港口航道与近海工程毕业设计.doc

毕业（论文）任务书 专业 水利水电与港航 班 题 目 连云港新港区直立式防波堤设计任务起止日期： 年 月 日 年 月 日学 生 姓 名 姜清威 学号 922010200018 指 导 教 师 摘 要为了很好的综合本科阶段学过的专业课程，将所学知识熟练综合运用，活学活用，而防波堤的设计能综合大多数专业课程，故本次毕业设计论文选择了对连云港新港区进行防波堤设计。本防波堤设计严格按照国家和行业规范，借鉴现有港区防波堤的建设经验，结合连云港新港区的实际情况进行设计。设计之初搜集了大量的相关资料，在设计过程中运用了相关的计算软件。本设计对港区进行了总平面设计，对防波堤形式进行了比选，对波浪力进行计算，对防波堤的稳定性进行验算，最后出图。经过对比计算，在连云港新港区选择了沉箱防波堤这种结构型式，并对其结构及稳定性经行了计算和验算，结果满足要求。关键词：毕业设计，防波堤，稳定性AbstractIn order to good comprehensive undergraduate stage studied the professional course, study the knowledge skilled comprehensive use of learning, and live, the design of the breakwater comprehensive most professional course, can so this design graduate thesis chose to lianyungang port for breakwater design new.The breakwater design in strict accordance with the national industry standard for reference, and the experiences of the construction of existing port breakwater, combining with the actual situation of lianyungang port new design. At the beginning of the design gathered a lot of relevant information, in the design process using the related calculation software. The design of the port total plane design of breakwater, form of wave force than the election, calculation of breakwater, the stability of the last out, check mapBy comparison and calculation, the new port area in lianyungang chose this structure types of caisson type breakwater, and its structure and stability calculation and checking the line, the results meet the requirements.Key words： The graduation design，breakwater，stability目 录前言11设计资料21.1地理位置21.2自然条件2 1.2.1气象2 1.2.1.1气温2 1.2.1.2降水5 1.2.1.3风况5 1.2.1.4雾6 1.2.1.5相对湿度8 1.2.1.6灾害性天气8 1.2.2水文8 