港口码头设计

第一章设计背景1.1工程概述该码头，位于广西防城港，防城港市位于广西南部边陲，南临北部湾，北连南宁市，东接钦州，西邻越南（位置自定），码头可顺岸式布置或凸堤式布置，可利用岸线长300~400米。1.2设计原则总体设计应该与国家、地方经济发展和总体部署保持一致，严格按照国家和行业有关工程建设法规、政策和规定实施。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、总造价低、施工进度快、工程量少，获取较多的社会利益和经济效益。保护工程区域生态环境，不占用土地，方便管理，节省投资。1.3设计依据（1）设计任务书：《广西港大宇集团建材码头设计施工》。相关规范标准：设计参考书：1.4设计任务本工程主要设计内容包括：水域、陆域总平面布置、码头和接岸结构、堆场和辅建区建；构筑物包括变电所、轨道梁、排水管沟、灯塔基础等，还有配套的供电、给排水、消防、通信、控制、节能、环保等。第二章设计资料2.1气象2.1.1气温年平均气温22.2℃，月平均最高气温28.4℃（出现在7月），极端最高气温为35.4℃（出现在1979年9月19日），月平均最低气温为14.2℃（1月），极端最低气温2.8℃（1977年1月31日）。各月平均气温见表2－1。表2－1各月平均气温表月份123456789101112全年气温（℃）14.215.418.122.426.327.928.427.627.124.020.015.7降水年平均降水量为2359.9mm，年最大降水量为3111.9mm（1973年），年最小降水量为1745.6mm（1974年）。降水量都集中在6～9月，该4个月的降水量占全年降水总量的71％，其中以8月份降水量最为集中，达528.7mm，而11月至翌年3月，这5个月的降水量只占全年降水总量的6.4％，其中以2月份降水量最小，仅有23.9mm。各月平均降水量见表2－2。表2－2各月平均降水量表月份123456789101112全年平均降水量（mm）26.923.931.6127216.360.1426.9528.7359.0192.933.733.2日最大降水量为337.9mm（在1980年9月3日），日降水量大于25mm的日数平均为27天。2.1.3风本港区属季节性地区，冬季多偏北风，夏季多偏南风，春秋季节是南北风向转换季节。全年常风向NNE，其频率为30.5％，次常风向为SSW，其频率为8.4％；强风向为E，其最大风速为36m/s，次强风向为NNE，其最大风速为27m/s，≥6级大风日数全年平均为31.7天。各向最大风速和频率见表2－3。表2－3白龙尾站历年各方向风要素统计表方向项目NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC频率（%）6.56.5平均风速（m/s）4.0最大风速（m/s）26.72715133617.724182020.7201420131416本地区台风活动频繁，平均每年约受1次最多3次台风或热带低压影响，台风袭击时，风力可达12级以上，常伴有暴雨或大暴雨。白龙尾站风玫瑰图见图2－1图2－1白龙尾站风玫瑰图2.1.4雾：年平均雾日为22.2天，最多年雾日为36天，最少年雾日为8天。雾多发生在冬末春初早晨，一般延续2～3小时，日出雾散。2.2水文2.3地震港区场址的基本烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。2.4波浪（1）波浪概况根据白龙尾波浪站（位于东经108º13′，北纬21º30′）实测资料，附近海区一般波浪不大，常见浪在0～3级出现频率80％以上，1m以上波浪出现频率＜18％，2m以上的大浪频率约占1.5％，台风影响时产生的5～6级波浪仅占波浪频率的0.07％。波浪主要由风浪、涌浪和混合浪组成。统计白龙尾波浪站1975年～1984年的实测波浪资料得出：常浪向为NNE，频率为20.41％，强浪向为SSE向，最大波高7.0m，次强浪向为SE，最大波高为6.0m，均为台风袭击时产生。表2－51975～1984年波浪要素统计表项目方向各级≥3级≥5级P(%)H(m)P(%)H(m)P(%)H(m)T(s)N0.570.430.031.00NNE20.40.470.951.030.012.456.0NE12.180.420.521.050.012.205.0ENE2.230.410.181.12E3.620.400.421.09ESE5.130.500.811.150.032.305.4SE15.870.532.791.090.082.516.5SSE6.860.581.371.230.083.086.8S14.660.725.715.9SSW8.230.864.225.4SW1.940.570.491.120.012.54.5WSW0.190.530.051.11W0.270.600.101.18WNW0.090.610.041.23NW0.060.310.011.00本港址E－N－NW向为陆域所环抱，W向有大片沙滩阻拦，波浪是小风区所生成的，其浪不大。唯有SSW－S向向北部湾海域敞开，外海波浪在高潮时可以越过浅滩传至港区，因此，本港区主要受该向波浪影响。2.5工程地质据钻探揭示，场地岩土层在揭示深度范围内主要由第四系海相沉积层（Qmc）、侏罗系基岩（J）组成，地层描述如下：2.5..1第四系海相沉积层（Qmc）岩性主要有淤泥质粘土、中砂等，通常不同类别的土层交替出现⑻其层面呈现不对称波痕，层面高差变化较大。