水流流速有可能大于2.0m/s，值可适当加大，拟取0.20；为设计船型的长度，为90m。码头同一前沿线连续布置3个泊位，码头泊位总长度应为各泊位的泊位长度之和。计算泊位总长度时，按两个端部泊位和一个中间泊位计，则码头泊位总长度为： （m）码头同一前沿线连续布置3个泊位，码头岸线总长度应为各泊位占用的码头岸线长度之和。考虑到在进行装卸船作业时，装卸船机械的最大吊幅要能达到停泊在下游端部泊位上的设计船型的船尾，则下游端部泊位所占用的码头岸线长度应以中间泊位计，即在计算码头岸线总长度时，按一个端部泊位和两个中间泊位计，则码头岸线总长度为：（m）取=297m。则码头平台的长度可确定为297m。考虑到集装箱装卸桥的轨距较大（16m），因此初拟码头平台的宽度为25m。 仓库、堆场实际布置尺寸及面积根据以上所算出的各专用码头的库场面积、码头的泊位及岸线长度，并结合星子港拟建港区的实际情况，现拟定各专用码头仓库、堆场的实际尺寸及面积，其结果列于表4-5：表4-5 各专用码头的仓库、堆场实际布置尺寸及面积码头类型库场面积计算面积（）实际布置尺寸（）数量（个）实际取用面积（）件杂货堆场369813528仓库2490364807509.67410008钢铁堆场1752.983698135281752.9813528整个港区17513.781130717 进港道路、港内道路的布置（1）进港道路根据河港工程设计规范（GB 50192-93）附录E表E-1有：因为星子港拟建新港区的年平均日双向汽车交通量（辆）拟定为：22辆/h24 h=528辆200,2000 辆则由表确定进港道路等级为三级，又因为港区处于平原微丘地区，所以确定有关参数如下： 计算行车速度：拟取60km/h； 车行道路面宽度：拟取7m； 路基宽度：拟取8.5m。（2）港内道路根据河港工程设计规范（GB 50192-93）附录E表E-2，拟定港内道路的主要技术指标如下： 计算行车速度：拟取15km/h； 路面宽度：因集装箱拖挂车的尺寸较一般牵引车或叉车的为大，所以集装箱港区主干道拟取15m，次干道拟取10m，支道拟取4.5m；考虑到与集装箱港区协调布置，件杂货港区和钢铁港区主干道也拟取15m,次干道拟取10m，支道拟取4.5 m； 最小圆曲线半径：拟取20 m； 交叉口路面内缘最小转弯半径：行使集装箱拖挂车拟取15m，因受场地条件限制，可减少3m，即取12m，行使载重48t牵引车带平板车拟取12m； 引桥宽度：根据港区车流量的要求，引桥按双车道设计，引桥路面宽度拟取10m，两边各留0.5m宽的护肩，则引桥总宽度为11m。引桥与装卸平台连接处局部拓宽，拓宽的倒角距离拟取4m。另外，根据河港工程设计规范（GB 50192-93）表4.10.4，拟定港内道路边缘至建筑物、构筑物的净距如下：相邻建筑物面向道路一侧有出入口，但不通行机动车辆时取4m；有汽车出入口时取6m；至货堆边缘最小净距取1.5m；至围墙边缘最小净距取1.0m。 其他主要辅助生产建筑物及港区内的生活福利设施根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第4.8.1条，其他主要辅助生产建筑物及港区内的生活福利设施宜布置在陆域后方的辅助区，使用功能相近的辅助建筑、生活福利设施宜集中组合布置。其具体布置及相关尺寸见总平面布置图。5 装卸工艺设计 装卸工艺是港口码头的基本生产工艺，是港口生产活动的基础。合理的装卸工艺，是港口码头增大通过能力，提高装卸效率，降低装卸成本，加速车船周转，缩短货运期限，提高货运质量，减轻劳动强度和改善劳动条件的重要物质基础和技术条件。因此，设计出技术先进、经济合理、安全可靠的装卸工艺流程,来完成港口一定的货物吞吐任务，是提高港口经济效益和社会效益的重要途径。5.1 设计原则（1）装卸工艺设计方案应根据年货物吞吐量、货种、流向、车型、船型、集疏运方式、装卸要求和自然条件等因素综合确定。（2）装卸工艺设计应简化工艺流程和减少操作环节；应合理选择机型和工属具，优先选用国内定型产品，减少机械类型和规格；应结合国情确定机械化、自动化水平。（3）装卸工艺设计应保证作业安全，减少环境污染，减轻劳动强度，改善劳动条件，保护人体健康。（4）货种单一、流向稳定且运量较大时，宜设专业化码头。（5）货运码头设计水位差在8m以下，宜采用直立式。17m以上，宜采用斜坡式。