长兴岛临港工业区煤炭码头2号泊位工程设计毕业论文.doc

长兴岛临港工业区煤炭码头2号泊位工程设计毕业论文目 录第一章设计背景11.1工程概述11.2设计原则11.3设计依据11.4设计任务11.4.1准备阶段的主要工作11.4.2设计阶段的主要工作2第二章设计资料42.1安全等级42.2地形条件42.3水文条件42.3.1潮位42.3.2港内波浪52.4气象条件82.5地质条件122.6泥沙条件132.7地震条件142.8荷载条件142.9施工条件14第三章设计成果153.1总体设计成果153.2结构方案成果153.3施工图设计成果153.4设计成果评价15第四章总平面设计164.1工程规模164.2布置原则164.3设计船型174.4作业条件174.5总体尺度174.5.1码头泊位长度174.5.2码头横向宽度184.5.3码头前沿高程184.5.4码头前沿停泊水域尺度194.5.5码头前船舶回旋水域尺度194.5.6陆域设计高程194.5.7航道设计尺度194.6平面方案比选214.7工艺设计214.7.1装卸工艺214.7.2缓冲设备224.7.3系船设备234.7.4附属设备24第五章结构选型255.1结构型式255.2构造设计255.2.1外形尺寸265.2.2隔墙设置265.2.3箱内填料265.2.4构件尺寸265.2.5地基基础295.2.6墙身胸墙295.2.7墙后回填305.2.8其他构造305.3作用分析305.3.1 永久作用315.3.2 可变作用39第六章结构计算576.1稳定性验算576.1.1作用效应组合576.1.2抗滑稳定性验算576.1.3抗倾稳定性验算596.1.4基床承载力验算616.1.5地基承载力验算676.1.6整体稳定性验算696.2构件设计696.2.1作用效应组合696.2.2内力计算696.2.3配筋计算及裂缝宽度验算796.2.4承载力验算936.2.5沉箱浮游稳定验算95参考资料及设计规范外文翻译中文译文致谢3天津大学仁爱学院2016届本科生毕业设计（论文）第一章 设计背景1.1 工程概述本次课题工程建设项目名称为长兴岛临港工业区集装箱码头1号泊位工程设计。长兴岛位于辽东半岛、大连市渤海一侧海岸线的中段。本港区位于长兴岛北部马家咀子至高脑子海域，其岸线直线长度约10公里，地理坐标东经12135，北纬3934。拟建设1个35000吨级集装箱码头泊位，预测年吞吐量为800万吨，泊位利用率为60%。长兴岛有良好的建港资源，可利用岸线约30千米，水深、浪小、不淤、不冻。其中近岸20米水深约5千米左右，建港条件良好，具备建设深水位泊位和规模开发大型综合港口的良好条件。1.2 设计原则（一） 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。（二） 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。（三） 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 设计依据结合实际的生产、科研任务进行，要求学生在教师的指导下完成一个实际工程的全部或部分设计任务，以进一步提高和训练学生的工程制图、理论分析、结构设计、计算机应用、文献检索和外语阅读等方面的能力，使学生全面了解本专业的工程设计或科研过程，基本掌握设计或研究方法，熟悉有关规范、手册和工具书的查阅与使用方法，增强学生走向工作岗位后的适应能力。1.4 设计任务毕业设计过程包括设计准备、正式设计、毕业答辩三个阶段。1.4.1 准备阶段的主要工作（一）选题设计题目要求内容全面、结合工程实际、深浅适中，使毕业同学能够在短时期内完整地经历平面设计、方案设计、结构设计和施工图设计。（二）熟悉设计任务认真阅读设计任务书，明确工程项目的目的、规模、要求、施工条件，分析设计要点和关键问题，拟定初步设计流程和方法。（三）准备设计资料设计资料是设计的客观依据，必须认真客观地分析，并在设计工作开始前准备好，以提高设计效率。首先，对设计任务书中提供的各种资料加以理解和必要的记忆，明确它们对设计的影响，在头脑中对工程要求、自然条件、材料供应情况和施工条件等有一个清楚的认识；其次，通过文献查找和网络搜索收集缺少的设计资料；最后，对所有设计资料进行系统整理、分析和概括，从中提取和确定有关设计数据。