该层分布广，揭示厚度较小，根据土类及其工程特性分为①、②层。1）淤泥混中砂①：灰褐色，有腥臭味，富含有机质，呈软～流塑状，抽筒抽取进尺快。该层在除ZK3、ZK7钻孔外全场地均有揭示，层厚0.80～2.70m，层底高程-2.70～-6.05m。2）中砂②：灰色，局部含少量粘性土，呈松散～中密状，抽筒抽取进尺稍快。该层除ZK1、ZK4钻孔外均有揭示，层厚0.90～2.30m，层底高程-5.32～-9.90m。2.5.2侏罗系基岩（J）岩性主要为泥质粉砂岩，根据风化程度分为强风化层③和中风化层④。1、强风化层③：紫红色，岩质较软，裂隙发育，送水钻快，岩芯因裂隙发育程度不同，岩芯形状及采取率差异较大，呈柱状，碎块状，一般指甲可刻出清晰痕迹。本次勘察仅在ZK1、ZK4有揭露，揭露层厚为1.80～2.90m，层底标高为-13.27～-15.95m。2、中风化层④：紫红、褐红色，泥质粉砂质结构，中厚层状构造，岩质稍软，送水钻进较慢、平稳，岩芯多呈柱状，部分呈碎块状，指甲尚可刻划，不易折断。该层各个孔均有揭露，本次勘察未钻穿该层，揭露最大厚度为11.60m，层顶高程-14.41～-25.90m。各地层岩土分布特征详见钻孔柱状剖面图及工程地质剖面图。综合上述，①、②地层未经地基处理不宜直接作为基础持力层；基岩③、④承载力较高，适宜作为重力式基础持力层。根据本次工程钻探及现场原位测试成果、室内试验成果，结合地区经验，综合确定场地各岩土层的物理力学性质指标建议值如表2-10。表2-10各岩土层力学参数推荐值表地层编号容许承载力[σ0](kPa)快剪强度抛石基床摩擦系数抗压强度Ra(MPa)c(kPa)（度）①803.02.3②16015③4500.450.8④7000.503.02.6安全等级建筑物等级：Ⅱ级第三章设计成果3.1总体设计成果本设计为东营港250万吨级件杂货码头设计，设有3个泊位，设计船型为10000DWT杂货船，码头岸线总长498m，陆域纵深共计350m。其中，每个泊位码头前沿地带设有Mh-10-30型号门机3台，前沿地带宽度50m；紧接前沿地带设置前方堆场，共计面积12800，分4个区，堆场上布置一台型号XD980牵引车，两台25t平板挂车；堆场后方设置纵深100m的辅助设施安放和预留发展用地，用以布置其他各种生活辅助设施。整个陆域布置均依托本泊位长度，不占用其他泊位用地。码头面顶高程5.8m，底高程-2.0m，码头前沿水深9.5m。沿码头前沿向往外，依次设置有：宽50m、深9.5m的码头前沿停泊水域；直径292m、深9.5m的船舶回旋水域；底宽180m、深9.5m的进出港双向航道。3.2结构方案成果本设计选取结构形式为梁板式高桩结构，并采用宽桩台设计。根据计算，前方桩台14.5m，后方桩台18m；沿码头长度方向分成54m/53m/54m三个结构分段，每个结构分段前后悬臂1m，变形缝20mm；前方桩台排架间距6.5m，后方桩台排架间距3m。全部基桩均采用600mm×600mm空心预制预应力混凝土方桩；前方桩台采用底宽600mm、高1200mm的花篮形钢筋混凝土叠合横梁，底宽1020mm、高1200mm的实心矩形钢筋混凝土叠合轨道纵梁，底宽600mm、高1200mm的实心矩形钢筋混凝土叠合连系纵梁；后方桩台采用底宽600mm、高1200mm的倒梯形钢筋混凝土叠合横梁，不设纵梁；整个结构采用500mm厚的预制钢筋混凝土实心面板，顶面铺设150mm厚的现浇混凝土面层。作用在码头结构上的荷载包括：(1)永久作用：主要是结构自重；(2)可变作用：堆货荷载、卸船机荷载以及船舶荷载。3.3施工图设计成果本设计仅对前方桩台的预制面板、叠合纵梁、叠合横梁做了较为详细的内力计算、强度验算和抗裂验算，并对基桩进行了简单的内力计算和承载力验算。面板选择了与纵横梁相连的双向板进行计算。施工期按照简支板计算，使用期按连续版计算。计算中可变作用仅考虑了堆货荷载作用。内力计算结束之后，进行了配筋验算和抗裂验算，均符合要求。计算过程及详细结果见6.1节面板设计。纵梁选择了海侧轨道梁进行计算。施工期按简支梁计算，使用期简化为刚性支撑五跨连续梁计算。对使用期刚性支撑连续梁的计算，对永久作用采用了结构力学求解器，建立符合实际的结构模型求解；对可变作用采用了影响线算法，充分考虑了最不利组合。内力计算结束之后，进行了配筋验算和抗裂验算，均符合要求。计算过程及详细结果见6.2节纵梁设计。横梁和基桩一起作为横向排架进行内力计算。横向排架内力计算较为复杂，分别按照施工和使用两个阶段分别计算：(1)安装阶段分为三步，第一步安装纵横梁及靠船构件预制部分及第二步现浇纵横梁接头阶段，横梁按照简支梁计算，支座反力传递给基桩为基桩内力；第三步安装预制面板及现浇面板接头混凝土时，横梁按照弹性支撑连续梁计算，使用结构力学求解器建立结构模型求解，支座反力传递给基桩为基桩内力；(2)使用期横梁按照弹性支撑连续梁计算，使用结构力学求解器建立结构模型，仿照纵梁作出影响线，然后进行内力计算，支座反力传递给基桩为基桩内力。横梁内力计算结束之后，进行了配筋验算和抗裂验算，均符合要求。计算过程及详细结果见6.3节横向排架。基桩内力于横向排架计算中得出，随后进行了单桩极限承载力验算，计算过程及详细结果见6.4节基桩设计。全部结构计算完成后，绘制了面板、横梁、纵梁三张配筋图。