靖江港8000吨重力式扶壁码头毕业设计.doc

靖江港8000吨重力式扶壁码头毕业设计I前 言地处江、海交界处。长江下游岸线最长的港口。江海换装枢纽港。靖江境内长江岸线二零零八年十二月对外开放，全长五十二点三公里，可形成港口岸线四十点六公里，其中超过十米的深水岸线约三十五公里，水深条件和通航环境优越，适合发展大用水量、大运输量的重型工业；现已利用岸线二十一点一公里，其中深水岸线十七点九公里，有泊位九十六个，其中万吨级泊位三十三个。上海港成为中国大陆最大的集装箱主枢纽港之后，其长期承担的内外贸大宗散货中转职能不断溢出，给比邻上海的靖江港提供了发展的机遇。二零零九年，该港大力推进码头和疏港体系建设，加快完善港口功能，打造江海换装成本最低的结点。港区内长江上最大的废金属集散码头通过了省级对外开放验收；新港、八圩、夹港三个作业区按各自的功能定位，纵向形成装卸区、物流区、工业带的港区布局。二零零九年四月份起，国家交通运输部将靖江港列入全国规模以上港口统计范围，港口货物吞吐量等数据单列，所处水域类型为内河干线港区。同年九月中旬，靖江港区新港作业区详细规划通过交通运输部和江苏省港口局专家组评审。新港作业区以临港企业所需的杂货、干散货、液体散货等能源、原材料和产成品运输为主，发展临港工业和港口物流业，适当发展集装箱运输，逐步发展成规模化、现代化的综合性作业区。预计今年港口建设资金将达三十亿元，将续建万吨级泊位十二个，新开工建设龙威港务、新华港务等万吨级泊位十一个，拟建成十五个万吨级泊位，港口货物吞吐量将达四千两百万吨，增幅达四成。2012年11月22号，国务院正式下发批文，同意江苏靖江港口岸正式对外开放。这意味着靖江港将告别依附江阴港扩大对外开放的局面，境内岸线实现国家一类独立对外开放从梦想走向现实。靖江港从此成为国家一类独立对外开放口岸。本次毕业设计题目为靖江港8000吨级重力式扶壁码头设计，靖江港区地处长江下游北岸，处于沿海经济带与沿江经济带T形交汇处，上海经济辐射通达地区，与江阴市和张家港隔江相望，距南京约190公里，至上海约100公里，地理位置优越。港区交通非常便利。首先，它将进一步实现江苏与海内外市场的资源和货物的贸易对接；其次，与江苏接壤的周边省市必将借助这个港口来打开市场。往更深层次来看，它对投资环境的改变，必然带来更多投资；它对周边省市的影响，必然形成区域中心的经济效应。随着长江黄金水道战略的实施,内河港口发展迅速,货物运量迅猛增长。研究开发适合于内河港口大水位差码头的经济实用、高效先进的装卸工艺系统和码头结构型式，具有非常重要的现实意义，也是内河港口的当务之急。本设计采用重力式扶壁码头结构。重力式码头，其优点是结构坚固耐久，能承受较大的地面荷载和船舶荷载，对较大的集中荷载以及码头地面超载和装卸工艺变化适应性较强。根据拟建港区的地基条件，综合各方面的因素，结构方案初步拟定为扶壁码头及扶壁码头。扶壁码头的优点：（1）水下工作量小，结构整体性好。（2）抗震能力强，施工速度快。（3）制作简单，浮游稳定性好，施工经验成熟.（4）便于预制浮运和安装。扶壁码头的优点：（1）混凝土和刚才的用量比扶壁少。（2）施工速度快，耐久性和扶壁结构相同。（3）长江流域的砂料量大且价廉，节省成本。从目前的河势情况看，工程河段的河势在今后较长时期内，仍将保持冲淤少变的状态。拟建工程位于六助港处，该段处于北汊中部，江面宽阔，岸线顺直，流态平缓。-5m等高线贴岸而行，平面摆动很小，-10m等高线在灯杆港夏仕港之间也相对稳定。总的来看，受上游芦家港边滩滩尾的影响，码头区域河床最小水深一般维持在10m左右，本工程码头停泊水域、回旋水域需采取维护性疏浚措施。本码头工程结构形式可设计为阻水面积较小的结构形式。码头前沿水域宽阔，水深条件良好，码头前沿水域的航道宽度足够满足过往船舶安全通行和会让的技术要求，因此，拟建码头与航道上行驶的船舶所产生的相互干扰影响较小。通过对上述两种设计方案优缺点的比较,从经济、技术各方面综合考虑，采用扶壁码头更适合，因此，把扶壁结构码头作为推荐方案。当然，本次毕业设计是毕业前阶段的综合学习、深化、拓宽，也是综合教和学的重要过程，对大学期间所学专业知识进行全面总结。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。1 设计背景1.1 工程概述 工程名称：泰州靖江港散货高桩码头初步设计。工程地址：靖江港区是泰州港的重要港区之一。靖江港区地处长江三角洲江苏省靖江市境内，长江下游北岸，地理坐标为北纬31563208，东经1200112033。