天津港2.5万吨集装箱码头毕业设计

目录第一章 总论11.1 概述11.2 设计依据1第二章 设计资料22.1 工程位置22.2 自然条件22.2.1 气温22.2.2 降水22.2.3 雾32.2.4 相对湿度32.2.5 风3 2.2.2 水文42.2.2.1 潮位42.2.2.2 波浪62.2.2.3 海流62.2.3 海冰72.2.4 作业天数72.2.4.1 码头作业标准72.2.4.2 统计结果82.2.5 泥沙淤积82.2.6 地质92.2.6.1 土层分布92.2.7 地震10第三章 运量与船型113.1 年运量113.2 设计船型11第四章 总平面布置124.1 总平面布置原则124.2 泊位数的确定124.3 码头水域布置144.3.1码头前沿设计水深144.3.2 船舶制动水域154.3.3 船舶回旋水域154.3.4 码头前沿停泊水域154.3.5港池布置164.3.6锚地布置164.3.7 航道尺寸与布置174.3.7.1 航道水深174.3.7.2 航道有效宽度184.4 码头陆域尺度194.4.1码头泊位长度194.4.2 码头前沿高程194.4.2.1码头前沿顶高程194.4.2.2码头前沿底高程194.4.3 码头前沿作业地带204.4.4 库场面积204.4.4.1集装箱堆场面积204.4.4.2集装箱码头拆装箱库所需容量214.4.5集装箱码头大门所需车道数224.4.6 港区道路布置234.4.6.1港区道路布置要求234.4.7辅助生产和辅助生活建筑物23第五章 装卸工艺布置245.1 装卸工艺的设计原则及一般要求245.1.1 设计原则245.1.2 一般要求245.2码头的装卸工艺流程设计255.3 装卸工艺机械方案比选265.4主要机械规格265.4.1岸边集装箱装卸桥265.4.2 轨道式龙门起重机275.4.3 集装箱牵挂车275.4.4 集装箱半挂车275.5 装卸机械数量及司机人数的确定285.6装卸工人数确定29第六章 结构方案拟定与比选306.1 设计原则306.2 结构方案的比选31第七章 码头结构计算347.1 码头结构设计的一般规定347.2 设计条件347.2.1 结构安全等级347.2.2 设计水位347.2.3设计船型357.2.4 波浪要素357.3 结构尺寸的确定357.3.1 施工水位的确定357.3.2 基础设计357.3.3 沉箱尺寸367.3.4 胸墙尺寸377.3.5 墙后回填377.4材料重度377.5 其他附属设施设计387.6 码头结构计算387.6.1 设计状况387.6.2 作用分类387.6.3 作用效应组合387.7 作用计算397.7.1 永久作用397.7.1.1结构自重力397.7.1.2 填料土压力447.7.1.3 贮仓压力477.7.1.4 剩余水压力497.7.2 可变作用497.7.2.1 船舶荷载497.7.2.2 堆货荷载所产生的土压力527.7.2.3门机荷载所产生的土压力537.7.2.4 波浪力计算557.7.3 沉箱沉放时面板所受水压力计算587.8 码头荷载标准值汇总607.9 码头稳定性验算617.9.1作用效应组合617.9.2码头沿基床顶面的抗滑稳定性验算61 7.9.3码头沿基床顶面的抗倾稳定性验算657.9.4 基床承载力验算687.9.5 沉箱浮游稳定性验算71第八章 沉箱结构内力计算758.1 一般规定758.1.1 沉箱结构内力计算的图式规定758.2 承载能力极限状态下的内力计算758.2.1 沉箱前壁板758.2.2 沉箱前底板计算778.2.3 内力计算798.3 正常使用极限状态下的内力计算798.3.1沉箱前壁板798.3.2 沉箱前底板计算818.3.3内力计算828.4 构件承载力计算828.5构件裂缝宽度验算83参考文献90致谢91 第一章 总论1.1 概述 天津港是世界等级最高、中国最大的人工深水港、吞吐量世界第四的综合性港口，位于滨海新区。服务和辐射京津冀及中西部地区的14个省市自治区，总面积近500万平方公里，占全国面积的52%，是蒙古国等内陆国家的主要出海口，航线通达世界180多个国家和地区的500多个港口。