汤源港件杂货码头建设工程设计

哈尔滨工程大学本科生毕业论文汤源港件杂货码头建设工程设计PAGE6PAGE5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ABSTRACTThisdesignisfortheconstructionprojectofthegeneralcargowharfinTangyuanport.Thepurposeistodetermineasetofhigh-qualityprograms,makingthepiercoordinatewithconditionsofnatual,society,andeconomic,lotsoffuntions,withpotentialfordevelopment,andtheenvironmentwouldlikecoordination,inlinewithindustrystandards,inlinewithlocalpolicy,inlinewithrelevantregulationsandrequirements,andsimpleconstructionandconserveresources.Makinggreatcontributions.forlocaleconomicandsocialdevelopment.Maincontentsare:improvedockdesignconditions,landlayout(includingquaylayout,rearstorageyardlayout,rearauxiliaryfacilitiesandconstructionlayout,roadlayout,shoreterminallayout,etc.),structuraldesignpier,wharfstructurecalculation,wharfstructuralstabilitychecking,dockancillaryfacilitieslayout,engineeringtodeterminetheamountandbudget.Ultimatelydeterminethestructuretypeofpierisbuttress,cuttingedgearrangedsixberths,andportcoversanareaof98300m2.Keywords:Wharf;Generalcargo;Buttress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 74.1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 196.5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 498.3.4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哈尔滨工程大学本科生毕业论文第1章绪论PAGE18PAGE7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。2、设计船型为：船长×船宽×设计吃水=65.9m×13.0m×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：5t×25m门机，5t叉车，门机型号为TQ-5-25。6、地震设计烈度为Ⅵ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10.5m；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200mm×200mm。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。第2章自然条件PAGE9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5～10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。2.3.2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：0～3.7m。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Ⅵ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。第3章货运量及船型PAGE5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=65.9m×13.0m×1.6m3.3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PAGE15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：（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：（4-2）式中：Pt——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 物的数量占泊位年装卸总量的百分比（%）,取1； Ps1——与相对应的泊位年通过能力（t）。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下列公式计算:（4-3）（4-4）式中：Ps1——与相对应的泊位年通过能力（t）； Ty——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； tz——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0.75～ 2.5h；进江海船可取2.5～4h，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 4.5～6h，两班制可取2.5～3.5h，一班制可取1～1.5h，取5h； KB——港口生产不平衡系数，按照《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006） 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：（h）（t）另外，泊位利用率需满足《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）中表4.10.3的要求，取0.70～0.75。