汤源港件杂货码头建设工程设计

汤源港件杂货码头建设工程设计I摘 要本设计是对汤源港件杂货码头建设工程的设计方案。目的是确定出一套优质的方案，使得依据此方案建造出的码头符合当地自然、社会和经济条件，经济实用，功能齐全，具有发展潜力，与环境相协调，符合行业规范，符合当地政策，符合国家相关法规和要求，还要努力做到施工简单，节约资源。真正为当地的社会和经济发展做出贡献。主要内容有：完善码头设计条件，陆域平面布置(包括码头前沿布置、后方库场布置、后方辅助设施和建筑的布置、道路的布置、码头接岸的布置等)，码头结构设计，码头结构计算，码头结构稳定性验算，码头附属设施的布置，工程量的确定和概预算等。最终确定本码头的结构型式为扶壁式，码头前沿布置六个泊位，港区总的占地面积为 98300m2。关键词：码头；件杂货；扶壁哈尔滨工程大学本科生毕业论文IIABSTRACTThis design is for the construction project of the general cargo wharf in Tangyuan port. The purpose is to determine a set of high-quality programs, making the pier coordinate with conditions of natual,society, and economic, lots of funtions,with potential for development, and the environment would like coordination, in line with industry standards, in line with local policy, in line with relevant regulations and requirements, and simple construction and conserve resources. Making great contributions. for local economic and social development.Main contents are: improve dock design conditions, land layout (including quay layout, rear storage yard layout, rear auxiliary facilities and construction layout, road layout, shore terminal layout, etc.), structural design pier, wharf structure calculation , wharf structural stability checking, dock ancillary facilities layout, engineering to determine the amount and budget.Ultimately determine the structure type of pier is buttress, cutting edge arranged six berths, and port covers an area of 98300m2.Key words: Wharf; General cargo; Buttress汤源港件杂货码头建设工程设计目 录摘 要 .IABSTRACT.II第 1 章 绪论.11.1 引言.11.2 设计原则.11.3 设计条件.11.4 设计内容.21.5 设计方案.21.5.1 码头前沿布置.21.5.2 码头平面布置.31.5.3 码头结构方案.31.6 工程量计算和工程概预算.3第 2 章 自然条件.42.1 工程地理位置.42.2 气象.42.2.1 气温.42.2.2 降水.42.3 水文.42.3.1 基本资料.42.3.2 水位.52.3.3 冰凌.52.4 工程地质.52.5 地震.52.6 本章小结.5第 3 章 货运量及船型.63.1 货运量.63.2 设计船型.63.3 本章小结.6第 4 章 港区主要建设规模的确定.7哈尔滨工程大学本科生毕业论文4.1 泊位数目.74.2 泊位长度与码头长度.84.2.1 泊位长度.94.2.2 码头长度.94.3 仓库、堆场和罩棚的面积.104.3.1 件杂货仓库和堆场的容量.104.3.2 件杂货仓库和堆场的面积.104.4 本章小结.11第 5 章 港区总平面布置.125.1 总平面布置原则.125.2 码头前沿设计.125.2.1 码头前沿设计高程.125.2.2 码头前沿设计水深及设计河底高程 .125.2.3 码头前水域.135.3 