天津在渤海西岸的盐碱滩涂上建成的吞吐量两亿吨的第二港口天津南港于2011年08月31日开港试通航，也称天津港的南港区。本设计在天津南疆港区26泊位处，拟建2个2.5万吨级集装箱码头。1.2 设计依据 本次设计内容为天津港2.5万吨级集装箱码头。设计包含工程总平面布置、装卸工艺、结构尺寸等。设计按交通部颁发的有关规范进行，具体如下：（1）港区总平面布置、装卸工艺流程设计参照海港总平面设计规范、海港工程设计手册中规定进行确定。（2）码头计算荷载按港口工程荷载规范中规定进行确定。（3）混凝土和钢筋混凝土构件的结构系数和弹性模量等按水工钢筋混泥土结构中规定进行确定。（4）设计图纸按港口工程技术规范、港口工程制图标准绘制。 第二章 设计资料2.1 工程位置本工程位于天津港南疆港区规划的26#泊位处，东侧为大型石化码头区，天津港主航道里程约12+000。2.2 自然条件根据天津塘沽海洋站2000-2006年实测值进行特征值的统计与分析。2.2.1 气温年平均气温 13.1年平均最高气温 16.4年平均最低气温 10.9极端最高气温 40.9极端最低气温 -13.5（注1953年1月17日曾出现最低气温-18.3）2.2.2 降水年平均降水量 363.7mm年最大降水量 491.1mm年最小降水量 196.6mm一日最大降水量 157.2mm（注1975年7月30日曾出现一日最大降水量191.5mm）降水强度小雨平均每年65.2个降水日降水强度中雨平均每年9.7个降水日降水强度大雨平均每年3.7个降水日降水强度暴雨平均每年1.0个降水日本区降水有显著的季节变化，雨量多集中于每年的7、8月份，该两个月的降水量为全年降水量的58%，而每年的12月至翌年的3月降水极少，4个月的总降水量仅为全年降水量的3%左右。2.2.3 雾能见度1km的大雾平均每年为16.6个雾日，雾多发生在每年的秋冬季，每年12月份大雾日约为全年大雾日的30%左右，最长的延时可达24小时以上。按大雾实际出现时间统计，平均每年为8.7天。2.2.4 相对湿度年平均相对湿度 67%2.2.5 风风是气象要素中不稳定的一个要素，年与年之间观测统计值有一定的差异，为了更真实地反映天津港的风况，我们统计19962005年（共计10年）每日24次风速、风向观测资料：统计表明港区常风向为S向，次常风向为E向，出现频率分别为9.89%、9.21%。强风向为E向，次强风向为ENE向，7级风出现的频率分别为0.32%、0.11%。详见风玫瑰图和风频率统计表3-1。造成本海区的大风天气过程，主要是冬、春季的寒潮和夏、秋季的台风（气旋），根据塘沽气象站资料统计，寒潮大风较为频繁，台风（气旋）大风出现频率较少。本海区历年平均风速4.5m/s，最大风速26.5m/s，风向E，出现在1971年6月26日。图1 风玫瑰图 2.2.2 水文 2.2.2.1 潮位本区潮汐类型为不规则半日潮型，其（HO1+HK1）/HM2=0.53。 2.2.2.1.1 基准面关系天津港理论最低潮面与大沽零点及当地平均海平面的关系如下图： 当地平均海面 大沽零点 2.56m 1.00m 天津港理论最低潮面图2 零点及当地平均海平面的关系 2.2.2.1.2 潮位特征值（以天津港理论最低潮面起算，下同）根据塘沽海洋站1963年1999年资料统计：历年最高高潮位 5.81m（1992年9月1日）历年最低低潮位 -1.03m（1968年11月10日）注：1957年12月18日出现最低低潮位-1.08m历年平均高潮位 3.74m历年平均低潮位 1.34m历年平均海平面 2.56m历年最大潮差 4.37m（1980年10月）历年平均潮差 2.40m2.2.2.1.3 设计水位设计高水位 4.30m设计低水位 0.50m极端高水位 5.88m极端低水位 -1.29m2.2.2.1.4 乘潮水位全年乘潮水位见表2-1。表2-1 全年乘潮水位表 频率（%）延时 潮位（m）808590乘潮一小时3.363.263.14乘潮二小时3.263.163.04乘潮三小时3.123.012.89乘潮四小时2.932.822.71 考虑到我国北方海区潮位季节变化，冬三月（12月、1月、2月）乘潮水位见表2-2。