当N=5时，泊位利用率：，不符合要求；当N=6时，泊位利用率：，符合要求。故取泊位数为6。4.2泊位长度与码头长度4.2.1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：（4-5）（4-6）式中：——端部泊位长度（m）； ——中间泊位长度（m）； L——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》（JTJ212-2006）表中查得，取值范围为8～10（m），取d为9m。于是有：（m）（m）总的泊位长度：（m）4.2.2码头长度根据《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）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：(m)（4-7）（m）（4-8）式中：——端部泊位的码头长度（m）； ——中间泊位的码头长度（m）； L——设计船型长度（m）； d——泊位富裕长度（m）。于是有：(m)（m）总的码头长度：（m）综合泊位长度与码头长度，取码头长度（m）4.3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：（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350～365d，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》 （JTJ212-2006）中表4.11.3，查得一般件杂货在仓库、堆场的平均堆存 期为5～9d，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：（t）堆场和罩棚所需容量为：（t）4.3.2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：（4-10）式中：A——仓库或堆场的总面积（m2）； 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/m2）； 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》（JTJ212-2006）中查表4.11.5和表4.11.6，分别确定各货种的单位有效面积货物堆存量q和库场总面积利用率Kk，最后根据公式（4-10），算得各货种所需的仓库或堆场的面积，进而求得件杂货仓库或堆场的总面积，计算过程见表4.1：表4.1库场面积计算货物种类大米面粉化肥水泥生铁铝铜锌类堆存方式仓库仓库仓库仓库堆场或罩棚堆场或罩棚q（t/m2）Kk（%）707070707575E（t）19251925192519251540015400A（m2）152818331250152864179333仓库所需的面积：1528+1833+1250+1528=6139（m2）；堆场和罩棚所需的总面积：6417+9333=15750（m2）；堆场和罩棚所需面积按5:3分配，则堆场所需的面积为9844m2，罩棚所需的面积为5906m2。4.4本章小结本章主要内容是港区主要建设规模的确定。包括泊位长度与码头长度的确定，仓库、堆场和罩棚所需容量、面积的确定。第5章港区总平面布置PAGE17第5章港区总平面布置5.1总平面布置原则1、综合考虑水域陆域条件，合理利用原有的自然岸线，力求做到统筹规划、远近结合。2、港区布局应紧凑、合理、节约用地，为港口远景发展留有余地。港区陆域应按照功能分区布置，功能区之间应相互协调，以有利于安全生产，方便船舶及物流运转。3、港区陆域平面的布置应该根据工艺流程情况，结合当地的自然条件，合理组织港区的货物和人员流动，减少互相之间的干扰。4、港区道路布置要通畅，并注意与港外道路的良好衔接。5、港口选址、布置要顺应河势，防止流冰对码头水工建筑物的破坏。6、注意环境保护，应采取切实可行的措施和方法避免或减少各种环境污染。7、平面设计时要考虑施工方便于否，并根据建设条件，注意施工场地的安排。5.2码头前沿设计5.2.1码头前沿设计高程码头前沿设计高程应考虑码头的重要性、设计船型、码头布置和形式、前后方高程衔接条件、地形、地貌和工程投资等因素。一般应为设计高水位家超高，超高值宜取0.1～0.5m，取超高值为0.5m。码头前沿高程=设计高水位+超高=84.50+0.5=85.00（m）故码头前沿高程为85.00m。5.2.2码头前沿设计水深及设计河底高程码头前沿设计水深，应保证在正常通航期间，设计船型在满载吃水条件下能够安全的停靠和进行装卸作业。其值为设计船型满载吃水加上龙骨下最小富裕水深及其他富裕深度。山区河流、平原河流、潮汐和运河影响不明显的感潮河段的码头前沿设计水深，可按下式计算：（5-1）式中：Dm——码头前沿设计水深（m）； T——船舶吃水（m），根据航道条件和运输要求可取船舶设计吃水或枯水期减 载时的吃水。取T=1.60m； Z——龙骨下最小富裕深度（m）； ——其他富裕深度（m），取（m）。于是有：（m）码头前沿设计河底高程=设计低水位-码头前沿设计水深 =76.80-2.10 =74.70（m）5.2.3码头前水域顺岸码头端部泊位的水域底边线与码头前沿线的夹角宜为30°～35°，取30°。码头前停泊水域取两倍设计船宽：（m）5.3码头前沿与堆场道路布置1、前方作业地带。码头前方作业地带是指码头前沿操作、前沿道路和临时货物堆存的场所。其范围自码头前沿线至一线库场，包括前沿通道及门机、货物装卸操作场（有时还包括临时堆场）以及库场前方道路。宽度按照《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）规定，当无引桥的直立式码头前方作业地带采用轨道式起重机时，宽度宜取25～40m。2、一线库场区。包括仓库、堆场和公路铁路装卸作业带，原则上，一线库场的容量应能接卸相应泊位设计船型的载货量。3、码头前沿各部分及尺寸（1）门机前后轨距取10.5m，门机外侧轨中心线距码头前沿的距离取2m，内侧轨中心线到一线堆场边缘取23.5m。