工程规模：拟建一个8000DWT散货码头。1.2 设计原则（1）总体设计符合国家、地方经济发展规划和总体部署，遵循国家和行业有关工程建设法规、政策和规定；（2）结合国情，采用成熟的技术、设备和材料，使工程设计安全可靠、使用方便、工程量少、总造价低、施工进度快，获得较好的经济效益和社会效益；（3）注重工程区域生态环境保护，不占用土地，方便管理，节省投资。1.3 设计依据设计任务书、相关规范标准、现有港区形势图、设计参考书等。1.4 设计任务主要计算平面布置的基本尺寸，及结构的基本尺寸和主要构件的内力计算。（1）码头平面布置及码头结构设计；（2）根据资料初步设计的码头结构断面；（3）结构计算；（4）完成设计说明书，计算书；（5）完成初步设计图；（6) 完成配筋图等图纸的绘制。2 设计资料2.1 地理位置靖江港区地处长江三角洲江苏省靖江市境内，长江下游北岸，处于沿海经济带与沿江经济带T形交汇处，上海经济辐射通达地区，与江阴市和张家港隔江相望，距南京约190公里，至上海约100公里，地理位置优越。靖江港区拥有52.3公里的长江岸线， 其中深水岸线38.6公里，是江苏省境内拥有深水岸线最多的县市，规划可建码头泊位110个，通过能力可达2亿吨。港区公、铁、水路交通齐全，四通八达。新长铁路纵贯靖江，南连沪宁铁路、北接陇海铁路动脉；京沪高速公路、宁通高速公路、广靖高速公路和沿江高等级公路等遍布全境；内河水网四通八达，“一横六纵”的内河航道网通往苏北广大腹地。2.2 主要设计内容 本设计的主要内容有码头总平面布置，装卸工艺的确定，结构方案选型及方案的比选，结构计算、配筋等。2.2.1 码头的总平面布置码头的总平面布置包括码头水域布置和码头陆域布置两部分。码头水域布置中，根据有关规范规定，确定码头前沿设计水深为9.75m，高程5.0m，底高程-10.2m，航道通航设计水深为10.05m，港内锚地系泊采用单浮筒系泊，其半径为240m。码头陆域布置包括码头前沿线的确定、泊位布置（包括不同货种的泊位相对位置的确定和岸线总长的确定）、库场布置、铁路和道路布置、辅助生产生活设施的布置等。泊位布置以不同货种的码头互不影响为原则，库场总面积为15.837万m2。码头生产生活辅助设施包括港区指挥合楼、侯工室、发电站、小型机械流动库、食堂、休息室、职工宿舍等。具体布置见“码头总平面布置图”。2.2.2 装卸工艺装卸工艺的确定包括工艺流程的设计、机械设备选型、机械数量的确定、装卸工人数和司机人数的确定、主要技术经济指标的确定。装卸工艺采用2台装船机和5台卸船机，既满足了泊位利用率，也满足了吞吐的要求。装船机轨距为14.7m卸船机轨距为18m。码头主要技术经济指标有：年吞吐量为2000万吨、泊位数2个、码头年通过能力为2222万吨、设计库场面积为15.837万平方米；驾驶员265人，装卸工人142人，装卸劳动生产率为4.9万吨/人。2.2.3 结构方案比选结构方案选型中拟定了两个设计方案，重力式扶壁码头和重力式扶壁码头。根据所给地质资料，拟建港区有较好的地基基础，根据重力式码头、高桩码头和板桩码头的工作特点和适用性，初步设计了重力式扶壁码头。2.2.4 结构计算结构计算包括扶壁码头的壁板和底板的内力计算。在各种荷载作用下对各构件进行承载能力极限状态和正常使用极限状态下的作用效应组合。并对壁板和底板进行配筋，具体布置见“结构配筋图”。 2.3 工程地理位置靖江港区是泰州港的重要港区之一。靖江港区地处长江三角洲江苏省靖江市境内，长江下游北岸，地理坐标为北纬31563208，东经1200112033。工程所处水域属长江下游澄通河道上段的福姜沙水道，航道里程距吴淞口约142km。溯江而上，距南京约190公里，顺流而下，至上海约100公里，是长江下游一个重要的对外口岸。对外交通便利，公、铁、水路交通齐全。公路有京沪高速公路、宁通高速公路、广靖高速公路和沿江高等级公路等；新长铁路南北向穿越港区；内河水网四通八达，众多河流连接于姜十线、连申线苏北段。2.4 自然条件本工程河段地处北亚热带季风区，临江近海，气候温和，四季分明，雨量丰沛，“梅雨”、“台风”等地区性气候明显，冬季以西北风、东北风为主，夏季以东南方向的海洋季风为主，春秋为过渡期，以偏东风为主。