毕业设计（论文）-青兰山LNG码头工程设计.docx

分类号密级 UDC 本 科 毕 业 论 文（设计） 青兰山LNG码头工程全套图纸加扣3012250582 学生姓名 学号 指导教师 院、系、中心 工程学院海洋工程系 专业年级 港口航道与海岸工程2010级 论文答辩日期 2014 年 6 月 9 日 中 国 海 洋 大 学青兰山LNG码头工程完成日期： 指导教师签字： 答辩小组成员签字： 中国海洋大学本科毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目青兰山LNG码头工程院（系、中心）工程学院专 业港口航道与海岸工程年 级2010选题来源科研课题纵向课题（ ）选题类型理论研究（ ）横向课题（ ）教师自拟课题（）应用基础研究（ ）学生自拟课题（ ）技术或工程开发（）论文（设计）的基本构思和基本任务：本设计是根据实际工程项目拟就的设计题目，要求学生在工程基础资料和工程可行性研究报告的基础上，根据码头设计能力要求选择设计船型，根据船型尺度、吃水要求和装卸工艺进行码头和码头平面设计。基本任务包括：设计沉箱码头的沉箱尺度，并相应设计码头胸墙、基槽断面和后方陆域断面；在此基础上，根据所学专业知识计算结构所受的环境荷载和使用荷载，对沉箱的结构强度、码头稳定性及沉箱浮游稳定性进行验算；进行码头安全设施布置。目前的基础（包括资料收集情况、前期工作情况等）1工程所在地地理位置、地形地貌、气象、海象、地质、地震等自然条件资料2中华人民共和国行业标准.海港总平面设计规范（JTJ211-99）局部修订.北京：人民交通出版社，20083中华人民共和国行业标准.海港水文规范（JTS145-2-2013）.北京：人民交通出版社，19984中华人民共和国行业标准.重力式码头设计与施工规范（JTS 167-2-2009）.北京：人民交通出版社，20095中华人民共和国行业标准.液化天然气码头设计规范（JTS 165-5-2009）.北京：人民交通出版社，20096郭子坚.港口规划与布置.北京:：人民交通出版社，1999.107韩理安.港口水工建筑物.北京：人民交通出版社，2008.10论文（设计）进度安排 2014.3.32014.3.27 收集整理设计条件资料；码头设计 2014.3.282014.4.10 设定沉箱尺寸；作用分类及计算 2014.4.112014.4.17 码头稳定性验算 2014.4.182014.4.24 沉箱结构内力计算 2014.4.252014.5.1 沉箱浮游稳定性验算 2014.5.22014.5.8 码头安全设施 2014.5.82014.5.15 撰写设计说明书、绘图 2014.5.162014.5.20 答辩PPT、设计文件整理论文起止时间：自 2014 年 3 月 3 日起 2014 年 5 月 20 日止学生（签名）：指导教师（签名）： 院（系、中心）负责人（签名）：注：表格不够可另附页中国海洋大学本科毕业论文（设计）开题报告题 目 青兰山LNG码头工程 院、 系 工程学院海洋工程系 专 业 港口航道与海岸工程 (年级) 2010级 学生姓名 曲恒良 学 号 080422010039 指导教师 刘臻 教务处制表 2014年 3 月 11日一、选题依据课题来源、选题依据和背景情况；课题研究目的、学术价值或实际应用价值课题来源、选题依据、背景情况:作为港口航道与海岸工程专业的本科毕业生，经过理论力学、水力学、土力学、工程水文学、海岸动力学、海岸工程学、港口水工建筑物、港口规划与布置、水运工程施工等专业课程的学习，具备了一定的专业基础。指导老师结合工程实际与学生所学专业知识拟定本课题，使学生综合系统地运用大学所学专业理论知识。研究目的：本次毕业设计选题为指导老师结合工程实际并综合考虑学生个人情况拟定。通过对给定工程项目所在地的地形地质、气象、水文、波浪等设计条件进行研究分析，做出可行的设计方案。最终达到全面训练学生对所学理论知识综合运用能力的目的。学术价值：对于港口航道与海岸工程专业的本科毕业生，该课题有着一定的实践意义。本课题的目的在于使学生接受一次从设计、计算、编写报告书、和绘制工程图纸等的综合训练，锻炼学生对大学期间所学专业知识与专业技能的综合运用能力。二、文献综述国内外研究现状、发展动态；查阅的主要文献国内外研究现状、发展动态：本次设计采用重力式码头中的沉箱式码头。