表2-2 冬三月（12月、1月、2月）乘潮水位表频率（%）延时 潮位（m）808590乘潮一小时3.193.052.91乘潮二小时3.082.942.81乘潮三小时2.942.822.68乘潮四小时2.762.632.50 2.2.2.2 波浪 2.2.2.2.1 波浪概况用塘沽海洋站波浪实测资料统计，本区常浪向ENE和E，频率分别为9.68%和9.53%，强浪向ENE，该向H4%1.5m的波高频率为1.35%，7.0s的频率仅为0.33%，各方向H4%1.6m的波高频率为5.06%，H4%2.0m的波高频率为2.24%，详见波玫瑰图。2.2.2.2.2 设计波浪当防波堤口门位于航道里程16+000时，拟建码头前50年一遇波要素值见表2-3。表2-3 码头前50年一遇波要素表水位 波要素H1%（m）H13%（m）（s）极端高水位2.41.67.6设计高水位2.01.47.6 2.2.2.3 海流为了港口的发展需要有关部门对该海区进行了多次大范围的海流观测。据1999年全潮观测资料分析（图1），-5m等深线以外海域涨、落潮流比较集中，属往复流性质，涨潮流向为280310，落潮流向为100120；该区潮段平均流速（99年4#站），涨潮流速为0.21m/s，落潮流速为0.13m/s；最大涨潮流速为0.53m/s，最大落潮流速为0.26m/s。-5m等深线以内流向比较分散，涨潮流向为245350，落潮流速为55170；该区的潮段平均流速，涨潮为0.150.23m/s，落潮为0.140.19m/s；最大涨潮流速为0.48m/s，最大落潮流速为0.45m/s，分布规律基本是涨潮流速大于落潮流速。2.2.3 海冰本港区海域每年有不同程度的海冰出现，初冰日在12月下旬，终冰日在2月下旬，总冰期约60天，多年资料统计，严重冰期年平均仅为10天，正常年份海冰对港口营运及船舶航行无甚影响。2.2.4 作业天数2.2.4.1 码头作业标准风： 风速6级雨： 降水强度中雨雾： 能见度1.0km波浪： 横浪H4%1.2m 8s 顺浪H4%1.5m2.2.4.2 统计结果按上述作业标准，通过对观测资料进行统计分析，综合考虑码头作业天数为345天。2.2.5 泥沙淤积1、天津港泥沙回淤程度的总体评价天津港自建港以来，港口的泥沙回淤一直深受世人瞩目。通过几十年的研究工作并采取了相应的工程措施（主要有海河修建挡潮闸、修整南北防波堤、堵塞北堤缺口、修建吹填围埝等），取得了良好的减淤效果。天津港年挖泥量与年吞吐量的比值（方/每吞吐吨），50年代平均为3.58；60年代平均为1.67；70年代平均为0.89；80年代平均为0.55；进入90年代则下降至0.080.09。最新的研究成果表明，天津港已属轻淤港，泥沙回淤已经不再是港口发展的制约因素。2、天津港泥沙回淤趋势分析天津港在半个世纪的建设发展过程中，泥沙回淤状况逐渐好转，从建港初期的严重淤积状态逐步转变成目前的轻淤积状态。可以预料，今后随着港口泥沙环境的进一步改善与有效治理措施的实施，港口泥沙淤积情况将进一步好转。根据天津港务局和天科所在19941998年完成的天津港回淤程度评价与淤强分布规律研究成果，天津港泥沙回淤主要趋势体现在以下三个方面：1、随着天津港周边泥沙环境的改善，港内减淤措施的实施和其规模的不断扩大，入港泥沙逐渐减少，淤积形态发生变化，回淤强度降低，淤积部位外移；2、随着滩面物质的粗化，波浪掀沙作用减弱，水体中的含沙浓度降低，进港沙量减少。根据天津港防波堤延伸工程模型试验研究（交通部天津水运科学研究所，2005年10月），待天津港防波堤延伸工程建成后，口门位于16+0处，天津港港池年淤积量为262万m3，本工程位置（12+300）淤强约为0.6m。2.2.6 地质本工程拟建码头处尚无详细的地质资料，本阶段以附近的南疆东部港区北围埝、天津港30万吨级油码头工程的地质资料作为参考。