1.2.2.1潮汐8 1.2.2.2波浪10 1.2.2.3海流11 1.2.2.4余流12 1.2.3海岸地貌及淤积趋势13 1.2.4地质14 1.2.5地震15 1.2.6设计船型尺度152总平面设计162.1码头尺度的确定162.2港口水域各部分尺度的确定16 2.2.1船舶进港的制动距离17 2.2.2船舶回转水域17 2.2.3泊位前船舶靠离岸的操作水域17 2.2.4港池的最小宽度和角度17 2.2.5连接水域172.3进港航道尺度的确定17 2.3.1航道选线17 2.3.2航道宽度17 2.3.3航道水深182.4防波堤轴线及口门的确定19 2.4.1防波堤轴线的布置19 2.4.2口门布置19 2.4.3口门的宽度193防波堤结构方案比选214防波堤设计条件22 4.1设计水位22 4.2设计波浪22 4.3地质22 4.4地震22 4.5材料重度标准值22 4.7结构安全等级225直立堤断面设计、胸墙设计235.1堤顶高程235.2堤身宽度235.3基床尺寸235.4胸墙设计236直立堤作用标准值计算256.1持久状况256.1.1堤身各部分自重力标准值及对后踵稳定力矩的计算256.1.2波浪力标准值及力矩计算256.2短暂状况256.2.1堤身自重力标准值及稳定力矩256.2.2不同波态波峰作用下波浪力标准值及力矩计算257直立堤稳定性验算357.1结构断面沿堤底的抗滑稳定性验算357.1.1持久组合357.1.2短暂组合367.2结构断面沿堤底的抗倾稳定性验算377.2.1持久组合377.2.2短暂组合387.3结构断面沿基床底面的抗滑稳定性验算387.3.1持久组合387.3.2短暂组合398地基承载力验算418.1承载能力极限状态设计418.2设计状况及与之对应的设计组合438.2.1持久组合438.2.2短暂组合458.2.3偶然组合459地基整体稳定性验算499.1承载能力极限状态499.2设计状况及与之对应的设计组合499.2.1持久组合499.2.2短暂组合519.2.3偶然组合5110地基沉降计算5210.1ep值5210.2压缩层深度的确定5210.2.1基床顶面应力标准值计算5210.2.2附加应力计算5210.2.3地基自重压力设计值计算5311堤前护底块石的稳定重量和厚度计算5411.1波态的确定5411.2护底块石的稳定重量计算5411.3护底厚度计算5412沉箱吃水、干舷高度和浮游稳定计算5512.1浮游稳定5512.1.1浮游稳定沉箱重心计算5512.1.2平衡水体计算5512.1.3浮游稳定计算5612.2沉箱吃水计算5712.3干舷高度计算58结论59致谢60参考文献612前言本毕业设计对连云港新港区防波堤进行选型与设计，综合了本科阶段学习的所有科目，将所学专业知识系统地联系在一起。本设计严格按照港口防波堤设计规范进行设计，与现行的国家和行业标准相一致。全设计包括：设计资料、总平面设计、防波堤结构方案比选、防波堤设计条件、直立堤断面设计、胸墙设计、直立堤作用标准值计算、直立堤稳定性验算、地基承载力验算、沉箱吃水、干舷高度和浮游稳定计算、地基沉降计算、堤前护底块石的稳定重量和厚度计算、地基整体稳定性验算，共12章及四个附录。 编 者 1.设计资料1.1地理位置连云港港地处我国沿海中部，江苏省东北部、黄海海州湾西南岸，南靠云台山北麓、北倚东西连岛，地理坐标344432N,1192728E。以国家首批沿海开放城市连云港市为依托，东距韩国釜山港522 n mile、日本长崎港587 n mile；西至徐州223 km、乌鲁木齐3626km；南距上海港383 n mile、香港1106 n mile；北至大连港342n mile、青岛港107 n mile。连云港市是我国沿海南北水运主通道、多条公路主干线和东西向铁路主骨架的主要结点城市，全国性水铁联运和洲际海陆中转的重要枢纽。