天津港碼頭工程5000噸級件雜貨碼頭設計【含4張CAD圖紙+說明書】
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5000噸級件雜貨碼頭設計
目錄
目錄
目錄 1
第一章 總論 4
1.1 港口基本情況 4
1.2 主要設計結論 5
1.3 項目背景 5
第二章 自然條件 6
2.1 氣象 6
2.1.1氣溫 6
2.1.2風 6
2.1.3降水 7
2.1.4霧 7
2.2 水文 7
2.2.1潮位 7
2.2.2波浪 9
2.2.3海流 11
2.2.4冰凌 11
2.3 地形、地貌及工程泥沙 11
2.3.1地形 11
2.3.2海岸地貌 11
2.4 地質條件 12
2.4.1土層描述及分布特征 12
2.4.2各土層的物理力學指標見表2-4 13
2.5 地震 13
2.6 地理位置 13
第三章 貨運量及船型 15
3.1 貨運量 15
3.2 設計船型 15
第四章 港區(qū)主要建設規(guī)模的確定 15
4.1 泊位數目的確定 15
4.2 倉庫、堆場面積 16
4.2.1 件雜貨倉庫所需容量: 16
4.2.2堆場總面積 17
第五章 港區(qū)總平面設計 18
5.1 總平面布置原則 18
5.2 作業(yè)條件及標準 18
5.2.1 船舶裝卸作業(yè)標準 18
5.2.2碼頭年作業(yè)天數 18
5.3 碼頭前沿高程和設計水深 19
5.3.1設計水位 19
5.3.2 碼頭前沿高程 19
5.3.3 碼頭前沿設計水深 19
5.4 碼頭前水域及港池的寬度及長度 20
5.4.1 碼頭前水域 20
5.4.2 港池的寬度及長度 20
5.5 航道尺度與航道水深 21
5.5.1 主要尺度 21
A=1.69×(112×Sin7°+17)=51.80m 21
5.5.2 助航設施 22
5.6 錨地 22
5.7 碼頭前沿與堆場道路布置 23
5.7.1件雜貨碼頭 23
5.7.2 堆場的布置 23
5.7.3 堆場道路 23
第六章 裝卸工藝 25
6.1 設計原則 25
6.1.1 裝卸工藝的先進性 25
6.1.2 裝卸工藝的合理性 25
6.1.3裝卸工藝的可靠性 25
6.1.4裝卸工藝的安全性 25
6.1.5 裝卸工藝的經濟性 25
6.2 一般規(guī)定 25
6.3 件雜貨的裝卸機械選型和工藝布置 26
6.4 主要設計參數 27
6.5 裝卸工藝確定 27
方案一 27
6.5.1 裝卸工藝流程 27
6.5.2 主要機械型號、數量 27
6.5.4 機械司機人數 28
6.5.5輔助工人數 29
按照裝卸工人數的5%~8%計算 29
117×6%=7.02 取8人 29
方案二 29
6.5.1 裝卸工藝流程 29
6.5.2 主要機械型號、數量 29
6.5.3 裝卸工人人數 30
6.5.4 機械司機人數 30
6.5.5 輔助工人數 30
按照裝卸工人數的5%~8%計算 30
117×6%=7.02 取8人 30
6.6方案比選 30
第七章 水工建筑物(結構方案設計) 31
(一)碼頭結構型式的選擇原則 38
(二)使用要求與結構型式的關系 40
第八章 扶壁構件配筋計算 75
8.1扶壁結構配筋要求 75
8.2立板配筋 75
1. 配筋計算 75
2.斜截面受剪承載力驗算: 75
3. 分布鋼筋 75
8.3 底板和尾板配筋 76
1) 配筋計算 76
2) 斜截面受剪承載力驗算: 76
3) 分布鋼筋 76
8.4 趾板配筋 77
8.5肋板配筋 77
1. 承載力計算 78
2. 配筋計算 80
8.6構件裂縫寬度驗算 81