3.4关键性技术要桩基施工本工程采用预制预应力钢筋混凝土实心方桩。在工地建立预制厂制桩，吊运采用四点吊，堆放时注意是桩身产生的正负弯矩相等。沉桩时采用锤击法，由打桩船在水上打桩。打桩前，要在桩位图上用同一比例尺的打桩船纸模尝试能否施打，并确定打桩顺序。沉桩时，采用接阶梯形推进。桩打好以后，要同时控制沉桩桩尖标高和最后贯入度。上部结构安装桩基工程完成后，应现浇混凝土桩帽，之后进行预制横梁、纵梁、面板的安装，最后现浇横梁、纵梁接头及板缝。现浇桩帽的模板支承系统采用夹桩式支承系统。同时还要保证桩的全部外伸钢筋要埋入桩帽内，桩头应嵌入桩帽100mm。桩帽内还要埋设锚固钢筋，与上部结构相连接。横梁、纵梁均为叠合式构件，先安装好预制部分，再现浇接头以形成整体结构。安装预制构件时，要保证搁置面平整，构件与搁置面接触紧密，要逐层控制标高。安装时要做到边铺砂浆便安装，边安装边勾缝，还必须要有测量工作配合。预制纵横梁搁置在桩帽上，要设置挡块，并将梁与挡块间用油毡隔开形成变形缝。预制纵横梁表面留毛。预制构件安装完成后，现场绑扎上部纵向受力钢筋，然后浇筑混凝土。3.5设计成果评价在整个毕设过程中，我坚持先自己独立研究、学习，寻找不同解决办法，然后向老师寻求指导，再做进一步的计算和改进。设计和计算过程中的每一步都力求合情合理、条理、准确，使设计结果安全可靠。在毕设中遇到的许多问题，均向老师请教和在同学们的讨论并得到解答，自己的诸多错误和不合理之处也得到了更正。本次的毕业设计为自己亲力亲为、完完整整地完成的第一份设计方案，总评设计、结构选型及结构计算均参考了相关规范，并根据老师提供的相应工程经验，严格按照规范要求和老师指导，选择了合理恰当的形式和计算方法，每一个设计和计算步骤都经过数次的检查和更正，确保了各项数据的准确性。在计算结果不满足设计要求的时候，积极进行了更正和改进，并重新计算了设计和计算，确保了整个设计方案的可行性和可靠性。毕业设计是对大学期间所学知识进行的总结和升华，每一个大学生都应该认真投入其中，回想梳理在大学期间所学的各门课程，自己亲自实践认真进行设计和计算，设计过程中要本着严谨认真的态度。当遇到不懂以及不太确定的地方，要找老师询问求教。第四章港口总平面设计成果第四章港口总平面设计4.1总平面布置原则(1)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。(2)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。(3)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。(4)码头及航道布置合理，满足码头、船舶安全作业要求。(5)符合国家环保、节能、安全、卫生等有关规定。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，也应相对集中，以便于综合利用港口设施和集疏运系统。（6）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对原有港区生产的干扰。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设计船型与港口泊位数预计广西防城港集装箱码头2016年吞吐量为40万吨，根据《海港总平面设计规范》JTS165-2013（后简称《海港规范》）附录A选取设计船型为10000吨级集装箱船舶，则该港口泊位数为：（4-1）（4-2）（）（4-3）式中：—集装箱码头泊位设计通过能力（TEU/a）；—泊位年可营运天数（d）；—泊位有效利用率（%），取50%-70%，泊位数少时宜去低值，泊位数多及泊位连续布置时宜取高值：Q—集装箱单穿装卸箱量（TEU），按本港历年统计资料确定，无资料时，可采用表p—设计船时效率（TEU/h）；—昼夜装卸作业时间（h），取22-24h，泊位小、航线少时，可适当减小，但不应小于22h；—船舶的装卸辅助作业及船舶靠泊、离泊时间之和（h），取3-5h；—昼夜小时数，取24h；n—岸边集装箱装卸桥配置台数；—岸边集装箱装卸桥台时效率基准值（自然箱/h），采用表—集装箱标准箱折算系数，按本港历年统计资料确定，无资料时，去1.1-1.9；—岸边集装箱装卸桥同时作业率（%），—装卸船作业倒箱率（%）—可吊双箱和双小车集装箱装卸桥和新型高效集装箱装卸桥船时效率提高系数，取1.05-到港集装箱船单船装卸箱量船舶载箱量（TEU）200~900901~19001901~35003501~56505651~9500单船装卸箱量Q（TEU）200-1000300-1200600-1500800-25002000-30004.2集装箱码头装卸桥配置数量集装箱船舶吨级DWT（t）集装箱装卸桥设备台数5000~200001~220001~300002~330001~500003~450001~700003~470001~1000004~5>10000054.3集装箱装卸桥台时效率、同时作业率及倒箱率船舶载箱量（TEU）200~19001901~56505651~9500>=9501台时效率（自然箱/h）20-2525-3030-35>=35同时作业率（%）95-8590-8090-7590-70倒箱率（%）0-50-70-70-8船舶吨级DWT（t）总长(m)型宽(m)型深(m)满载吃水(m)载箱量（TEU）1000014122.611.38.3701-10504.4设计船型4.3装卸机械垂直起重机械：3台Mh-10-35门座起重机,轨距10.5m水平搬运机械：XD890牵引车，两辆25t平板挂车，货车设备起升高度应该满足船舶满载低水位和空载高水位的要求，装卸设备的最大工作幅度至少应该到达设计船型舱口的外侧；在单台起重机额定起重量不足或重大件超长使起升高度不够时可采用两台起重机联合吊运作业。