连云港港是陇海兰新铁路干线的东起点，新亚欧大陆桥的东方桥头堡。作为全国性公路主枢纽，是同（江）三（亚）、连（云港）霍（尔果斯）国道主干线、204、310、327国道及102、235、236、245、323、324、326等多条省道的汇合处，与全国公路网相通。港口可经规划的新（浦）墟（沟）运河与通榆运河相联，并与长江干流水运主通道、京杭运河（济宁-杭州段）水运主通道、淮河等相通。港口距连云港市白塔阜民航机场约60km，可通往国内主要大中城市。连云港港对外交通形势图参见图11。目前，连云港港与世界上150多个国家和地区的近千个港口有贸易往来，已开辟了10多条国际集装箱远洋、近洋航线和国内班轮航线。 连云港港地理位置图见附图一。1.2自然条件1.2.1气象连云港市位于江苏省北部，属东亚季风气候，冬季受西泊利亚冷空气控制，干旱少雨，气温偏低，盛行偏北风；夏季受西太平洋副热带高压与东南季风控制，温、湿度偏高，盛行东南风。本规划采用连云港新浦气象站（地理坐标3446N，11910E，距港区约20公里）、大西山海洋站（地理坐标3447N；11926E，海拔高度26.9m，距港区约6公里）的多年的观测资料统计分析。气象、水文观测点位置见图12。1.2.1.1气温本地区属东亚温带季风气候，月平均气温8月份最高，平均气温27.2；月平61均气温1月份最低，平均气温0.9。 多年平均气温 14.2 极端最高气温 38.5 极端最低气温 -11.9 日最高气温35的日数平均每年出现3d。1.2.1.2降水本地区降水有显著的季节变化，每年的69月的降水量，占全年总降水量的63，其中6月份降水量最大。而冬三月（13月）的降水量，仅占全年总降水量的6%。 多年平均降水量 882.6mm 年最多降水量 1380.7 mm 年最少降水量 520.7 mm 日最多降水量 450.7 mm（1985年9月1日，为罕见特大暴雨）日降水量25mm的天数多年平均8.8 d。1.2.1.3风况连云港海洋站多年风况资料统计结果表明：该地区常风向为E向，季节分布为春、夏季EESE向；秋季N、NNE向；冬季NE、NNE向。1992年以来的6级以上大风天数有所减少。统计结果详见表1-1，风玫瑰图见图13。风速特征值统计表表11 地点项目连云港海洋站（1995年）连云港海洋站（1992-1994年）连云港海洋站（1961-1973年）年平均风速(m/s)5.34.96常风向EESEE频率%16.315.1812.1次常风向ESEEESE频率%10.611.3911.9强风向NNWNN实测最大风速(m/s)26.723次强风向NNNENNE实测最大风速(m/s)17.622风速6级大风天数(d)2122371.2.1.4雾多年平均雾日数（能见度1km）20d，最多36d，最少11d。全年以34月雾日数最多。雾的出现以晨雾居多，一般上午10时后消散，全天有雾时很少。1.2.1.5相对湿度年平均相对湿度70。1.2.1.6灾害性天气1)台风连云港地区受台风影响不太严重，基本为台风边缘影响。多年统计资料表明影响江苏的台风平均每年1.5次。1997年的9711号在山东登陆时对连云港地区的影响较大，台风过境时新浦实测最大风速32m/s，风向ESE；连云港海洋站最大风速瞬时35m/s，风向不详。因港区的地形特征而产生狭管效应，局部风速较大。2000年12号台风对连云港外围有些影响，台风过程降雨量达到890mm，为近20年来的最大值。2)寒潮连云港地区的寒潮影响每年为35次，寒潮带来大风和降温。50年代最低气温曾有过 -18.1的记载，近年来最低气温基本在-11左右。3)雷暴连云港地区所处地理位置，经常受到江淮气旋和黄河气旋的双重影响，常有雷暴出现，并伴随有雷雨大风，对港区作业产生影响。1.2.2水文1.2.2.1潮汐连云港地区受南黄海驻波系统控制，无潮点位于本海区东南部外海约34N；122E附近。