港口规划与布置设计说明书

港口规划与布置课程设计 设计说明书 题目 学院 船舶工程学院 专业 港口航道与海岸工程 学号 姓名 日期 2013 年 1月 18 日 目录 1 设计基础资料 1 1 设计依据 1 2 设计标准 规范 1 3 港口现状及发展规划 石岛地处山东经济发展的前沿地区 随着港口吞吐量不断增长 船舶运输不断向大型化发 展 现有港口生产能力已经不能满足未来地区经济的发展要求 本 课题主要是对石岛新港湾码 头进行总平面布置设计 该码头建设将使石岛港满足 第四代集装箱船和 10 万吨散货船的靠泊 要求 缓解石岛港现在水域拥挤 深水 泊位不足 港区机械设备落后等问题 港口设计吞吐量 为 铁矿石140 万吨 集 装箱60 万TEU 该港区规划可利用岸线 1200m 陆域纵深 600m 码头水深条件良好 码头 选址区域无不 良地质现象出现 1 4 设计船型 1 5 装卸工艺 1 6 自然条件 三 设计水位 项目数量备注 设计高水位5 03m高潮累积频率10 的潮位 设计低水位1 26m当地理论最低潮面 极端高水位6 13m重现期为50 年的年极值高水位 极端低水位 0 34m重现期为50 年的年极值低水位 四 自然条件 石岛属荣成市石岛镇 位于山东半岛最东端 荣成市南部石岛湾畔 处于山 东经济开放区 的前沿地带 属山东省荣成市辖境 东及东北方向有镆铘岛掩护 北有朝阳山 背依石岛山 三面环山 口门向东南敞开 与南 黄海相连 1 水文气象 船型 总长L m 型宽B m 型深H m 满载吃水T m 100000t 散货船 250 043 020 514 3 30000t 集装箱船244 032 319 712 0 年平均气温为11 8 最热月份是8 月份 平均气温为24 5 最冷月份是 1 月份 平 均气温为 1 2 极端最高气温为36 8 极端最低气温为 14 6 多年平均降水量为 858 3mm 历年最大日降水量为 1218 2mm 雨季集在 7 9 月份 占年降水总量的 60 年平均降水日数为86 3 天 2 风况 石岛濒临海域 属于东南亚季风区 根据海洋站测风资 料统计结果 NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNW 1 月 1531111115652371824 4 月 12322334618165112612 7 月 5112359132317611125 10 月 14311222381241331320 全 年 123112335131351231016 累计年平均风速为5 3m s 冬半年的平均风速较夏半年明显偏大 最大是4 月 平均风 速为6 2m s 最小是9 月 平均风速为4 5m s 3 雾况 年平均雾日数52 7 天 多集中于4 7 月 占雾日数的75 年最多雾日数 79 天 1964 年 年最少雾日数29 天 1958 年 4 波浪 50 年一遇 H1 波高值为 设计高水位 H1 1 865m T 6 3s 设计低水位 H1 1 565m T 6 3s 极端高水位 H1 1 915m T 6 3s 2 散货码头装卸工艺设计 2 1 散货码头装卸工艺设计一般规定 2 2 散货码头装卸机械选型和工艺流程设计 2 3 散货码头主要建设规模的确定 2 3 1 泊位年通过能力 2 3 2 泊位数 2 3 3 仓库或堆场面积 3 集装箱码头装卸工艺设计 3 1 集装箱码头装卸工艺设计一般规定 3 2 集装箱码头装卸机械选型和工艺流程设计 3 3 集装箱码头主要建设规模的确定 3 3 1 泊位年通过能力 3 3 2 泊位数 3 3 3 仓库或堆场面积 2 散货散货码码头头装装卸卸工工艺艺设设计计 散货 铁矿石 码头散货 铁矿石 码头 由于我国铁矿石稀缺 山东省份又属于进口铁矿石的大省 所以山东省石岛港的建设 主要作用是服务于铁矿石的进口 所以装卸机械选择只有卸船机 而不选择装船机 避免 经济和资源的浪费 卸船机械 装卸桥 桥式抓斗卸船机 根据 港口装卸工艺学 第六章第三节 162 页 介绍的荷兰马斯平原矿石中转码头使用的针对 25 吨级设计船舶的装卸桥就是起重 50t 最 高台时效率 3000t h 和此书第 176 页介绍的宁波港北仑区矿石中转码头装卸工艺系统一 