重力式码头是码头建筑物主要结构型式之一，一般由墙身和胸墙、基床和墙背填料三部分组成，特点是1）岸壁用混凝土建成，坚固耐久，一般不需要维修； 2）适用于岩石、砂质和坚硬粘土地基；3）在砂石料易于取得的地区造价较便宜； 4）抛石基床需分层夯实整平，预制件吊放及潜水作业工作量较大。我国50、60 年代以方块码头、沉箱码头和扶壁码头为主要型式；上世纪末期，随着港口向深水、开敞海域发展，出现了一些新的码头型式，如透空消浪式沉箱码头、双肋扶壁式码头、开孔沉箱码头、空心块体码头和床座式圆筒码头等；近年来重力式码头成功引进了格型钢板桩、大直径钢筋混凝土薄壁圆筒，开发了具有我国特色的抛石基床水下夯实和爆炸密实方法，引进开发了水下深层水泥搅拌法（CDM）, 从而在软基上亦能采用重力式结构。参考文献：1.中华人民共和国行业标准.港口工程荷载规范（JTS144-1-2010）.北京：人民交通出版社，20102. 中华人民共和国行业标准.重力式码头设计与施工规范（JTS167-2-2009）.北京：人民交通出版社，20093. 中华人民共和国行业标准.水运工程抗震设计规范（JTS146-2012）.北京：人民交通出版社，20124. 中华人民共和国行业标准.海港水文规范（JTS-145-2-2013）.北京：人民交通出版社，20135. 中华人民共和国行业标准.海港总平面设计规范（JTJ211-99）.北京：人民交通出版社，19996. 中华人民共和国行业标准.港口工程地基规范（JTS147-1-2010）.北京：人民交通出版社，20107. 韩理安.港口水工建筑物（第二版）.北京：人民交通出版社，2008.8. 邱大洪.工程水文学（第四版）.北京：人民交通出版社，2011.9. 赵成刚，白冰，王运霞.土力学原理.北京：清华大学出版社，2004.10.郭子坚.港口规划与布置（第三版）.北京：人民交通出版社，2011.11.周福田，张贤明.水运工程施工.北京：人民交通出版社，2004.12.孔宪立，石振明.工程地质学.北京：中国建筑工业出版社，2001.13. Bruun P. Port Engineering, Third Endition, 198114. Goda Y. Random seas and design of maritime structures. Press of University of Tokyo,1985三、研究内容1 学术构想与思路；主要研究内容及拟解决的关键问题（或技术）学术构想与思路：根据青兰山LNG码头工程设计资料及设计要求确定码头的结构型式与构造尺度，确定码头构件的形式及基本尺度，并进行相关的计算与验算。研究内容：确定码头型式与规模。确定沉箱构造尺度，作用分类与计算，进行码头稳定性的验算。进行沉箱结构内力计算与浮游稳定性验算。生成设计文:编写设计说明书、设计计算书，并绘制相应的施工设计图纸。关键问题：该设计的关键问题在于码头平面布置与结构计算。码头平面布置需要根据拟建地区的地质、水文、气象等资料，而且要结合码头运作的可操作性等实际营运中的主要问题，因此，需要处理大量资料，进行全面综合的考量。结构计算工作量大、计算繁琐。最终根据实际情况灵活使用布置原则及计算方法，选择最佳的布置方案，并做出全面准确地计算。2拟采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析研究方法：根据青兰山LNG码头工程拟建地区的自然条件、社会条件，结合码头设计相关要求，参照码头设计施工的相关规范、范例，完成码头工程的尺度设计。并进行相关的计算与稳定性验算，确保码头工程满足安全性要求。技术路线：确定沉箱尺寸、计算作用力码头及码头平面设计收集、整理资料沉箱浮游稳定性验算沉箱结构内力计算稳定性验算编写设计说明书、绘制图形码头安全设施布置实施方案：根据设计水位与相关规范参数确定码头前沿高程、码头前沿水深，根据设计船型确定泊位长度、泊位宽度、港池与回旋水域尺度以及航道尺寸。根据拟建港地区的自然条件、施工条件确定沉箱尺寸，进而进行码头作用力的计算。验算码头的抗倾、抗滑稳定性，进行地基承载力验算、基床承载力验算、沉箱浮游稳定性验算。可行性分析：作为港口航道与海岸工程专业的本科毕业生，通过四年专业课程的系统学习，具备了一定分析、解决实际工程问题的能力。