洋山港5万吨级码头毕业设计开题报告.doc

淮海工学院二一四届本科毕业设计开题报告 第 7 页 共 7 页毕业设计（论文）开题报告理工类题 目: 洋山港5万吨级深水码头设计研究任务书学 院： 土木工程学院 专业班级： 港口航道与海岸工程 港口121 学生姓名：高旭 学 号： 2012120488 指导教师： 周天乔 2016 年 03 月 18 日淮海工学院毕业设计（论文）开题报告1.课题研究的意义，国内外研究现状、水平和发展趋势意义：上世纪 年代，随着国际经济和贸易迅速发展,国际航运船舶大型化也飞速发展,5000TEU以上、吃水深度14米以上的第五、六代集装箱船舶将成为主流船型。制约上海港快速发展的瓶颈也日益凸显,主要存在两方面问题:一、缺乏深水岸线和深水泊位,港区可通航最大水深在10米左右,即便达到长江口深水航道三期整治工程目标12.5米水深,仍然难以满足国际航线上大型集装箱船舶的需要;二、上海港整体吞吐能力不足,上海港原有16个集装箱专用泊位,核定年吞吐能力为290万TEU(远赫男,2009),能力缺口巨大,码头长期处于超负荷运转状态。为了克服这些缺点将上海港打造成“世界强港”，经过多方论证，国家决定兴建“洋山深水港”。从国家战略上讲,建设东北亚国际枢纽港是上海国际航运中心建设的主要目标,其主要功能是国际中转。东北亚地区在建的集装箱深水泊位已经有40多个,基本形成了一个北起釜山、南至新加坡的以集装箱运输为主的港口链,其中对上海建设国际航运中心挑战最大的釜山港提出了“21世纪环太平洋中心港”的战略目标(叶烨,等,2007)。如果上海再不建成巧米水深的深水港,将受到东北亚新增深水泊位的严峻挑战。上海港将有约95万标准箱需到釜山、神户深水港中转至欧美地区,仅此将增加产品品种运输费27亿元。为提高国际竞争力,适应我国经济高速发展,建设15米以上水深的航道和泊位,刻不容缓。洋山深水港是离上海最近的深水良港,距离国际主干航路仅68公里,具有建设国际航运中心的便利条件。随着洋山深水港区投入营运,将能保证第五代、第六代集装箱船全天候进出。凭借经济腹地优势和箱源优势,上海港将成为东北亚轴辐式转运中心和航运交汇式转运中心(徐剑华,等,2006)。“港为城用,城以港兴”,洋山深水港区的启用,将进一步提高上海国际航运中心的竟争力,巩固和提升上海集装箱枢纽港的领先地位,是上海建设国际经济、金融、贸易中心的重要支撑和基础条件。洋山港的开发将对我国集装箱海运的发展起到重要推动作用,而且加快了上海浦东的开发力度,并将带动长江三角洲和整个长江流域地区经济实现新跨越(万健,2006)。洋山港工程的建成,将使上海及长三角港口群有望成为东北亚最重要的国际航运中心。国内外研究现状、水平和发展趋势： （1）高桩码头的发展概况 高桩码头经历了承台式、桁架式、无梁板式和梁板式四个阶段， 承台式结构是一种较古老的高桩结构型式，码头桩台为现浇混凝土或钢筋馄凝土结构，这种结构具有良好的整体性和耐久性，但现浇混凝土工作量大，要求的施工水位低。桩多而密，桩基施工较为麻烦，造价较高，并只在岸坡地质条件好、水位差较大、地面荷载较集中的情况下才考虑这种结构型式。 桁架式高桩码头整体性好；刚度大。但由于上部结构高度过大，当水位较大时需要多层系缆，目前主要适用于水位差较大的需多层系缆的内河港口。 无梁板式高桩码头上部结构简单，施工迅速，造价也低。但由于面板为双向受力构件位置要求高，给靠船构件的设计增加了困难，仅适用于水位差不大，集中荷载较小的中小型码头。 梁板式结构主要由面板、纵梁、横梁、桩帽和靠船构件组成。比较节省材料;装配程度高，结构高度比桁架式小，施工速度快;横梁位置低，靠船构件的悬臂长度比无梁板式短 。但由于上部结构一般采用预制安装，构件种类和数量多，施工比较复杂，上部结构底部轮廓形状复杂，死角多，水气不易排出，构件中钢筋易锈蚀。（2）高桩码头的特点及发展方向 高桩码头作为我国广泛的主要码头结构型式，其工作特点是通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基。 优点:适宜作成透空式结构，波浪反射轻，泊稳条件好，砂石料用量少;对于挖泥超深适应性强。缺点:结构承载能力有限，对地面超载适应性差;结构构件往往是按既定装卸工艺方案布置的，对装卸工艺变化适应性差，耐久性不如重力式和板桩式码头；构件易损坏，损坏后难以修理;施工一般需要台班费较高的打桩设备，造价一般较高。 高桩码头主要适用于软土地基。在沿海、河口和河流的下游地区有分布很广的软土地基，这种地基表层由近代沉积土组成，硬土位置较低，对这种地基，高桩码头几乎是目前唯一可行的结构型式，并可用以建设深水大码头。 （3） 高桩码头的研究现状及发展方向 在港口码头建设中，高桩码头结构是采用的最多的一种结构型式。