节中 10 万吨级码头采用桥式抓斗卸船机最高台时效率 2625t h 吞吐量 2600 万吨 而 港口装卸工艺 书中建议 5 万吨及以上散货船的卸船机械为装卸桥 且卸船机的效率定 在 700t h 以上 考虑到到港船型为 10 万吨级散货船且石岛铁矿石吞吐量较小仅为 140 万 吨 故选用卸船效率为最高台时效率 700t h 的装卸桥 2 3 1 泊位年通过能力泊位年通过能力 根据 海港总体设计规范 2014 年 5 月 1 日实施 64 页 7 10 2 小节中关于散货码 头泊位设计通过能力 单位 吨 年 的计算公式 7 10 2 1 G t t tt t T P d f d z t 7 10 2 2 p G z t 式中 P Pt t散货码头泊位设计通过能力 单位 吨 年 T T取 365 天 泊位利用率 0 58 由规范表 7 10 3 假定泊位数为 1 个 初步取泊位利用率为 0 58 经过代入计算 得到泊位数为 1 个时码头的装卸能力与本港的吞吐量相匹配 假定 成立 G G船舶的实际载货量 t 10 万吨 t tz z装卸一艘船所需的时间 25h 由 7 10 2 2 式 200h p G z t ht 500 t10万 td昼夜小时取 24h 昼夜非生产时间和取 2 4h 故取 3h t tf船舶装卸辅助作业 技术作业以及船舶靠泊 离泊时间之和 由于没有统计资料 参考 海港设计规范 采用表 7 10 2 数值 1 25 0 75 0 6 0 6 1 75 1 5 6 45h 考虑到排放 压舱水的时间 最终确定为 8 5h p 设计船时效率 本港采用卸船机的卸船效率最高台时效率为 700t h 而考虑实际中 并不能达到最高的态势效率 故设计船时效率取 500t h 代入数值 代入数值 2143151 55t a 2143151 55t a G t t tt t T P d f d z t t h h hh h d 100000 24 5 8 324 200 58 0 365 2 3 2 泊位数泊位数 根据 海港总体设计规范 2014 年 5 月 1 日实施 7 10 1 小节中关于泊位数的计算 公式 7 10 1 t P Q N 代入数值 6532436 0 t a55 2143151 140 at P Q N t 万 故 N 取 1 即散货 铁矿石 码头的泊位数为 1 2 3 3 仓库或堆仓库或堆场场面积面积 dc kyk rBKh y t T KKQ E H H KBK max E 堆场所需容量 Qh 年运货量 140 万吨 KBK 堆场不平衡系数 Hmax 月最大货物堆存 月平均货物堆存 Kr 货物最大入堆场百分比H Tyk 货物年运营天数取 350 365d 故取 357d tdc 货物在堆场的平均堆存期 规范要求取 7 15d 故取 11d 堆场容积利用率 根据规范取 0 75 k 3 集装箱码头集装箱码头装装卸卸工工艺艺设设计计 集装箱码头集装箱码头 集装箱码头泊位设计通过能力 装卸设备 第二代装卸桥 轨距 16m 外伸距 35m 3 3 1 泊位年通过能力泊位年通过能力 根据 海港总体设计规范 2014 年 5 月 1 日实施 7 10 7 小节中关于集装箱泊位 设计通过能力 单位 TEU 年 的计算公式 7 10 7 1 Q t t pt Q AT P d f g py t p np1K1K2 1 K3 K4 7 10 7 2 式中 Pt集装箱泊位设计通过能力 单位 TEU 年 Ty根 据石岛天气 2011 2014 三年的统计资料 六级风以上天数为每年 16 天 根据石 岛雾况大雾天气每年 52 7 天 而根据山东降雨统计较大降雨天数为每年 30 天 365 16 52 7 30 266 3 天 故最终 Ty取值为 266 3 天 泊位有效利用率 取 60 A Q 集装箱单船装卸箱量 根据 海港设计规范 表 7 10 7 1 船舶载箱量为 3501 5650TEU Q 的取值范围 800 2500TEU 本港四代集装箱船的载箱量约为 4000TEU 故取 1650TEU p 设计船时效率 根据公式 p np1K1K2 1 K3 K4 代入数值代入数值 p np1K1K2 1 K3 K4 114 61TEU h 15 