结合码头设计要求，通过对码头工程拟建地区自然条件分析得出该地区地理位置优越、自然条件良好，岸线稳定、泥砂运动弱、地质条件相对较好，适于码头施工建设。该工程项目可以满足我国对能源的大量需求，缓解能源压力，符合经济发展的要求，具有必要性和可行性。本设计思路符合各现行规范、现场施工的基本要求，具备一定的经济合理性，根据该思路可以顺利完成设计任务。四、论文（设计）进度安排起止时间主要内容预期目标2014.3.32014.3.272014.3.282014.4.102014.4.112014.4.172014.4.182014.4.242014.4.252014.5.1 2014.5.22014.5.82014.5.82014.5.15 2014.5.162014.5.20收集整理设计条件资料；码头设计设定沉箱尺寸；作用分类及计算码头稳定性验算沉箱结构内力计算沉箱浮游稳定性验算码头安全设施撰写设计说明书、绘图答辩PPT、设计文件整理五、审核意见导师意见 同意开题。导师签字: 2014年 3 月 11日审核小组意见同意开题。审核小组成员签字： 2014年 3 月 13 日注：1、表格不够可加附页。2、审核小组应至少由三位具有高级职称的教师组成；必要时可召集开题报告会。青兰山LNG码头工程摘 要能源是社会经济发展的基础和动力，为满足经济发展的巨大能源需求以及出于对环境保护的考虑，拟在青兰山建设LNG码头及港口配套设施。码头设计严格按照国家规范标准进行。本设计采用顺岸式沉箱码头作为码头的结构形式。拟建码头50000吨级，码头主体长度281米。设计内容主要包括设计资料整理分析、码头泊位设计、沉箱设计、码头作用力的计算、码头稳定性验算及沉箱浮游稳定性验算。验算结果表明，码头符合规范要求，达到设计的预期目的。关键词：LNG码头；沉箱；稳定性；规范The Design of QingLanshan LNG WharfAbstractThe energy is the foundation and motivation of the economic development. A LNG wharf and supporting facilities will be built in QingLanshan in order to meet the huge need of energy. The wharf is strictly designed according to the relevant national standards for design. The caisson wharf structure is taken in the design. The wharf includes one 50000 DWT liquefied natural gas berth, and the berth is 281 meters long. The design includes: the analysis of data, the design of the wharf and berth, the design of the caisson, force type and calculation, wharf stability checking and floating caisson stability calculation, etc. The overall checking results show that the design is in line with specification and achieves the design purpose. Key words: LNG wharf; caisson; stability; standard目 录第一篇 设计说明书11设计资料11.1自然条件11.1.1 地理位置11.1.2气象11.1.3水文条件31.1.4 海岸地貌与冲淤趋势51.1.5 地质、地震51.2设计条件81.2.1设计船型81.2.2结构安全等级81.2.3自然条件81.2.4码头面荷载81.2.5材料重度标准值8第二篇 