817m,件杂货进出口和散货出口码头，宜采用直立式，散货进口码头，宜采用斜坡式或浮码头。5.2 主要技术参数5.2.1 吞吐量预测吞吐量见表3-1。5.2.2 船型载重量为2000DWT的船型尺度见本设计第3.3条。5.2.3 台时效率根据规范和市场的要求，在选择具体的装卸机械类型后，再确定各自的台时效率。5.2.4 泊位年营运天数综合考虑港口自然条件、现状、运量、船型及设备维修等因素，泊位的年营运天数取330天。5.2.5 作业班次各专用码头的作业班次均拟取3班。5.2.6 其他技术参数其他技术参数如货物堆存期、日作业小时数、辅助作业及非生产时间、货物入库场百分比、港口生产不平衡系数、库场单位面积堆存量、库场面积利用率等，可在具体设计各专业化码头的装卸工艺时确定取值。5.3 装卸机械选型5.3.1 件杂货码头 装卸船机械（1）根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.1.5条有：因设计水位差为：15.76 8，17（m）则件杂货进出口码头宜采用直立式。（2）根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.2.3条，直立式码头装卸船作业，宜采用轨道式起重机，拟选用门座式起重机。（3）根据河港工程设计规范（GB 50192-93）表3.2.2，因设计船型载货量2000t大于500t，则一般件杂货起重机的起重量为35t，拟取5t。（4）根据河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版），门机轨距选用10.5m。 库、场装卸机械（1）仓库装卸机械根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.2.12条，库内货物装卸作业，根据工艺布置要求，可选用桥式起重机、叉式装载机或其它库内装卸机械。考虑环境因素的影响，拟选用电池叉式装卸车，起重量选用5t。（2）堆场装卸机械根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.2.11条，堆场装卸机械选型，应根据货种、组关形式、货件重量和车型等因素确定。件货宜采用叉式装载机， 拟选用内燃叉式装卸车，起重量选用5t。 水平运输机械根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.2.10条，水平运输机械的选型，应考虑运距、货种、货件重量等因素。星子港件杂货码头运距较长，拟选用最大牵引重量为8t的牵引车，一台牵引车配3台平板车，平板车载重量为5t，即一次最大运量为5t。 装卸车辆机械装卸车辆所使用的装卸机械同库场的装卸机械相似，拟选用内燃叉式装卸车，起重量选用5t。5.3.2 钢铁码头 装卸船机械因钢铁可按件杂货计，则根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.2.2条和第3.2.3条，拟选用门座式起重机，起重量拟取5t，门机轨距选用10.5m。 库、场装卸机械（1）仓库装卸机械钢铁码头一般不布置专门的仓库。（2）堆场装卸机械根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.2.11条，钢铁宜采用轨道式起重机，拟选用轨道式龙门起重机，起重量选用5t。 水平运输机械根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.2.10条，选用最大牵引重量为8t的牵引车，一台牵引车配3台平板车，平板车载重量为5t，即一次最大有效运量为5t。 装卸车辆机械装卸车辆所使用的装卸机械同堆场的装卸机械相似，拟选用轨道式龙门起重机，起重量选用5t。5.4 装卸工艺流程5.4.1 件杂货码头 件杂货码头装卸工艺流程如图5-1所示：图5-1 件杂货码头装卸工艺流程示意图 5.4.2 钢铁码头钢铁码头装卸工艺流程如图5-2所示： 图5-2 钢铁码头装卸工艺流程示意图5.5 装卸机械台时效率装卸机械确定后，即可根据河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版）确定各装卸机械的台时效率。