处在连云港北部的海州湾湾顶为潮波波腹所在，连云港地区距海州湾顶较近，潮差较大，潮流流速则相应偏小。1)验潮情况连云港的潮位观测自1951年开始在海峡中部报潮所设站，1986年6月撤站，同年庙岭站开始验潮。期间两站进行了半年的对比观测，结果表明两站潮时相差十分钟，潮位值相差不大。连云港西大堤工程的修建，港区内潮汐状况发生变化。1993年西大堤全部合拢，庙岭站完全处在人工海湾水域内，受到海湾内潮波反射影响，这时年平均潮差达到最大值。为了进一步分析研究湾内潮位变化情况，1994年8月在湾口向内至湾顶沿程4站进行了一个月的同步潮位观测。2)潮汐性质根据多年来连云港报潮所潮位资料统计得出，本海域属正规半日潮，日潮不等现象不显著。3)基面关系根据1975年连云港审定的理论最低潮面与连云港零点的关系，各基面相互关系如下： 当地平均海面 “56”黄海基面 2.94m 2.87m 连云港理论最低潮面 （连云港验潮零点）4)潮位特征值根据上述实测潮位站的同步资料分析，涨潮潮波进入主体港区东口门后，受地形及工程建筑物阻挡，潮波逐渐变形。沿程潮差不断增大，但增幅较小。各站潮位特征值（以连云港理论最低潮面起算）见表1-2。两翼新港区因处于前期研究阶段，潮位特征值可参考下表。各站潮位特征值表1-2 单位：m 地点项目报潮所庙岭渔轮厂站连云港站庙岭煤码头站墟沟船厂站最高高潮位6.506.105.895.885.945.89最低低潮位0.450.360.650.560.620.59平均高潮位4.614.785.085.005.095.06平均低潮位1.281.231.511.391.471.43平均潮差3.393.543.573.613.623.63最大潮差6.485.615.085.105.145.19最小潮差1.821.811.821.86平均海平面2.942.973.253.153.253.21统计年限19511972198719941994.8.11994.8.315)设计水位根据上述资料统计分析，初步得出本次规划各港区的工程设计水位如表1-3：各港区工程设计水位表 表1-3 单位：m 地点项目庙岭、墟沟港区北港区东港区设计高水位5.365.405.35设计低水位0.450.500.48极端高水位6.706.756.60极端低水位0.730.730.706)乘潮水位根据验潮资料统计：乘潮2小时保证率为90的水位3.84m。1.2.2.2波浪1)波况连云港规划北港区拟沿西大堤向南扩展，规划东港区背靠云台山，东邻黄海，其东北方向有东、西连岛为天然屏障。西大堤建成后，连云港港区成为一半封闭的海湾，港区水域大多波浪较小，仅有东部港区受外海波浪影响较大些。根据连云港大西山海洋站(地理位置3447N；11926E)多年实测波浪资料、东港区南侧羊山岛测波站(地理位置3442N；11929E)短期实测波浪数据，本海区波况统计分析详见表1-4：各站波浪特征值统计表表1-4 测站项目连云港大西山海洋站(19811997)羊山岛海洋站(1997.41998.2 )常浪向NENE频率（%）2123.2次常浪向NNEE频率（%）14.212.66强浪向NNEENE实测最大波高H1/10(m)4.3(对应波周期T为6.6s)2.3次强浪向NENNE实测最大波高H1/10(m)4.2(对应波周期T为6.1s)1.8各向全年平均波高(m)1.10.7风浪涌浪之比3/1波高H1/100.5m的出现频率65%70.35%波高H1/100.9m的出现频率84.1%89.69%波高H1/101.0m 的出现频率15.9.%10.3%上述统计分析表明，两站的常、强浪向基本一致，均为NNE NE向，实测波型多为风浪、风浪与涌浪组成的混合浪。冬、春季以W、NNE向为主，夏、秋季以EESE向居多。本海区测得的最大波高Hmax为4.6.m的大浪（波向NNE）是由寒潮大风造成的风涌混合浪。