设计计算书91码头设计91.1码头结构形式与布置型式91.2码头主要尺度设计91.2.1设计船型91.2.2码头主要尺度91.2.3码头前沿设计水深101.2.4泊位宽度101.2.5港池、回旋水域尺度101.2.6航道尺度112沉箱设计112.1沉箱外形尺寸112.2沉箱内隔设计122.3沉箱构件尺寸123作用分类及计算143.1结构自重力（永久作用）143.1.1极端高水位情况143.1.2设计高水位情况153.1.3设计低水位情况163.1.4施工期情况173.2土压力标准值计算183.2.1码头后填料土压力（永久作用）：183.2.2堆货荷载产生的土压力（可变作用）：203.3船舶荷载（可变作用）213.3.1作用在船舶上的风压力213.3.2水流对船舶作用产生的水流力213.3.3由风和水流产生的系缆力223.3.4由风和水流产生的挤靠力223.3.5船舶靠岸时产生的撞击力233.3.6系缆力标准值233.3.7系缆力引起的垂直作用、水平作用和倾覆力矩233.4波浪力（可变作用）233.4.1极端高水位情况：233.4.2设计高水位情况：253.4.3设计低水位情况：263.4.4施工期间波浪力计算：273.5贮仓压力293.6施工期沉箱沉放时面板所受水压力计算293.6.1沉箱总重303.6.2沉箱体积计算：303.6.3沉箱吃水计算：303.6.4沉箱面板所受水压力：303.7地震作用力（偶然作用）303.7.1码头后填料产生的地震土压力标准值303.7.2堆货荷载产生的地震土压力标准值323.7.3系缆力产生的地震标准值333.7.4地震惯性力333.8码头荷载标准值汇总364码头稳定性验算374.1作用效应组合374.2码头沿基床顶面的抗滑稳定性验算384.3码头沿基床顶面的抗倾稳定性验算384.4偶然组合情况码头沿基床顶面的抗滑、抗倾稳定性验算424.4.1偶然组合情况码头沿基床顶面的抗滑稳定性验算424.4.2偶然组合情况码头沿基床顶面的抗倾稳定性验算424.5基床承载力验算444.5.1基床顶面应力计算作用组合444.5.2持久组合情况一时基床顶面应力计算444.5.3持久组合情况二时基床顶面应力计算444.5.4短暂组合情况时基床顶面应力计算454.5.5偶然组合情况一时基床顶面应力计算454.5.6偶然组合情况二时基床顶面应力计算455沉箱浮游稳定性466沉箱干舷高度计算48参考文献49致 谢50青兰山LNG码头工程第一篇 设计说明书1设计资料1.1自然条件1.1.1 地理位置湄洲湾地处福建东南沿海中部，东北面与兴化湾相邻，西南面与泉州湾相接，东南向与台湾岛隔海相望。码头工程位于湄洲湾湾口西岸的青兰山东端山脚下，工程点附近水域开阔，水深条件优越，岸坡稳定。1.1.2气象湄洲湾附近地区属亚热带海洋性气候，四季分明。1、气温湄洲湾地区的多年平均气温在19.920.2之间，极端最高温度在3739之间，湄洲湾湾内平均气温比湾口的略高。山腰气象站和崇武气象站的气温特征值详见表1-1-1。 气温统计值表 表1-1-1项目山腰气象站崇武气象站统计值时间统计值时间多年平均气温()20.219.9累年极端最高气温()39.01966.8.1637.01966.8.16累年极端最低气温()0.301957.2.12-0.31997.1.31累年最高月平均气温()32.0七月27.4八月累年最低月平均气温()8.4一月11.2二月2、降水根据山腰与崇武两气象站资料统计，湄洲湾地区的多年平均降水量分别为977.5mm、1316.6mm，累年最大降水量在1477.9mm1818.1mm之间，全年降水主要集中在春、夏季39月份，以6月份最大，整个雨季约占全年平均降水量72%以上，10月至翌年1月雨水较少，为旱季，仅占全年平均降水量710%，两气象站的降水特征值详见表1-1-2。由崇武气象站19541976年资料统计，多年平均分级降水天数为：多年平均10mm 降水天数27.9d多年平均25mm 降水天数11.8d多年平均50mm 降水天数3.7d 降水特征值表 表1-1-2项目山腰气象站崇武气象站统计值时间统计值时间多年平均降水量(mm)1316.6977.5累年最大降水量(mm)1818.11959年1477.91972年累年月最大降水量(mm)603.71956.9489.51965.6累年日最大降水量(mm)172.91958.9.5234.41972.5.63、风1）风况湄洲湾地区多年平均风速为5.4m/s6.9m/s，本地区风向季节变化为：夏季（68月）以西南风为主；其它月份则以NE或NNE向为主。