本河段历年气温、降水、风况统计如下： 气温:见表2.1表2.1 气温Tab2.1 The temperature多年平均气温：15.2多年极端最高气温：38多年极端最低气温：-14.8最高月平均气温：27.8最低月平均气温：2.2 降水：见表2.2表2.2 降水Tab2.2 The precipitation多年最大降雨量：1342.5mm多年平均降雨量：1025.6mm多年平均降雨天数：5.0mm 50d10.0mm 30d25.0mm 20d50.0mm 3d最大月降雨量：424.0mm最大日降雨量：219.6mm最长连续降雨日数：14d 风况：见表2.3表2.3 风况Tab2.3 Wind conditions常风向频率（E、ESE）：10%次常风向频率（NE、ENE）8%多年平均风速：3.1m/s最大风速：20.0m/s 雾：见表2.4表2.4雾Tab2.4 The fog多年平均雾日：28.7d多年最多雾日：66d最长一次连续时间71h能见度1000m雾日：年最多：11d年最少：1d多年平均：6.5d 相对湿度多年平均相对湿度：79%。 雷暴本地区年平均雷暴日数为10.5d，年最多雷暴日数为18d。雷暴大多发生在3月9月，以7月为最多，年均为2.8d。2.5 水文工程河段下距吴淞口约142km，处于潮流界附近。水流既受上游径流的影响，又受外海潮流的影响，潮汐作用相对较弱，河段主要受长江径流控制，汛枯季分明，一般洪季为单向流，枯季为双向流，塑造本河段河床的主要动力为径流。2.5.1 潮汐及水位 潮汐本水域潮汐性质属非正规半日浅海潮，潮位每日两涨两落，有日潮不等现象，最高潮位一般出现在8月份，最低潮位出现在元月份或2月份。潮波从外海传入长江后，由于河床形态阻力和径流下泄使潮波变形。落潮历时大于涨潮历时，其比值约为2:1，一涨一落历时12小时25分左右。本河段上下游分别设有江阴肖山水位站及南通天生港水位站。经对两站多年实测潮位资料的统计分析，拟建码头水域潮位特征值如下(黄海基面)：见表2.6表2.6 潮汐Tab2.6 The tides多年最高潮位：5.28m多年最低潮位：-1.14m多年平均高潮位：2.13m多年平均低潮位：0.53m最大潮差：3.39m最小潮差：0.00m平均潮差：1.64m 水位：见表2.7表2.7 水位（黄海高程系统，下同）Tab2.7 The water level（The yellow sea elevation system, the same below）设计高水位：3.17m(高潮累积频率10%)设计低水位：-0.40m(低潮累积频率90%)极端高水位：4.73m(重现期50年极值高水位)极端低水位：-1.28m(重现期50年极值低水位)乘潮水位：1.23m(历时两小时，保证率90%) 波浪本节无内容。 水流长江干流下游控制水文站大通水文站距本工程河段约425km，大通站以下较大的入江支流有安徽的青弋江、水阳江、太湖流域等水系，入汇流量约占长江总流量的35%，故用大通站的水文泥沙统计资料代表本河段上游的径流泥沙特性。根据大通站实测资料，长江口来沙量丰富，多年平均输沙量约为4.08亿吨。年输沙量自1985年以来呈明显的减小趋势，19501984 年大通站的年平均输沙量约4.72亿吨，此后呈下降趋势。尤其是2003年以来，降幅更为明显，其中2006年的年平均输沙量仅为0.85亿吨，为1950年以来的最低记录。大通站的年输沙量变化（19502007）见图2-1，大通站近年年输沙量与年平均含沙量见表2.8，大通站多年平均输沙率及含沙量的月分配情况表2.8。图2.1 大通站的年输沙量变化（19502007）Fig2.1 Annual sediment transport for DaTong station从多年月平均输沙率及含沙量的统计结果看，洪季510 月的多年平均含沙量约为0.543kg/m3，而枯季为0.175kg/m3。洪季510 月的输沙率占全年总输沙率的87.3%，而枯季仅占12.7%。与水量的月分配情况相比，汛期沙量的分配更为集中，年内输沙差异较大。表2.8 大通站多年平均输沙率及含沙量的月分配情况Tab.2.8 For many years the average sediment discharge and sediment concentration distribution of month for Da Tong station月份1月2月3月4月5月6月多年平均含沙量（kg/m3）0.100.100.150.240.340.41多年平均输沙率（kg/s）11301200245057301150016300月份7月8月9月10月11月12月多年平均含沙量（kg/m3）0.700.670.650.490.290.17多年平均输沙率（kg/s）3540029300261001600066002460 冰况本节无内容。 