该处地质情况详述如下：2.2.6.1 土层分布勘察区内所揭露的土层分布按其沉积成因可分为三个大层：1、海相沉积层：包括1淤泥、2淤泥质粘土、3粘性土混贝壳2、海陆交互相沉积层：1粉土3、陆相、河口三角洲相沉积层：包括1粉质粘土、2粉土、粉细砂、1粉质粘土、2粉土土层分布情况自上而下依次描述如下：1淤泥灰色、褐灰色，流塑状，高塑性，局部夹少量砂斑，偶见贝壳碎屑、含有机质，土质较均匀，该层分布连续，层位稳定，厚度在7.80m10.0m之间，底标高在-11.74m-14.10m之间。2淤泥质粘土褐灰色、灰色，软塑状，高塑性，夹少量砂斑，含少量有机质、该层分布连续，厚度0.50m1.30m之间。Y1及Y10孔缺失。3粘性土混贝壳灰色、灰褐色，为粉质粘土、粉土或淤泥质粘土混夹多量碎贝壳，软塑状，中中可塑性，厚度在0.70 m1.80m，底标高在-14.21m-15.90m之间。1粉土灰色，含云母，中密状，含少量碎贝壳，夹粉质粘土薄层，该层在区内分布不连续，以透镜体形式存在，厚薄不均。1粉质粘土褐色、褐灰色，可塑状，中塑性，Y6、Y7孔缺失，分布较为连续，底标高在-19.01m-21.05m之间。在该层和1粉土层之间不均匀夹有厚薄不等的粘土和粉砂透镜体。2粉土褐灰色、灰色，混砂，夹粘性土薄层，中密状密实状，该层层位稳定，分布连续，仅Y8孔缺失该层。底标高在-19.71m-29.14m之间。粉细砂褐灰色、灰色，局部夹少量云母及碎贝壳，夹粉质粘土、粉土薄层，密实状，局部中密状。该层层位稳定，分布连续，Y3孔以西砂层出露顶标高在-21.60m-21.94m之间，以东出露顶标高在-20.19m-24.62m之间，底标高在-49.52m-57.88m。在Y3孔以西各孔中有多量粘土、粉质粘土及份土透镜体。 1粉质粘土褐黄色，灰黄色，硬塑状，中塑性，局部夹砂斑和粉砂与粉土透镜体，该层层位稳定，在区内广泛分布，顶标高在-49.22m-57.88m之间。区内Y2、Y5孔未穿透该层。2粉土褐色，褐黄色，密实状，夹粘性土薄层，该层层位稳定，分布较为连续。Y2Y5孔未揭露该层。2.2.7 地震根据国家建筑抗震设计规范（GB50011-2001）我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组，本工程所处位置其抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.15g。第3章 运量与船型3.1 年运量拟定年吞吐量为400万吨。3.2 设计船型表3-1 设计船型船型总长L（m） 型宽B（m）型深（m）满载吃水(m)载箱量（TEU）集装箱船2173018.910.71500第四章 总平面布置4.1 总平面布置原则1. 平面布置应以港口发展规划为基础，合理利用自然条件，远近结合和合理分区，并应留有综合开发的余地。各类码头的布置既应避免相互干扰，应相对集中，以便于综合利用港口设施和集疏运系统。2. 新建港区的布置应与原有港区相协调，并有利于原有港区的改造。同时应减少建设过程中原有港区生产的干扰。3. 港口平面布置应力求各组成部分之间的协调配合，有利于安全生产和方便船舶及物流运转。4. 平面设计应考虑方便施工，并根据建设条件注意施工场地的安排。5. 港口建设应考虑港口水域交通管理的必要设施，并应留有口岸检查和检验设施布置的适当位置。4.2 泊位数的确定依照海港总平面设计规范JTJ211-99进行港口主要建设规模的确定。初步拟定本港口年通过能力为=40 万TEU（400万吨）。集装箱码头的泊位年通过能力可按照下列公式进行计算 （4-1） （4-2）式中：Pt集装箱码头泊位年通过能力（TEU） Ty 泊位年营运天数。根据设计资料取345天； A泊位有效利用率，可取0.500.70，泊位数少可取低值，泊 位数多的可取高值，本次设计取0.5； P 设计船时效率（TEU/h）； Q集装箱单船装卸箱量（TEU），按本港历年统计资料确定，若 无资料时，依照规范采用表5.8.4-1中的数值取1200 TEU； 昼夜装卸作业时间（h），取2224h，本设计取23h； t船舶的装卸辅助作业及船舶靠离泊时间之和（h），可取3 5h，本设计取4h ； t昼夜小时数；取24h； 岸边集装箱装卸桥台时效率（自然箱/h），按规范5.8.4-3 取24 TEU/h; n岸边集装箱装卸桥配备台数，按规范可取3台； 集装箱标准箱折算系数，取1.21.6，本设计按规范表 5.8.4-3取1.6； 岸边集装箱装卸桥同时作业率（%），本设计依照规范表 5.8.4-3取0.85； 装卸船作业倒箱率（%），本设计依照规范表5.8.4-3取 0.05。 