1 5 31855 1273 0 0 0 0 tg昼夜装卸时间 h 根据规范取 22 24h 故取 23h tf船舶装卸辅助作业 技术作业以及船舶靠泊 离泊时间之和 根据规范取 3 5h 故 取 4h td昼夜小时 根据规范取 24h n 岸边集装箱装卸桥配备台数 根据规范中表 7 10 7 2 20001 30000 吨级船舶取 2 3 本港到港的集装箱船 30000 吨级 故取 3 p1岸边集装箱装卸桥台时效率基准值 自然箱 h 根据规范中表 7 10 7 3 船舶载箱量 在 1901 5650TEU 范围内集装箱的台时效率取 25 30 TEU h 且第四代集装箱船载箱量约为 4000TEU 故取 27TEU h 且该载箱量的船舶 K2岸边集装箱同时作业率范围位于 90 80 K3装卸船作业倒箱 率取 0 7 K1集装箱标准箱折算系数 由于资料缺乏 根据规范取 1 1 1 9 故取 1 5 K2岸边集装箱同时作业率 根据规范取 85 K3装卸船作业倒箱率 根据规范取 3 5 K4可吊双箱和双小车集装箱装卸桥的新型高效集装箱装卸桥时效率提高系数 根据规 范取 1 05 1 25 故取 1 15 代入数值 代入数值 332619 677 TEU a Q t t pt Q AT P d f g py t TEU h h hhTEU TEU 1650 24 4 23 61 114 1650 60 3 266 0 0 3 3 2 泊位数泊位数 根据 海港总体设计规范 2014 年 5 月 1 日实施 7 10 1 小节中关于泊位数的计 算公式 7 10 1 t P Q N 代入数值 代入数值 1 80386201 t P Q N a a TEU677 332619 TEU60万 故 N 取 2 即集装箱码头的泊位数为 2 3 3 3 堆堆场场面积面积 根据规范数据 集装箱的类型及相关数据如下 进口箱 堆存期 7 10 运量比例 约 50 出口箱 堆存期 3 54 运量比例 约 50 中转箱 堆存期 7 运量比例 0 30 空箱 堆存期 10 运量比例 10 30 冷藏箱 堆存期 2 4 运量比例 1 5 危险品箱 堆存期 1 3 运量比例 1 6 集装箱码头堆场所需容量及地面箱位数计算公式 7 10 11 1 yk BKdch y T KtQ E 7 10 11 2 sl y s AN E N 式中 Ey集装箱堆场容量 TEU Qh集装箱码头年运量 TEU 根据设计资料取 60 万 TEU tdc 到港集装箱平均堆存期 d 由于资料不足 根据规范中表 7 10 11 1 有 tdc 运量比例 运量比例集装箱类型堆存期 8 550 450 715 1020 33 23 5 运量比例集装箱类型堆存期 9 46d 且 50 50 15 20 3 3 5 141 5 故 最终 tdc 6 69d 运量比例 KBK 堆场集装箱不平衡系数 本港无统计资料 根据规范要求取 1 1 1 3 故取 1 2 Tyk 集装箱年工作天数 d 根据规范要求取 350 365d 故取 357d Ns 集装箱码头所需地面箱位数 Nl 堆场设备堆箱层数 根据规范中表 7 10 11 2 本港选取的堆场作业机械选择轮胎 龙门起重机 范围取 3 5 故取 4 空箱堆场作业的机械选择空箱堆箱机 范围 5 8 故取 7 As 堆场容量利用率 根据规范中表 7 10 11 2 轮胎龙门起重机取 55 70 故取 63 空箱堆箱机取值范围 70 80 故取 75 代入计算 代入计算 TEU437 13492 357 2 169 6TEU60 d d T KtQ E yk BKdch y 万 4797 311TEU 0 0 0 0 634 80 y sl y s E AN E N 0 0 0 0 757 20 y E 集装箱码头拆装箱库所需容量计算公式 dc yk BWtch w t T KqKQ E EW 拆装箱库所需容量 t Qh 集装箱码头年运量 TEU 根据设计资料取 60 万 TEU Kc 拆装箱比例 不宜大于 15 故取值 7 5 qt 标准箱平均货物重量 t TEU 缺少本刚统计资料 根据规范取 7 5t TEU KBW 拆装箱库货物不平衡系数 本港无统计资料 根据规范要求取 1