建议(1)从目前的河势情况看，工程河段的河势在今后较长时期内，仍将保持冲淤少变的状态。此外，随着上游河段及工程河段护岸工程不断地实施，主流摆幅渐趋稳定，福姜沙河段将长期维持现有格局，水域条件满足航运的要求。(2)拟建工程位于六助港处，该段处于北汊中部，江面宽阔，岸线顺直，流态平缓。-5m等高线贴岸而行，平面摆动很小，-10m等高线在灯杆港夏仕港之间也相对稳定。总的来看，受上游芦家港边滩滩尾的影响，码头区域河床最小水深一般维持在10m左右，本工程码头停泊水域、回旋水域需采取维护性疏浚措施。(3)本码头工程结构形式可设计为阻水面积较小的结果形式。(4)码头前沿水域宽阔，水深条件良好，码头前沿水域的航道宽度足够满足过往船舶安全通行和会让的技术要求，因此，拟建码头与航道上行驶的船舶所产生的相互干扰影响较小。2.6 工程地质2.6.1 地形地貌本工程位于江苏省靖江市，斜桥镇六助港到和尚港一带长江左岸的沿江地段。沿江设有防洪大堤，大堤顶面高程在+6.2米左右，并在堤顶迎水面侧设有高约1米的混凝土防浪墙；大堤迎水面均采用浆砌块石护面、砌石护脚，感观质量完好稳固，在堤脚岸线35米宽度范围均有厚度不大的表层抛石。另在勘区水域，局部水下地形较陡的地段，已经有抛石护坡。工程区地貌以沿江防洪大堤为界分为陆域区和水域区。陆域区地貌单元属长江冲洪积平原，地面标高一般+2.0+2.5米左右，地形平坦。区内水网主要为通江河港以及灌溉河沟、鱼塘等，其中的通江河港构成陆域较大的主要水系，均垂直长江分布，通过防洪闸与长江沟通。大堤外水域区属长江漫滩河床地貌，岸线较顺直。原一期码头3号引桥至下游和尚港闸口约750m近岸范围发育宽度5090m左右宽度的河漫滩，地面标高一般在+1.0+3.8m；漫滩河床面标高在+1.016.7米，总体地形向江中缓倾，岸坡整体较缓，水下岸坡坡比一般1:31:4，局部坡度较大，如一期码头三号引桥下游150米范围及和尚港闸口至上游160米范围内，局部岸坡坡比达到1:3，局部地段为土质岸坡，有江水顶冲崩岸危险。2.6.2 工程地质勘区属长江三角洲临江阶地、河漫滩河床地带，区域地层自第四纪以来，有四个沉积韵律，覆盖层总厚度可达300400米，其中070米的覆盖层属现代三角洲相沉积，主要由淤泥质土、粉质粘土及砂土组成。勘区地层成因以河流冲积为主。据本次钻探所揭露地层，现将勘区地层自地表而下按单元土体分述如下：（1）人工填土（Q4ml）：主要分布于沿江的大堤，主要为浆砌块石，及靠近水域侧的浆砌块石护坡，局部为粘性土，成分及性质变化较大。（1-1）块石（Q4ml）：人工抛石，主要分布在原一期码头下游引桥及拟建码头下游端，局部岸坡较陡地段抛石较多，块石厚度变化较大，粒径不均。（2）粉质粘土（Q4al）：黄褐色，饱和，软塑状态，含铁锰氧化物及其结核；为陆域表壳层，厚度1.915.8米。（3）粉细砂（Q4al）：灰色，含云母混少许粘性土，有腐植物及贝壳屑，呈松散稍密状，主要分布在水域表层，层厚不均，局部钻孔缺失，最大层厚16.5米。其平均标准贯入击数=7(218)击。（3-1）淤泥质粉质粘土（Q4al）：褐黄、褐灰色，饱和，流塑状态、部分软塑，水平层理发育，间砂、局部夹砂或混砂团。主要分布于勘区水域表层，局部地段该层缺失。（4）粉质粘土（Q4al）：褐灰色，饱和，软塑可塑状态，局部流塑状，薄层结构，部分与砂呈互层，局部混砂或粉土。广泛分布于勘区中上部，一般分布在标高-7-23米以下，陆域揭示该层埋深分布较浅，分布标高在-3-16米以下，厚度0.821.9米不等。其平均标准贯入击数=5(315)击。（4-1）淤泥质粉质粘土（Q4al）：褐灰色，饱和，流塑状态、部分软塑，水平层理发育，间砂、局部夹砂或混砂团。主要分布于勘区中上部，以透镜体状分布，部分钻孔缺失该层，局部该层层厚较大。（4-2）粉细砂（Q4al）：灰色，饱和，一般为松散稍密状态，局部中密状，含贝壳屑，局部混或夹粘性土薄层，一般呈透镜体壮分布。其平均标准贯入击数=15(922)击。（5）粉细砂（Q4al）：灰色，饱和，一般为中密状态，局部稍密状，含贝壳屑，局部混或夹粘性土薄层。该层分布较为普遍，为本区钻探揭示深度内普遍分布的中部地层。一般分布在标高-9.7-33米以下， -19-40米以上。其平均标准贯入击数=19(1032)击。（5-1）粉质粘土（Q4al）：褐灰色，饱和，一般呈软塑和可塑状，混砂不均，局部夹薄砂层，该层主要以过渡层状分布于单元层上下或透镜状分布于单元层之中。