波玫瑰图见图14。2)设计波要素根据连云港大西山海洋站的长期实测波高资料、羊山岛的短期数据及气象站的设计风速资料推算出外海设计波要素，经浅水折射、绕射、缓坡地形引起的底摩擦衰减，传至规划港区前沿，初步推算出规划港区处的设计波要素（五十年一遇，设计高水位时）如表1-5：各港区设计波要素表表1-5 项目 位置主浪向H1(m)H1/10(m)T(s)庙岭港区NEE2.42.14.9.墟沟港区NEE1.91.74.7北港区东段ESE SE3.12.76.5东港区西段（现军港西侧）NE ENE4.43.87.9E ESE4.23.67.7东港区中段（旗台咀附近）NE ENE5.04.38.4E SE4.53.98.1东港区东段（旗台咀以东）NE ENE5.64.98.4E SE5.24.58.11.2.2.3海流本海区的潮流特征属正规半日潮流，海域海流以潮流为主，余流一般较小。由于受到东、西连岛及周边海岸轮廓线和水下地形的影响，外海区潮流以旋转流为主，近岸多为往复流。西大堤建成后海峡变成人工海湾，湾外海域仍受外海潮流控制，6米等深线以外为旋转流，湾内水域涨落潮流均从单一东口门进出，涨潮向西流，落潮向东流。湾内落潮历时大于涨潮历时，实测涨潮流速大于落潮流速。涨、落潮最大流速均出现在中潮位附近，反映了由海峡向海湾转变后潮流特性由前进波向驻波型转变。据西大堤建成后1994年8月的实测海流资料统计分析：湾口向湾内的纵向分布上（B1B3）湾口流速大于湾内流速；湾口横断面（A1A3）分布上，航道附近是主流所在，流速最大。实测最大流速统计详见表1-6。1.2.2.4余流本海区余流流速较小，一般在320 cm/s之间，港区内余流方向偏西向，外海区为偏北及偏东北向，表层余流流向有时受风向影响较大。各站实测最大流速表表1-6 单位：流速：cm/s，流向：度观测时间位置测点涨潮落潮流速流向流速流向1994.8.21.12时1994.8.22.14时东口门湾口横断面（大潮）28829588128A354302281781994.8.27.15时1994.8.28.17时东口门湾口横断面（小潮）27029062131A352300421401994.8.7.11时1994.8.8.13时东口门至西大堤纵断面26633564140B346320221501994.8.4.10时1994.8.5.12时西大堤内外两侧24428251278*1994.9.4.11时1994.9.5.13时东口门外侧D7420853511997.7港区东南高公岛附近1#6320570192#591816814外海区9#6220152510#65218634注：上表中1#、2#、9#、10#为田湾核电站附近水域的实测流速最大值，1#站为往复流，9#和10#为旋转流。涨潮主流向偏西南向，落潮主流流向东北向，落潮历时大于涨潮历时。1.2.3海岸地貌及淤积趋势连云港港位于苏北沿海的海州湾南侧，濒临东海，地质构造上属于胶东隆起与苏北拗陷的地渡地带，受北西向断裂控制，岸线走向与此方向一致。在历史时期海平面变动和河流影响的共同作用下，东西连岛与云台山之间形成长约11.5公里、平均宽度为2.5公里的狭长海峡，两岸发育有冲海积和冲洪积相浅滩，由于海峡两侧山体近岸，在波浪作用下海蚀地貌发育，岬湾相间，自然岸线曲折。连云港自二十世纪三十年代建港以来，除东、西防波堤的修建导致局部水下地形有所调整以外，其后的几十年中峡道底形基本保持稳定，冲淤相对平衡。1993年西大堤的建成使原本东西贯通的海峡变成半封闭形人工海湾，导致水动力条件和沉积环境发生较大变化，北部岸滩发生大量淤积，-2米等深目前已越过海湾中部，而泊位与航道-8-10米的水深仍然得以维护，淤积不强烈。东口门防波堤向外即为宽广的淤泥质浅滩，-5米等深线最远离岸约4公里。