采用轨道式起重机作业时，件杂货码头前方作业地带宽度不宜大于50m，采用船机或流动机械时不大于30m（起重机海侧轨中心线至码头前沿大于等于2m）流动机械进出库时，仓库与道路间的引道长度为4.5m；汽车进出库取6-8m。仓库跨度和净空高度应该按机械类型和货物堆高确定：单层仓库跨度小于18米；单或多层底层净空不小于6米；多层仓库楼层净空不小于5米。铁路作业线位置宜结合后方库场设置；铁路中心线至库墙边距离：采用叉车，牵引车作业时取7.75-9.75m；采用轮胎式起重机时可增大至11.75m。4.4港口陆域尺度

4.4.1码头泊位尺度（单个）泊位长度：泊位宽度一般取2倍的船宽2×22=44m，取45m回淤严重的泊位可适当增加。(多个泊位)4.4.2码头前沿高程（有掩护）4.4.2码头前沿高程码头前沿高程应考虑当地大潮时码头面不被淹没，便于作业、结构安全和码头周边衔接等要求。并应根据当地潮汐、波浪、泊位性质、船型、装卸工艺、船舶系缆、陆域高程、防汛等要求确定。根据《海港总体设计规范》(JTS165一2013)条规定，码头前沿高程应按基本标准和符合标准分别计算。组合情况设计水位富裕高度基本标准设计高水位掩护良好的码头可取1.0-2.0（m）符合标准极端高水位掩护良好的码头可取0-0.5（m）基本标准：设计值+超高值（1.0-2.0m）=4.64+(1.0-2.0)=5.64-6.64m复核标准：极端值+超高值（0.0-0.5m）=5.69+(0.0+0.5)=5.69-6.19m码头前沿高程取6.0m。4.4.3港口陆域纵深件杂货码头由3-8个泊位组成一个作业区，生产区纵深不小于250m，经数据计算后，该港口陆域纵深取350m,其余部分为发展用地。件杂货码头生产区分为三个部分：码头前沿作业地带（包括前沿通道、门机、货物接卸操作场，有时包括临时堆场）以及库（场）前道路，总宽度宜为40-50m，可以取1%排水缓坡，门机宽度14-15m。前方库（场）区（包括库（场）及铁（公）路装卸作业带）一般为泊位长度减20-30m，且在布置上尽可能与泊位对应，宽度为40-60m，库（场）后铁路作业站台（或平台）的宽度宜为7-9m，再加上铁路装卸带占用的宽度，即构成前方库（场）区的总宽度（汽车作业带宽度与火车基本相当）。后方库（场）区一般紧邻前方库（场）区布置，供货物集疏，也应满足设计船型一次载货量的需要，还可布置铁路公路。4.4.4集装箱库（场）面积根据《海港规范》查得集装箱库（场）所需容量可用下式计算：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期（d），按本港统计资料确定，若无资料可采用表5.8.9-1中的数值；——堆场集装箱不平衡系数，按本港统计资料确定，若无资料可取1.1~1.3；——集装箱堆场年工作天数（d），取350~360d；——集装箱码头堆场所需地面箱位数（TEU）；——堆场设备堆箱层数，采用表5.8.9-2中的数值；——堆场容量利用率（%），采用表5.8.9-2中的数值。集装箱堆场平均堆存期集装箱类型进口箱出口箱空箱冷藏箱危险品箱堆存期（d）7-103-5102-41-3运量比例（%）40352032进口情况：=160000=8=1.1=360=7=65出口情况：=140000=4=1.1=360=7=65空箱情况：=80000=7=1.1=360=7=65（空箱堆箱机）冷藏箱情况：=12000=4=1.1=360=7=65危险品箱情况：=80000=3=1.1=360=7=65根据《海港规范》查得集装箱码头拆装箱库所需容量可按下式计算其中—拆装箱库所容量（t）；—集装箱码头年运量（TEU）；—拆装箱比例（%），不宜大于15%；—标准像平均货物重量（t/TEU），按本港统计资料确定，无资料时可取5-10t/TEU；——货物在库平均堆存期（d），按本港统计资料确定，无资料时可取3~5d——堆场集装箱不平衡系数，按本港统计资料确定，若无资料可取1.1~1.3；——集装箱堆场年工作天数（d），取350~360d；4.5港口水域4.5.1码头前沿水深根据《海港总体设计规范》(JTS165一2013)5.4.12条规定,码头前沿设计水深应按设计低水位是保证设计船型在满载吃水情况下安全停靠的要求确定。式中D——码头前沿设计水深（m）；T——设计船型满载吃水（m）；(m)；；——船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值（m），干散货船和液体散货船取0.15m，其它船型不计。——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，有淤积的港口，备淤深度不宜小于0.4m，取0.4m。——系数，顺浪取0.3，横浪取0.5-0.7。