5.5.1 件杂货码头 装卸船机械根据河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版）表3-4，件杂货码头门机台时效率可取4550 t/台时，拟取50 t/台时。 库、场装卸机械（1）仓库装卸机械根据河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版）表3-14，电池叉式装卸车台时效率可取2530 t/台时，拟取27 t/台时。（2）堆场装卸机械根据河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版）表3-13，件杂货码头内燃叉式装卸车台时效率可取1518 t/台时，拟取18t/台时。 水平运输机械牵引车台时效率的确定方法如下：内河码头纵深一般不超过400m，考虑牵引车转向、绕弯等因素，牵引车的平均运距拟取为600m。牵引车在港区内的行车速度，根据河港工程设计规范（GB 50192-93）附录E拟取15km/h，即4.17m/s。牵引车在码头前沿作业地带和库场之间的来回时间为： （s）牵引车脱钩换挂车时间（前沿作业地带和库场各一次）拟取：602=120（s）则牵引车完成一次循环作业所需时间为：288+120=408（s）牵引车一小时内的循环作业次数为：（次）考虑出勤率及其它因素的影响，牵引车一小时内的循环作业次数拟取为8次。牵引车载重量由条知选用5t，则牵引车的台时效率为：85=40 （t/台时） 装卸车辆机械内燃叉式装卸车台时效率可取1518 t/台时，拟取18t/台时。5.5.2 钢铁码头 装卸船机械根据河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版）表3-4，钢铁码头门机台时效率可取5070 t/台时，拟取60 t/台时。 堆场装卸机械根据河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版）表3-13，钢铁码头轨道式龙门起重机台时效率可取5090 t/台时，拟取70 t/台时。 水平运输机械牵引车台时效率的确定方法同条。牵引车一小时内的循环作业次数拟取为8次，牵引车载重量由条知选用5t，则牵引车的台时效率为：85=40 （t/台时）。 装卸车辆机械轨道式龙门起重机台时效率可取5090 t/台时，拟取70 t/台时。5.6 装卸机械设备台套数根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.7.16条，装卸机械数量，应根据货种、运量、和台时效率按下式计算： （5-1）式中：某种装卸机械数量（台）；某种装卸机械分货种的年起重运输吨（t）；机械利用率，三班制取0.400.50，电动机械取大值，拟取0.50；内燃机械取小值，拟取0.40；各类装卸机械按不同操作过程装卸或搬运不同货种的台时效率（t/台时）。5.6.1 件杂货码头件杂货码头装卸机械设备台套数计算过程和结果见表5-1：表5-1 件杂货码头装卸机械设备台套数计算表机械类型年起重运输吨（t）机械利用率台时效率（t/台时）计算设备台套数（台）取用设备台套数（台）门座式起重机（装卸船）141040.50500.641电动叉车（仓库）141040.50271.182内燃叉车（堆场）141040.40182.223内燃叉车（装卸车）141040.40182.223牵引车（水平搬运）141040.40401.002平板车（水平搬运）1410465.6.2 钢铁码头钢铁码头装卸机械设备台套数计算过程和结果见表5-2：表5-2 钢铁码头装卸机械设备台套数计算表机械类型年起重运输吨（t）机械利用率台时效率（t/台时）计算设备台套数（台）取用设备台套数（台）门座式起重机（装卸船）151040.50600.571轨道式龙门起重机（堆场）151040.50700.491轨道式龙门起重机（装卸车）151040.50700.491牵引车（水平搬运）151040.40401.072平板车（水平搬运）1510465.7 各操作环节的效率在确定装卸机械设备的台时效率和台套数后，即可确定各操作环节的效率。各操作环节的效率必须满足装卸工艺流程的要求，即后续操作环节的效率要稍大于装卸船的效率，以保证装卸工艺流程能顺利开展，从而提高码头的泊位通过能力，进一步提高港口的竞争力。