港口规划与布置课程设计.docx

浙江海洋大学港口规划与布置课程设计 班 级： A14港航 姓 名： 学 号： 日 期： 2016年11月8日 指导老师： 目 录第一章 基本资料与设计要求 .2（一）1.海港基本情况 .2 2.吞吐量，集疏运方式 .2 3.船型.2 4.营运系数 .2 5.地质条件.2 6.集疏运条件 .3 7.水文与气象条件 .3 （二）1.设计内容.3 第二章 港口陆域布置.3 1.码头及泊位设置.3 2.港口陆域尺度.4 2.1码头泊位尺度及岸线长度确定.42.2码头前沿高程的确定.4 2.3码头陆域尺度的确定.5 第三章 港口水域布置.6 3.1码头前沿水深的确定.73.2航道水深的确定.83.3航道宽度的确定.93.4船舶回旋水域的确定.9第四章 码头平面布置.9 4.1码头位置的设计.9 4.2防波堤、口门、锚地的设计.104.3港区道路宽度.10 4.4排水设计.11 4.5绿化设计.11 4.6码头总平面布置图.11第5章 课程设计成果及总结.11第一章基本资料与设计要求（一）海港该港位于岸线顺直、水深变化均匀且深度较深的有掩护的水域。海岸线南北走向。1、资料：（1） 吞吐量、集疏运方式内容吞吐量集疏运方式杂货合计进口（70%入库、30%入场）出口（40%入库、60%入场）适箱货（占杂货合计百分比）2011119025% 铁路、公路各占50%矿石合计入场水水直取（锚地）12501250无皮带机驳船煤炭合计入场水水直取（锚地）29021080皮带机驳船注：未来二十年，杂货吞吐量可能有成倍增长。（2）船型船型载重量（吨）设计船型尺度（m)总长L型宽B型深H满载吃水T杂货1万65115.34.4煤炭2.5万1902614.610.8矿石2.5万1902614.610.8集装箱1万1522212.88.8驳船10006211（3）营运系数 单位杂货矿石煤炭集装箱码头月通过能力万吨3.436190.8万TEU堆场堆存量吨/平方米2206库场堆存量吨/平方米1堆存期天1020205运量月不平衡系数1.31.21.1面积利用率0.750.8（4）地质地质情况软基年回淤量（厘米/年）20（5）集疏运条件疏运工具年疏运量（万吨）年工作天数疏运强度（吨/天）工具载量（吨）日需运力往返日期所需完好运力共需数铁路车辆80342234050474750节/日汽车80342234054680.5234260驳船803202500500542022（6）水文与气象条件a.由潮位曲线图可知：历史累计频率1%的潮位为3.83米，历史累计频率98%的潮位为0.35米。且港口为半日潮型，平均潮差3.6米。b.常风向为NNE，最大风速21m/s，须考虑风对进港船舶、港口水域稳度、泥沙淤积的影响，适当布置防波堤及口门方位。煤炭和矿石专用码头应尽量避免位于盛行风向。常年天气状况良好，恶劣天气仅13天，全年营运天数为348。（二）设计内容 根据JTJ211-99海港总平面设计规范设计泊位数，码头前沿高程，码头前沿设计水深，码头泊位尺度，船舶回旋水域，航道的布置，航道宽度（风流压偏角取7），航道设计水深，港池尺度，防波堤、口门的布置，港内锚地的布置及尺度，库场、堆场面积。并画出港口平面布置示意图。第二章.港口陆域布置 根据原始资料的具体情况可知，本港口的货物种类有杂货，矿石和煤炭。为了提供港口的吞吐量和能够更好的为船舶提供服务，需要设计三种类型的码头，它们分别为多用途杂货码头，矿石类专用码头和煤炭类专用码头。2.1码头及泊位数设置 泊位能力法估算泊位数，按下式计算： N=Q/Pt （1-1）式中各字母的意义： N为泊位数； Q码头年作业量（t），指通过码头装卸货物的吨数， Pt单个泊位的通过能力（t）。