由以上数据可得： = = = 所以本设计泊位数需要2个。4.3 码头水域布置 港内水域是由船舶制动水域、回旋水域、码头前沿停泊水域、港池、连接水域以及航道、锚地等部分组成。各水域布置应按照具体情况进行布置，在必要的情形下可以单独设置。港口水域的协调布置，即是各水域组成部分的水深、面积充足，位置合理，流态良好，有利于船舶在港内锚泊、调度、靠离码头及进出港口方便。本设计依照海港总平面设计规范(JTJ 211-99)进行水域布置：4.3.1码头前沿设计水深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安全停靠的水深。依照规范海港总平面设计规范(JTJ 211-99)4.3.5-1进行计算： （4-3） (4-4) 式中： 码头前沿设计水深（m）， 设计船型满载吃水,本设计船型满载吃水T = 10.7m； 龙骨下最小富裕深度（m），本设计主要是含淤泥的砂，含粘土的 砂，和松砂土，根据规范表4.3.5取0.3m；波浪富裕深度（m）； 系数，依据设计资料顺浪取0.3，横浪取0.5； 码头前允许停泊的波高（m），本设计资料顺浪时=1.5m， 横浪=1.2m；船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值（m），杂货与集装箱船 可忽略； 备淤富裕深度（m），根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥设 备的性能确定，不小于0.40m，本设计依照当地情况Z4取0.4； 依据以上数据可得： 顺浪时：Z2=0.31.5-0.3=0.15m； 横浪时：Z2=0.51.2-0.3=0.3m； 取大值Z2=0.3m D= 10.7+0.3+0.3+0+0.4=11.7m 4.3.2 船舶制动水域本设计是天津港南疆区海域部分，海域比较宽敞，所以本设计制动水域使用直线布置形式，布置在渤海上其长度依据规范海港总平面设计规范(JTJ 211-99)为4倍设计船长，即：2174=868m 4.3.3 船舶回旋水域依照当地的实际情况，船舶回旋水域一般设置在进出港口或方便船舶靠离码头的位置。本设计依据天津港南疆港区的风，浪，水流等设计资料，和港作拖船设备，定位标志等因素。船舶回旋水域的布置尺寸依照海港总平面设计规范(JTJ 211-99)表4.2.3可得，有掩护的水域，港作拖船条件优越，可以依靠岸标进行定位； 所以回旋圆直径：2.0L=2217=434m。4.3.4 码头前沿停泊水域本设计码头前沿停泊水域依照规范海港总平面设计规范(JTJ 211-99)表4.24中的相关规定，取位于码头前水域的2倍设计船宽的水域范围； d=2B=230=60m4.3.5港池布置依照港口规划与布置（第三版）可知突堤码头的港池长度，取决于码头一侧连续布置的泊位数，本设计码头一侧为1个泊位，港池长度即为泊位长度（见后方泊位长度的计算其长度为265m）；根据当地的设计资料，其宽度为1.5倍船宽1.5217=325.5m，取330m；港池的水深与航道设计水深一致为13.0m（见4.3.7计算）；4.3.6锚地布置 港口锚地根据位置可划分为港外锚地与港内锚地。港外供船舶候潮、待泊、联检及避风使用，有时进行水上装卸作业。港外锚池宜采取锚泊。 港内锚地供船舶待伯或水上装卸作业使用，宜采用锚泊或设置系船浮筒、系船簇桩等设施。锚地位置应选在靠近港口，天然水深适应、海底平坦、锚地抓力好、水域开阔，风、浪和水流较小，便于船舶进出航道，并远离礁石、浅滩以及具有良好定位条件的水域。(1) 港外的锚地不应小于23倍设计船长；港内锚地采用单锚或单浮筒系泊时，不应小于1倍设计船长，取1倍船长即217m。（2） 港内锚地水深不应小于设计船型满载吃水的1.2倍。港内锚地水深应与码头前沿设计水深相同（即11.7m）。