其平均标准贯入击数=7(318)击。（6）粉质粘土夹砂（Q4al）：褐灰色，饱和，软塑可塑状态，水平层理较发育，夹薄砂层，混砂团及粉土，码头区钻孔全部揭穿该层，为本区钻探揭示深度内普遍分布的中下部地层。一般分布在标高-26-38米以下，-50-60米以上，局部缺失（如引桥断面ZK81、ZK73、ZK74等钻孔），其平均标准贯入击数=10(425)击。（6-1）粉细砂夹粘性土（Q4al）：褐灰色，很湿，稍密中密状态，少许密实状，夹薄层粉质粘土，混少许粉土，成分变化大，局部砂质富集。主要成透镜状分布于单元层之中,局部呈层状分布，与层构成了勘区中下部主要地层。其平均标准贯入击数=23(1138)击。（6-2）淤泥质粉质粘土（Q4al）：褐灰色，饱和，流塑状态，水平层理较发育，局部夹薄砂层，一般称透镜体壮分布，分布不均匀。 （7）粉细砂（Q4al）：灰色，饱和，密实极密实状态，含贝壳屑，局部混少许粘性土，该层砂质较均匀，为本区钻探揭示深度下部分布较稳定的密实地层。一般分布在标高-35-64米以下，层厚不均，局部钻孔缺失该层。其平均标准贯入击数=46(2397)击。 （7-1）粉质粘土（Q4al）：褐灰色，饱和，一般呈软塑和可塑状，混砂不均，局部夹薄砂层，该层主要以过渡层状分布于单元层之上，为勘区中下部密实粉细砂、中粗砂上部的标志层，局部钻孔该层缺失。其平均标准贯入击数=11(525)击。（8）中粗砂（Q4al）：灰色，饱和，密实极密实状态，颗粒不均，以中粗砂为主，混粗砾砂，局部砾砂富集，含量变化较大、极不均匀。该层为勘区下部主要地层，分布连续，层次稳定，本次勘察期间，仅ZK23、ZK26穿透该层。其平均标准贯入击数=62(34120)击。（8-1）粉细砂（Q4al）：灰色，饱和，密实极密实状态，颗粒不均，局部混少许中粗砂，分布不均，一般呈透镜体壮分布，其平均标准贯入击数=53(4360)击。（9）粉质粘土（Q3al）：灰绿色，饱和，可塑硬塑状态，含贝壳屑，局部混砂或粉土。仅在部分钻孔揭示该层（如ZK23、ZK26等钻孔），该层未穿透。（9-1）粉细砂（Q3al）：灰色，含云母，饱和，密实极密实，该层一般称透镜体状分布，为层中的夹层，层厚不均，仅在ZK26孔揭示该层，该层未穿透。其平均标准贯入击数=61(6162)击。2.7 地震根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），勘区地震动峰值加速度为0.05g，根据该标准附录D“关于地震基本烈度向地震动参数过渡的说明”，本区域地震动参数对应的地震基本烈度为度。2.8 港口作业天数本港区地处长江下游，影响码头作业的主要因素分别为风、雨、雾、雪、波浪、雷暴等自然条件。当风大于6级，雾水平能见度小于1km，大雪天或降雨量在中雨以上等情况均不进行装卸作业。此外当本水域出现1.0m以上波高时，8000吨级以上船舶停止作业。按此要求，对影响码头作业天数的风、雨、雾、雪、波浪、雷暴等自然因素进行综合分析，扣除有关因素相互重叠的影响，确定本码头年作业天数为330天。2.9 设计船型尺度 8000DWT散货船13520.511.48.5设计代表船型3 总平面布置3.1 工程概况靖江港区是泰州港的重要港区之一。靖江港区地处长江三角洲江苏省靖江市境内，长江下游北岸，地理坐标为北纬31563208，东经1200112033。工程所处水域属长江下游澄通河道上段的福姜沙水道，航道里程距吴淞口约142km。溯江而上，距南京约190公里，顺流而下，至上海约100公里，是长江下游一个重要的对外口岸。对外交通便利，公、铁、水路交通齐全。公路有京沪高速公路、宁通高速公路、广靖高速公路和沿江高等级公路等；新长铁路南北向穿越港区；内河水网四通八达，众多河流连接于姜十线、连申线苏北段。本工程拟在靖江港区建设一个35000吨级高桩散货码头。3.2 布置原则（1）总平面布置应满足本区域岸线规划的要求，满足港口整体发展的需要，充分与已建工程和将来预留发展工程相协调。（2）总平面布置与当地的自然条件相适应，结合岸线资源使用现状，远近结合并留有发展余地。（3）充分利用已有的设施和依托条件，尽量减少工程数量，节省建设投资。（4）码头及航道布置合理，满足码头、船舶安全作业要求。（5）符合国家环保、安全、卫生等有关规定。