(1)多用途杂货码头的泊位数： N=Q/P=201/(12*3.4)=4.935; 根据原始资料可知，未来二十年，杂货吞吐量可能有成倍增长。为了满足未来二十年的发展需求，这里增设3个泊位作为未来发展的需求，所以杂货码头的泊位数N=8;(2)矿石类码头的泊位数： N=Q/P=1250/(12*36)=2.893;所以矿石类码头的泊位数N=3;(3) 煤炭类码头的泊位数: N=Q/P=290/(12*19)=1.272; 所以煤炭类码头的泊位数N=2;结合以上要求，并且为了使港口能够容纳未来发展所要求吞吐量，本规划将在此港口布置13个泊位，以供船舶停靠。2.2港口陆域尺度a.码头泊位尺度及岸线长度确定 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L和船与船之间的必要间隔所构成。确定间隔要考虑系缆要求，船舶靠离安全方便。连续设置多泊位的端部泊位，其一侧相当于单个泊位，由于相邻泊位允许交叉带缆和出现压缆现象。那么泊位长度Lb的确定，需根已经给出的基本资料的各种船型以及船型尺度来计算岸线长度。相应见下表1所示： 表1船型载重量（吨）设计船型尺度（m)总长L型宽B型深H满载吃水T杂货1万65115.34.4煤炭2.5万1902614.610.8矿石2.5万1902614.610.8集装箱1万1522212.88.8驳船10006211结合JTJ211-99海港总平面设计规范中的基本要求：端部泊位： Lb=L+1.5d中间泊位： Lb=L+d 表2富余长度d设计船长（m）230富余值d（m）581012151820222530由表1原始资料给出的相应船型尺度的数据可求此次设计的泊位的相应尺度如下： 设计船长：L杂货船=65m；L矿石船=190m；L煤炭船=190m；L集装箱船=152m；L驳船=62m。 富余长度：d杂货船=9m； d矿石船=20m； d煤炭船=20m； d集装箱船=18m； d杂货船=9m。所以可以计算出各码头前沿长度，具体过程如下：（1） 杂货专用码头： 端部泊位： Lb端=L+1.5d=65+1.5*9=78.5m 中间泊位： Lb=L+d=65+9=74m 所以可以计算出杂货专用码头的总长度： L总长=2*Lb端+6*Lb=2*78.5+6*74=601m（2） 矿石专用码头： 端部泊位： Lb端=L+1.5d=190+1.5*20=220m 中间泊位： Lb=L+d=190+20=210m 所以可以计算出杂货专用码头的总长度： L总长=2*Lb端+6*Lb=2*220+1*210=650m（3） 煤炭专用码头： 端部泊位： Lb端=L+1.5d=190+1.5*20=220m 所以可以计算出杂货专用码头的总长度： L总长=2*Lb端=440m所以各类码头的前沿长度分别为：L杂货码头=601m；L矿石码头=650m；L煤炭码头=440m；b.码头前沿高程的确定布置港口陆域时，需首先确定有关设计高程值。码头前沿设计高程值的确定与港口所处水域的水位特性、陆域地形及陆地高程有极大关系。一般情况下，合理的设计高程应使港区淹没损失尽可能减少，船舶装卸作业方便，同时又不致因高程过高或过低而导致土石方工程量太大。根据给出的原始资料：a.由潮位曲线图可知：历史累计频率1%的潮位为3.83米，历史累计频率98%的潮位为0.35 米。且港口为半日潮型，平均潮差3.6米 再结合JTJ211-99海港总平面设计规范中对于开敞式码头的基本要求：码头前沿高程=设计高水位+超高值（一般取1.01.5)=3.83m+1.25m=5.08mc.