（3） 依据本设计的设计资料，采用单浮筒系泊。单浮筒系泊水域的系泊半径可按式： （4-5） 式中：R单浮筒水域系泊半径； L设计船长（m），本设计的设计船长L为217m； r由于潮差引起的浮筒水平偏位，每米潮差可按一米计算，本设 计平均潮差为2.4m，取r为2.4； l系缆的水平投影长度，取20m； ，取25m；可适当增加， 本设计取25m； e船尾与水域边界的富裕距离（m），取0.1L=21.7(m)； 依据以上数据可得： ，取R=267m。 4.3.7 航道尺寸与布置 4.3.7.1 航道水深 航道水深分为通航水深与设计水深，依照规范海港总平面设计规范(JTJ 211-99)中规定，其可分别按下列公式进行计算：计算公式： （4-6） （4-7） 式中： 航道通航水深 （m）； 航道设计水深（m）； 船舶航行时船体下沉水深（m），集装箱的船舶航行速度较快， 一般在2225 KN ，本次设计取 = 1.0m； 航行时龙骨下最小富裕水深,由于本次设计船舶为2.5万吨， 土质特性为淤泥的砂、含粘土的砂和松砂，依照规范海港 总平面设计规范(JTJ 211-99)表4.8.8-1，故本次设计取 0.4m； 波浪富裕深度（m），依据本设计4.3.1，得=0.3m； 船舶装载纵倾富裕深度（m），件杂货和集装箱可不计，油船、 散货可取0.15m，故本设计取0； 备淤富裕深度（m），应根据两次挖泥间隔的淤积量确定，不 宜小于0.4m，本设计取0.6m； 依据以上数据可得: 4.3.7.2 航道有效宽度依据海港总平面设计规范(JTJ 211-99)可知，航道有效宽度由航道迹带宽度、船舶之间富裕宽度和船舶与航道底边之间的富裕宽度组成。航道有效宽度示意图如图4-1； 图4-1 航道有效宽度示意图依据设计资料，本次设计采用双向航道布置。计算公式： （4-8） （4-9） 式中： 航道的有效宽度（m）； 航迹带宽度（m）； 船舶漂移倍数，采用海港总平面设计规范(JTJ 211-99) 中表4.8.7.1中数值，取1.81； 风、流压缩角（），采用海港总平面设计规范(JTJ 211-99）中表4.8.7.1中数值，取3； 船舶与航道底边间的富裕宽度（m），取设计船宽30m； 设计船宽。 船舶与航道底边间富裕宽度（m），采用海港总平面设计 规范(JTJ211-99）表4.8.7.2中，取0.75B=0.7530=22.5m； 依据以上数据可得： 取=224m。4.4 码头陆域尺度 4.4.1码头泊位长度 本设计平面布置形式为突堤式，且天津港南疆港区为有掩护的码头，且单个泊位长度可按规范海港总平面设计规范(JTJ 211-99)中式4.3.6进行泊位长度计算； 计算公式： Lb=L+2d （4-10） 式中：Lb码头泊位长度； L设计船长； d富裕长度，采用规范海港总平面设计规范(JTJ 211-99). 表4.3.6数值取d=24（m）；表4-1 富裕长度dL （m）40418586150151200201230230d （m）581012151820222530 由以上数据可得: Lb=217+224=265(m)4.4.2 码头前沿高程4.4.2.1码头前沿顶高程根据本设计的设计资料，天津港南疆港区为有掩护水域，参考海港总平面设计规范(JTJ 211-99)知码头前沿顶高程依据下列公式进行计算：（1）基本标准值：设计高水位+超高值（1.01.4m） =4.3+1.4=5.7m 复核标准值：校核高水位+超高值（00.5m） =5.88+0.5=6.38m两者取大值即码头前沿顶高程为6.38m。4.4.2.2码头前沿底高程 E=设计低水位-码头前沿设计水深 =0.5-11.7=-11.2m。4.4.3 码头前沿作业地带岸边集装箱装卸桥工艺布置，其布置参考海港工程设计手册（上）（1） 岸边集装箱装卸桥运行在平行于码头前沿线上，其轨距为16m；（2） 岸边集装箱装卸桥海测轨道至码头前沿距离，本设计取3m；（3） 岸边集装箱装卸桥舱盖板堆放区，本设计取12m；（4） 舱盖板外侧车通行道，本设计取8m；本设计平面布置形式为突堤式布置形式，突堤两边各布置其一个泊位，其突堤长度为265m，宽度为70m。 