5.7.1 件杂货码头（1）装卸船效率： 50t/台时1台=50t/时（2）水平搬运效率： 40t/台时2台=80 t/时（3）仓库装卸效率： 27t/台时2台=54t/时（4）堆场装卸效率： 18t/台时3台=54t/时（5）车辆装卸效率： 18t/台时3台=54t/时以上各操作环节的效率满足要求。但考虑到每个仓库必须有一台装卸机械作业，以保证货流畅通，且考虑到叉车的价格相对较低，所以拟增加一台电动叉车。5.7.2 钢铁码头（1）装卸船效率： 60t/台时1台=60t/时（2）水平搬运效率： 40t/台时2台=80t/时（3）堆场装卸效率： 70t/台时1台=70t/时（4）车辆装卸效率： 70t/台时1台=70t/时以上各操作环节的效率满足要求。从以上各项可以看出，各操作环节的效率并不满足要求。此时必须采取相应的解决措施，使之满足要求。经综合分析后，拟采取的解决措施如下：考虑到堆场、车辆装卸效率只略小于装卸船效率，所以，用于堆场装卸的轨道式龙门起重机和用于车辆装卸的轨道式龙门起重机可以相互协调共同作业，以满足装卸船效率的要求。而实际上，在第4章进行总平面布置时，将集装箱堆场分成了并排的3块，轨道式龙门起重机是无法转向而进入相邻堆场的，因此必须再增加一台轨道式龙门起重机。在这种条件下，每个集装箱堆场布置一台轨道式龙门起重机，兼用于堆场装卸和车辆装卸，三个堆场的轨道式龙门起重机相互协调作业以满足装卸工艺流程的要求。因为牵引车和叉车的价格相对较低，增加几台牵引车和叉车对码头的总投资影响不大，所以考虑牵引车和叉车各增加一台，集装箱半挂车相应增加3台，此时：水平搬运效率： 160t/台时3台=480t/时拆装箱效率： 25t/台时2台=50t/时满足装卸船效率的要求。5.8 装卸工人数和机械司机人数5.8.1 装卸工人数根据河港工程设计规范（GB 5019293）第3.7.17条，装卸工人数，应根据泊位作业线数、班次和每条作业线的配工人数，按下式计算： （5-2） 式中：装卸工人数；作业线数，件杂货码头和钢铁码头一般有两个主要操作过程，即“船库场”和“车库场”；集装箱码头一般也有两个主要操作过程，即“船舶装卸作业”和“拆装箱装卸作业”。一个主要操作过程配一条作业线，则各专用码头作业线数均为2；昼夜作业班次数，为3；装卸工人轮休率，可取1/7；装卸工人出勤率，可取90%95%，拟取95%；每条作业线的配工人数，可按下述方法确定：（1）件杂货码头 根据港口码头劳动定员标准件杂货码头（JT/T 331.21996）第2.1条和表1，对非成组件货，“船库场”操作过程每条作业线配工人数可取1217人，拟取12人；“车库场”可取1012人，拟取12人；加权平均后，每条作业线配工人数为12人。（2）钢铁码头因钢铁可按件杂货计，则钢铁码头每条作业线配工人数按港口码头劳动定员标准件杂货码头（JT/T 331.21996）第2.1条和表1确定。对钢材，“船库场”可取811人，拟取8人；“车库场”取4人；加权平均后，每条作业线配工人数为6人。根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.7.18条，装卸工人总数应包括装卸工人和辅助工人数；根据河港工程总体设计规范（送审稿）第5.11.15条，辅助工人数可按装卸工人数的5%10%计算确定，拟取5%.星子港拟建港区的码头装卸工人数计算过程和结果见表5-4：表5-4 星子港拟建港区码头装卸工人数计算表码头类型作业线数昼夜作业班次数每条作业线配工人数装卸工人轮休率装卸工人出勤率计算装卸工人数计算辅助工人数配备装卸工人数配备辅助工人数装卸工人总数件杂货码头23129588.44.489594钢铁码头2369544.22.245348整个港区6395154.77.7157101675.8.2 机械司机人数根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第条，装卸机械司机人数按专机专人配备，其定额可采用表3.7.19-1的数值。根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第条，考虑出勤率的影响，按上述方法得出的配工人数应增加5%10%，拟取5%。