连云港港十万吨级进港深水航道开挖于此浅滩之上，从东口起以112292转向63243方向直至-10米等深线止，全长15公里，由于目前东部海区呈现微冲态势，加之人工疏浚航槽水深得以维护。连云港地区沿岸宏观上属于废黄河水下三角洲北缘的一部分，历史上受黄河夺淮入海期泥沙扩散淤积的影响，沿岸底部普遍沉积了厚度不等的粉砂粘土质淤泥沉积层，最厚达3040米，岸滩呈现淤泥质海岸特点。自1885年黄海改道山东入海以后，黄河向本区输沙终止，废黄河三角洲岸滩经过一个多世纪以来的侵蚀调整，冲刷趋弱，加之岸滩保护工程的实施，大大减少了沿岸的泥沙供应。来自北向的泥沙供应也趋于缓和，河流泥沙来源影响微弱，平均含沙量从二十世纪70年代的0.24kg/m3减至近年来的0.20kg/m3左右，历史海图分析还表明，东部海区呈现微冲刷态势，整体淤积环境处于冲淤平衡状况。连云港地区的泥沙运动以悬沙运动为主，在波浪的作用下，浅滩淤泥质沉积物受到冲刷悬扬，在潮流带动下进行沿岸输移并向外海扩散，呈现“波浪掀沙，潮流输沙”的泥沙运动机制。含沙量的季节性变化特点明显，冬季水体含沙量较高，为年平均含沙量的45倍，夏半年含沙量低，经常保持在0.10kg/m3。近岸水体的含沙量一般均在0.210.24 kg/m3左右，含沙量由西向东逐渐减小。由于连云港地区泥沙颗粒较细，浅滩沉积物中值粒径d50=0.0020.004mm，1997年连云港的西大堤工程建成，围堵了连云港海峡西口，使原来东西贯通的海峡变成了纵深长11.5公里，平均宽度为2.5公里的狭长矩形人工海湾，主要港区受到掩护，并阻拦了来自西部的泥沙。西大堤工程完成后对于改善港区的回淤状态是十分有利的，工程建成前后的研究表明，通过单一东口门年净进入港区水域的泥沙量为60万方，远低于西大堤建成以前。各区域的回淤强度分别为庙岭港区0.80.9m/a，老港区0.8m/a，墟沟港区0.4m/a，港区已基本处于微淤状态。航道的回淤主要集中在弯道段及其东侧，最大淤积强度为0.4m/a，回门段航道回淤强度较小，为0.1m/a左右。1.2.4地质本区基底地层为前震旦纪变质岩，主要岩性为白云片麻岩为主，埋藏普遍较深。岩层上部堆积第四纪堆积物，含中、下更新统陆相沉积物和上更新海相、陆相及海陆交互相沉积层。表层为全新世海相淤泥层，厚度在430米，近岸浅薄，海峡中部、东部较深，西部较浅。根据地质钻孔资料，港区海域发育有10个工程地质层，自上而下各层岩性特征和分布区域如下：淤泥（）灰、黑色，饱和、流塑状，有机质含量高，孔隙比大，具触变性。平均含砂量8%，在墟沟和庙岭港区夹有厚数毫米的粉细砂薄层。淤泥在横向上的变化规律为：海峡西北部淤泥沉积厚度小；海峡东南部近高公岛海域，冲刷强烈；在墟沟及连岛港区等淤泥上分布有粉土粉砂；在海积沙滩分布区基本无淤泥分布。粉质粘土（）灰黄色粉质粘土，潮湿、可塑，层厚2-4米，底板标高一般-8-12米。在老港区、磨刀塘及高公岛海域一带该层缺失。粘土（）主要为黄、棕色粘土，次为粉质粘土，可塑硬塑，厚度一般25米，底板标高一般-913.5米。老港区一带该层缺失。粉细砂（）以黄色褐黄色，粉细砂为主，粉土次之，饱水，稍密中密，近岸边地段相变为黄色粉质粘土。海峡西北部，砂质厚1-2米，中部及东部砂层厚度增加，最厚达9米，海峡东口及高公岛海域砂层分布不连续，岸国地段砂层薄，底板标高一般-9-15.7米。老港区附近该层缺失。粘土（）以粘土为主，粉质粘土次之，棕黄色夹白色、黄色、可塑硬塑，除岸边地段外，海峡内自南向北、自西向东厚度逐渐增加，一般厚度为24厘米，最厚达7.0米。底板标高一般-12-19米，该层在老港区及磨刀塘、高公岛海域一带缺失。在庙岭港及海峡中部的局部地段，该层相变为淤泥质土。粉细砂（）以黄色粉、细砂为主，次为粉土，饱水，中密，岸边地段厚度小，海峡中心厚度增加，厚度一般0.93.9米，该层起伏较小，底板标高一般为-16-20米。老港区及高公岛海域该层缺失。