4.4.4 库场面积 4.4.4.1集装箱堆场面积 集装箱码头堆场所需的容量及地面箱位数根据海港总平面设计规范(JTJ 211-99)可按下式计算： （4-11） （4-12） 式中： 集装箱堆场容量（TEU）； 集装箱码头年运量（TEU）； 到港集装箱平均堆存天数（天）； 堆场集装箱不平衡系数，可取1.11.3； 集装箱堆场年工作天数（天），取350365天； 集装箱码头堆场所需地面箱位数（TEU）； 堆场设备堆箱层数； 堆场容量利用率（%）。 由已知资料及查表可得： =40万TEU；其中有15万TEU出口，有25万TEU进口，堆场作业设备拟定为轨道式集装箱龙门起重机。 出口贸易：=15万TEU； =5层； =60%；=5天； =1.3； =355天。由上数据可得，=2747TEU =916TEU 进口贸易，=25万TEU； =5层； =60%； =7天； =1.3； =355天。依据上数据可得，=6409TEU =2137TEU综上可得：=3053TEU一个标准箱（TEU）所需面积为22.728.87，本设计取一个标准箱的面积为28；所以集装箱堆场面积A=303528=85484m2。 4.4.4.2集装箱码头拆装箱库所需容量 集装箱码头拆装箱库所需容量依照海港总平面设计规范(JTJ 211-99)5.8.9-6可按下式计算： （413）式中： 拆装箱库所需容量（t）； 集装箱码头年运量（TEU）； 拆装箱库货物不平衡系数，按本港统计资料确定，若无资料可取510t/TEU，本设计取10%； 拆装箱库货物不平衡系数，可取1.11.3之间，本设计取1.2； 货物在库平均堆存期（d），可取35d本设计取5天； 拆装箱库年工作天数（d），取350365d本设计取355天。由设计资料可知：1TEU约等于10吨，10万吨=1万TEU；本设计取每个集装箱拆装箱所需面积为35。 由以上数据可得： Ew=5409（t） 所以=5409/10=540.9个，取=541个； 因此集装箱码头拆装箱库所需面积为54135=18935。表4-2 库场布置尺寸码头类型库场计算面积（m2）布置尺寸（m2）布置数量实际面积（m2）集装箱码头堆场8548430052.73694914拆装箱库18935200502200004.4.5集装箱码头大门所需车道数 集装箱码头大门所需车道数可依据海港总平面设计规范(JTJ 211-99)中下式进行计算： （414） 式中： 集装箱码头大门所需车道数；水运、铁路中转及港内拆装箱的集装箱之和占码头年运量的百分比（），本设计取40%；集装箱车辆到港不平衡系数，可取1.53之间取，本设计取3；堆场年工作天数，取350360d，本设计取355天； 大门日工作时间(h)，取1224h，本设计取12h；单车道小时通过的车辆数(辆/h)，取2040辆/h，本设计取25； 车辆平均载箱量(TEU/辆)，取1.21.6 TEU/辆，本设计取1.3。依据以上数据可得：N=5.2所以本设计取N为6车道。 4.4.6 港区道路布置 4.4.6.1港区道路布置要求 A 应该满足港口运营时的车辆最多时的运输要求； B 应当联系地形的形式做到平面舒缓、纵坡均衡、横面合适、路面平洁、排水流畅； C 港区陆域竖向布置应当与道路纵断面相协调，而且应当与港区内的铁路、管道以及其他建筑物布置相结合； D 港区应当布设两个或两个以上的安全出口，港内的所有路线应该按环形道路布置，尽头式道路能够具备倒车的条件； E 港口的主要路线应当避免与铁路线交结； F 分开布置码头客运站通向码头的客、货流的过道；G 码头前方作业带和库场道路，不宜设置高出路面的路缘石。港口道路分为进港道路和港内道路由于进出港口汽车双向货运量小于2.0106t以下，所以进港道路是第类。 4.4.6.2 港内道路依据海港总平面设计规范(JTJ 211-99)中规定本设计道路宽为： （1）本设计主干道设置宽度为30m； （2）本设计次干道宽度设置为15m。4.4.7辅助生产和辅助生活建筑物港区辅助生产建筑物，可以依据港内的需要布置办公室、维修车间、停车场、运动场、娱乐场所、厕所等。