（2）前方作业地带宽度，即码头前沿线到一线堆场边缘的距离，取36m。4、库场布置库场的布置应尽量与泊位相对应，前方取6个堆场（63m×27m）分别与各个泊位相对应；后方取3个仓库（63m×33m）和3个罩棚（63m×27m），分别与各个泊位相对应。5、库场道路主干道设计宽度为12m，在库场与后方辅助生产建筑区之间设计一条主干道，顺岸方向布置；次干道设计宽度为8m，堆场之间设计垂直于码头岸线的次干道。5.4码头平面布置1、码头后方辅助生产建筑的布置，要充分考虑可能需要的各种功用，以及实际应用起来方便于否，以保证投入使用后的便利性。并根据《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）中表5.3.5港内道路边缘至建构筑物的最小净距的要求，合理布置建筑物。2、港口规模一览表，如表5.1所示。表5.1港口规模一览表序号名称规模L（m）×B（m）数量总面积（m2）备注1堆场63×27610206—2仓库63×3336237—3罩棚63×3336237—4变配电所31.5×281882—5消防站31.5×251787.5—6停车场63×2511575—7超市31.5×231724.5—8食堂31.5×231724.5—9花坛12×8+3.14×421146.24—10办公楼138×40-58×2014360四层11机械库31.5×261819—12修理厂31.5×261819—13供水调节站31.5×241756—14加油站30×181540—15公寓63×2311449四层16预留发展用地31.5×2613219—63×50-30×25118门卫4×84128—5.5本章小结本章主要介绍了港区的总平面布置，包括码头前沿的设计（码头前沿设计高程、码头前沿设计水深、设计河底高程、码头前水域等的尺寸确定）、码头前沿的布置、道路堆场的布置和码头后方陆域的布置。主要依据《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）等行业规范，依据规范的要求去设计。在符合规范的前提下，力求做出布局合理、花费较少、施工方便、使用便利，功能齐全，工作高效，耐久且具有发展潜力的设计方案。第6章装卸工艺PAGE19第6章装卸工艺6.1设计原则装卸工艺是进行装卸生产的基本工艺，是港口生产活动的基础。为了实现经济效益和社会效益，采用先进的技术，设计出安全可靠、经济合理的装卸工艺流程，来完成一定的货物运量，因此装卸工艺设计必须符合基本的原则和要求。6.1.1装卸工艺的先进性港口装卸工艺的先进性，主要表现在坚持港口装卸机械方向，年货物的吞吐量多，机械化程度高，并实现大宗货物装卸专业化，件杂货成组化，集装化，形成完善而成熟的港口装卸工艺系统。所以，在装卸工艺设计时要结合港口的实际，选择先进的装卸工艺。6.1.2装卸工艺的合理性1、港口装卸工艺通用性和专业性的合理选择。2、尽量简化装卸工艺流程。3、合理的泊位利用率。4、具有堆存保管货物的能力。6.1.3装卸工艺的可靠性1、构成装卸工艺的流程要少。2、组成工艺流程的装卸机械设备的可靠性要大。3、装卸机械的合理配置。4、装卸机械设置的合理性。6.1.4装卸工艺的安全性1、安全质量的原则2、环保的原则6.1.5装卸工艺的经济性6.2一般规定1、装卸工艺应根据货运量、货种及包装方式、流向及不平衡性、车船型式、集疏运方式、经济条件和管理水平等因素，设计多种方案，并对这些方案进行技术经济比较，然后确定合适的装卸工艺。2、所采用的装卸工艺应符合具体要求，能够加快车船周转、与港口各环节生产能力相匹配，并且使营运成本降低。要积极采用先进的科学技术和现代管理方法，简化工艺流程，减少操作环节，提高装卸作业效率，保证作业安全，减少环境污染，降低能耗和改善劳动条件，保护人体健康。3、装卸工艺应与码头的结构型式相协调，综合考虑码头功能、规模、使用要求和自然条件进行设计。4、装卸机械设备应根据装卸工艺的要求，综合考虑技术先进、经济合理、安全可靠、能耗低、污染少和维护简便等因素进行选型，并可视运量增长分期配置。5、当货种单一、流向稳定、运量具有一定规模时，可按专业化码头设计。6、采用大型移动式装卸机械时，应设置检修和防风装置。6.3件杂货和多用途码头1、装卸船机械选型和配置应适应多种货物装卸作业的要求。当选用起重机时，吊幅应达到设计船型舱口外侧，起重量应满足装卸货物重量的要求。2、直立连片式码头的装卸船机械宜采用门座起重机、龙门起重机、装卸桥、桥式起重机等轨道式起重机。水位差较小、船型不大时也可采用固定式起重机，墩柱式码头宜采用固定式起重机。3、采用门座起重机、装卸桥等轨道式起重机装卸船时，起重机江侧轨道中心线至码头前沿线的距离不应小于2m，且应考虑人孔布置要求。对靠泊小型船舶的码头其距离可适当减少；采用固定式起重机时，其旋转中心至码头前沿线的距离应保证起重机旋转时不碰撞船体。4、无引桥的直立式码头前方作业地带的宽度应根据装卸船机械、工艺布置和作业方式确定。采用轨道式起重机时，宽度宜取25～40m；采用固定式或流动式起重机时，宽度宜取20～25m。对中、小型码头宽度可适当减少。5、码头前沿不宜设铁路装卸线。6、水平运输机械的选型应根据运距、货种、组关形式和货件重量等因素确定，运距较短可采用叉车或电瓶车；运距较长宜采用拖挂车。7、库场作业机械的选型应根据货种、组关形式、货件重量、车型和堆放形式等因素确定，可选用龙门起重机、桥式起重机或流动机械等。8、仓库的跨度和净高应按库内作业机械类型和货物堆高要求确定。单层仓库的跨度不宜小于18m，单层和多层仓库的底层净高不应小于6m，多层仓库的楼层净高不应小于5m。9、仓库库门尺度应根据进出库作业机械类型确定，净宽不宜小于4.2m，净高不宜小于5m。前后库门应对应设置。6.4装卸工艺确定6.4.1装卸工艺流程船船码头前沿库场20t自卸式卡车、火车港外5t门机叉车叉车20t自卸式卡车图6.1装卸工艺流程图6.4.2主要机械的型号及数量门座起重机选用TQ-5-25门座起重机，起重量5t，轨距10.5m，工作效率50t/台时。叉车的工作效率取25t/台时。装卸机械数量应根据作业线数和工艺流程的需要配置，可根据货种、运量和台时效率按下式计算：（6-1）式中：Nj——某种装卸机械数量(台)； Q——某种装卸机械分货种的年起重运输吨(t)； KjL——机械利用率，应按各港统计资料分析确定。