码头陆域尺度的确定结合原始资料和相关设计规范的要求：各种货物所需要的容量按下式计算：A=E/(q*KK); KBK=Hmax/H;式中各字母表示的意义：A库场总面积（）; q单位有效的货物堆存量(t/);KK库场总面积利用率，为有效面积占总面积的百分比（%），根据原始资料取80,E库场所需容量（t） Hmax:月最大货物堆存天（t.d），根据原始资料可知为20。H：月平均货物堆存天（t.d），根据原始资料求得13.75。库场所需容量按下式估算：E=Qb*KBK*Kr*tdc/Tyk 式中各字母表示的意义： Qb年货运量（t）；KBK库场不平衡系数（%），根据原始资料求得为145.5。 tdc货物平均堆放天数（天），根据原始资料求得为14； Tyk库场年营运天（天），根据原始资料可知为348。库场、堆场面积计算：（1）多用途杂货码头：（堆场容积利用系数）堆场： 库场： 万吨 万吨 万（） 万（）（2） 矿石码头堆场： （3）煤炭码头堆场：（对于两种堆场容积利用系数同取） 万吨 万吨 万（） 万（） 根据以上数据计算得库场所需总容量为131.86万吨，进而得出，库场面积为1.801*105。由于实际当中要有富余的库场面积，以适应未来发展的需求，这里取143.0万吨作为库场所需容量，并取1.91*105作为库场面积。第三章.港口水域布置3.1港口水深设计a.码头前沿水深的确定 码头前沿水深，即泊位水深，通常是指在设计低水位以下的深度。由停靠本泊位的设计船型满载吃水和必要的富裕水深构成。船舶在码头前航速很小，一般不超过0.2m/s，几乎不存在因船舶航行增加船舶吃水的现象。因此，富裕水深主要考虑水深误差，波浪引起的船舶垂直升降，配载增加的吃水等因素。码头前沿水深可用下式计算：D=T+Z1+Z2+Z3+Z4 Z2=KH%4Z1 式中各字母表示的意义： D码头前沿设计水深（m）； T设计船型满载吃水（m）： Z1龙骨下最小富裕深度（m）； Z2波浪富裕水深（m），当计算结果为负值取Z2=0； Z3船舶因满载不均而增加的尾吃水（m）； Z4备淤深度（m）； K系数，顺浪取03，横浪取0.5； H%4码头前允许停泊的波高。根据以下给出原始资料和相关设计规范的要求：原始资料1.海港 该港位于岸线顺直、水深变化均匀且深度较深的有掩护的水域。海岸线南北走向。2. b.常风向为NNE，最大风速21m/s，须考虑风对进港船舶、港口水域稳度、泥沙淤积的影响，适当布置防波堤及口门方位。煤炭和矿石专用码头应尽量避免位于盛行风向。常年天气状况良好，恶劣天气仅13天，全年营运天数为348。故，由此可以推断该地区的波浪以顺浪为主，所以K=0.3；同时还可以知H%4=3.38。3. 由于设计时只考虑最大船型满载吃水，由表1可知T=10.8m ；同时还可以知道对于Z3的值油船和散货船Z3=0.15m，其他船舶考虑实载率的影响Z3=0m。综上所述，Z3=0.15m。4.按相关规定龙骨下最小富余水深的取值如下表所示：所以可知：Z1=0.20m 5.地质地质情况软基年回淤量（厘米/年）20所以可知：Z4=0.4m由以上数据确定码头前沿水深：D=10.8m+0.2m+（0.3*3.38-0.2）m+0.15m+0.6m=12.364mb.航道水深的确定 港口水域的合理布置，应是各水域组成部分的水深、面积足够，位置恰当，流态良好，以利船舶在港内锚泊、调度、靠离码头及进出港口方便。