1.4.2 设计阶段的主要工作（一）总平面设计总平面设计主要包括工程规模确定、各种建筑物的平面布置和主要尺度（设计顶高程、底高程、长度、宽度以及面积等）确定、生产作业工艺设计等。（二）结构选型及方案比选根据港口功能需求、自然条件、施工条件与设备能力、技术经济比较等因素，通过计算拟定23个可行的水工建筑物结构型式和基本尺度，列出各方案在使用、施工、维修等方面的优缺点和工程造价（做出各方案的工程概算），进行全面的技术经济论证，择优选用。（三）施工图设计选择12个典型构件（如高桩码头的面板和横向排架）进行施工图设计，包括构件主要尺度（含截面尺寸）初选、荷载分析与计算参数选取、计算模式确定、各种荷载作用下构件内力（弯矩、剪力、轴力、支座反力等）的计算、作用效应组合求得各种内力的设计值、构件强度验算和配筋、构件开裂或裂缝开展宽度验算，在有条件的情况下要求手工计算与电算相互印证，根据验算情况对构件尺度进行必要修改。（四）设计文件整理毕业设计文件包括设计说明书和计算书（共20000字以上）、设计图纸和外文文献翻译，详细格式见仁爱学院毕业设计说明书编写格式。说明书交代设计内容、意图和成果，具体内容包括设计任务简述、设计依据和标准、设计资料的分析和整理结果、设计主要成果（平面布置和结构方案的特点、构件计算图式、施工组织说明、设计成果评价等）。计算书交代设计中的具体计算方法和过程，具体内容包括工程规模的确定、结构尺度的确定、作用（荷载）的确定、工程概算、构件内力计算、作用效应组合、强度计算、抗裂验算、结构稳定验算等。设计图纸要求选择完成总平面布置图、结构图（平面图、立面图、剖（断）面图）、桩位图、主要构件的施工配筋图等，总数不少于6张，其中至少有一张手工绘制，绘图比例为1:50或1:100。总平面布置图应表示出各种建筑物的相对位置、基本尺度和高程、道路及绿化布置、各种生产设施和生产辅助设施的位置和主要尺度等，对于码头设计要表示出典型货种的装卸工艺。在图纸说明中要说明工程规模、高程基准面和其它需要说明的问题，必要时可列出图例表和工程量表。结构图要绘出所选择方案的标准断面图、平面图和立面图，注明主要高程、水位和尺寸，结合断面图绘出地质分层情况，注明各层土壤的主要物理力学指标。对于图中难以表示清楚的问题，在说明中加以注明。列出推荐方案的主要技术经济指标。指定构件的配筋图包括侧视图（或平面图）、必要的断面图、钢筋明细表和说明等，对于重要而复杂的细部构造要绘制细部图，对预制构件要绘制吊点位置图。外文翻译要求翻译与本专业毕业设计（论文）相关基于工使用要求提出设计任务（设计范围、标准和要求）。106天津大学仁爱学院201届本科生毕业设计（论文）第二章 设计资料2.1 安全等级码头结构安全等级为级。2.2 地形条件长兴岛位于辽东半岛和大连渤海岸线的中端，陆地面积252.5平方公里，环岛岸线96.1公里，是中国第五大岛。长兴岛地形从东北向西南逐渐降低，岛上地势呈丘陵地貌特点。三面环海，一面海峡，是个独立的岛屿，可以形成封闭区域，便于封闭管理。2.3 水文条件2.3.1 潮 位长兴岛无长期潮汐观测站。根据长兴岛马家咀验潮站2004年12月2006年11月两年的潮位观测数据并与老虎滩、营口鲅鱼圈海洋站建立相关关系，主要结论如下：1潮 汐根据长兴岛港潮位观测资料，经调和分析计算，其潮汐性质（HK1+H01）HM2=1.15，本海区的潮汐性质属不规则半日混合潮。日不等现象比较明显，潮汐强度中等。2基准面关系本项目水工工程高程系统采用马家咀理论最低潮面，各基准面关系如性下图：图2.3-1 各基准面关系图3特征潮位 本海区的潮汐属不规则半日混合潮。港址潮汐特征值如下：最高高潮位2.81m最低低潮位-0.78m平均高潮位1.75m平均潮位1.26m平均低潮位0.71m4设计潮位本港区的工程设计水位：设计高水位2.35m设计低水位0.23m极端高水位（重现期：50年） 3.4m极端低水位（重现期：50年） -1.4m2.3.2 港内波浪1波 况长兴岛海域风浪与涌浪之比为4：1。其涌浪多为SW向，风浪多为NNNE向。详见波况特征统计表（表2.3-2）及波浪玫瑰图（图2.3-2）。表2.3-2长兴岛马家咀波况特征统计表测站项目长兴岛马家咀长兴岛马家咀常浪向NESW常浪向对应频率（%）17.618次常浪向SWNE次常浪向对应频率（%）9.610强浪向NNEN实测H1/10最大波高（m）5.4*4.2*次强浪向NENNE实测H1/10最大波高（m）5.2* (7.5)4.0*H1/10波高1.0 m出现频率24.2%25%H1/10波高1.6 m出现频率13.9%5%统计年限2004.122007.111983.51983.11注：括号内为对应周期，带*号为实测最大波高。