码头前沿与堆场道路布置.135.4 码头平面布置.145.5 本章小结.14第 6 章 装卸工艺 .166.1 设计原则.166.1.1 装卸工艺的先进性.166.1.2 装卸工艺的合理性.166.1.3 装卸工艺的可靠性.166.1.4 装卸工艺的安全性.166.1.5 装卸工艺的经济性.176.2 一般规定.176.3 件杂货和多用途码头.176.4 装卸工艺确定.186.4.1 装卸工艺流程.186.4.2 主要机械的型号及数量.186.4.3 配备人员数目.19汤源港件杂货码头建设工程设计6.5 本章小结.20第 7 章 水工建筑物.217.1 设计条件.217.1.1 设计船型.217.1.2 结构安全等级.217.1.3 自然条件.217.1.4 码头作用标准值.227.1.5 材料指标.227.2 荷载确定.227.2.1 结构自重力.227.2.2 堆载.227.2.3 流动运输机械荷载.227.2.4 船舶荷载.237.2.5 波浪力.237.3 码头结构方案设计.237.3.1 码头结构方案的确定.237.3.2 使用要求与结构型式的关系.247.3.3 方案比选.257.4 扶壁码头.257.4.1 尺寸拟定.267.4.2 作用分类及计算.267.4.3 码头稳定性验算.377.3 本章小结.47第 8 章 施工条件和方法.488.1 工程概况.488.2 施工条件.488.3 主要工程项目的施工方法.488.3.1 主要分项工程.488.3.2 疏浚及吹填工程.498.3.3 码头水工工程.49哈尔滨工程大学本科生毕业论文8.3.4 护岸工程.508.3.5 房建工程.518.4 本章小结.51第 9 章 工程概算.529.1 编制依据.529.2 工程概况.529.3 工程概算.529.4 本章小结.54结论.55参考文献.56致谢.59第 1 章 绪论1第 1 章 绪论1.1 引言港口是具有一定的水陆联运条件和设备，供船舶安全进出和停泊的运输枢纽。港口是水陆交通的集结点和枢纽，是工业产品、农业产品和外贸进口出口物资的集散地，是船舶停泊、装卸货物、上下旅客、补充给养的场所。港口是联系内陆腹地和海洋运输的一个天然界面，对交通运输建设起着巨大的作用。港口是重要的交通基础设施，是实现外向型经济的窗口，为国家经济建设和对外贸易的发展提供基础性支撑。近年来，依靠科技进步、技术创新以及各种机械设备的发展，我国的港口建设取得了迅猛发展。港口规模越来越大，国内主要港口在世界港口中占有越来越高的地位，在世界港口的排名也越来越靠前。本码头坐落于松花江畔，位于汤原县境内。汤原县地处黑龙江省东北部，三江平原的西部边缘，北依小兴安岭绵亘群山，南邻汤旺河、松花江两大水系，处于林城伊春、煤成鹤岗、口岸城市佳木斯之间，辖属于黑龙江省佳木斯市。随着当地经济的发展，码头建设无疑成为经济发展的障碍，码头的建设变得越来越迫切。依托技术的创新、借鉴国外的技术经验、采用先进的技术和设备，进行本码头工程的建设，为当地的经济发展、国家港口建设的发展做出积极的贡献。1.2 设计原则1、总体设计必须符合国家法律、法规、政策和规范的相关规定，满足设计要求和行业要求，与地方的总体部署和经济发展规划相符合。2、采用先进的施工技术和设备，以保证施工的安全性和经济性，采用合格、优质的材料，保证工程的质量。3、注意符合地方环境保护的要求，节约资源，保护环境。使码头发展与环境想协调。1.3 设计条件1、码头为件杂货码头，设计年吞吐量为 110 万吨。哈尔滨工程大学本科生毕业论文22、设计船型为：船长船宽设计吃水=65.9m13.0m 1.6m3、设计高水位：84.50m（二十年一遇洪水水位）设计低水位：76.80m（通航保证率 95%）施工水位： 77.80m4、结构安全等级为二级。5、码头面荷载主要作用为堆货荷载和门机荷载。码头前沿的堆货荷载 q1 取20kPa。装卸机械荷载：5t25m 门机，5t 叉车，门机型号为 TQ-5-25。6、地震设计烈度为度。1.4 设计内容1、港区主要规模的确定，根据设计条件确定码头的泊位数目、泊位长度和码头长度。2、港区的平面布置。根据具体要求，结合当地实际情况，实际使用情况，对码头前沿作业地带、后方仓库和堆场、以及辅助生产设施和建筑进行平面布置。3、确定码头的型式和具体尺寸，进行结构计算和稳定性验算。结构计算主要有:（1）结构自重力的计算；（2）土压力的计算（堆货荷载形成的土压力、回填料形成的土压力和门机荷载形成的土压力） 。（3）船舶荷载的计算。稳定性验算主要有：（1）沿基床顶面的抗滑、抗倾稳定性；（2）沿基床底面的抗滑、抗倾稳定性；（3）基床承载力和地基承载力。