其具体尺寸见总平面布置图。第五章 装卸工艺布置港口的装卸工艺是指设计和选择货物在流转中，最合适、最佳的装卸作业和储存的方式。它包含了装卸作业线的装卸作业机械化系统，正确的工艺作业流程，装卸作业系统的工作组织的基本要求（操作人员、库场以及各种附属设施）的设备，以达到高效、优质、安全、经济地完成港口最基本的生产形式。5.1 装卸工艺的设计原则及一般要求 5.1.1 设计原则1遵循和贯彻港口发展计划。在港口设计时，依照正确指导思想，遵守长久整体计划，做好工程的近期实施和远近协调；2贯彻并执行国家职业安全卫生、环保等相关规定。应当保护工作人员的劳动情况、生命安全，尽量避免和减少工程对周边环境的影响；3装卸工艺流程的设计，应结合整体。综合考虑港口的水、陆路运输，工艺流程相对简单，作业过程协调，车船运转较快； 4装卸作业系统和机械选型遵守国家相关技术规定，而且要与时俱进，利用先进的科学技术进行发展；5装卸工艺系统是否经济，应当结合投资的成本与运营成本综合考虑。在选定其经济效益的时侯，应当使自身利益与社会利益相结合考虑；5.1.2 一般要求1装卸工艺流程应当平衡发展，并要保证是以船舶的装卸作为主要的任务；2装卸机械的选型，尽量统一化、简单化以便于装卸的维修；3装卸机械应该选用常用的型号，或技术相对先进并通过性能与安全评定的新产品；4应当优先选用技术成熟的国内机械；5在工艺流程设计时。应当尽量使其简化，每个流程之间可以相互交换，用以增强工艺流程作业的可靠性；6车、船直取作业，虽然是国内外流行的装卸模式，应当根据港口的实际情况进行确定，不能盲目的选择。应该具有创新精神；7在各种条件满足时，应当按照专业化设置码头，用以提高其生产效率8在设计装卸工艺时，需对装卸的其他设施全面考虑，用以不备之需。5.2码头的装卸工艺流程设计本设计为集装箱码头设计，所以集装箱码头工艺的流程是根据港口对集装箱船舶装卸流程来决定的。集装箱船舶的装卸流程可分为“吊上吊下”和“滚上滚下”两种。其中“吊上吊下”一般是指采用岸边集装箱装卸桥或其它类型的起重机械将集装箱吊到到船上或从船上吊卸到码头的一种装卸方式。这是集装箱装卸方式中最主要的。而“滚上滚下”的装卸流程是用皮带机、集装箱牵挂车、叉车直接进行装卸的方式。本设计采用的是“吊上吊下”的装卸方式。其流程如下流程图：1 集装箱船泊岸边集装箱装卸桥集装箱牵挂车拆装箱库牵挂车（拆装箱库内作业采用集装箱箱内作业叉车）。2 集装箱船泊岸边集装箱装卸桥集装箱牵挂车龙门起重机堆场龙门起重机集装箱牵挂车；3 集装箱船泊岸边集装箱装卸桥集装箱牵挂车；4 集装箱船泊岸边集装箱装卸桥驳船； 图5-1 装卸工艺流程图5.3 装卸工艺机械方案比选 方案一：轮胎式龙门起重机-集装箱牵挂车、半挂车这种方案目前在世界各大码头中是使用最多的一种方案。这种方案装卸船舶的方式是采用岸边集装箱装卸桥进行卸船，通过集装箱牵挂车运输到堆场前，再使用轮胎式龙门起重机进行堆场作业，堆场采用集装箱堆高机进行作业，危险品作业采用集装箱重箱作业，箱内叉车使用在拆装箱库作业中。方案二：轨道式龙门起重机-集装箱牵挂车、半挂车此方案是主要运用在国外大型专业化集装箱港口中。与方案一不同的是此方案堆场是采用轨道式龙门起重机进行堆场作业，其余运转方式与方案一相同。 表5-1 装卸工艺必选装卸工艺优点缺点方案一装卸效率较高、操作简便、机械的机动性能好、作业面积大、堆场利用率高等优点不易实现自动化控制方案二装卸效率较高、机构简单、便于操作、故障率低、维修方便、环保性能较好等优点机动性能相对较差、作业范围受限制综合上表，并根据本港的实际情况，本设计采用方案二。5.4主要机械规格5.4.1岸边集装箱装卸桥岸边集装箱装卸桥是对集装箱船舶进行装卸的主要机械，而对岸边集装箱装卸桥进行选型主要是依据装卸工艺的要求。从而选定合理的岸边集装箱装卸桥的主要参数与规格，用以提高集装箱装卸效率，根据以上条件以及海港工程设计手册（上）选定岸边集装箱装卸桥的主要规格。如表5-2：表5-2 岸边集装箱装卸桥主要参数机 型起重量（吊架下）轨距（m）前伸臂长（m）后伸臂长（m）单机自重（t）装卸效率（TEU/h）上海振华ZPMC30.5