新建港区可按下值选用:一 班制取0.15～0.20；两班制取0.30～0.35；三班制取0.40～0.50，电动机 械取大值，内燃机械取小值； Pj——各类装卸机械按不同操作过程装卸或搬运不同货种的台时效率(t/台时)1、门机数量平均每个泊位上所需门机1.05台，取每个泊位布置2台门机，与计算泊位数时用到的设计船时效率（t/h）相对应，总共门机数取12台。2、叉车数量叉车数取13台。6.4.3配备人员数目1、装卸工人数装卸工人数应根据泊位作业线数、班次和每条作业线的配工人数等确定。装卸工人数在装卸工艺方案设计时，可按下式计算：（6-2）式中：Nz——装卸工人数（人）； nz——作业线数，取7； nb——昼夜作业班次数，取3； nr——每条作业线的配工人数，取10； KzL——装卸工人轮休率，取2/7； Kzz——装卸工人出勤率，可取90%～95%，取95%。于是有：装卸工人数取310（人）。2、辅助工人数辅助工人数可按装卸工人数的5%～10%计算确定，取装卸工人数的6%，则辅助工人数为：辅助工人数取19（人）。3、机械司机人数装卸机械司机人数从《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）表4.11.17-1中查得，三班制门座起重机为7人/台、叉车为人/台，则装卸司机人数为：装卸司机人数取130（人）。4、总配备人数总配备人数=装卸工人数+辅助工人数+机械司机人数 =310+19+130 =459（人）总配备人数为459人。6.5本章小结本章主要是对装卸工艺的确定过程做一介绍，依据装卸工艺的设计原则（先进性、合理性、可靠性、安全性和经济性）、考虑到装卸工艺选择的一般规定、按照工程设计要求、并结合实际，最终确定出符合行业规范、合理、经济、可行的装卸工艺方案。此外，根据具体确定的装卸工艺及主要机械的型号和数量，依据规范算的具体的配备人员数目。第7章水工建筑物PAGE31第7章水工建筑物7.1设计条件本码头建设工程为110万吨级件杂货码头，码头顶面高程85.00m，码头前沿设计水深2.10m。此处地基状况较好。7.1.1设计船型设计船型为1000t级分节驳船。船长×船宽×设计吃水=65.9m×13.0m×1.6m7.1.2结构安全等级结构安全等级为二级。从《重力式码头设计与施工规范》查表得，结构重要性系数取1.0。7.1.3自然条件1、水位设计高水位：84.50m设计低水位：76.80m2、波浪要素码头选址出水域波浪作用不大，本建设工程不考虑波浪作用。3、地质资料第一层：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，稍许光滑，韧性中等，无摇震反应。层厚：0～3.7m。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。可以做为基础持力层。地基承载力设计值为300kPa。4、地震设计烈度地震设计烈度为Ⅵ度，故不进行抗震设计。7.1.4码头作用标准值1、码头前沿的堆货荷载q1取20kPa。2、装卸机械荷载：5t×25m门机，5t叉车。7.1.5材料指标材料指标见表7.1：表7.1材料指标表材料水上重度（kN/m3）水下重度（kN/m3）内摩擦角（°）素混凝土23.513.5—钢筋混凝土24.514.5—块石181145碎石171140中砂189.5327.2荷载确定7.2.1结构自重力自重力包括建筑物自身和位于建筑物上或建筑物中的填料及固定设备的自重力，自重力以标准值为唯一代表值，自重力的标准值可以根据结构的设计尺寸和材料的平均重度或固定设备的质量计算确定。7.2.2堆载作用在港口工程结构上的堆货荷载标准值应根据堆存货种及装卸工艺确定的堆存情况，结合结构型式，地基条件和不同计算项目，并考虑今后港口发展等进行分析后拟定。码头前沿堆货荷载的取值，从《港口工程荷载规范》中查得，河港件杂货直立式有门机码头前沿的堆货荷载q1取20kPa。7.2.3流动运输机械荷载作用在港口的流动运输机械的种类比较多，有门机和叉车等。1、门机荷载门座起重机是我国直立式码头的通用装卸机械，其荷载应根据实际机型确定。根据《港口工程荷载规范》，查无TQ-5-25型号的门机，故取规范中相近的Mh-5-30型号的门座起重机计算依据，其荷载标准值为250kN，计算图示如图7.1：110.50.750.75PPPP图7.1门机支腿荷载计算图示（间距单位：m）2、流动运输机械荷载流动运输机械荷载比较小，不考虑。7.2.4船舶荷载船舶荷载按其作用方式分为船舶系缆力、船舶挤靠力和船舶撞击力。本设计只考虑船舶系缆力。7.2.5波浪力码头选址出水域波浪作用不大，本建设工程不考虑波浪作用力。7.3码头结构方案设计7.3.1码头结构方案的确定1、码头结构型式的选择原则港口码头建筑物是港口的重要组成部分和主干工程。码头的特点是荷载复杂（包括各种使用荷载、施工荷载、自然力等）、施工条件差、投资大。码头结构型式要根据当地的自然条件、码头建筑物的使用要求和施工条件等因素决定。（1）自然条件的因素自然条件一般影响着结构型式的选择，而且是影响码头造价的主要因素。地质条件：结构形式必须和地质条件相适应。对于岩石、砂及较硬的粘土地基一般多采用重力式结构；对于中等密实的土壤地基且其下部无较坚硬的持力层时，一般多采用板桩结构；对于上不地基软弱（如淤泥质粘土或淤泥）而在地基的适当深度处存在较坚硬的持力层时，主要采用高桩码头。水位变化条件：当潮差较小时，由于受施工水位的影响，码头上部结构不能做的太高。当水位差较大而船型较小时，多采用浮码头。波浪条件：对于开敞式码头应尽量避免或减少波浪力对码头的作用。水流冲刷条件：在泥沙活动较强的地区修建突堤式码头时，要考虑对其原有的冲刷平衡的影响，一般宜采用透空式。（2）码头建筑物的使用要求结构型式必须满足使用上的要求。在一定的自然和施工条件下，使用要求是码头结构型式的决定因素。使用上对结构的要求主要有一下几方面：满足码头装卸工艺的要求（包括码头平面的型式、码头面的高程及水深、装卸运输机械类型布置、使用荷载等）；满足船舶的泊稳要求（对于掩护条件较差的码头应选择透空或局部透空的码头结构型式）；结构使用耐久（在各种可能的最不利荷载的组合作用下，具有足够的深度和整体的稳定性，不得发生较大的位移和沉降影响使用）；便于码头附属设施的安装。（3）施工条件的因素主要是指目前国内施工的技术水平、施工设备的能力以及当地已有的预制厂的规模及能力。2、码头结构型式的分类码头建筑物结构形式繁多，按其受力条件及工作特点大致可分为重力式码头、板桩式码头、高桩码头和混合式码头。而其中高桩码头分为桁架式、无梁板式、梁板式及墩式。其中桁架式适用于水位差较大需多层系缆的内河港口。