2设计波要素防波堤建设后码头设计波要素见3.2-5。图3.2-6 波浪计算点布置图表3.2-5各测点50年一遇波要素（波高、波长：m，周期：s）方 向水位P13P14P15H1%LH1%LH1%LNE-1.41.867.4672.077.4692.017.4690.231.877.4702.087.4722.017.4722.351.917.4742.127.4752.067.4753.41.917.4752.127.4762.067.476NNE-1.41.827.7711.817.7731.587.7730.231.837.7741.827.7761.597.7762.351.837.7781.837.7801.627.7803.41.847.7791.847.7811.637.781N-1.42.048.2761.898.2791.788.2790.232.068.2801.928.2831.848.2832.352.18.2851.988.2871.968.2873.42.128.2861.998.2881.998.288NNW-1.42.327.7712.667.7732.867.7730.232.377.7742.717.7762.937.7762.352.487.7782.877.7803.127.7803.42.517.7792.917.7813.177.781NW-1.42.217.1632.197.1651.217.1650.232.247.1662.227.1681.247.1682.352.367.1692.347.1711.317.1713.42.387.1702.377.1711.337.171WNW-1.41.997621.697640.957640.232.027651.717660.967662.352.117681.87691.027693.42.147691.827701.03770W-1.41.17.3660.97.3680.77.3680.231.117.3690.97.3710.77.3712.351.157.3720.937.3740.747.3743.41.167.3730.947.3740.757.374WSW-1.417.4671.037.4690.997.4690.231.017.4701.047.47217.4722.351.067.4741.097.4751.067.4753.41.077.4751.17.4761.077.476SW-1.40.517.2650.467.2670.47.2670.230.527.2670.467.2690.417.2692.350.557.2710.497.2720.447.2723.40.557.2720.57.2730.447.2732.4 气象条件长兴岛地处辽东湾东岸，属海洋性气候，受季风影响较大。长兴岛海洋站曾于1961年建站，位于八岔沟海边，地理坐标：N3931，E12116，气象观测场拔海高度4.7 m。该站于80年代后期撤消。为进行长兴岛区域的港口开发，2004年12月在该站北侧马家咀（地理坐标：N3932.5，E12113.6）设立临时观测站，进行气象、波浪、潮位观测，现已取得三年的观测数据（见图2.2-1）。根据长兴岛海洋站19611982年观测资料统计，并补充了一年的气象观测数据及最新三年的风资料，其气候特征值如下：1、气 温多年平均气温10.0，最热月为8月，平均23.9；极端最高气温32.8（1968年8月2日），最冷月为1月，平均-5.5；极端最低气温-19.2（1966年1月20日）。据2004 年12 月2007 年11 月海洋站气温资料统计，该区域全年平均气温为10.9C，最高气温平均为13.9C，最低气温平均为8.2C。月平均气温最高为23.7C（8 月）、最低为-3C（1 月），全年中以12 月翌年2 月为月平均气温较低月份，以6-8 月为月平均气温较高的月份。全年极端最高、最低气温分别为30C（2005 年7 月18 日、8 月13 日）、-15.6C（2006 年2 月3 日）。2、降 水年平均降水量：578.3mm年最大降水量：877.9mm（1966年）年最小降水量：292.4mm（1965年）日最大降水量：142.2mm（1966年7月27日）降水量主要集中在69月，该4个月的降水量约占全年的75%。