龙骨下最小富裕深度（m）海底底质（m）海底底质（m）淤泥质0.20含沙或含黏土的块状土0.40含淤泥的沙、含黏土的沙和松散沙0.30岩石土0.60其中T取8.7m；因为设计码头为重力式码头，所以按岩石土考虑，取值0.6m；根据《海港规范》5.4.27条，查得10000（t）件杂货船的船舶装卸作业的允许波高在横浪条件下为0.8，取0.6，则,取，故码头前沿底高程=设计低水位-D=0.3-9.7=-9.4m,取-10m。4.5.2航道设计水深根据《海港规范》航道设计水深可按下式确定：式中D——航道设计水深；——船舶航行时船体下沉量（m）。参考图4-1，按船舶吨级10000（t），船舶航速6kn,则取0.2；——波浪富裕深度（m）；根据下面船、浪夹角与的变化系数值表中数据，由80度（横浪），(设计资料)，取=0.50，根据《海港规范》5.4.27条，查得10000（t）件杂货船的船舶装卸作业的允许波高在横浪条件下为0.8，得。图4-1船舶航行时船体下沉值曲线0180101702016030150401405013060120701108010090900.240.320.380.420.440.460.480.490.50.520.550.650.750.830.900.971.021.0.3航道通航宽度航道通航宽度由航迹带宽度、船舶间富裕宽度和船舶与航道底边间的富裕宽度组成。单线航道：式中：W——航道通航宽度（m）；A——航迹带宽度（m）；C——船舶与航道底边线间的富裕宽度（m），采用表4-5中的数值，取航速6时，；b——船舶间富裕宽度（m）,取设计船宽B，当船舶交会密度较大时，船舶间富裕宽度可适当增加；n——船舶漂移倍数，采用4-6中的数值,取横流时n=1.81；L——设计船长（m）；——风、流压偏角（0）采用表4-6中的数值,取；B——设计船宽（m）;表4-5船舶与航道底边线间的富裕宽度c项目杂货船或集装箱船航速（kn）6>6C(m)0.50B0.75B表4-6船舶漂移倍数n和风、流压偏角值风力横风7级横流v(m/s)v0.100.10<v0.250.25<v0.500.50<v0.750.75<v1.00n1.811.751.691.591.4535710144.5.4锚地锚地的布置原则根据《海港规范》，锚地位置应选在靠近港口、天然水深适宜、海底平坦、锚抓力好、水域开阔、风、浪和水流较小，便于船舶进出航道。有条件时，宜选在航道进港方向的右侧，远离礁石、浅滩以及具有良好定位条件的水域。港口锚地可分为港内锚地和港外锚地，港外锚地通常供船舶候潮、待泊、检验、检疫及避风使用，有时也进行水上装卸作业，宜采用锚泊方式。港内锚地宜采用锚泊或设置系船浮筒、系船簇桩等设施。水域狭窄或利用水道作为锚地时，可采用一字锚或双浮筒系泊方式。港内锚地港内锚地采用单锚或单浮筒系泊时，距航道边线不应小于1倍船长，而双浮筒系泊时不应小于2倍船长。港外锚地港外锚地的位置应该临近航道的出入口，但锚地边缘距航道边线不应小于2-3倍船长；本设计取2倍的船长，即m,由于本地区水域狭窄，且风、水流影响较小，选择双浮筒系泊方式，双浮筒系泊水域尺度可按下式计算：式中S——所需水域长度（m）L——设计船长；B——设计船宽（m）r——由潮差引起的浮筒水平偏位(m)，每米潮差可按1m计算；l——系缆的水平投影长度(m)，DWT≤10000t，取20m；10000t<DWT≤30000t，取25m；DWT>30000，可适当增大。a——系泊水域宽度（m）由本设计书知最大潮差为5.39m，则r=5.39m，又DWT=10000t，则l=20m。mm4.5.5船舶制动水域根据《海港规范》5.3.2条规定，船舶的制动水域宜设置在进港方向的直线上，宽度宜逐步扩大，布置困难时，可设在半径不小于3-4倍设计船长的曲线上。船舶制动距离压载状态可取3-4倍的设计船长，满载状态可取4-5倍的设计船长，故本设计中船舶制动距离为4L=4x146=584m。水深取航道设计水深10.3m。4.5.6船舶回旋水域根据《海港规范》，船舶回旋水域应设在方便船舶进出港和靠离码头的水域，一字连续布置泊位时，回旋水域宜连片布置，其尺度应考虑当地风、浪、流等条件，船舶自身性能和港作拖轮配备等因素，对于掩护良好的港口，回旋圆直径（1.5-2.0）L,本设计取2.0倍的设计船长，几。4.5.7码头前沿停泊水域根据《海港规范》，码头前沿停泊水域的宽度宜取码头前2倍设计船宽的水域范围，即222=44m,码头前沿停泊水域的长度宜与泊位长度一致，4.6防波提和口门4.6.1防波堤设置原则根据《海港规范》（JTS165-2013)5.7条规定:有以下设置原则(1)防波堤的设置应根据港口的使用要求、规模、船型和当地自然条件,经技术经济论证确定。(2)防波堤的布置应从港口总体布局出发，充分分析当地的风、浪、水流、泥沙、地质、地形、冰凌等自然资料，并应考虑建筑物对海岸的影响和航行条件以及对环境的影响囚素确定。防波堤的建设应根据港口近期建设规模和水、陆域布置拟定分期建设程序。(3)防波堤的布置，可根据自然条件和建设规模采用单堤、双堤或多堤组成的形态和防护系统。设计防波堤时，应对沿岸流及泥沙运动的强度进行详细分析，避免堤后水域发生严重淤积或冲刷，必要时应通过模拟试验验证。(4)防波堤轴线的线形，宜采用直线、向海方向的平顺凸曲线或折线。当必须布置成向海方向的凹曲线或折线时，应作必要的论证，并宜减小转折角度。(5)防波堤的轴线位置，宜选在地质条件好、水深较浅的地方，有条件时可利用礁石、浅滩及岛屿。