无梁板式适用于水位差不大、集中荷载较小的中小型码头。梁板式一般适用于水位差不大的海港码头。墩式码头适用于采用固定装卸设备进行液体散货装卸的码头。7.3.2使用要求与结构型式的关系结构型式必须满足使用上的要求。在一定的自然和施工条件下，使用要求是码头结构型式的决定因素。使用上对结构型式的要求需满足：1、满足码头装卸工艺的要求主要包括码头平面形状、码头面高程及水深、装卸运输机械类型、布置、使用荷载等。码头面高程为84.50m，码头前沿设计水深为2.10m，采用的主要装卸运输机械有：门座式起重机、水平叉车。2、满足船舶泊稳要求本港区外水域平稳，泊稳条件较好。3、结构使用耐久码头前方结构要便于船舶停靠。在各种可能的最不利荷载的组合作用下，具有足够的强度和整体稳定性。在设计方案的选定中是满足结构实用耐久要求的。4、便于码头附属设备的使用、安装、检修7.3.3方案比选因为本码头的地基比较稳定，适合建设重力式码头。综合考虑后，决定对方块码头方案和扶壁码头方案惊醒方案比选。见表7.2：表7.2码头结构方案比选表项目优点缺点实心方块1、坚固持久2、抗冻抗冰性能好3、维修费用少，施工简单4、墙后土压力较小5、能承受较大的荷载6、适应能力强1、起重困难2、使用混凝土量大3、造价偏高4、自重大，要求较好的地基5、由于为块体，整体稳定性相对差一些6、抗震性差扶壁1、施工速度快2、混凝土用量少，钢筋用量比沉箱少3、抛石基床的用量少4、岸坡的填挖用量少5、前趾后踵间反力差小，基床反力均匀6、抗震性能相对好7、造价相对低1、土压力较大2、制作相对方块较麻烦3、结构整体性差由于本码头如果按方块码头进行结构设计，整体稳定性会比较差，综合考虑各方面因素，最后决定选用扶壁码头方案进行结构设计。7.4扶壁码头7.4.1尺寸拟定扶壁码头由立板、肋板、底板等构件组成。底板分为趾板、内底板和尾板三部分，也可不设尾板。预制扶壁外形尺寸应符合以下规定：1、现浇胸墙底部高程不低于施工水位，施工水位根据胸墙的浇筑量或砌筑量、结构形式、施工能力和水文条件综合考虑后确定。胸墙的顶宽由构造确定，顶宽一般不小于0.8m。2、扶壁高度：扶壁顶面嵌入胸墙的深度取100mm；扶壁长度由施工安装设备的起重能力确定，但不小于扶壁高度的1/3；扶壁宽度由建筑物的稳定性和地基承载力确定。3、立板厚度不小于200mm；肋板厚度不小于200mm，顶宽不小于1m，底宽与扶壁底板宽相同；趾板长度不大于1m，前端厚度不小于150mm，内底板和尾板厚度不小于250mm；扶壁底板两侧前后端的削减量取20～40mm。最终选定尺寸为：胸墙高3m，宽2.5m，施工水位为77.80m；扶壁结构高7.4m，长度3.5m，宽度9.8m；立板厚300mm；肋板厚200mm，顶宽1800mm，底宽9200mm；趾板长度300mm，前端厚度500mm，内底板厚度为500mm；本扶壁结构不设尾板，扶壁码头的断面图见图7.2，扶壁码头的平面图见图7.3。7.4.2作用分类及计算1、结构自重力（永久作用）（1）设计高水位（84.50m），计算结果见表7.3。（m）（m）（2）设计低水位（76.80m），计算结果见表7.4。2、土压力为简化计算，码头混凝土路面及碎石垫层仅按恒载考虑，土压力计算顶标高为84.50m，总高度为84.50-74.70=9.80m。土压力标准值计算为每延米值。土压力标准值的计算，按照《重力式码头设计与施工规范》，可近似按下列公式计算。（1）20kPa均载所形成的土压力（可变作用），见图7.4。当时：（kPa）故：（kPa）（kN/m)（kN·m/m）图7.2扶壁码头断面图（尺寸单位：cm，高程单位：m）图7.3扶壁平面图（尺寸单位：cm，高程单位：m）表7.3设计高水位情况下的结构自重力名称自重（kN/m）力臂（m）力矩（kN·m/m）胸墙1.35153.56路面6.2209.81碎石垫层6.2227.66扶壁前趾0.160.45立板0.4514.29底板5.2346.84隔板1.6910.29肋板Y1=3.76233.04抹角Y2=2.8022.68倒滤井内填料1.127.12回填砂6.21060.25.23090.46肋板Y1=3.76-152.69隔板1.69-6.74抹角Y2=2.80-14.87倒滤井1.1-23.42合计1080.54—5198.68表7.4设计低水位情况下的结构自重力名称自重（kN/m）力臂（m）力矩（kN·m/m）胸墙1.35237.94路面6.2209.81碎石垫层6.2227.66扶壁前趾0.160.45立板0.4521.31底板5.2346.84隔板1.6915.70肋板Y1=3.76233.043.2088.06抹角Y2=2.8022.681.172.78倒滤井内填料1.138.09回填砂6.22008.85.24477.825.2727.17肋板Y1=3.76-152.693.20-74.85隔板1.69-11.36抹角Y2=2.80-14.871.17-2.36倒滤井1.1-38.97合计1719.08—8363.05图7.420kPa均载土压力分布（标高单位：m）（2）回填料所形成的土压力（永久作用）。1）设计高水位（84.50m），见图7.5。图7.5设计高水位情况土压力分布（标高单位：m）（kPa）（kPa）(kPa)（kN/m）（kN·m/m）2）设计低水位（76.80m），见图7.6。图7.6设计低水位情况土压力分布（标高单位：m）（kPa）（kPa）（kPa）（kPa）（kN/m）（kN/m）（kN/m）（kN·m/m）（3）门机荷载所形成的土压力（可变作用）。为了简化计算，本设计对门机荷载进行了一些处理，说明如下：第一，门机空载（自重状态下）情况下的取值与使用时期门机荷载相同；第二，门机荷载与均载组合作用时，门机轨道两侧3m内及门机前轨至码头前沿应均无均载作用，但计算时，门机前轨考虑了无均载作用，门机后腿土压力计算没有考虑减去均载作用；第三，当门机后腿重载产生附加土压力作用时，门机前腿形成的竖向作用分项系数取1.0.1）门机后腿重载情况下后腿：（kN），前腿：（kN）①后腿形成的土压力及力矩，见图7.7。图7.7门机土压力（臂朝后）（标高单位：m）（kN/m）（扶壁：3.5m/段）（kPa）（轨道梁底宽：1.3m）（kPa）（kN/m）（kN·m/m）②前腿形成重力：（kN/m）（kN·m/m）2）门机前腿重载情况下后腿：（kN），前腿：（kN）①后腿形成的土压力及力矩，见图7.8。