降雪期为11月至翌年3月，冬季降水少，仅占全年降水的8。2005年实测年降水量444.7 mm，月最大降水量111.1 mm（5月），日最大降水量59.0 mm（5月）。风本海区受季风影响较大，冬季多偏北风，夏季多偏南风。详见长兴岛风玫瑰统计表（表2.2-1）及风玫瑰图（图2.2-2、图2.2-3）。表2.2-1长兴岛风玫瑰统计表风向多 年（19611982）短 期（2004年12月2005年11月）平均风速（m/s）最大风速（m/s）频率（%）平均风速（m/s）最大风速（m/s）频率（%）N6.8403.726.3214NNE8.03418.2511.0319NE5.02410.219.23218ENE3.4145.309.5156E3.4182.763.4135.3ESE4.5134.414.2152SE4.8142.746.8177.8SSE4.7132.997.5184S4.6182.907.02010.8SSW5.0193.978.0197SW4.8185.967.81914WSW5.01813.686.9246.0W4.9187.884.4133.0WNW5.2163.614.5163NW5.1161.644.4142.0NNW5.6202.195.3132.C7.7913、雾八岔沟港址海域每年的710月份多雾，尤以8月份为最多。能见度 1 km的雾日年平均18.3d。年最多雾日34d，年最少雾日9d。2005年实测雾日数20天，其中4月份雾日最多为5天。相对湿度多年平均相对湿度为67.5。59月相对湿度较大，最大月平均相对湿度86，发生在7月。10月翌年4月相对湿度较小，最小月平均相对湿度为59，发生在1月、12月。最小相对湿度为3，发生在1980年4月30日。灾害性天气1台 风台风对本海区影响不大，1985年9月的8509号台风曾穿越辽东半岛西部，1973年7月的7303号台风曾穿越辽东湾，但均未查出大风记录。只有1974年8月的7416号台风斜穿辽东湾，在长兴岛记录到8级的SSW向大风，在八岔沟港区引起大浪。2热带气旋多年来热带气旋主要发生在7-8月。其中7月达42次，8月达36次，分别占发生频率的45%、39%，6月、9月发生较少。其中以左折类影响为最显著，渤海湾海峡及湾内中部，辽东半岛等地最大风力可达8-11级，风向偏北、NE向。 3寒潮和温带气旋据渤海湾海域19511975年统计：渤海湾海域大连、绵州、乐亭、天津、惠民5个代表站同时或3个以上达到寒潮标准平均每年1.7次，12个站达到寒潮标准其余均有不同程度降温，或25个站达到强降温标准，平均每年4.8次，若按发生时间计算，发生于12月翌年2月间前者年均为0.5次，后者年均约2次。渤海湾海域同时达到寒潮标准的年分有1957年10月1518日、1960年10月2426日、1969年10月3011月2日，最晚的寒潮为1969年4月1518日。一次强寒潮过程可造成连续降温，其温度降幅可达22C24C，一日最大降低可达14.9C（大连）。寒潮将引起海上大风，一般为6-8级，大的可达910级以上。2.5 地质条件场地地层结构复杂，岩土层种类多，厚度变化大，层位不稳定，分布不连续。上部为第四纪滨海相沉积物卵砾石、淤泥质土、粉细砂、细砂、粗砂及海陆交互相粉质粘土、粉土、角砾、碎石等，下伏基岩为震旦系钓鱼台组南芬组页岩。1淤泥（Q4m）:灰色，流塑，含云母、贝壳碎屑，混粉土、粉砂，局部混少量碎石，有腥臭味；2粉质粘土（Q4m）:灰色，流塑软塑，混粉土、粉砂；3粉细砂（Q4m）:灰色，中密，饱和，局部混粉土；4粉质粘土（Q4mc）:灰黄色，软塑软可塑，局部混粉土、粉砂；5中粗砾砂（Q4dl+pl）:黄色、灰黄色，中密，饱和，局部混粉质粘土、含角砾碎石；6粉质粘土（Q4dl+pl）：黄色、黄灰色、黄褐色，硬可塑硬塑，局部混石英岩角砾、碎石1040%；7碎石（Q4dl+pl）：黄色,中密密实，饱和，碎石成分主要为石英岩、石英砂岩；1全风化页岩（Pt）：紫色、黄色，岩芯呈土状，局部含少量强风化碎块；2强风化页岩（Pt）：紫色、黄色，干钻不易钻进，岩芯呈碎片状，岩石碎片手可折断，可见薄层状构造；3中风化页岩（Pt）：灰黄色、黄色、黄褐色，岩芯呈短柱状、碎块状，薄层状构造；1强风化石英砂岩（Pt）：黄色，干钻不易钻进，岩芯呈薄片状，可见薄层状构造，岩石碎片手折不易折断；2中风化石英砂岩（Pt）：灰色、灰黄色，岩芯呈短柱状、碎块状，岩质坚硬； 土层物理力学指标1、1淤泥固快：C=28.3 kPa，=16.5；快剪C=7.4 kPa，=2.8；2、4粉质粘土固快C=63 kPa，=15.4；快剪C=30 kPa，=7.5；3、6粉质粘土固快C=107.7kPa，=16.0；快剪C=75.3 kPa，=12.6。