2）大风天数根据鲤鱼尾对岸的秀屿临时测风站和崇武气象站1978年1980年同步测风（二分钟平均风速）统计分析，秀屿与崇武两站7级风的天数分别为18.4d和9.3d。8级风的天数分别为2.2天和1.5d。另外，青兰山附近的斗尾临时测风站1998年7月1999年6月测风（2min平均风速）资料统计统计结果，7级风的天数为3.7d。4、热带气旋湄洲湾地处我国东南沿海，常年受热带气旋影响，根据有关气象站多年资料统计，在福建沿海登陆的台风平均每年有2次，其中约占全年86%的台风在79月份登陆，平均每年发生一次在湄洲湾附近海区登陆的并造成威胁的台风和热带风暴，台风登陆前后产生的影响一般持续23d。台风时，由崇武气象站测得最大风力（瞬时风速）在12级以上。5、雷暴由崇武气象站19541970年（共17年）气象资料统计，本地区多年平均雷暴日数为27.3d，最多为45d，最少为13d。6、雾本地区每年35月份多雾，其中，由山腰气象站统计出多年平均雾日数为8d，最多雾日数为12vd，最少为0d。崇武气象站多年平均雾日数为29.6d，最多雾日数为46d，最少为12d。1.1.3水文条件1、潮汐1）基准面及换算关系本工程潮位采用56黄海基面，56黄海基面与其它基准面的关系见下图：2）潮型湄洲湾海域属强潮海区，潮汐以半日分潮占绝对优势，其潮汐型态系数为（Hk1H01）/HM20.26，比0.5小，因此拟建工程地点海域的潮汐为正规半日潮。3）潮位特征与设计水位根据斗尾临时潮位观测站（资料年限：1998年10月1999年10月，位于拟建码头西北面约1.5km处）与崇武海洋观测站1956年1980年潮位资料统计分析，潮位特征值与设计水位（斗尾站的极端水位是根据崇武站长期潮位资料与斗尾站同期潮位资料进行相关分析求得），详见表1-1-3、表1-1-4。 潮位特征值 表1-1-3项 目崇武站斗尾站备 注多年最高潮位(m)4.244.10基面为：56黄海基面多年最低潮位(m)-3.45-3.66平均高潮位(m)2.382.73平均低潮位(m)-1.89-2.23平均海平面(m)0.220.19最大潮差(m)6.677.37最小潮差(m)1.222.93平均潮差(m)4.274.96平均涨潮历时6:14(h)6:10(h)平均落潮历时6:11(h)6:16(h)资料年限195619801998.101999.9 设计潮位 表1-1-4项 目崇武站斗尾站设计高水位 (m)2.933.45设计低水位 (m)-2.74-2.9350年一遇极端高水位(m)4.185.0850年一遇极端低水位(m)-3.58-4.014）增减水本海区每年夏秋季受台风影响，常有风暴潮产生，据多年台风暴潮资料统计，崇武海洋观测站台风最大增水，为1.37m（发生在6911台风期间），台风最大减水为-1.06m,台风增减水幅度一般在-1.10m1.50m之间。2 、波浪湄洲湾是一个深入内陆的狭长形海湾，南北向纵深约30km，东西向水域平均宽度超过15km，湾内水域散布着许多大、小岛屿，湾口宽约10km，面向台湾海峡，附近湄洲岛、大竹等岛屿形成天然屏障，若依湄洲湾地形条件来划分，大竹岛至青兰山半岛一线以北为湾内，其波浪主要是由湾内小风区形成的风浪和口门绕射进来的小振幅风涌混合浪，而在大竹岛至青兰山半岛一线以南至剑屿的水域为湾口段，其SESE向没有岛屿遮挡，主要受外海大浪的影响。设计波浪见表1-1-5。 设计波高 表1-1-5水位波向重现期H1%波高（m）周期T（s）波长L极端高水位ENE-E50年2.565.2340.5SSW-SW50年2.475.1839.8设计高水位ENE-E50年2.365.0036.8SSW-SW50年2.435.1438.5设计低水位ENE-E50年1.8243129.0SSW-SW50年2.044.6233.33 、潮流湄洲湾潮流受地形制约每天二涨二落作往复式流动。由各测点的水文测验资料整理结果表明:湾口航道段测点最大实测涨潮流速为90110cm/s，落潮流最大流速为84101cm/s。涨潮最大流速一般发生在低潮后2.53.5h，落潮最大流速一般发生的高潮后22.5h。各测站在垂线上分布为表层、中层的流速最大，底层流速最小。