防波堤的接岸点宜利用湾口仰角或海岸的突出部位。(6)防波堤和口门的布置应使港内有足够的水域、良好的掩护条件、适应运期船型发展、减少泥沙淤积及有利于减轻冰凌的影响，并应减少防波堤的长度。必要时应通过模拟试验验证。口门的数量，应根据船舶通航密度、自然条件和总体布置要求等囚素确定。通常为一个口门，有条件时可采用两个或两个以上的口门。4.6.2防波提的防护形式根据当地自然条件，由于地质条件比较好，故本设计采用单直立堤的防护形式。4.6.3口门尺度口门尺度包括口门宽度和口门有效宽度。口门有效宽度是在通航水深处，沿航道中心线的垂线上的投影宽度，见图4-2,且不宜小于1.0倍的设计船长，此处取1.2L。故图4-2口门有效宽度4.7陆域布置（1）港区陆域应按生产区、辅助区和生活区等使用功能分区布置。生产性建筑物及主要辅助生产建筑物宣布置在陆域前方的生产区，其他辅助生产建筑物及港区内的辅助生活建筑物宣布置在陆域后方的辅助区，使用功能相近的辅助生产建筑物和辅助生活建筑物宜集中组合布置。（2）港区陆域布置应结合装卸工艺流程和自然条件合理布置各种运输系统，并应合理组织港区货流和人流，减少相互干扰。（3）码头的陆域纵深应根据泊位性质、货种、货运量、装卸工艺及集疏运条件等综合分析确定。该码头是件杂货建材码头，考虑留有发展余地，（根据《海港规范》附录D码头陆域用地参考指标，船舶吨级10000-35000时，平均陆域纵深200-400m），纵深定为350m。4.8港口配套设施4.8.1集疏运设施港内道路设计应符合下列规定：应满足港区疏运高峰时的车辆运输要求。应结合地形条件做到平面顺适、纵坡均衡、横面合理、路面平整、排水畅通。港区道路应按环形系统布置，尽头式道路应具备回车条件。码头前方作业地带和库场区的道路，不宜设置高出路面的路缘石。本设计以公路集疏运为主，路面宽度：主干道取12m,次干道取8m，支道取4m。港内道路主要技术指标名称主干道次干道支道计算行车速度（）一般港区151515集装箱港区352515路面宽度（m）一般港区9-157-93.5-4.5集装箱港区15-3015-304-7.5最小圆曲线半径（m）行驶单辆汽车151515行驶拖挂车2020204.8.2供电与照明供电：港口供电一般宜采用110kv及以下电压，变电站应该尽量靠近负荷中心，进出线方便，便于设备运输及管理，避开多尘及腐蚀性气体的场所，并应留有发展用地。四周留有防火通道，室内地面益高出室外150-300mm，在地基沉降较大的区域，应考虑预留沉降量。照明：路宽小于9米时可单边设路灯，港区灯具间距30-40m，室外大面积堆场宜采用高杆照明。件杂货码头门机工作区域不允许撞人和照明灯杆，码头前沿照明一般由码头后方高杆照明解决，高杆高度不小于30m，取30m，高杆与码头前沿距离为1.5×30-2.0×30=45-60m，取60m。4.8.3辅助建筑港区辅助生产建筑物，设置综合办公室、电力站、加油站、消防站、门卫、派出所、维修车间、小型流动机械库和厕所等。港区辅助生活建筑物设置食堂、浴室、锅炉房、医务室、综合服务部。4.8.4缓冲设备根据使用要求，缓冲设备可采用固定式、漂浮式或转动式护舷；橡胶护舷以其吸能高、反力小、面压低、耐久性好的优点适合带大型码头；压缩形橡胶护舷利用护舷体的压缩变形吸收船舶的有效撞击能量，常用的有D型、圆筒形、V形和鼓形，此设计采用？？？橡胶护舷。4.8.5系船设备4.8.6附属设备系网环：布置在护栏槛的内侧立面上，采用螺栓锚固，间距沿码头长度方向布置，宜取1000-3000mm。护轮槛：采用非连续式直角（边角修圆），在码头结构伸缩缝处分缝1500mm，高度为30cm，底部宽度为30cm，护轮槛底部设置坡向临水侧的排水孔，在系船柱附近断掉护轮槛，断掉范围根据设计船型及系缆角度确定，并用钢板护角。护栏：采用钢结构或钢筋混泥土结构，高度宜取1000-1200mm，护栏的立柱间距宜取1500-2000mm。轨道结构：采用单独的轨道基础，包括轨枕道碴基础和钢筋混凝土基础梁，一方面定期检测钢轨沉降状况，并及时加以调整；另一方面可在两轨轨道基础之间连系梁或连系杆，以保证轨距不变。管沟：设在胸墙内，采用大尺寸管沟，宽度不小于1.0m，深度不小于1.2m。水管和电缆分沟设置，管沟底高程要高于平均高潮位，管沟有一定的坡度并在沟底设置排水孔。4.9工艺设计4.9.1船——车工艺装卸流程船——车工艺装卸流程：接卸的货车行驶到码头前沿，停靠在卸货船舶的舱口边，货物通过码头垂直起重机械（门机）从舱内吊出，直接装入货车。4.9.2库（场）——车工艺装卸流程库（场）——车工艺装卸流程：货物在码头的堆场或仓库用轮胎式起重机或叉车进行拆垛，直接装入提货的货车；或在库（场）拆垛后，通过牵引车挂车水平运输到码头前沿，用轮胎式起重机等将货物装车。4.9.3船——库（场）工艺装卸流程船——库（场）工艺装卸流程：货物通过门机卸下后，通过港口牵引车挂车进行水平运输，到达库（场），在库（场）通过轮胎式起重机等机械，卸入库（场）堆垛。4.9.4船——船工艺装卸流程船——船工艺装卸流程：将货物从一艘船上卸下，再装上另一艘船。具体又分为两种情况：一种是装货的船靠在卸货船舶的外挡，卸货的船利用船上配备的装卸设备，将货物直接从外挡装船，即外档过驳作业；另一种是装货的船舶靠在卸货船舶相邻的泊位，使用浮式起重机或岸上装卸机械卸下货物，通过港口水平运输机械运到装船船舶停靠的泊位，再通过垂直运输机械装入装船船舶，即里档过驳作业。