2.6 泥沙条件表2.5-1岩土承载力和桩基参数推荐表层号岩土名称容许承载力f (kPa)桩侧极限摩阻力标准值qf (kPa)桩端极限阻力标准值qR (kPa)1淤泥40102粉质粘土70203粉细砂150504粉质粘土190555中粗砾砂200806粉质粘土250807碎石3001001全风化页岩250802强风化页岩35014035003中风化页岩70018080001强风化石英砂岩40016050002中风化石英砂岩100020010000根据区域资料及本次工作成果，场地内未发现有断裂构造及其它影响工程建设的不良地质现象存在，场地岸坡坡度较小，无冲淤变化，场地及岸坡稳定性较好。勘察场地内上部的淤泥层厚度较大，强度低，为相对软弱层；淤泥质粉质粘土及粉砂层强度较低，分布局限；细砂及粉质粘土层位厚度较大，层位稳定，有一定强度；中砂土层较厚，强度高，分布局限；粘土层强度虽高，但分布局限；强风化岩岩石构造较清楚，分布广泛且连续，岩石破碎，节理发育，岩面起伏大；中风化岩岩石构造清楚，分布广泛且连续，岩石较硬，节理发育，岩面起伏大。若采用适宜的基础形式，该场地进行本工程建设是适宜的。2.7 地震条件 根据国家质量技术监督局发布的1：400万中国地震动参数区划图及说明书（GB18306-2015），本地区地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.40s，地震基本烈度为7度。2.8 荷载条件查港口工程荷载规范进行设计计算。如：永久作用（材料重度、土的重度和内摩擦角标准值、海水密度、设备设施重量等）；可变作用（堆货荷载、起重机械荷载、运输机械荷载、铁路荷载、汽车荷载、缆车荷载、人群荷载、施工荷载等）。2.9 施工条件本工程现场水域开阔，后方沿岸的公路畅通，水陆交通条件较好，本工程施工所需各种材料、构件、机具等可由水陆结合运至现场。所在地区目前已建有十分完善的水工混凝土构件预制基地、海上施工供应基地等设施，可以为本工程施工提供必要的服务。天津大学仁爱学院2012届本科生毕业设计（论文）第三章 设计成果3.1 总体设计成果简要说明工程规模、平面布置方案（水域、码头、陆域及其各组成部分的平面位置和主要尺度，如水域中的转头水域、回旋水域、防波堤，码头中的泊位数、泊位尺度，陆域中的仓库、堆场、供电、供水及其它生产生活辅助设施等）、工艺设计（如装卸工艺）等成果。（说明自己设计的总体布置原则）3.2 结构方案成果简要说明自己所设计的水工建筑物的结构方案（结构型式、结构构造及尺度）、结构安全度、主要作用（荷载）、工程概算等。3.3 施工图设计成果介绍主要构件的计算图式、主要技术参数（强度、刚度等）、内力计算方法、计算成果（稳定性、强度验算、抗裂验算）、施工图。关键性技术要求对于工程的施工顺序、施工计划安排及重要工序的施工方法、技术要求和质量控制等提出自己的想法和意见。施工工艺请参考水运工程施工技术、重力式码头设计与施工规范“914”。3.4 设计成果评价客观地总结自己的毕业设计过程，评价毕业设计的成果，并对设计方案及毕业设计工作的改进提出建议。天津大学仁爱学院201届本科生毕业设计（论文）第四章 总平面设计总平面设计主要包括工程规模确定、主要水工建筑物的总体尺度、生产作业工艺设计、平面布置方案比选。不同的工程其具体的设计内容也不同。港口工程：水域布置及尺度（港外水域，如进港航道、港外锚地；港内水域，如港内航道、船舶转头水域、港内锚地、船舶制动水域、船舶回旋水域、港池、码头前水域；导航助航标志；防波堤），码头布置及尺度（码头水工建筑物、前方作业地带、仓库、堆场和连接通道），陆域布置及尺度（仓储、集疏运、生产生活辅助设施等），装卸作业工艺设计（选择装卸作业机械化系统确定合理的工艺流程配备装卸作业系统基本要素，如操作人员、库场以及各种附属设施）等；航道整治工程：一般包括整治水位确定、整治线的布置、各种整治建筑物的尺度及其布置等；渠化工程：一般包括渠化梯级的确定、各种过船建筑物的主要尺度及其布置等；围垦与海塘工程：一般包括围垦方案的确定、围垦后各部分的利用规划以及平面布置等。