在大量的工程实践中不断进行改革探索，己有的成果及得出的经验可归纳为以下五个方面: 自重减小，节省材料：采用空心构件，如空心桩、空心板及空心横梁；采用预应力钢筋混凝土构件以减小构件的断面尺寸；采用拱形构件，即用受压为主、传力路径短的拱型梁，双曲板及微弯板等。 简化上部，加快施工：简化上部结构的构造：在满足使用要求的前提下，改变桩台的结构型式，由刚架或局部析架(或刚架)加横梁代替格架，或由带有悬臂式靠船构件的梁代替格架，以简化构造，便于施工；提高预制装配比重，对桩台的面板、纵梁和横梁等都采用预制，现场仅浇注桩帽、接缝或接头及磨耗层等；减少预制构件数量，减少品种，统一规格，加大预制构件或分块的尺寸，采用大跨度、长桩或粗桩及大跨度空心板。 简化桩基：减少桩的种类，对于同一桩台的基桩，尽量采用等截面、等长度的桩，一般不超过两种截面和两种长度；简化布置，在码头长度较大时，通常在横向排架中，除了用一对叉桩外，其余皆采用直桩；纵向的桩距一般采用等距，在横向的桩距可用等距，必要时也可用不等距；在同一桩台下的桩，宜打到同一较硬土层，使桩尖标高接近。 改进沉桩工艺，减小下沉应力，以节约钢筋。 提高单桩的轴向承载力：采用长桩，增加桩入土部分有效长度，以加大桩侧表面的摩阻力，或伸到下卧硬土层，以加大桩尖土抗力；采用大断面桩、加大桩侧表面积和桩尖底面积，借以同时加大桩侧摩阻力和桩尖土抗力，从而减少桩数，降低桩基造价。 发展方向:粗桩、长桩、大跨度，采用预制和预应力钢筋混凝土；提高混凝土质量，增强耐久性。淮海工学院毕业设计（论文）开题报告2.课题的基本内容，可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施（1）基本内容：上海市位于太平洋西海岸的中心，地处全球东西三大主航线的要冲；它地处我国东部沿海和长江流域两大经济带的交汇点，居我国南北海岸线之中心，是长江的出海口。有着富饶的长江三角洲、长江流域以及沿海经济带的依托。上述地区是我国经济增长最快的地区，也是我国集装箱量生成量最大的地区。建设洋山港是国际市场的选择，因此洋山港有着广阔的经济腹地和充沛的箱源市场。课题设计主要要求根据任务书给定的资料，完成码头工程的选型、结构选型，总平面做了布置，包括码头前沿水深、码头面高程、泊位长度以及结构的稳定性计算设计内容。熟练掌握设计过程和结构的计算以及图纸的绘制。（2）问题与措施：直立式码头结构的应用一般来说需具备如下条件:码头的主要货种应为集装箱或大宗件杂货, 散货或轻泡件杂货则不适用。 不同水位时航道深泓位置摆动幅度小或基本不变。由于码头前沿固定, 不同水位时码头结构和进港船舶的停靠不能影响航道的正常通行和使用。近岸地形应急陡, 且水域深槽贴近岸边,只有这样才能近岸处形成直立码头岸壁, 使得码头引桥长度较小, 减小工程投资。 由于直立式码头工程造价较高, 港区应具有一定的货运规模才能发挥较好的经济效益。所以，能否行之有效的解决上述几个问题，是本次设计关键所在。经过认真的研究、分析，发现采用高桩板梁式码头的多层系靠船结构，能较好的克服地质条件差，水位差大等不利因素。该方案主要特点：技术可行，经济合理；节省材料、施工迅速、造价较低。适应性强，码头利用率高。码头前沿线固定，系靠泊操作方便，自动化程度高，装卸运输距离短，装卸效率高，通过能力大。3.课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析（1）根据各方面条件,初步拟定了两个结构方案: 重力式码头：重力式码头结构坚固耐久，抗冻抗冰性能好；能承受较大的地面荷载和船工舶荷载，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；施工比较简单，维修费用少。 高桩直立式码头：高桩码头适宜做成透空结构，其结构轻，减弱波浪的效果好，砂石料用量省，对于挖泥超深的适应性强。高桩码头适用于可以沉桩的各种地基，特别适用于软土地基。其直立式装卸效率高，在水位差较大的情况下可采用多层系缆设施。 (2) 方案分析及比选选定以上方案后，针对南通港的地质资料、水文资料及气象资料，对两个方案进行分析、比选，从中选出最佳方案。 方案一：此方案虽然坚固耐用，施工简单，但对地基要求较高，且料材较优大。从地质资料可知，若采用重力式码头结构型式，地基承载力一般，不推荐使用此种结构型式。 方案二：高桩直立式码头结构型式能克服地基条件差的弱点，具有机械化程度高、吞吐量大、工人劳动强度低的优点，根据专家对河流码头型式与水位差的关系进行调查统计后得到:当设计高低水位差在020m时,直立式码头所占比例最高,当设计高低水位差在2030m时,斜坡式码头所占比例最高,当设计高低水位差为30m