（kN/m）（kPa）（kPa）（kN/m）（kN·m/m）②对应前腿形成重力：（kN/m）（kN·m/m）图7.8门机土压力（臂朝前）（标高单位：m）3、船舶荷载根据《港口工程荷载规范》的要求，从该规范中查表得到河船码头的系缆力夹角、；查表得到船舶载重量为1000t的内河驳船系缆力标准值N为100kN。根据《港口工程荷载规范》，垂直于码头前沿线的横向分力Nx和垂直于码头面的竖向分力Nz可按下列公式计算：（7-1）（7-2）式中：N——系缆力标准值； Nx——系缆力标准值垂直于码头前沿线的横向分力； Nz——系缆力标准值垂直于码头面的竖向分力； ——系船缆的水平投影与码头前沿线所成的夹角（°）； ——系船缆与水平面之间的夹角（°）。于是有：（kN）作用在扶壁地上的系缆力按由两个扶壁承受，宽度取7.0m。故每延米上系缆力标准值为：（kN/m）（kN·m/m）（kN·m/m）7.4.3码头稳定性验算1、承载能力极限状态设计表达式不考虑波浪作用，由土压力产生的可变作用为主导可变作用时：（1）抗滑稳定（7-3）式中：——自重力分项系数，取1.0； ——结构自重力标准值； ——摩擦系数设计值，取0.6； ——结构重要系数，由于结构安全等级为二级，从《重力式码头设计与施工 规范》JTJ290-98查表3.6.1-1得，结构重要性系数取1.0。 ——土压力分项系数：永久作用时取1.35；可变作用时，设计水位取1.35， 极端水位取1.25； 、——填料产生的主动土压力水平分力和竖向分力标准值，取； ——剩余水压力分项系数，取1.05； ——剩余水压力标准值（kN），取0； ——系缆力分项系数：设计水位时取1.40；极端水位时取1.30； 、——码头面可变作用主动土压力计算面以上的水平分力和竖向分力 标准值（kN），取； ——作用组合系数，取0.7； ——结构系数，不考虑波浪作用时取1.0； ——系缆力水平分力标准值（kN/m）； ——系缆力竖向分力标准值（kN/m）。（2）抗倾稳定（7-4）式中：——结构自重力稳定力矩（kN·m）； 、——填料主动土压力对前趾的倾覆力矩和稳定力矩（kN·m）； ——剩余水压力倾覆力矩标准值（kN·m）； ——结构系数，取1.25； 、——码头面可变作用产生的主动土压力标准值的倾覆力矩和稳定 力矩，取； ——系缆力倾覆力矩标准值（kN·m）。（3）基床承载力验算（7-5）式中：——结构重要系数，取1.0； ——最大应力分项系数，取1.0； ——基床承载力设计值，600kPa； ——最大应力标准值（kPa）。当时：（7-6）（7-7）（7-8）（7-9）式中：——作用在基床顶面的竖向合力标准值（kN/m）； ——系缆力竖向分力标准值（kN）； ——墙底宽度（m），； ——墙底面合力标准值作用点的偏心距（m）； ——合力作用点与墙前趾的距离。当时：（7-10）（7-11）并需满足。（4）地基承载力验算1）地基承载力需满足：（7-12）式中：——结构重要系数，取1.0； ——最大应力分项系数，取1.0； ——地基承载力设计值（kPa）； ——最大应力标准值（kPa）。2）抛石基床底面的最大、最小应力标准值和合力标准值作用点的偏心距按下列公式计算：（7-13）（7-14）（7-15）（7-16）（7-17）式中：、——分别为抛石基床底面的最大和最小应力标准值（kPa）； ——墙地面的实际受压宽度（m）； ——块石的水下重度标准值（kN/m3）； ——抛石基床厚度（m）； ——抛石基床底面合力标准值作用点的偏心距（m）。3）对于条形基础抛石基床有：（7-18）（7-19）式中：——条形基础抛石基床底面处的有效受压宽度（m）； ——条形基础抛石基床底面处的受压宽度； ——墙底面的实际受压宽度（m），应按现行行业标准《重力式码头设计与施 工规范》的有关规定确定； ——抛石基床底面合力标准值的偏心距（m），应按现行行业标准《重力式码 头设计与施工规范》的有关规定确定。4）对于抛石基床，作用于基础底面的倾斜率按下列公式计算：①无抛石基床情况：（7-20）②有抛石基床情况：（7-21）式中：——作用于抛石基床底面上平行于基础短边的水平合力标准值或平行于基 础长边的水平合力标准值。对重力式码头：当无波浪力作用时，可取 近似等于，；当有波浪力作用时，宜按及基床厚 度范围内的主动土压力之和确定； ——作用于抛石基床底面上的竖向合力的标准值（kN），对重力式码头包 括作用于墙地面以上的竖向合力标准值及抛石基床底面处有效面积 或有效宽度范围内的抛石体自重力标准值； ——作用与基础底面上平行于基础短边的水平合力标准值或平行于基础长 边的水平合力标准值，对重力式码头为墙地面以上土压力的水平分力及 其他水平力（如水压力和系缆力等）合力的标准值（kN）； ——作用与墙底面或基础底面上的竖向合力的标准值（kN）。2、作用效应组合（1）持久组合一：设计高水位（84.50m）自重力+墙后填料土压力+堆载土压力（非主导可变作用）+系缆力（非主导可变作用）+门机后腿重载时的作用（主导可变作用）1）抗滑稳定（kN/m）（kN/m）（kN/m）（kN/m）左式=（kN/m）右式=（kN/m）左式<右式，满足要求。2）抗倾稳定（kN/m）（kN·m/m）（kN·m/m）（kN·m/m）左式=（kN·m/m）右式=（kN·m/m）左式<右式，满足要求。3）基床应力（m）（kN·m/m）（kN/m）（kN·m/m）（m）满足要求。（2）持久组合二：设计低水位（76.80m）自重力+墙后填料土压力+堆载土压力（主导可变作用）+系缆力（非主导可变作用）+扶壁顶面荷载+门机前腿重载时的作用（非主导可变作用）。1）抗滑稳定（kN/m）（kN/m）（kN/m）（kN/m）左式=（kN/m）右式=（kN/m）左式<右式，满足要求。2）抗倾稳定（kN·m/m）（kN·m/m）（kN·m/m）（kN·m/m）左式=（kN·m/m）右式=（kN·m/m）左式<右式，满足要求。3）基床应力（kN/m）（kN·m/m）（m）（kN·m/m）（m）满足要求。（3）持久组合三：设计低水位（76.80m）自重力+墙后填料土压力+堆载土压力（非主导可变作用）+系缆力（非主导可变作用）+门机后腿重载时产生的作用(主导可变作用)1）抗滑稳定（kN/m）（kN/m）（kN/m）（kN/m）左式=（kN/m）右式=（kN/m）左式<右式，满足要求。2）抗倾稳定（kN·m/m）（kN·m/m）（kN·m/m）（kN·m/m）左式=（kN·m/m）右式=（kN·m/m）左式<右式，满足要求。3）基床应力（kN/m）（kN·m/m）（m）（kN·m/m）（m）满足要求。