粘土（）黄棕黄色夹少量灰白色、青灰色，稍湿、多为硬塑状，该层分布稳定，一般厚510米，底板标高一般-18-28米。局部地段分布有透镜状淤泥质粘土，灰色、软塑状，厚度一般25米。粘土，中细砂互层（）棕黄色、褐黄色、稍湿、硬塑，局部为可塑。中细砂为饱水、中密，砂层在海峡西北部较厚，达510米，向东逐渐变薄，底板标高-20-26米。粘土（）灰黄、棕黄色、稍湿、硬塑，近岸地段相变为含砾石、碎石砂土，海峡西部厚度小，中部及东部厚度大，达10米以上。底板标高一般-26-40米。老港区及磨刀塘、高公岛海域分布有淤质粘土、淤质粉质粘土，灰色、深灰色，可塑软塑，成条带状分布，厚度一般大于8米，底标标高一般在-30米以深。粘土棕黄色，少量为灰绿色，稍湿，硬塑，近岸地段为含砾石粘土、碎石土等。厚度一般8米以上。本区工程地质层除、地层多属于类地基土外，其余各地质层属于类地基土，均可作工程基础的持力层。本区的港区主要的工程地质劣层为全新统淤泥质土层，其物理力学性能极差，地基需要做专门处理。海峡区有上更新统软塑状粘性土，其含水量高，为不良下卧软层，不宜作为工程基础的持力层，其它各层在一般情况下均可作为建筑物持力层。1.2.5地震连云港港口区域内无活动性断裂，历史上也未曾发生过强烈破坏性地震，区域稳定性较好。根据中国地震烈度区划图（2001），本区地震烈度为7度，地震动峰值加速度0.1g，建筑物可按此标准设防。连云港港南北两翼港口开发目前正处于前期研究论证阶段，基础资料相对缺乏，将随着研究的逐步深入而逐步完善，潮位、波浪等工程水文和气象特征值可暂参考上述连云港主体港区资料。1.2.6设计船型尺度100000DWT散货船25043.020.314.52总平面设计2.1、码头尺度的确定根据港口规划与布置（人民交通出版社）P61规定，连续泊位长度Lb：端部泊位 Lb=L+1.5d中间泊位 Lb=L+d折角处的泊位长度Lb：Lb=L+d/2式中：船长系数。图2.1 折角布置的泊位长度查港口规划与布置（人民交通出版社）表4-13和表4-14得d=30m,=1.25。故码头长L0=L+L+2d=1.25250+250+230=700m。码头宽根据装卸工艺及装卸装置确定为100m。2.2、港口水域各部分尺度的确定2.2.1船舶进港的制动距离按港口工程设计手册（上），从不同国家、地区的船型制动距离的统计资料来看，船舶制动距离不小于3.0L4.0L（50 000t）和5.0L（50 000t）。选船舶进港的制动距离=5.0L=1250.0m。2.2.2船舶回转水域直径D=2.0L（100 000t）=500.0m。2.2.3泊位前船舶靠离岸的操作水域根据港口工程设计手册（上），调头靠：B=1.5L=375.0m2.2.4港池的最小宽度和角度 1)港池的最小宽度按港口工程设计手册（上），当港池长度较长时港池的最小宽度按船舶调头靠泊需要的尺度来确定比较合理。港池宽度=1.5L=375.0m。 2)港池的角度=90。2.2.5连接水域突堤码头港池前与航道的连接水域，按船舶转向半径的要求来确定其尺度。按港口工程设计手册（上），通过对船舶回旋实验、实船测定等资料分析，船舶在港内自行转向半径R可选用3.0L。2.3、进港航道尺度的确定2.3.1航道选线本港区航道选线满足的要求：1) 本港区为深水港，无需人工开挖航道，仅用浮标示出同行线路。2）航道轴线顺直。3）临近口门外的航道按直线布置。4）防波堤口门内航道与转头水域连接时按直线布置，并满足制动距离要求：大型散货船为5L6L，确定为5L。 5）锚地的布置与航道分开，通常，港外锚地无掩护条件下，离开航道中心线不小于1n mile,选2n mile；港内锚地不小于2L，选2.5L。2.3.2航道宽度设置双航道，宽度计算公式：W=2A+b+2C 1)航迹带宽度计算公式：A=n(Lsin+B)式中， A 航迹带宽度（m）；n 船舶漂泊倍数； 风流压偏角（）；B 设计船宽（m）。 