3.3 设计船型尺度表3.1船型尺度Tab3.1 Moulded Dimension8000DWT散货船13520.511.48.5设计代表船型3.4 港口作业天数本港区地处长江下游，影响码头作业的主要因素分别为风、雨、雾、雪、波浪、雷暴等自然条件。当风大于6级，雾水平能见度小于1km，大雪天或降雨量在中雨以上等情况均不进行装卸作业。此外当本水域出现1.0m以上波高时，8000吨级以上船舶停止作业。按此要求，对影响码头作业天数的风、雨、雾、雪、波浪、雷暴等自然因素进行综合分析，扣除有关因素相互重叠的影响，确定本码头年作业天数为330天。4 总体尺度4.1 尺度 本工程拟在港区建设8000吨级码头，因此本报告将8000DWT散货船作为设计船型。本码头为有掩护水域的码头，所以其泊位长度可以由以下公式(4.1)确定： (4.1)式中：-一个泊位的长度（m）； -设计船长（m）； -泊位间富裕长度（m）； 其中，富裕长度根据船长的大小确定，本设计的设计船型是散货船，本阶段设计中设计船型尺度按现行海港总平面设计规范中设计船型尺度选用。见表4.1。表4.1 设计船型主尺度表 Tab4.1 Design type main dimension table8000DWT散货船13520.511.48.5设计代表船型 取L=135m，d的数值有采用河港总平面设计规范表4.3.1中的数值，d取0.10.15L，d(m)=0.15L=20.25m。 故d=20.25m得码头泊位长度为2135+20.2520.25330.75（m）。4.1.1 码头顶高程 码头前沿设计高程Hs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（见表4.2）。表4.2 码头水位复核Tab4.2 Terminal water level review基本标准复核标准计算水位超高值（m）设计水位超高值(m)设计高水位（高潮累积频率10%的潮位）1.0-1.5校核高水位（50年一遇的高潮位）0.0-0.5 基本标准=3.17+1.0=4.17m。 复核标准=4.73+0.27=5.00m 基本标准值符合标准值，合理，码头前沿高程取5.00m。4.1.2 航道设计 根据河港工程设计规范第 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： （4.2） 式中：码头前沿设计水深（m）； 设计船型满载吃水（m），载重量为 8000DWT的船型满载吃水为8.5m； 龙骨下最小富裕深度（m），可按河港工程设计规范,采用表4.4.4中的数值，重力式码头按岩石土考虑，取0.5m；其他富裕深度，船舶应配载不均匀而增加的船尾吃水值（m），杂货船可不计。 散货和油轮取0.15m；备淤富裕深度（m），根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备的性能确定，不小于0.40m，取0.6m； 则=8.5+0.5+0+0.15+0.6=9.75m 即码头前沿设计水深为9.75m。 码头前沿水底高程HD为码头设计低水位减去码头前沿设计水深，即为： HD=-0.40-9.75=-10.15m为计算方便取-10.2m。4.1.3 陆域设计高程通常需要考虑工程自然条件，尽量减少陆域形成挖填方量。后方陆域高程，取与前方码头顶高程一致，取5.00m。4.1.4 航道设计尺度包括航道设计底标高、设计底宽，公式（4.3）如下： （4.3）式中：舶航行时船体下沉增加的富裕水深,取；龙骨下最小富裕深度，考虑海底土壤类别为淤泥土及船舶吨级大小DWT=8000t，取0.4m；波浪富裕深度，取0 m；船舶因配载不均匀而增加的尾吃水，取；备淤深度，取。计算：4.2 水域布置4.2.1 码头前停泊水域尺度 码头前停泊水域为码头前2倍设计船宽水域范围，得：2B=220.5=41m4.2.2 回旋水域 根据河港工程设计规范第4.2.3条规定：单船回旋水域沿水流方向的长度，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 2.5L，即取：2.5L=2.5135=337.5m。 回旋水域沿垂直水流方向的宽度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 1.5L，即取:1.5L=1.5135=202.5（m）4.3 锚地根据河港总平面设计规范第4.7条中规定，港口锚地按位置和功能可划分为港外锚地和港内锚地。港外锚地供船舶侯潮、待泊、联检及避风使用，有时也进行水上装卸作业。港外锚地宜采取锚泊。