湄洲湾内涨、落潮流历时不等，一般落潮流历时长于涨潮流历时，如湾口段落潮平均历时分别为6h58min，涨潮流平均历时分别为5h35min；青兰山油码头处平均落潮历时6h01min，平均涨潮历时6h19min。1.1.4 海岸地貌与冲淤趋势湄洲湾地处戴云山隆起带和台湾海峡沉降带之间的过渡带内，北东向、北西向和东西向的地质构造控制着该地区的侵入岩、火山岩和变质岩的分布，影响着岸线的走向、海湾的基本轮廊以及岛屿的分布。本地区地质构造以断裂为主，纵横交错的断裂带将湄洲湾以及其附近地区切割成许多大小不等的断块，构成了湄洲湾多岛屿、多岩礁和海地正负交错的现代地形基本轮廓。故湄洲湾岸线曲折、岬角相间是典型的基岩港湾海岸。另外，由湄洲湾底质分布可知，从肖厝至大生岛湾内段，底质组成具有多向性，航区内底质偏粗，以砂砾、贝壳砂和粉质砂为主，而航区范围两侧底质较细，东侧以沙粉砂粘土为主，西侧以粘土质粉砂为主，从大生岛至黄干岛一带，受岛屿切割的影响，海底岩礁成片发育，底质以基岩为主，但在礁盘的底洼处，有局部的贝壳砾石砂粉砂粘土出露，黄干岛以南为口门段，海域相对辽阔，深槽底质以粘土质粉砂为主。从黄干岛到剑屿一带为湾口段，海底自上而下向外缓慢下倾，水深一般超过20m，只有极少量的岩礁出露。另外，在湄洲湾湾口外崇武大柞山东侧近岸海域，30m深槽的南部、东南部基岩埋深超过40m，且有26m的松散沉积层，在30m深槽以外西侧边缘岩面埋深浅于30m。1.1.5 地质、地震1、地质根据福建炼化公司炼油乙烯合资项目青兰山30万吨级原油码头、引桥（引堤）工程 工程地质勘察报告（初步设计阶段），拟建工程处的地形地貌、地质分层情况如下：1）地形地貌拟建工程区域地貌属于浅海地貌，海底高程为-1.68-27.72m,引桥区域西部地形较为平坦，从A14和A19孔一带地形开始变陡，码头区域地形高差起伏较大，拟建码头东侧为一条西北走向的浅海深槽，可达-40m以深，海流冲刷作用剧烈，海底覆盖层薄，基岩埋藏浅以至于暴露海底面，位于拟建工程区域西南的青兰山高程152m，山的东部临海，为岩质岸坡，地形较陡。2）地质分层拟建场地基岩主要为燕山早期混合花岗岩，第四系覆盖层由残积层、冲洪积层和海陆交互沉积层组成。根据钻探揭露，场地内岩土层可分为六大层，自上而下依次为：海陆交互沉积层。根据成分及状态可细分为：A 砂混淤泥（1a）：场地内钻孔A3、A13、A14、A19、A21及A22有揭露，厚度0.603.30m；呈松散状, 浅灰、灰色,主要由中、细砂、淤泥及少量贝壳碎屑混合而成，含淤泥约15%，局部含淤泥略小于10%，为中砂；砂粒呈次棱角状，级配较差；含腐殖质，具腥臭味；饱和。B 中砂(1b)：场地内钻孔A1、A6、A14、A15、A19及A20有揭露，厚度0.6012.10m；呈松散稍密状, 灰、灰褐色，主要由中、细粒砂组成，含泥约15%，局部略小于10%；砂粒呈次棱角状；级配较差；饱和。 C 淤泥混砂（1c）：场地内钻孔A13、A15A18及A20A22有揭露，厚度2.1014.70m；呈流软塑状，灰、深灰色，主要由中、细砂及淤泥混合而成，含淤泥一般为4050%，局部可达80%；含腐殖质，具腥臭味；砂粒呈次棱角状，级配较差。冲洪积层。根据颗粒成分及状态可细分为：A 粉质粘土(2a)：场地内钻孔A3、A4、A10、A13、A15、A18及A20有揭露，厚度1.104.80m；呈可塑状，褐黄、砖红色，主要由粉、粘粒组成，一般质较纯，局部含砂约1020%，底部一般夹有圆砾或卵石，圆砾或卵石大部分已风化成强风化岩，卵石最大直径约6cm；一般刀切面较光滑、规则。B 砾砂（2b）：场地内仅钻孔A15、A17、A20及A22有揭露，厚度0.501.50m；呈稍中密状，灰、灰褐色，主要由砾、粗粒组成，含泥一般小于10%；一般夹有卵粒，卵石最大直径约6cm；颗粒呈次棱角状；级配较差；饱和。C 残积粘性土：场地内仅钻孔A3、A11A13、A16、A17及A22有揭露，厚度0.709.20m；呈可硬塑状，灰黄间灰白、花斑色，主要由长石风化粘土矿物及石英组成，含大于2mm颗粒一般小于5%，母岩为细粒花岗岩，原岩结构特征甚清晰，岩芯泡水易软化崩解。D 全风化花岗岩：为燕山期混合花岗岩风化；场地内仅钻孔A13、A14、A21及A22有揭露，厚度1.002.40m；呈褐黄、灰白色，主要成分为长石、石英及云母，大部分长石已风化成粘土矿物，原岩结构形态基本保存；具散体状结构，岩芯呈土柱状，手捏易碎散，泡水易崩解。 