4.1 工程规模工程建设项目名称为长兴岛临港工业区集装箱码头2号泊位工程设计，地处辽宁省大连市。拟建设1个35000吨级散货码头泊位，利用率60%。公共港区3个7万吨通用码头工程经过22个月建设，于2007年12月通航运营。在不久的将来随着长兴岛南部造船业岸线以及北部实话产业区的全面开发利用，将建成全国乃至世界知名的海工装备及配套产业生产基地。4.2 布置原则（一） 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。（二） 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。（三） 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。（四） 码头及航道布置合理，满足码头、船舶安全作业要求。（五） 符合国家环保、安全、卫生等有关规定。4.3 设计船型设计船型（DWT）总长（m）型宽（m）型深（m）满载吃水（m）3500019030.515.8 11.24.4 作业条件施工所需的构件预制场、施工码头等可依托本港现有设施。本工程属港口扩建，具有良好的“三通一平”条件。本地区砂石料资源丰富，开采运输条件良好。按照码头前船舶作业标准，根据当地实测风、雨、雾、雷暴、波浪等影响因素的资料统计，并扣除各因素相互重叠的影响天数后，船舶作业天数为320天。4.5 总体尺度4.5.1 码头泊位长度参考海港总平面设计规范(JTJ211-99)“4.3”。如有掩护水域的顺岸式码头，其单个泊位长度可以由以下公式确定: 式 （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），根据船长的大小确定。设计采用3.5万吨级散货船，参考海港总平面设计规范（JTS165-2013）表5.4.17选取设计船型尺度。如表3-2。则取L =190m。查下表3-2，取得d=20m。表2-1泊位间富裕长度取值表 ()230 ()581012151820222530 所以得到码头泊位长度为：=2(190+1.520）=440m 此工程码头总长取为440m。4.5.2码头横向宽度设计码头前沿地带（考虑门机轨距、前轨距码头前沿距离）、前方堆场（考虑门机后轨吊臂外伸距离）、后方堆场的宽度，以获得码头总的横向宽度。4.5.3 码头前沿高程码头前沿设计水深，是指在设计低水位以下的保证设计船型在满载吃水情况下的安全停靠水深，按下面公式确定： =+ 式（4-2） 式中：设计船型满载吃水； ：龙骨下最小富裕深度；本码头为淤泥土地基，； ：波浪富裕深度； ：传船舶因配载不均匀而增加的尾吃水； ：港池备淤深度，考虑一年进行一次维护性挖泥。考虑一年进行一次维护 性挖泥，取0.5m;D=11.2+0.6+0.3+0.2+0.5=12.8m 码头前沿设计底标高为：0.23-12.8=-12.57m码头面高程按规范计算：基本标准：设计高水位1.01.5m。即：2.35+1.01.5=3.253.75m复核标准：极端高水位+00.5m。即：3.4+00.9=3.43.9m取两个值中的最大值，则码头前沿顶高程为4.0m4.5.4 码头前沿停泊水域尺度在码头前沿停泊水域宽度内水深需保持不变。根据海港总平面设计规范（JTS165-2013）第5.4.3条，码头前沿停泊水域宽度不小于2倍船宽。即2B=230.5=61m故取码头前沿停泊水域宽度为61米。4.5.5 码头前船舶回旋水域尺度包括船舶回旋水域宽度及回旋水域设计底标高。船舶回旋水域应设置在进出港口或方便船舶靠离码头的地点。其尺度应考虑当地风、浪、水流等条件和港作拖船配备、定位标志等因素。参考海港总平面设计规范(JTJ211-99)4.2可得：有掩护的水域，港作拖船条件好，可借岸标定位的港口其回旋直径为2.0L，L为设计船长。故回旋水域宽度为，2L =2190=380m。回旋水域深度采用航道设计水深。回旋水域设计底标高与航道设计水深相同。回旋水域的设计底标高取-12.52m。4.5.6 陆域设计高程一般情况下，后方陆域高程应大于或等于码头顶高程，形成一个坡度，但由于坡度较小，设计时可忽略不计，港区陆域高程通常不宜低于极端高水位以上0.30.5m,满足港区自流排水要求。码头面高程为4m，故取陆域设计高程为4.5m。通常需要考虑工程自然条件，尽量减少陆域形成挖填方量。4.5.7 航道设计尺度1.