港内锚地供船舶待泊或水上装卸作业使用，宜采用锚泊或设置系船浮筒、系船簇桩等设施。根据靖江港资料，港区位置处于受风、浪、流影响较小的地方，港内锚地采用双浮筒系泊型式，港外锚地采用单浮筒系泊型式。锚地位置选择：（1）锚地的边缘距航道边线的安全距离；港外锚地不应小于23倍船长；港内锚地采用单锚或单浮筒系泊时不应小于1倍设计船长，采用双浮筒系泊时不应小于2倍设计船宽。（2）港外锚地水深不应小于设计船型满载吃水的1.2倍。当波高超过2m时，尚应增加波浪富裕深度。港内锚地水深应与码头前沿设计水深相同。（3）锚地底质以泥质及泥沙质为好，沙泥质次之。应避免在硬粘土、硬沙土、多礁石与抛石地区设置锚地。（4）应避免在横流较大的地区设置双浮筒锚地。 （5）锚地按功能和位置可分为港外锚地和港内锚地，港内锚地主要供船舶待泊，锚地位置应选在靠近港口、天然水深适宜、海底平坦、水域开阔、便于船舶进出航道并远离礁石、浅滩以及具有良好定位条件的水域。锚地的边缘距航道边线的安全距离，港内锚地采用单锚或单浮筒系泊时不应小于 1倍设计船长。本设计采用单浮筒系泊，则其系泊半径 (4.3) 式中：单浮筒水域系泊半径（m）；由潮差引起的浮筒水平偏位每米潮差可按1米计算；细缆的水平投影长度（m）,DWT10000t,取20m。船尾与水域边界的富裕距离（m），取0.4L。 即系泊半径R=135+6.5+20+54=215.5m。锚地面积为1458964.3.1 水深 港内锚地水深应与码头前沿设计水深相同，即H=10.20m。4.4 进港航道 根据河港工程设计规范第4.5.2条中，在含沙量较大的河段，进港航道轴线与主航道轴线夹角在30到60之间，取为45。 进港航道设置为双向航道，则其宽度 （4.4） （4.5）式中：进港航道宽度（m）；航迹带宽度（m）， 船舶漂移倍数；风、流压偏角（）；船舶间富裕宽度，取设计船宽B；船舶与航道底边间的富裕宽度，取设计船宽B。由于水流既受上游径流的影响，又受外海潮流的影响，潮汐作用相对较弱，河段主要受长江径流控制，所以，综上：航道宽度。4.4.1 船舶制动水域 根据规范，船舶制动水域宽度取航道宽度，即161.5m，长度为3-4倍船长，即取3L=3135=405m。4.4.2 停泊水域 根据规范，停泊水域宽度取为2倍船宽，即2B=220.5=41m。4.4.3 港池宽度 根据规范，港池宽度取1.5倍船长，即1.5L=1.5135=202.5m。4.5 陆域布置4.5.1 泊位布置 根据靖江港的实际情况，在港区布置时，采用顺岸式直立码头。 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-10.2m，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-11m等高线左右。4.5.2 吞吐量资料 本港区为进出口港口，年设计吞吐量为2000万吨。4.6 装卸工艺4.6.1 设计原则（1）遵循和贯彻港口发展规划。工程设计时，根据发展规划的指导思想，遵从长远全面规划，搞好工程近期实施与远近结合；（2）贯彻执行国家职业安全卫生、环境保护等有关政策、法规。注意保护作业人员的劳动条件、人身安全，尽可能避免和减轻工程对环境的影响；（3）装卸工艺设计，应从全局出发。结合考虑港口及水、陆路运输，工艺流程简捷，作业环节协调，车船周转迅速；（4）装卸作业系统和机械选型符合国家有关技术政策，并在兼顾当前现代化建设发展的基础上，结合工程需要，力求技术先进、实用；（5）装卸工艺系统的经济性，应既考虑其投资成本，又考虑营运成本。评价其经济效益时，应兼顾港口自身和社会的全面效益。 4.6.2 一般要求（1）装卸系统各环节的能力应基本平衡，并以保证船舶装卸为主；（2）装卸机械的类型应在可能的条件下统一，规格简化，以便于维修管理；（3）优先选用技术可靠的国产装卸机械；（4）工艺流程设计应减少环节。各流程之间可灵活转换，以提高系统作业的可靠度。