1.5 设计方案1.5.1 码头前沿布置码头前沿长度为 459m，码头前沿停泊水域宽 26m，与码头前沿线的夹角为 30；沿码头前沿线布置 6 个泊位，每个泊位后两台门机，型号为 TQ-5-25，门机前后轨距第 1 章 绪论310.5m；码头前方作业区宽 36m；码头两侧为 24m 的翼墙，与码头前沿线夹角为 45。1.5.2 码头平面布置码头后方平行于码头前沿线布置两排库场，前排是 6 个堆场，每个尺寸为（m） ；后排左侧是 3 个仓库，右侧是 3 个罩棚，尺寸均为 （m ） ；再后2763 3方布置一些辅助生产建筑，有变配电所、消防站、停车场、超市、食堂、花坛、办公楼、机械库、修理厂、供水调节站、加油站、公寓和预留发展用地等，为港区的生产活动的顺利进行和今后的发展提供支持。1.5.3 码头结构方案码头结构型式为扶壁式，底部是 1m 后的基床抛石，下底 11.8m，上底 15.8m，基床前面是 0.5m 厚的防冲抛石，宽 10m；基床上面是预制扶壁结构，材料为钢筋混凝土；底板厚 0.5m，长 9.2m；趾板高 0.8m，厚 0.3m；立板高 7.4m，厚 0.3m；肋板高6.9m，长 9.2m，厚 0.2m；隔板高 6.9m，厚 0.18m，宽 0.6m；立板、隔板、肋板均伸进胸墙 0.1m；不设尾板；再上方为现浇混凝土胸墙，高 3m，宽 2.5m；扶壁和胸墙后方为回填中砂；扶壁隔板与立板间为倒滤层；码头面从上向下依次为混凝土路面和碎石垫层，厚度分别为 0.2m 和 0.3m；扶壁结构的加强角尺寸为 200mm200mm。1.6 工程量计算和工程概预算根据内河航运水运建筑工程定额等相关规范，计算本设计工程的工程量，并进行概预算。哈尔滨工程大学本科生毕业论文4第 2 章 自然条件2.1 工程地理位置汤源港件杂货码头位于汤原县。汤原县地处黑龙江省东北部，三江平原西部边缘，北依小兴安岭绵亘群山，南邻汤旺河、松花江两大水系，处于林城伊春、煤成鹤岗、口岸城市佳木斯之间，辖属于黑龙江省佳木斯市。汤原县因其境内的汤旺河冲击平源而闻名。2.2 气象2.2.1 气温年平均气温 3.4极端最低温度 -33.6（1990 年）极端最高温度 37.3（2000 年）最冷月平均气温 -20.2（1 月）最热月平均气温 22.9（7 月）2.2.2 降水历年平均降水量 648.7mm历年最大降水量 971.4mm历年最小降水量 476.1mm降水多集中在 510 月。2.3 水文2.3.1 基本资料汤原县因其境内的汤旺河冲击平源而闻名。汤源县境内泡沼棋布、河流纵横，拥有一江二十三河，总水量高达 70 亿立方米， 水能蕴藏量有 1.8 万千瓦，水资源相当丰富。其所属的佳木斯市为中温带大陆性季风气候，冬长夏短，无霜期为 130 天左右。第 2 章 自然条件52.3.2 水位设计高水位：84.50m（二十年一遇洪水水位）设计低水位：76.80m（通航保证率 95%）施工水位： 77.80m2.3.3 冰凌黑龙江属于季节性封冻河流，本河段一般在每年的 11 月下旬前后结冰封江，第二年 5 月初开江流冰，年封冻期约为 160 天，封冻时期，河流最大冰厚可达 1.2m。2.4 工程地质第一层：冰水：无色，上部为 1m 左右的冰，下面是水。第二层：粉质粘土：颜色为黄褐色。呈流塑状态，高压缩性，稍光滑，韧性中等，无摇震反应。层厚：03.7m。该层分布较为均匀，厚度较大，土的工程性质差。第三层：中砂，呈中密状态，含少量圆砾。该层埋藏较深，厚度较大，强度较高。可做基础持力层。2.5 地震本地区地壳稳定，地震设计烈度取为度。2.6 本章小结本章主要介绍了汤源港件杂货码头建设工程的自然条件，包括工程的地理位置、气象条件（气温、降水等） 、水文条件（基本资料和水位） 、工程地质条件和地震条件等。总的来说，本码头建设工程所在地的水资源丰富，属中温带大陆性季风气候；河流属于季节性封冻河流，封冻期较长，约为 160d；地质条件良好，第三层为中砂，强度较高；地壳情况稳定，属于相对稳定地块。哈尔滨工程大学本科生毕业论文6第 3 章 货运量及船型3.1 货运量本件杂货码头建设工程的设计年吞吐量为 110 万吨。3.2 设计船型设计船型为 1000t 级分节驳船，主尺度为：船长船宽设计吃水=65.9m13.0m1.6m3.3 本章小结本章主要介绍了汤源港件杂货码头建设工程的设计年吞吐量和主要设计船型。第 4 章 港区主要建设规模的确定7第 4 章 港区主要建设规模的确定4.1 泊位数目泊位数目应根据码头年吞吐量和泊位性质等因素按下式计算： tnPQN（4-1）式中：N 泊位数目；Qn根据货物的类别所确定的年吞吐量（ t） ，为 110 万吨；Pt一个泊位的年通过能力（ t） 。件杂货码头的年通过能力可按下式计算： 1sitP（4-2）式中：P t一个泊位的年通过能力（ t） ；当货种多样但船型单一时， 为各货种年装卸量占泊位年装卸量总量ii的 百分比（ %） ；当船型、货种都不相同时， 为各类船舶年装载不同货i物的数量占泊位年装卸总量的百分比（%）, 取 1；iPs1与 相对应的泊位年通过能力（t） 。