航道通航宽度航道取双线航道： 式（4-3） A=n(+B) 式（4-4）式中：W：航道通航宽度（m）； A：航迹带宽度；n：船舶漂移倍数,根据海港总平面设计规范（JTS165-2013）表6.4.2-1取1.69； ：风流压偏角，根据海港总平面设计规范（JTJ211-99）表6.4.2-1取7；L/B：分别为设计船长190m和设计船宽30.5m； b：船舶间富裕宽度，取设计船宽B =30.5m；c：船舶与航道底边间的富裕宽度（在有掩护区内，航速为6kn），根据海港总平面设计规范（JTS165-2013）表6.4.2-2取c=0.5B=0.530.5=15.25m。A=90.68W=290.68+30.5+15.25=227.1m图4.5.7-2 航道通航水深与设计水深 2.航道设计水深 根据海港总平面设计规范（JTS165-2013）第6.4.6.1条设计水深： 式（4-5） 式（4-6）式中：航道设计水深(m)，即疏浚底面对于设计通航水位的水深； ：航道通航水深(m)； ：设计船型满载吃水（m），取11.2m； ：船舶航行时船体下沉量，根据海港总平面设计规范（JTS165-2013）图6.4.6-1查表取0.2m； ：航行时龙骨下最小富裕深度，采用（JTS165-2013）表6.4.6-1中数值，取0.6m； ：波浪富裕深度，采用（JTS165-2013）表6.4.6-2中数值，取0.3m； ：船舶装载纵倾富裕深度，散货船考虑实载率的影响取0.15； ：备淤富裕深度，应根据两次挖泥间隔期的淤积量确定，不宜小于0.4m，即取0.5m。 D=11.2+0.2+0.6+0.3+0.2+0.5=13m航道设计底标高=设计低水位-航道设计水深=0.23-13.0=-12.77m，取-12.77m。图4.5.7-1 船舶航行时船体下沉值曲线4.6 平面方案比选可选取的方案有：顺岸式，码头前沿大体上与自然岸线平行，优点可用原有水流形态，不占用河道宽度，但需占用较长自然岸线，布置没有突堤式紧凑。突堤式，码头前沿线与自然岸线成较大角度布置，优点占用自然岸线较少，布置紧凑，但其破坏了原有水流形态，易于引起冲淤，且过多占用河道宽度，影响通航。综合本工程的各种条件，选取顺岸式码头最佳。4.7 工艺设计4.7.1 装卸工艺码头前沿装卸作业采用轨道式起重机，水平运输采用牵引车和挂车，件杂货码头堆场作业选用叉车。单个泊位上配置3台Mh-40-45门座式起重机，40t门机台时效率取150t，昼夜装卸作业时间取20h，码头全年工作天数取300 d，则每台门机全年可完成装卸量90万吨，根据3万吨的设计吞吐能力，单个泊位上配置3台Mh-40-45门座式起重机。水平运输最大牵引重量为15t的托挂车，一台门机配备45台托挂车，总的25-30台托挂车。50辆叉车，检修等机动机械数量，全港统一考虑。4.7.2 缓冲设备船舶靠泊时会对码头产生很大的撞击力，系泊码头船舶在风、浪的作用下会对码头产生较大的撞击力和挤靠力。常采用缓冲设备来减少船舶撞击力和挤靠力，避免船舶对码头的碰撞和摩擦。防冲设备采用橡胶护舷，我国各个港口目前采用的橡胶护舷大部分为压缩型和充气型。由于压缩型橡胶护舷里哟个护舷本体的压缩变形吸收船舶的有效撞击力，所以采用压缩型橡胶护舷。另外，其他缓冲的设备有柔性防冲簇桩和柔性靠船墩。缓冲设备：护木、橡胶护舷、钢护舷和防冲桩等。1.挤靠力根据港口工程荷载规范（JTS 144-1-2010）第10.3.3条，当橡胶护舷按间断布置时，挤靠力标准值可按下式计算： 式（4-7）式中： ：橡胶护舷间断布置时，作用于一组或一个橡胶护舷上的挤靠力标准值（kN）； ：挤靠力分布不均匀系数，取1.3； ：可能同时出现的风和水流对船舶作用产生的横向分力总和（kN），本码头属有掩护码头，不考虑水流的影响； n：与船舶接触的橡胶护舷的组数或个数。护舷一般按照经验取船长的三分之二范围内设置，每个沉箱上放一到两个，间距取520m,所以间距取沉箱长度16m,n =(1922/3)/16=8，取8个。所以=97.45kN。2.撞击力根据港口工程荷载规范（JTS 144-1-2010）第10.4.2条，船舶靠岸时的有效撞击能量可按下式计算： 式（4-8）式中： ：船舶靠岸时的有效撞击能量（kJ）； ：有效动能系数，取0.70.8，取0.7； m：船舶质量（t），按船型满载排水量计算，3万吨级杂货船满载排水量为39000t； ：船舶靠岸法向速度（m/s），查（JTS 144-1-2010）表10.4.4-1，取0.12m/s。