4.9.5库（场）——库（场）工艺装卸流程库（场）——库（场）工艺装卸流程：货物由于不同的需要，在不同的库（场）之间转场，货物在一个堆场用叉车或轮胎式起重机拆垛，用牵引车挂车水平运输到另一个堆场，用轮胎式起重机堆垛。4.10平面方案比选码头平面布置形式与水陆域的环境条件及码头性质有关，应依据建设地点的自然条件，并考虑有利于船舶作业和陆上货物集疏运、存储作业等营运条件。常见的布置形式有:顺岸式布置(包括栈桥式布置)、突堤式布置、挖入式布置、沿防波堤内侧布置及岛式布置。方案一:川页岸式布置顺岸式码头前沿线与原有岸线大致平行，较为常见。这种布置形式适用于规模不大，可利用岸线较多的港口，其优点有可以充分利用原有岸线建设码头，工程量小，泊位可占用的陆域面积较大，便于仓库、堆场以及其他辅助设施的设置，大型装卸机械可以灵活调度。方案二:突堤式布置码头前沿线与自然岸线成较大夹角的布置形式。该布置形式优点是不仅可以节省自然岸线，在一定的水域范围内可以建设较多的泊位，并且使整个港区布置紧凑，便于集中管理。方案三:挖入式布置该布置的优点是可以充分利用天然岸线，但工作量大且工程造价较高，同时口门要避兔直接面对强、常浪向。第五章机构选型与布置5.1结构形式现今海港码头多用重力式、板桩式和高桩式结构，下面就这三种结构形式进行分析，并进行比选。方案一：重力式重力式码头耐久性好，能抵抗大船、漂浮物的撞击，对超载、工艺变化适应能力最强，是当下海港码头最为常见的形式。但重力式码头由于自重较大，对地基承载力要求较高，一般须做抛石基床，适用于地质条件较好且有大量砂石料的地方。通过第二章中第五节工程地质条件的分析可知，该工程这岩层埋藏较深，影响结构稳定与承载力的软土层较厚（高程约至-47.3米），若采用重力式结构，则挖泥量与抛石基床量较大，工程造价高且费时费力，不适合本工程。方案二：板桩式板桩式码头结构简单，建设材料用量小，造价低，且便于预制和施工。但由于板桩墙结构的直立形式，造成港口水域内波浪反射严重，泊稳条件差；而且这种结构的耐久性较差，一般适用于有掩护且墙身高度不太大的中小型码头（万吨以下泊位）。本工程设计为10000吨级件杂货码头，工程地址位于东营港南端，是一个中型海港码头，各类荷载作用复杂多变，尽管有设置有防波提，但港口水域范围内波浪仍然较大，若反射严重不利于船舶作业。如果采用板桩结构，在港口营运阶段，会造成诸多不利影响，也不适合本工程。方案三：高桩式高桩式码头用系列长桩打入地基形成基础，用以承受上部结构传来的荷载，其优点是结构简单，能承受较大的荷载，砂石料用量少，对挖泥超深适应能力强，同时避免了板桩墙结构的直立形式，港口水域内波浪反射小，泊稳条件好。这种结构形式多适用于软土层较厚，又适合打桩的地基。通过第二章中2.5节工程地质条件的分析可知，该工程影响结构稳定与承载力的软土层较厚（高程约至-47.3米），软土层较厚且适合打桩，故采用高桩结构较为合理。同时还可以通过设置叉桩，适当进行防腐养护来消除高桩结构水平承载力低，耐久性差造成的不利影响。综上所述，本工程采用高桩结构最为合理。该工程设计泊位水位差较小，但上部结构收到的竖向荷载较大，在高桩码头的各种结构形式中，梁板式高桩结构最为合适。这种结构形式各构件受力明确合理；由于采用预应力钢筋混凝土结构，提高了构件抗裂性能，减少了钢筋用量；横向排架跨度大，桩的承载力能充分发挥；装配程度高，施工速度快；因横梁位置关系，靠船构件的悬臂长度较短。5.2构造设计5.2.1材料选择基桩混凝土采用C40。桩帽混凝土采用C30。面板、纵梁、横梁混凝土均采用C35，纵向受力钢筋选用HRB400级，箍筋采用HPB235级。现浇面层混凝土采用C25。5.2.2基桩基桩为钢筋混凝土预制桩，采用空心方桩，断面尺寸600mm×600mm，空心部分尺寸为300mm×300mm桩尖高程-45.5m，桩顶高程+3.15m，故直桩桩长为45.5+3.15=48.65m，叉桩桩长为米。其中桩尖做成尖楔形，长度为800mm，宽100mm。5.2.3横梁为了构成横向的整体结构即横向排架，横梁与下面的基桩整体连接，所以横梁做成连续梁。因为横梁的断面和重量都较大，为了减轻预制件的重量而便于吊装，提高预应力的效果以及考虑纵梁的接缝，横梁采用叠合梁，即将横梁分为上下部分，下部为预制构件，上部分为现场浇筑。前方桩台横梁采用花篮形断面，后方桩台横梁采用倒梯形断面，尺寸详见图5-1。(a)前方桩台(b)后方桩台图5-1横梁断面图(单位：mm)5.2.4纵梁考虑到码头的纵向整体性，纵梁采用连续梁。前沿作业地带有卸船机，在其轨道下设有轨道梁，横断面形式选用实心矩形，断面尺寸为600mm×1200mm。轨道梁做成叠合梁，施工方法为下部预制、上部现浇。详见图5-2。图5-2轨道梁断面(单位：mm)两根轨道梁之间另加设1根连系梁，以减小面板横向跨度。连系梁断面形式为实心矩形，断面尺寸为600mm×1200mm。连系梁做成叠合梁，施工方法为下部预制、上部现浇。详见图5-3。图5-3连系梁断面(单位：mm)5.2.5面板面层面板采用预制钢筋混凝土实心板，板与板之间用预留环形钢筋整体连接。厚度为500mm，在横梁上搁置200mm，在纵梁上搁置30mm。在面板上铺设混凝土现浇面层，以整平码头地面和作为磨耗层，厚度为150mm。为防止面层混凝土在气温变化时引起膨胀或收缩而产生裂缝，面层设置伸缩缝，缝宽10mm，缝深10mm，用沥青填塞。