i码头为中小型码头且以驳船为设计代表船型时，与 相对应的泊位通过能力可按i下列公式计算: Bdfsdzys KttGTP11（4-3）z（4-4）式中：P s1与 相对应的泊位年通过能力（t） ；iTy年营运天数（d） ，取 200d；G设计船型的实际装卸量(t)或单船装卸箱量(TEU)，取 1000t；哈尔滨工程大学本科生毕业论文8tz装卸一艘该类船型所需的纯装卸时间(h)；tf该类型船舶装卸辅助与技术作业时问之和(h)，内河船可取 0.752.5h；进江海船可取 2.54h，取 1h；td昼夜小时数(h)，根据工作班次确定，三班制为 24h，两班制为 16h，一班制为 8h，取 24h；ts昼夜泊位非生产时问之和 (h)，应根据各港实际情况确定，三班制可取4.56h，两班制可取 2.53.5h，一班制可取 11.5h，取 5h；KB港口生产不平衡系数，按照 河港工程总体设计规范 （JTJ 212-2006） 中表 4.10.7-1 的要求，取 1.35；p设计船时效率(t/h 或 TEU/h)。按货种、船型、设备能力、作业线数和营运管理等因素综合分析确定，取 50t/h（2 台 100t/h） 。于是有： 10PGtz（h） 26.835.2411 Bdfsdzys KttTP（t ）1sitP52.46.2083tnPQN另外，泊位利用率需满足河港工程总体设计规范 （JTJ 212-2006）中表 4.10.3的要求，取 0.700.75。当 N=5 时，泊位利用率： ，不符合要求；84.01snNPQ当 N=6 时，泊位利用率： ，符合要求。7.1sn故取泊位数为 6。4.2 泊位长度与码头长度第 4 章 港区主要建设规模的确定94.2.1 泊位长度在同一码头前沿线连续布置多个泊位的泊位长度，可按下列公式计算： dLb5.1（4-5）2（4-6）式中： 端部泊位长度（m） ；1bL中间泊位长度（m） ；2L设计船型长度（ m） ；d泊位富裕长度（m） 。d 的取值，从河港工程总体设计规范 （JTJ 212-2006）表 3.3.2.1 中查得，取值范围为 810（m） ，取 d 为 9m。于是有： 4.795.1965.1Lb（m）2d（m）总的泊位长度：（m）4.589.7)26(4.79)(21 bbLNL4.2.2 码头长度根据河港工程总体设计规范 （JTJ 212-2006）中表 3.3.6 的要求，内河驳连续布置多个泊位时，码头长度需满足： dLm5.06.1(m) （4-7）D2（m） （4-8）式中： 端部泊位的码头长度（m） ；1L中间泊位的码头长度（m） ；2L设计船型长度（ m） ；d泊位富裕长度（m） 。于是有：哈尔滨工程大学本科生毕业论文1035.479.065.0.65.01 dLm (m)92D（m）总的码头长度： 27.394.)26(35.47)(221 mmLNL（m ）综合泊位长度与码头长度，取码头长度 （m ）94.3 仓库、堆场和罩棚的面积4.3.1 件杂货仓库和堆场的容量散货和件杂货的仓库和堆场所需的容量可按下列公式计算： dcyktBKhTQE（4-9）式中：E仓库或堆场所需容量（t） ；Qh年货运量（t） ；KBK仓库或堆场不平衡系数，取 1.8；Kt货物最大入库、入场的百分比（ %） ，入库取 20%，入场取 80%；Tyk仓库或堆场年营运天（d） ，取 350365d，应扣除影响作业天数较多的不通航时间，无论仓库或堆场，均取 360d；tdc货物在仓库或堆场的平均堆存期（d） ，根据河港工程总体设计规范（JTJ 212-2006）中表 4.11.3，查得一般件杂货在仓库、堆场的平均堆存 期为 59d，取仓库或堆场的平均堆存期均为 7d；于是有：仓库所需容量为： 70360%28.11 dcyktBKhTQE（t ）堆场和罩棚所需容量为： 30873608.12 dcyktBKhT（t ）第 4 章 港区主要建设规模的确定114.3.2 件杂货仓库和堆场的面积件杂货仓库或堆场总面积可按下式计算： kqKEA（4-10）式中：A仓库或堆场的总面积（m 2） ；E仓库或堆场所需的容量（t） ；q单位有效面积的货物堆存量（t/m 2） ；Kk仓库或堆场总面积利用率（%） ，为有效面积占总面积的百分比。按照设计基本情况，本件杂货码头的货物种类有大米、面粉、化肥、水泥、生铁和铝铜锌类 6 种货物，其中，大米、面粉、化肥和水泥需要入库，生铁和铝铜锌类货物可以放在堆场和罩棚，假设同储存方式下的各种货物所需容量相同，则根据上面算得的仓库总容量以及堆场和罩棚的总容量，可以求得各种货物所需的容量，再在河港工程总体设计规范 （JTJ 212-2006）中查表 4.11.5 和表 4.1