E 强风化岩：根据风化程度及岩芯状态的不同，可细分为散体状强风化岩（5a）及碎裂状强风化花岗岩（5b）：a.散体状强风化花岗岩（5a）：为燕山期侵入岩风化；场地内仅钻孔A13、A17、A19及A22有揭露，厚度1.304.40m；呈灰黄、灰白色，矿物成分主要由为长石及石英，部分长石已风化成粘土矿物；具散体结构，岩芯呈土柱状，手捏即散，长时间浸水可崩解，合金钻进时伴有拨钻声，进尺快。b.碎裂状强风化花岗岩（5b）：为燕山期混合花岗岩风化；场地内仅钻孔A3、A7、A8、A14、A15、A17A21有揭露，厚度0.201.70m；呈灰黄、灰白色，矿物成分主要为长石及石英，部分长石已风化成粘土矿物；具碎裂状结构，岩芯呈碎块状，手折可断，金刚钻进时伴有拨钻声，进尺较快。 F 中风化花岗岩：为燕山期混合花岗岩风化；场地内均有揭露，揭露厚度2.105.10m；呈灰褐黄、灰白、青灰色，主要成分为长石、石英及云母，局部严重硅化，沿裂隙面长石见有风化迹象；一般具块状结构，局部具碎裂状结构，岩芯呈短柱、长柱状，锤击声稍脆；金刚钻进进尺缓慢，伴有剧烈拨钻声。2、地震湄洲湾处于新华夏系长乐南澳断裂带北段，漳平莆田东西向构造带横至于湾顶部位，历史上在该湾内无地震发生，但其邻近海域常有中强地震发生，对本区有一定的影响，1918年2月13日南澳发生7 1/4级(X度)地震，对本区造成一定的破坏性影响，1922年2月29日平潭海外发生震级为6级的地震，也波及本区，自1970年有仪器记录以来，在周围地区经常出现小震活动，属小震活动频度较高的地区之一，但强度不大，最大震级为2.6级。福建地震地质工程勘察院2001年3月提供的福建炼油化工有限公司青兰山原油码头及中转库区工程场地地震安全性评价报告表明，场地地震基本烈度综合评定为度，场地50年超越概率为10的烈度值为7.3度。 为此在工程建（构）物设计时，按场地50年超越概率为10%的烈度值7.3度进行抗震设防。1.2设计条件1.2.1设计船型设计船型见表1-2-1。 设计船型 表1-2-1船舶类型船舶吨级GT设计船尺度（m）总舱容量（m3）总长L型宽B型深H满载吃水TLNG船5000023036.722.813.671801-1050001.2.2结构安全等级根据液化天然气码头设计规程（JTJ304-2003）第6.1.1及6.1.2条规定：液化天然气码头主体水工建筑物的结构安全等级应采用一级，护岸的结构安全等级不应小于二级。码头主体水工建筑物：一级护岸结构：二级1.2.3自然条件1、设计水位：设计高水位：3.45m；极端高水位：5.08m；施工水位：1.5m设计低水位：-2.93m；极端低水位：-4.01m2、波浪要素SSW-SW为强浪向方向，重现期50年，波浪要素为：设计高水位： H1% =2.43m L=38.5m 极端高水位：H1%=2.47m L=39.8m设计低水位： H1%=2.04m L=33.3m波浪周期： T=4.98s3、地震烈度为8度。1.2.4码头面荷载堆货荷载：q=10Kpa。1.2.5材料重度标准值材料重度标准值见表1-2-2。 材料重度和内摩擦角标准值 表1-2-2材料名称重度（kN/m3）内摩擦角（）水上水下混凝土胸墙C252414钢筋混凝土沉箱C302515块石181145第二篇 设计计算书1码头设计1.1码头结构形式与布置型式青兰山LNG码头工程采用重力式沉箱码头结构形式，采用顺岸式布置。1.2码头主要尺度设计1.2.1设计船型 设计船型 表2-2-1 船舶类型船舶吨级GT设计船尺度（m）总舱容量（m3）总长L型宽B型深H满载吃水TLNG船5000023036.722.813.671801-1050001.2.2码头主要尺度1、码头泊位长度按照海港总平面设计规范（JTJ211-99）4.3.6条规定：码头单个泊位长度Lb=L+2d式中 Lb码头泊位长度（m）； L设计船长（m）； d富裕长度（m），采用表2-2-2中数值。 富裕长度d 表2-2-2L(m)230d(m)581012151820222530则泊位长度：Lb=230+25*2=280m。根据当地自然条件和施工实际情况，泊位长度取281m。