缝间距为4m。5.2.6靠船构件靠船构件采用悬臂板式靠船构件每两个横向排架之间设一块，悬臂板在预制场整体预制，运到现场安装，并与横梁整体连接。5.2.7其他构造前方桩台与后方桩台之间预留20mm的安装缝。连续梁与桩帽的连接是将桩帽伸出的钢筋埋入连续梁的现浇接头混凝土内，钢筋的埋入长度满足锚固长度要求。整体板之间用预留环形钢筋整体连接。为保证构件安装的平稳，支座顶面铺垫砂浆，厚度取10mm，砂浆等级为M20。预制面板在横梁上搁置200mm，在纵梁上搁置50mm。预制纵梁在桩帽上搁置200mm，预制横梁在单桩桩帽上搁置450mm，在双桩桩帽上搁置650mm。5.3结构布置5.3.1码头结构的宽度俺婆婆度为1:3，码头面顶高程+5.8米，码头前沿底高程-9.5米，转台总宽度为14.5米，其中码头前沿局前门机轨道梁2米，门机轨道梁宽度10.5米，后门及轨道梁局堆场2米。5.3.2横向排架布置该工程横向排架间距选为6.5m。海测轨道梁下方设置一组双直桩，陆侧轨道梁下设一组双叉桩（叉桩角度均为15°），中间设置1根连系梁，连系梁下设一根单直桩，每个横向排架下方有5根桩。5.4作用分析5.4.1永久作用永久作用为码头结构自重：其参数为钢筋混凝土：；混凝土：。5.4.2可变作用可变作用为堆货荷载、门机荷载、船舶荷载。堆货荷载本工程堆货荷载标准值按照荷载规范选取，该工程选取的堆货荷载标准值为q=30kpa。门机荷载码头前沿作业地带设置有三台型号为MH—40—45的门机。其荷载标准值见表5-1.表5—1门机荷载标准值荷载代号Mh—10—30自重（t）200轨距（m）10.5基距（m）10.5荷载（kn）250轮数4×4轮压标准值（kn）工作状态吊臂在海测A880B880C320D320吊臂与海岸夹角45°A1000B600C200D600吊臂水平A880B320C320D880（三）船舶作用荷载1.风荷载作用在船舶上的计算风压力:(5-1)(5-2)式中，——为作用在船舶上计算风压力的横向分力和纵向分力（kN）；，——是船体水面以上横向受风和纵向受风面积（m2），由表5-3选取；，——为设计风速的横向和纵向分量（m/s）；——为风压不均匀折减系数，通过查表内插，取0.8；——为风压高度变化修正系数，取1.0。表5-2各类船舶排水量及受风面积船舶类型载重吨/总吨(t)排水量(t)受风面积()受风面积()满载压载满载压载杂货船100001570013801810313402查上表取，。宁波地区基本风压，，,当时，计算得。当时，计算得。系缆力系缆力的标准值及其垂直于码头前沿线横向分力，平行于码头前沿线纵向分力和垂直于码头面竖向分力按下列公式计算：(5-3)(5-4)(5-5)(5-6)上式中，，，——分别是系缆力标准值及系缆力横向、纵向和竖向分力（kN）；，——分别是风和水流对船舶作用产生的横向分力总和与纵向分力总和（kN）；——为系船柱受力分布不均匀系数，取1.3；——计算船舶同时受力的系船柱数目，为4；——是系船缆的水平投影与码头前沿线所成夹角，取30°；——系船缆与水平面之间夹角，取15°。根据上面的风荷载计算可知，作用在船舶上横向分力总和，，代人公式可得标准值，，，。选用单挡檐型系船柱，材质为铸钢，脖高是500mm，帽高225mm，柱径400mm。考虑到水平集中力的横向分力在横向排架中的分配，查表得分配系数为0.345，则系缆力作用在横向排架上的水平分力为，垂直码头岸线的垂直分力为。系缆力作用点距横梁中和轴的距离为，则作用在单个横向排架上的集中力矩。3.挤靠力橡胶护舷间断布置，护舷间距13m，与船舶接触的橡胶护舷有11组。（5-7）式中：为挤靠力不均匀系数，取1.3；n为与船舶接触的橡胶护舷的个数，为11。则对横梁中和轴产生的力矩为。4.撞击力船舶靠岸时撞击力的标准值要根据船舶的有效撞击能量和橡胶护舷的性能曲线及靠船结构刚度确定。船舶靠岸时有效撞击的能量按下式计算：(5-8)式子中：——船舶靠岸时有效撞击能量（kJ）；——为有效动能系数，为0.8；——船舶质量，按照满载排水量计算，取15700t；——船舶的靠岸法向速度，取0.15m/s。由计算得到，，根据规范橡胶护舷HGT2866-2003查得，选用SA8001000标准型橡胶护舷，得到反力为550kN。考虑到水平集中力的横向分力在横向排架中的分配，查表得分配系数0.345。则撞击力作用在横向排架上的水平分力为，则撞击力对横梁中和轴产生的力矩为：。目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章总论 1一、项目概况 1二、项目提出的理由与过程 6三、项目建设的必要性 8四、项目的可行性 12第二章市场预测 15一、市场分析 15二、市场预测 16三、产品市场竞争力分析 19第三章建设规模与产品方案 22一、建设规模 22二、产品方案 22三、质量标准 22第四章项目建设地点 25一、项目建设地点选择 25二、项目建设地条件 25第五章技术方案、设备方案和工程方案 28一、技术方案 28二、产品特点 30三、主要设备方案 32四、工程方案 32第六章原材料与原料供应 35一、原料来源及运输方式 35二、燃料供应与运输方式 35第七章总图布置、运输、总体布局与公用辅助工程 37一、总图布置 37二、运输 38三、总体布局 38四、公用辅助工程 39第八章节能、节水与安全措施 44一、主要依据及标准