3、沿基床底面的抗滑稳定计算（1）持久组合一：设计高水位（84.50m）根据《重力式码头设计与施工规范》，沿基床底面的抗滑稳定性验算，应按图7.9所示图式验算。基床中通过墙前趾或后踵的直立面上应考虑主动土压力作用，考虑面上的被动土压力时，应在式中增加项，其分项系数取1.0。当基床厚度较薄或墙前土层软弱时可不考虑。图7.9沿基床水平滑动稳定性计算图式对于本码头，由于基床厚度为1m，不考虑被动土压力。故计算公式仍可采用公式（7-3）。对于公式中各项参数的取值如下：取1.0；取1.0；取1.35；取1.40；；取0.7；取1.0；取1.0；的取值，从《重力式码头设计与施工规范》中查表得到在抛石基床底面与地基土顶面处，地基为细沙-粗砂时，摩擦系数设计值可取0.50～0.60，取。由此可见，对于三种持久组合方式，计算沿基床底面的抗滑稳定时，公式不变，公式中左式的各种参数值无变化，右式中只有结构自重力标准值发生了变化，值增大了，为基床抛石增加的自重力。左式<右式恒成立，故沿基床底面的抗滑稳定满足要求。基床抛石增加的自重（见图7.10）为：（kN）图7.10沿基床底抗滑计算示意图（单位：mm，标高单位：m）4、地基承载力验算（1）根据前述计算结果比较，持久组合二情况下为控制情况，以此组合验算。计算条件：（kN/m）；（kN·m/m）；（kN·m/m）；（kPa）；（kPa）；（kN/m3）；（m）；（kN/m）；（kN/m）；（kN/m）。1）抛石基床底面的最大、最小应力标准值和合力标准值作用点的偏心距计算三种持久组合方式中，都有，故（m）。于是有：（kPa）（kPa）（m）2）条形基础抛石基床底面处的有效受压宽度及受压宽度计算（m）（m）3）作用于抛石基床基础底面的倾斜率计算①基床厚度范围内的土压力计算（参见设计低水位上的土压力计算）基床顶面的土压力强度为：当时：基床顶面的土压力强度为：（kPa）（kPa）土压力合力：（kN）（以单宽m计）②作用于抛石基床基础底面的倾斜率计算（kN）（kN）（kN）根据《港口工程地基规范》，查表得到的中砂地基的承载力设计值，取300kPa。抛石基床底面的最大标准值（kPa）<（kPa），满足要求。7.3本章小结本章主要介绍了汤源港件杂货码头建设工程扶壁式结构的计算内容。首先需确定设计条件，包括自然条件、码头作用标准值和材料指标等；然后确定扶壁式结构的荷载种类和型式；再根据具体规范要求等拟定扶壁结构的具体尺寸；最后对拟定的扶壁结构进行结构计算，包括作用荷载计算和码头稳定性验算，合格后即可采用所拟定的扶壁结构型式尺寸，否则需重新拟定、计算、验算，直至合格，确定最终方案。主要需注意荷载种类及型式的考虑是否完全，验算是否准确，是否符合规范的要求等，需考虑周全。第8章施工条件和方法PAGE51第8章施工条件和方法8.1工程概况本码头建设工程为110万吨级件杂货码头，码头顶面高程85.00m，码头前沿设计水深2.10m，码头前沿线长度为459m。码头结构型式为扶壁式。8.2施工条件1、交通条件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，介于林城伊春、煤成鹤岗和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。汤源县境内泡沼棋布、河流纵横，有一江二十三河，总水量达70亿立方米，水能蕴藏量高达1.8万千瓦，水资源非常丰富。水路交通较为便利，可以满足工程交通运输的需要。2、场地条件码头所在地有充足的水域陆域面积可以满足水工工程、进港航道及陆域工程等施工用地需要。3、主要建材及施工用水、用电、通信等的供应条件水泥、木料、钢材等主要的建筑材料可以到佳木斯等地建材市场购买到。沿江附近有采沙场和采石场多处，通过水路、陆路运输，完全可以保证工程所需的各类砂石料的及时供应。施工用水的话，可以在场区内新打深水井，即可满足施工用水的要求。对水质的要求较低时，可以直接抽取江水补充施工用水。4、工程施工可以利用当地的或周边的现有设施佳木斯、同江、抚远等地可提供推土机、自卸汽车、电动夯实机、液压式挖掘机、压路机、混凝土搅拌机等施工机械。疏浚用绞吸式挖泥船可以从佳木斯航道分局调遣。8.3主要工程项目的施工方法8.3.1主要分项工程根据本码头建设工程的实际情况以及施工特点，将工程划分为：（1）前期准备及临时工程；（2）围堰及降水工程；（3）扶壁预制工程；（4）基槽开挖以及抛石夯实整平；（5）扶壁安装工程；（6）现浇混凝土胸墙工程；（7）回填砂工程；（8）现浇面层砼工程；（9）系靠船构件制作安装工程；（10）护岸工程；（11）围堰拆除工程；（12）进港航道及港池疏浚工程。8.3.2疏浚及吹填工程疏浚工程包括进港航道及港池疏浚两部分，吹填指码头后方的陆域形成部分。本工程疏浚设备选用绞吸式挖泥组。作业程序：①挖泥船——排泥管线——吹填区；②挖泥船——排泥管线——接力泵——排泥管线——吹填区。考虑到挖泥工效和施工期的回淤量，疏浚工程最好安排在枯水期实施，施工方法采用横挖法，抛泥区选在陆域低洼处。疏浚工程要严格按照《疏浚工程技术规范》的要求进行施工。开工前，应对施工现场进行实地考察、调研、搜集施工现场的施工组织条件。施工作业过程中要适时准确测定挖泥船的位置，避免产生超挖和漏挖的现象。工程施工还应遵守环境保护的有关规定，减少疏浚施工对环境的不利影响。对重力式码头后方进行吹填时，必须考虑吹填对建筑物稳定性的影响，并应符合《重力式码头设计与施工规范》中的相关规定。吹填工程施工作业对环境产生的影响应符合现行行业标准《港口工程环境保护设计规范》的相关规定。8.3.3码头水工工程主要施工程序：基槽开挖——基床抛石、整平——预制扶壁安装——墙后回填中砂及倒滤层——现浇混凝土胸墙——回填中砂——铺筑碎石垫层——码头面层硬化施工方法和要求：1、基槽开挖：当深井降水达到基槽顶面以下时，码头基槽由挖掘机和推土机配合进行开挖。基槽开挖过程中要勤测水深，基槽开挖尺寸及槽底土质经监理工程师验收合格后，及时抛石。2、基床抛石：根据码头基线确定基床抛石的起点、终点、中线、边线、转角，并采用导标进行标定。采用挖掘机进行抛石。3、扶壁安装位置要准确4、回填中砂及倒滤层5、面层硬化：垫层充分碾压，保证垫层粒径级配合理，确保施工质量，分条分段跳打，提高工程质量。施工所需主要机具及设备：根据以上工艺流程及施工方法，需要的主要施工机具包括挖掘机、起重机、混凝土搅拌机等。8.3.4护岸工程1、岸坡开挖及削坡岸坡开挖、削坡前，应进行断面测量，并布设断面控制标志。边坡坡度应满足设计要求。