所以，船舶靠岸时的有效撞击能量：=kJ3.选型所以，根据HT_T2866-2003,第5.1条表5可以得到，因为=102.3KJ,所以选用SC1000,反力392KN,吸能量108.0KJ。等间距悬挂，悬挂高程m（船舶满载时,船的干舷为 m）。4.7.3 系船设备 码头系船设施主要有系船柱、系船环、系船浮筒及快速脱缆钩和绞盘等。本工程采用系船柱为系船设施。系船柱分为普通系船柱和风暴系船柱。普通系船柱共靠泊船舶系缆绳之用，根据设计船长应将系船柱的间距设为30m，且本泊位受力系船柱的数目拟为4个，根据风条件可不设置风暴系船柱。系船设备：系船柱、系船环、系船浮筒及快速脱缆钩和绞盘等。1. 选型 根据码头附属设施技术规范（JTJ297-2001），系船柱间距取30m，系船柱中心至码头前沿线距离为1m。采用系缆力标准值为650kN的单挡檐铸铁系船柱，底盘形状采用边长为1000mm的方形,檐宽816mm,帽高，脖高500mm，帽高216mm,柱径500mm, 8个直径48mm的锚杆.4.7.4 附属设备本港区的辅助建筑物包括：办公楼、停车场、维修厂、港区内生活福利设施等。辅助生产建筑物及港区内生活福利设施宜布置在陆域后方的辅助区。使用功能相近的辅助建筑、生活福利设施宜集中布置，并与城市规划协调。码头上重用的其他附属设施包括轨道结构、码头供水供电管沟、扶梯和阶梯、码头路面、护轮榄和系网环。系网环：为了不妨碍码头面上的交通和人行安全，系船网应卧如码头地面，避免被杂物掩埋和妨碍交通。系网环适宜布置在护轮槛的内侧立面上，采用螺栓式锚固。护轮槛；为了防止在码头上行驶的车辆不慎掉入水中，同时为了给站在码头前沿的人以安全感，常在码头前沿设置护轮槛。护轮槛其断面型式有直角型、外坡型、内坡型。高度一般为150300mm,底宽300400mm。轨道结构：主要港口铁路区间正线、装卸线、联络线、连接线、分区车场、港口站、其他设施。管沟：管沟按尺寸大小分为大尺寸管沟和小尺寸管沟。管沟的宽度不宜小于1.0m，深度不宜小于1.2m。小尺寸管沟宽度不宜小于0.4m，深度一般采用0.6m，且一般用于单一管线。第5章 结构选型5.1 结构型式重力式码头靠其自身重量来维持结构的抗滑和抗倾稳定性。重力式码头结构坚固耐久，抗冻和抗冰性能好；能承受较大码头地面荷载，对码头地面超载和装卸工艺变化适应力较强；结构形式较为简单，设计、施工经验比较成熟；钢材用量较少，维修费用低。码头区域没有较厚的软土层，不适合高桩码头；板桩码头耐久性较差，所以不采用板桩码头。详细分析设计资料，根据常用的水工建筑物结构型式，拟定为沉箱码头和方块结构两种方案，优缺点比较见下表。表5-1 结构比选优点缺点沉箱码头(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（1）所需要的钢材较多（2）需要专门的施工设备与施工条件空心方块码头（1） 节省钢筋用量（2） 结构整体性较好（1） 抗倾能力差（2） 在施工和使用中容易产生断裂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，采用沉箱码头更适合，因此，把沉箱结构码头作为推荐方案5.2 构造设计在码头设计中，首先要根据当地的自然条件、施工条件、使用要求和工程经验等，拟定结构的构造措施，进行构造设计，然后进行结构稳定性验算。码头构造设计主要包括：基础、墙身和胸墙、墙后回填等几部分。矩形沉箱的横断面一般采用对称式。矩形沉箱制作比较简单，浮游稳定性好，施工经验成熟。矩形沉箱多用于岸壁式码头。说明码头构件的形式（隔墙、内填料、胸墙、轨道槽、基床、墙后填土等）、各构件的总体尺度和细部尺度（平面、断面）、制作（施工）方法（要求文字和图形结合）。注：根据工程经验，沉箱的宽度（含前后趾悬臂）一般要大于码头墙高的0.6倍左右。5.2.1 外形尺寸根据重力式码头设计与施工规范（JTS167-2-2009）第5.1条确定沉箱尺寸。沉箱顶高程，从码头结构耐久性角度考虑，越低越好，但也要考虑施工方便。码头胸墙一般采用现浇混凝土，因任务书提供的设计低水位相对与当地水位占90%，考虑沉箱预制的难度，和尽量降低高度，综合确定本工程沉箱顶面高程略高于设计低水位+0.23m，取为+0.30.50m，现浇胸墙施工期均在设计低水位时施工。根据码头前沿水深，沉箱底高程取码头前沿底高程12.57m，即得沉箱高度13