与确定码头前沿水深相比，航道水深需要考虑船舶航行时船体下沉增加的富裕水深，即：D=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4 式中各字母表示的意义： D航道设计水深（m）Z0船舶航行时船体下沉增加的富裕水深（m）； Z1龙骨下最小富裕深度（m）取决于不同的底质条件和船舶吨位 ； Z2波浪富裕水深（m）；其余符号的意义与取值同上。根据相关设计规范的要求：所以根据上表可知：Z1=0.30m根据上表并结合原始资料港口为南北走向，常风向为NNE可知港口走向与风向交角较小为7度，通过线性插值得：Z2/H%4=0.28 ；又因为H%4=3.38 ；所以Z2=0.95m。所以根据上图并结合一般情况，设计船型的船舶航速都为4Kn，那么对于2.5万吨级的煤炭船其下沉量：Z0=0.10m由以上数据确定航道水深：D=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4 =10.8m+0.10m+0.30m+0.95m+0.15m+0.6m=12.7mc.航道宽度的确定 根据JTJ211-99海港总平面设计规范分析考虑船舶转头要求和多泊位连续布置的顺岸码头港池宽度。（1） 航道的布置应保证船舶安全行驶。（2） 航道宽度的确定综合多方面考虑，设计为单项航道。（m） （m）所以本规划设计的航道宽度为122.1md.船舶回旋水域的确定根据JTJ211-99海港总平面设计规范及原始资料通过查表计算回旋水域半径。 所以可以计算出相应的回旋水域半径如下：多用途杂货码头： (m),半径为130m的掉头圆。 集装箱码头： (m),半径为304m的掉头圆。矿石、煤炭专用码头： (m),半径为380m的掉头圆。第4章 .码头平面布置4.1码头位置的设计 码头设置在进港航道的右侧较好 船舶靠码头一般是顶风顶流有利 注意货物种类和环境影响，易产生粉尘的码头应置于常风向的下风向 同类码头相对集中 输运车辆较多的码头，一般置于进港铁路、道路的出入口附近 危险品码头一般应单独设置泊位，远离港区。4.2防波堤、口门、锚地的设计 防波堤、口门、锚地的布置应符合JTJ211-99海港总平面设计规范。a.港池尺度： ,取（m）b.防波堤的设置： 布置防波堤轴线时，要与码头线布置相配合，保证港内水域波稳。 防波堤所围成的水域应有足够的面积和水深。 防波堤所围成的水域要适当留有发展余地。 防波堤所围成的水域也不是越大越好，减少落淤。 要充分利用有利的地形地质条件。 从口门进港的波浪避免连续反射。c.口门的确定： 口门的位置应尽可能位于防波堤突出海中最远、水深最大的地方，方便船舶出入。 口门至码头泊位，宜有大于4倍船长的直线航行水域和掉头圆。 口门方向力求避免大于7级横风和大于0.8节的横流。 使从口门进入的波能尽可能减少，以维护水域波稳。 口门的宽度：（m） 口门的数量，两个口门比一个好。d.港内锚地的选择：锚地宜选在泥质或泥砂质河段。不宜选在硬粘土、硬砂土和走砂、淤砂严重的河段。锚地应选在水流半缓、风浪小和水深适宜的水域。在风浪较大的河段，宜选在最大风速的风向的上风侧。锚地宜靠近港区，但不应占刖主航道或影响码头的装卸作业及船舶调度。锚地与桥梁渡 槽的安伞距离应符合第2.2.11条的规定。石油化上船舶的锚地应布置在港区下游，并应满足安全距离的要求。 当固定铺地不能适应令年使用要求时，应根据需要分别选设枯、中、洪水期锚地港内锚地的尺度：多用途杂货码头锚地：（m）集装箱锚地：（m）矿石、煤炭专用码头码头：（m）4.3港区道路宽度a.港口道路包括港外道路及港内道路两部分。港外道路按港口公路货运量大小分为两类：类：公路年货运量（双向）等于或大于2.0万吨的道路；类：公路年货运量（双向）2.0万吨以下的道路。b.港内道路按其重要性分为以下三种：主干道（路面宽度9.0