2、码头前沿顶面高程按照海港总平面设计规范（JTJ211-99）4.3.3条规定：基本标准：码头前沿高程=设计高水位+超高值即H=3.45+1.01.5=4.454.95复核标准：码头前沿高程=极端高水位+超高值即H=5.08+00.5=5.085.58码头前沿顶高程确定为5.6m。1.2.3码头前沿设计水深按照海港总平面设计规范（JTJ211-99）4.3.5条规定；D=T+Z1+Z2+Z3+Z4 码头前沿水深计算表 表2-2-3TZ1KH4%Z2Z3Z413.60.600.51.200.150.4则码头前沿设计水深D=T+Z1+Z2+Z3+Z4=14.75m。码头前沿底高程=设计低水位-码头前沿设计水深，即码头前沿底高程=-2.93-14.75=-17.68m，为合理利用岸线资源和后期发展，结合地质情况和结构设计要求确定码头前沿底高程取值-19.0m。1.2.4泊位宽度根据海港总平面设计规范（JTJ211-99）第4.2.4条：码头泊位宽度Bb=2B码头泊位宽度Bb=2*36.7=73.4m。1.2.5港池、回旋水域尺度根据海港总平面设计规范（JTJ211-99）第4.2.8条：码头前沿港池宽度不应小于1.5L，因此港池宽度取345m。 按照海港总平面设计规范（JTJ211-99）第4.2.3条规定：船舶回旋水域尺度为2.0*L，即2*230=460m。 港池及回旋水域深度宜与航道设计水深一致。1.2.6航道尺度航道采用单向航道，按照海港总平面设计规范（JTJ211-99）第4.8.7条规定：单向航道 W=A+2c式中 W航道有效宽度（m）；A 航迹带宽度（m），A=n（Lsinr+B）；n 船舶漂移倍数，查表；r 风、流压偏角（度），查表；c 船舶与航道底边间的富裕宽度（m），查表得。W=1.45*（230*sin14+36.7）+2*36.7=127m。按照海港总平面设计规范（JTJ211-99）第4.8.8条规定：航道设计水深D=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4式中 T设计船型满载吃水（m）；Z0船舶航行时船体下沉值（m）；Z1航行时龙骨下最小富裕深度（m）；Z2波浪富裕深度（m）；Z3船舶装载纵倾富裕深度（m）；Z4备淤富裕深度（m），不宜小于0.4m。航道设计水深D=13.6+0.3+0.5+0.52*3.7+0.15+0.4=16.2m。2沉箱设计2.1沉箱外形尺寸沉箱的长度由施工设备能力、施工要求的最小尺寸及沉箱垂直缝宽度确定。该码头的施工条件良好，没有特殊要求的限制，垂直缝宽度宜采用沉箱高度的4，但不应小于50mm。青兰山LNG码头工程泊位设单排沉箱，墙后回填土石方或吹填。码头主体长度为281m，共设置14个沉箱，设置垂直缝为80mm，每个沉箱长度为20m。沉箱高度由基床顶面高程和沉箱顶高程决定。沉箱顶高程要高于胸墙混凝土浇筑的施工水位0.30.5m，沉箱顶标高取1.8m，基床顶高程已确定为-19.0m，故沉箱高度（包含0.5m的箱底）取1.8+19.0=20.8m。沉箱宽度主要由码头的水平滑动及倾覆的稳定性和基床及地基的承载力确定，根据工程经验一般为码头墙高的0.6倍左右，初步取16.8m（包括前趾和后踵各1m的悬臂）。2.2沉箱内隔设计按照重力式码头设计与施工规范（JTS167-2-2009）第5.1.4条规定：沉箱纵横隔墙宜对称布置，间距可取3-5m。2.3沉箱构件尺寸由重力式码头设计与施工规范（JTS167-2-2009）第5.1.5 规定，沉箱外壁、底板和隔墙的厚度应由计算确定，并应满足混凝土结构耐久性和沉箱出运、安装对刚度的要求。沉箱外壁厚不宜小于250mm，对有抗冻要求的大、中型码头，沉箱潮差段的临水面的壁厚不宜小于300mm，底板厚度不宜小于外壁厚度，墙趾长度不宜过大；隔墙的厚度可采用隔墙间距的1/251/20,但不宜小于200mm。根据规范对沉箱构件的刚度和构造要求和本码头所受荷载情况及工程经验，初步拟定各构件尺寸：沉箱壁厚取0.3m；底板厚取0.5m；纵横隔墙厚度取0.2m，纵隔墙间距取4.6m，横隔墙间距取4.7m；按照重力式码头设计与施工规范（JTS167-2-2009）第2.3.20条规定，在各构件连接处设置0.2m0.2m的加强角，以减少应力集中。沉箱结构图如图3-3-1。图3-3-1 沉箱平面图 单位（mm）图3-3-2 沉箱纵断面图 单位（mm）图3-3-