据港口工程设计手册（上） 表2-2-3-3，0.5m/sv0.75m/s，n=1.59，=14。 2)船舶之间富余宽度b的确定 bB=43.0m，取b=50.0m。 3)船舶与航道底边间的富余宽度C的确定按港口工程设计手册（上）表2-2-3-4，散货船航速6kn时，C=B=43（m）。综合可得，进港航道宽度：W=2A+b+2C=2164.5+50.0+243.0=465.0（m）。2.3.3航道水深通航水深 设计水深 式中， 设计船型满载吃水（m）； 船舶航行下沉量（m）；龙骨下最小富余量（m）；波浪影响的超深（m）；船舶装载纵倾富余深度（m）；备淤富余深度（m） 1)船舶航行下沉量根据港口工程设计手册（上）图2-2-3-12船舶航行时船体下沉曲线，按6kn船舶航速、t船型设计，=0.5m。 2)龙骨下最小富余量 根据港口工程设计手册（上）表2-2-3-5，硬塑性粘土，10wtDWT30wt,=0.6m。 3)波浪影响的超深=2.3m，=1.19s。查港口工程设计手册（上）表2-2-3-6，由船浪夹角=70，10s，=0.5 得 =1.15m。 4)船舶装载纵倾富余深度据港口工程设计手册（上），p294，散货船，多为满载航行，=0.15m为宜。 5)备淤富余深度=0.4m。综合可得，通航水深 =14.5+0.5+0.6+1.15+0.15=16.9(m);设计水深 =16.9+0.4=20.9(m)。 此深水港港内外水深都能满足航道深度要求，不必进行航道边坡计算。2.4、防波堤轴线及口门的确定2.4.1防波堤轴线的布置防波堤轴线的选线满足了以下要求：1）为了方便施工，防波堤布置了一处折线，其余轴线都为直线：2）防波堤轴线布置与码头线布置相配合，所围面积有足够的面积和水深供船舶在港内航行、调头、停泊并留有发展余地；3）轴线与强浪方向斜交，减弱波压力；4）充分利用有利的地质地形条件，减少防波堤投资。2.4.2口门布置 本港区口门的布置满足了以下条件：1） 口门的位置选在天然水深较深、并与进港航道协调的地段；2） 进入口门的航向与强浪方向夹角控制在3035范围内，口门段的流速控制在2.5kn以下，以利进口船舶的操作；3） 口门的朝向避免了强浪对港口水域主要部分的直射；4） 由于与海岸线正对的方向海流波浪很小，口门的布置型式采用正向式。2.4.3口门的宽度口门宽度的定义，按交通部海港总平面设计规范的规定，其有效宽度应是垂直于航行轴线的投影宽度，有效口门宽度B0应为设计船长的1.01.5倍。口门有效宽度底边线至防波堤的距离d0，应根据堤的结构型式及安全要求确定。B0=（1.01.5）B=250375（m），d0=14.3+6.0=20.3（m）,口门处两防波堤的垂直航道轴线距离为B0+2 d0=(250375)+220.3=290.6415.6（m）。由于口门朝向的方向波浪小，可扩展为438 m。图2.4.3 口门有效宽度示意图3防波堤结构方案比选两种防波堤结构方案的对比 表3断面形式项 目方案一：斜坡式方案二：直立式结构特点断面为梯形；用开采的天然块石或人工混凝土块体抛筑而成；波浪作用时，波能在坡面上大部分被吸收或消散。 其断面的内、外侧均为直立（或基本直立）墙，一般由抛石基床、墙身构件和防浪胸墙所构成。波浪作用时，多在墙前发生反射。主要优点结构简单，施工方便，有较高的整体稳定性，适用于不同的地基，可以就地取材，破坏后易于修复。 其内侧可以兼做码头，当水深较大时，建筑材料用量比斜坡堤省，且水深越大，两者的差值也越大。主要缺点耗费的材料用量大，堤内侧不能直接兼做码头。消除波能的效果较差，特别是当堤前或基肩水深小于临界水深时，堤身在破碎波压力下，需加大堤身宽度，因而使堤的造价增大。对重力式直立堤，由于其地基应力较大，对不均匀沉降反应敏感，因此当用于软基时，需要地基采取加固措施。直立堤建