星子港拟建港区的码头装卸机械司机人数计算过程和结果见表5-5：表5-5 星子港拟建港区码头装卸机械司机人数计算表码头类型机械类型机械数量（台）三班制定员（人/台）计算司机人数（人）考虑出勤率所增加司机人数（人）配备司机人数（人）件杂货码头门座式起重机17718叉式装载机932234牵引车271846450钢铁码头门座式起重机17718轨道式龙门起重机2714115牵引车271828331整个港区120121325.9 装卸工人和机械司机的劳动生产率根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第条，装卸工人和机械司机的劳动生产率可按下式计算： （5-3）式中：劳动生产率（操作吨/人年）；操作吨（吨/年）；装卸工人数（人）；机械司机人数（人）。星子港拟建港区装卸工人和机械司机的劳动生产率计算过程和结果见表5-6：表5-6 星子港拟建港区装卸工人和机械司机的劳动生产率计算表码头类型操作吨（吨/年）装卸工人数（人）机械司机人数（人）装卸工人和机械司机总人数（人）劳动生产率（操作吨/人年）件杂货码头141049450144972.22钢铁码头151044831791898.735.10 装卸一艘设计船型时间根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第条，装卸一艘设计船型的时间可按下式计算：式中：装卸一艘设计船型的时间（昼夜/艘次）；装、卸一艘该类船舶所需的纯装、卸时间；该类型船舶装卸辅助与技术作业时间之总和（h），内河船舶可取0.752.5h,拟取1.5h；昼夜法定工作小时数(h)，根据工作班次确定：三班制取24h；昼夜泊位非生产时间之和(h)，三班制可取4.56h，拟取6h。星子港拟建港区各码头装卸一艘设计船型的时间计算过程和结果见表5-7：表5-7 星子港拟建港区各码头装卸一艘设计船型的时间计算表码头类型（h）（h）（h）（h）（昼夜/艘次）件杂货码头341.52461.97钢铁码头301.52461.755.11 主要技术经济指标表星子港拟建港区各码头主要技术经济指标列于表5-8.表5-8 星子港拟建港区各码头主要技术经济指标表序号项目件杂货码头钢铁码头集装箱码头备注1泊位数（个）1112年吞吐量（t）14153.83年设计通过能力（t）18.821.96.64小时生产效率（t/h）5060225库场面积（m2）100083528151716生产工人数（人）1447976其中： 装卸工人数（人）944825 机械司机人数（人）5031517昼夜作业班次（班）3338泊位利用率0.740.680.589劳动生产率（操作吨/人年）972.221898.731000010装卸一艘设计船型时间（昼夜/艘次）1.971.750.32注： 表中所列集装箱码头的年吞吐量、年设计通过能力单位： TEU；小时生产效率单位：TEU/h。5.12 工艺布置5.12.1 件杂货码头（1）根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.2.4条，门座起重机靠江侧轨道中心线至码头前沿线的距离不宜小于2m,拟取2m。（2）根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.2.2条，门座起重机的吊幅至少应达到设计船型舱口外侧，且应考虑橡胶护舷的宽度（拟取0.6m）和船只的摆动幅度(拟取1m)，则门座起重机的吊幅为：（m）一般情况下起重量为5t的门机最大幅度可达30m，取m。（3）起重机内侧轨中心线至前沿堆场边缘的距离应考虑起重机支腿上的支架和扶梯不碰货堆，并留人行通道，一般定为1.5m。（4）前沿作业地带宽度取码头平台宽度，为25m。（5）根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.2.13条，仓库跨度不应小于12m，拟取24m；库中柱间距离取12m；仓库长度一般与泊位长度相适应，拟取90m；件杂货仓库选用单层，净高不得小于6m，拟取6m。（6）根据河港工程设计规范（GB 50192-93）第3.2.14条，库门尺度，应根据进出库作业的机械类型确定。当采用叉式装载机时，库门净宽不得小于4m，净高不得小于4.2m，库门尺度拟取44.5m；前后库门应对应设置，门距宜取18m或24m，拟取24m。（7）根据河港装卸工艺设计手册（交通部二航院编，1982年版）第三章第四节第二条，仓库与前方作业通道或一、二线道路相邻接时，仓库至道路之间应留有装卸运输机械的制动距离。