当地质情况与设计资料不符，需修改边坡坡度时，应与设计单位研究确定。挖方弃土应保证开挖边坡的稳定，并满足设计要求。严禁向航道内弃土。2、砂垫层和土工织物砂的规格和质量应满足设计要求，采用中粗砂，含泥量不宜大于5%。砂垫层的厚度和顶宽不得小于设计要求。土工织物的品种、规格及技术性能应满足设计要求。铺设前应对基层进行清淤、整平，表面不得有尖角。土工织物铺设块的宽度，应根据施工方法和能力确定。拼幅宜采用“包缝”活“丁锋”。土工织物铺设后及时进行上部施工，回填顺序由坡底向坡顶方向进行。3、碎石倒滤层倒滤层材料的规格和质量应满足设计要求。倒滤层应分段、分层由坡脚向坡顶施工，每段、每层推进面应错开足够距离。倒滤层施工后，应及时进行回填覆盖。4、砌石护面砌石应从坡脚处开始，自下而上进行。当分段砌筑时，应互相照应，留好倒滤层的接茬，使砌石面层不致出现通缝并使免面层相邻砌石高差符合允许偏差。砌石面层应错峰铺砌并相互挤紧，不得松动、叠砌和浮塞。砌石面层的坡脚、坡肩、坡顶，应采用较大的块石砌筑。块石材质、大小及面层厚度应符合设计要求，不得采用强度低、已风化、易风化或遇水软化的块石砌筑。8.3.5房建工程陆域形成后，房建工程可适时开工建设。根据工程情况、工程要求和施工条件，将整个工程分为基础施工、主体工程、其他工程等三个阶段，根据各阶段特点分别组织施工，并紧可能的相互衔接。8.4本章小结本章主要介绍了汤源港件杂货码头的主要工程项目、施工条件和具体方法。主要工程项目有：前期准备及临时工程，围堰及降水工程，扶壁预制工程，基槽开挖以及抛石夯实整平，扶壁安装工程，现浇混凝土胸墙工程，回填砂工程，现浇面层砼工程，系靠船构件制作安装工程，护岸工程，围堰拆除工程和进港航道及港池疏浚工程。需注意施工过程中要严格按照要求来组织操作，保证施工质量。第9章工程概算PAGE53第9章工程概算9.1编制依据1、交通部[1998]112号发布的《内河航运建设工程概算预算编制规定》、《内河航运水工建筑工程定额》、《内河航运工程船舶机械艘（台）班费用定额》等；2、交基发[1997]246号发布的《疏浚工程预算定额》、《疏浚工程船舶艘班费用定额》、《疏浚工程概算预算编制规定》；3、国家及上级领导机关的有关文件、法令和规定等；4、建设单位的有关意见。9.2工程概况码头长度为459m，两侧为24m的翼墙。码头为扶壁码头。9.3工程概算本工程各项费用计取见表9.1：表9.1各项费用计取表序号项目内容费率1其他直接费(%)冬季、雨季及夜间施工增加费1.48材料二次搬运费0.26施工辅助费1.11施工队伍进退场费1.722现场经费(%)临时设施费1.48现场管理费4.463间接费(%)企业管理费3.39财务费用0.744计划利润（%）7.005税金（%）3.41码头水工工程概算见表9.1：表9.1码头水工工程概算表序号定额号分部分项工程名称单位工程量基价（元）市场价（元）单价合计单价合计11276基槽挖泥100m3331.8116255391913143104287923065码头前沿防冲抛石100m322.9560551389621874643022136192预制扶壁10m3537.50332817888007563406511346195预制扶壁安装10件78.603409267947774960907155092现浇砼胸墙10m3344.25317110916177856270442865129现浇砼护轮槛10m32.89452513077102172952775073现浇混凝土铺面10m3151.4722653430807459112981583013铺筑碎石垫层100m322.7253871223931359330883393040回填中砂100m3705.8437672658899107427582133103016铺筑碎石倒滤100m310.7048115147811043118160118008系船柱制作安装10个0.7025471783106877481128069D型橡胶护舷10个14.85265839471247636769133069抛填基床块石100m363.349210583361267301693078148022轨道安装100m8.822135218832532400285768定额直接费合计7828384200432751.05821980421045439施工取费合计2059061其他直接费375645冬季、雨季及夜间施工增加费121653材料二次搬运费21371施工辅助费91240施工队伍进退场费141381现场经费488256临时设施费121653现场管理费366603间接费339478企业管理费278651财务费用60827计划利润575386税金280295合计231045009.4本章小结本章主要介绍了工程概算时的计算依据、工程概况以及计算结果。计算结果以表格形式列出。汤源港件杂货码头建设工程设计PAGE55结论本设计方案以松花江汤源港的一个工程实例为原型。先通过已知条件和查阅资料，确定工程所在地的自然条件和码头吞吐量和设计船型尺度；再确定码头的规模（码头长度，泊位数，仓库、堆场和罩棚的容量和面积），并进行总平面布置；其后可以确定合适的装卸工艺，确定人员配备；继而可以确定码头型式，拟定结构型式，进行结构计算和验算，以确定结构的具体型式；最后确定工程施工的条件和方法并进行概预算。在整个过程中，不仅要积极查阅规范，使设计符合行业规范的各种要求，还需考虑到实际功用、便利性以及经济性、可行性，最终确定出本设计方案。码头长度459m，前沿线顺岸布置，6个泊位，港区总占地面积98300m2，两侧翼墙长24m，码头为扶壁结构，每延米花费约5万元。通过本次毕业设计，我对本科阶段所学的专业知识进行了系统的回顾和巩固，并学会在实际中加以应用，了解了工程中实际问题的处理方法、原则等。在设计过程中，培养了自己实事求是、谦虚谨慎的科学态度和刻苦钻研、勤学好问、勇于创新的科学精神。通过本次毕业设计，我深深感到了自己所学的知识还很欠缺，在今后的学习偶给你做当中，必须注意不断完善自己的知识体系、提高自己的各项能力，努力提高自身水平。汤源港件杂货码头建设工程设计PAGE57参考文献[1]JTJ206-96,港口工程制图标准[S].北京:人民交通出版社,1997.[2]JTJ297-2001,码头附属设施技术规范[S].北京:人民交通出版社,2002.[3]JTS147-1-2010,港口工程地基规范[S].北京:人民交通出版社,2010.[4]JTS144-1-2010,港