4.6.3 机械设备选型表4.2 机械设备选型Tab4.2 Selection of machinery equipment机械设备名称型 号主要技术参数移动式装船机额定效率6000t/h，轨距14.7m，最大外伸29.2m，伸缩行程13m，带式输送机的带宽为2200mm，带速为250m/min；桥式卸船机UTR-20能力2000t/h,抓取量12t，轨距18m带式输送机DT11型带宽2200mm,带速6.5m/s斗轮式堆取料机DQL 630/100025能力6300t/h,轨距10m,臂架回旋半径55m链斗式卸车机300t/h自动装车站该系统越3min完成一辆车的装车作业 该系统每3min完成一辆车的装车作业4.6.4 装卸工艺及流程 此港区为进出口港区，采用移动式装船机和桥式卸船机，堆场采用悬臂式堆料机、取料机堆场工艺，沿着轨道两侧布置堆料，因此通常采用一机负责两条料堆的堆料或取料作业，堆、取合一机型的主要特点是一机多能，既堆又取，可以减少堆场设备台数，其适用于物料货物较少的和不经常出现进出堆场同时作业的地方。装卸工艺流程如下：4.6.5 机械数量的确定 根据港口工程技术规范（1987）上卷中的第3.8.20条确定各种机械数量，按下式计算： （4.6）式中， 机械数量（台）； 某种装卸机械分货种的年起重运输吨（t），此设计为散货码头，年起运吨为4000万吨； 机械利用率，采用三班制，取值为0.40.5，此处取0.5； 各类机械按不同的操作过程装卸或搬运不同货种的台时效率t/（台h）。移动式装船机 台时效率为6000t/h： 则取N=2，即需2台移动式装船机。 桥式卸船机 台时效率为2000t/h： 则取N=5，即需要5台移动式卸船机。斗轮式堆取料机 取料的台时效率为630t/h： 则取N=9，即需9台斗轮式堆取料机。4.6.6 装卸工人数和司机人数的确定港口装卸工 根据港口码头劳动定员标准，散矿装卸主要作业线定员：（1）清舱装卸每舱口每班6-8人，取7人； （2）平舱装卸每舱口每班1-2人，取2人； （3）平台料斗装卸每料斗每班1-2人，取2人； （4）固定式带式输送机每班转接点每班2人； 港口装卸工全部定员： 全部定员=每条作业线每班定员作业线数工作班次（1轮休后备系数）/出勤率 （4.7）式中：每条作业线每班定员按上述配备；工作班次：三班制取3； 轮休后备系数：指年制度休息工时/年制度工作工时，其中每周实行40h工作制的四班三运转岗位，轮休后备系数取0.05；出勤率：取0.95；由上述数据可得：全部定员=1333（1+0.05）/0.95=129人 装卸工人总数应包括装卸工人和辅助工人数。辅助工人数一般按装卸工人数的5%10%计算， 12910%=12.9，故辅助工人数13人。所以，装卸工人总数为129+13=142人。装卸机械司机人数 根据港口工程技术规范（1987）上卷和港口码头劳动定员标准，装卸机械司机单机定员：散货装船机 1-2人，取2人；DX型螺旋喂料机 1-2人，取1人；翻车机 三班制取7人；装卸机械司机全部定员：全部定员=单机每班定员机械使用台数工作班次（1轮休后备系数）/出勤率 (4.8)由以上数据可得：全部定员=1083（1+0.05）/0.95=265人皮带输送机操作工 固定式带式输送机每班转接点每班2人； 定员人数=每班应配人数工作班次（1+轮休后备系数）/出勤率 即定员人数=23（1+0.05）/0.95=7人装卸调度员(1)值班调度主任：每公司每班1人 即定员人数4人(2)值班调度：每公司每班1人 即定员人数4人(3)装卸调度计划员：每公司每班1人 即定员人数4人船舶货物装卸指导员万吨级及以上的船舶每船每班1人 即定员人数11人（1）货运业务员：每公司3-4人 取4人（2）港口理货员：每船每班1人 即定员人数11人（3）衡器操作工：每台磅秤每班2人 即每台磅秤4人（4）装卸机械修理员a.散货装船机 装万吨级及以上船，取3人b.螺旋卸船机 3-4人，取4人c.堆、取料机 3-4人，取4人d.固定式带式输送机系统修理每公司每班6-8人，取7人全部定员=（3+4+4+7）3（1+0.05）/0.95=60人（5）港口系缆工拥有2-5万吨级泊位的公司每班6-8人，取7人，即定员人数23人（6）运输带粘接工:每公司6-8人，取7人（7）装卸机械运行技术人员装船机每台0.6-1人，即1.2-2人，取2人卸船机每台0.2-0.4人，及1-2人，取2人（8）队（车间）生产管理人员 取3人（9）现场安全监督员每公司每班1-2人，取1人，定员人数4人（10）现场货运质量监督员每公司每班1-2人，取1人，定员人数4人5 总平面布置5.1 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。5.2 主要技术经济指标5.2.1 散货码头泊位数 根据河港工程设计规范第3.7.1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： (5.1) 式中：-根据货物类别确定的年吞吐量(t)