此距离应根据进出库的机械类型和进出库门的行驶速度而确定，一般对于流动机械采用6m。（8）因为星子港拟建港区没有铁路运输线，所以件杂货仓库一般可不必设置专门站台。5.12.2 钢铁码头（1）门座起重机靠江侧轨道中心线至码头前沿线的距离不宜小于2m,拟取2m。（2）门座起重机的吊幅同件杂货码头，取30m。（3）钢铁码头可不设前沿堆场，只设一线堆场, 堆场尺度初拟为36m90m。（4）前沿作业地带宽度取码头平台宽度，为25m。（5）钢铁码头用于堆场、车辆装卸的轨道式龙门起重机的轨距，根据装卸工艺设计时所选用的起重能力及所确定的堆场面积与尺寸，拟取33m，门架内堆货宽度拟定为27m，则货堆边缘与轨道中心线的距离为1.5m，在其两边悬臂侧一般不堆货。 各专用码头的装卸工艺流程详见码头装卸工艺图。6 结构方案设计6.1 码头结构选型论证6.1.1 码头结构型式的选择原则 结构选型基本原则（1）码头结构型式的选择要贯彻经济、实用、耐久的指导思想，并应进行综合分析比较。（2）全面规划、远近结合。应结合港口的规划要求，对码头负荷能力及浚深的预留等。（3）因地制宜，根据具体使用要求、自然条件、施工条件等选择码头结构型式。（4）积极采用科学技术新成果。（5）就地取材，因材设计，充分利用当地材料资源。 结构选型三要素港口水工建筑物是港口工程的一项主体工程。作用在港口水工建筑物上的荷载比较复杂，包括自然荷载、使用荷载和施工荷载等。因此，在进行码头结构型式选择时，要根据拟建港区的自然条件、码头的使用要求和施工条件等因素确定选用何种结构型式。（1）自然条件与码头结构型式的关系自然条件一般是确定结构型式的决定性因素，而且是影响码头造价的主要因素。 水文条件水文条件一般决定着码头以何种方式进行施工。当水位差较小时，由于受施工水位变化不大的影响，一般采用直立式码头，且码头的上部结构不能做的太高。当水位差较大且设计靠泊船型较大时，可采用直立式码头，码头的上部结构可做的较高；设计靠泊船型较小时，为适应水位差较大的影响，一般采用斜坡式码头或浮码头。 地质条件码头结构型式的选择必须与拟建港区的地质条件相适应。对于岩石、砂及较硬的粘土（其内摩擦角大于）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（如淤泥质粘土或淤泥）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。 河势条件河势也是决定码头结构型式的一个主要因素。当河道较窄或新建码头会较大的改变河势（水流、冲淤条件）时，考虑到防洪要求，应采用对河势影响小的透空式码头结构。当河道较宽或新建码头对河势的改变较小时，码头结构型式对防洪的影响较小，可采用实体式或透空式码头结构。（2）使用要求与码头结构型式的关系在一定的自然条件下，码头的使用要求是码头结构型式选择时的决定因素，结构型式必须满足码头使用上的要求。使用上对结构型式的要求，主要有以下几个方面： 满足码头总平面布置的要求对于布置在掩护条件较差区域的码头，应满足船舶的泊稳要求，应选择透空式、局部透空式码头结构型式。 满足码头装卸工艺的要求要求对装卸工艺变化的适应性强时可选用重力式码头；对装卸工艺变化的适应性要求不高时可选用板桩码头或高桩码头。 满足码头使用荷载的要求要求对码头地面超载的适应性强时可选用重力式码头；对码头地面超载的适应性要求不高时可选用板桩码头或高桩码头。 满足结构使用耐久的要求要求在各种可能的最不利荷载组合的作用下，码头结构具有足够的强度和整体稳定性，且不得发生较大的位移和沉降而影响使用。 满足码头附属设施安装方便的要求应使码头结构型式便于附属设施的安设，并使其经常保持良好的技术状态，保证使用方便、易于维修。（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拟建港区当地已有的预制厂的规模及能力等。就施工设备的能力来看，由于一般的内河并没有打桩船设备，所以内河港的桩基一般采用钻孔灌注桩，但在长江干线上有打桩船设备的地区，也可采用预制桩。6.1.2 设计条件 设计船型设计船型为2000DWT件杂货船，其尺度如下：船长为90m，船宽为16.2m，满载吃水为2.7m。 结构安全等级对于一般港口的主要建筑物，结构安全等级为2级。 自