參 考 文 獻 84
致謝 85
第一章 總論
1.1 港口基本情況
港口是水陸聯(lián)運的樞紐。港口水工建筑物是港口的主要組成部分,一般包括碼頭防波堤、護岸船臺滑道和船塢。碼頭是供船舶停靠、裝卸貨物和上下旅客 的水工建筑物,它是港口的主要組成部分。建國初期,我國只有6個港口,泊位233個,其中萬噸級泊位61個,年吞吐量1000多噸級。50多年來,我國水運工程建設始終得到黨和國家的重視和關懷。1973年周恩來總理發(fā)出了“三年改變港口面貌的號召,使我國港口、航道的建設進入了一個新時期。黨的十一屆三中全會以來,黨的改革開放政策極大的促進了港口建設的步伐,使我國沿海主要港口的大型化、機械化和專業(yè)化方面進入了世界水平。到1995年底,我國擁有深水泊位400多個,總吞吐量超過了7億噸。50多年代來,依靠科技進步,水運交通基礎設施的面貌產生了深刻變化。港口水工建筑物的結構型式也有了很大發(fā)展,由起初的短樁小跨、實體重型逐漸采用長樁大跨、空心輕型和預制安裝結構;并取得了一系列重大科技成就和具有國際水平的創(chuàng)新成果:如大型格形鋼板樁結構、大型預應力混凝土管樁結構和大圓筒的應用、爆炸法處理水下軟基和夯實水下拋石基床、土工合成材料和粉煤灰在港口工程的應用、大型沉箱的防浪設計和預制出運等。隨著我國自然條件較好的海灣和海岸逐步開發(fā),今后建港將更多地處于各種復雜的條件下,或浪大流急,或海灣平緩,或地基土質松軟。同時在適應新的裝卸工藝、提高裝卸效率、綜合利用水資源等方面也對港口水工建筑物的建設提出了新的要求。港口水工建筑物主要分為設計和施工兩個階段,其中設計又可分為工程可靠性研究,初步設計和施工圖設計三個程序。本設計主要對重力式碼頭進行設計,其內容包括:作用及其效應組合的的確定、結構選型、結構布置與構造、建筑物的穩(wěn)定及結構強度計算等。水運系統(tǒng)自70年代初開始應用計算至今,已有初期的編制和應用單一功能、單一結構的數值計算程序,發(fā)展到能研制建立軟件包、計算機輔助設計系統(tǒng)、計算機模擬實驗和計算機自動控制系統(tǒng)。目前對港口水工建筑物中采用各種計算假定、各種計算方法、各種結構型式的梁、板、排價差不多都有一些應用程序提供服務。三維問題的計算,程序的集成化、智能化,結構與介質的相互作用等問題的研究和應用正在進一步發(fā)展。過去由于計算機條件的限制而不得不采用各種簡化,現(xiàn)在可采用較精確的方法。我國的水運工程系統(tǒng)的計算機應用水平總體上還不高,優(yōu)化設計、工程數據庫和規(guī)范庫的建立還有待進一步開發(fā)。要加快步伐趕上國際水平。港口水工建筑物是港口工程的
一項主體工程。本設計的目的是:掌握港口水工建筑物計算的基本原理和構造知識,為今
后從事港口水工建筑物的設計工作打下牢固的基礎。本設計需用其他課程(如土力學、水力學、水文學、建筑材料、材料力學、結構力學、鋼筋混凝土結構和工程施工規(guī)范等課程)的有關知識;對港口水工建筑物的經濟性、安全性、使用要求和施工條件等方面進行綜合考慮,并通過實踐來對計算整理編寫設計書、繪制施工圖紙。
1.2 主要設計結論
本設計的主要內容有資料分析、總平面布置、裝卸工藝、碼頭結構方案擬定、設計概算、結構計算部分??偲矫娌贾冒ㄋ蚝完懹騼刹糠值牟贾们闆r。水域設計部分包括進港航道,港池及碼頭前沿水深、回旋水域、錨地等的尺度和水深。陸域部分包括碼頭前沿線確定,泊位長度,斷面寬,高(即碼頭頂面高程-港池底高程),碼頭坡度的尺度計算及泊位的布置順序。泊位布置順序應根據泊位性質(如共同使用機械)、后方布置(如共同使用堆場)、風向、鐵路等因素綜合評估設計。裝卸工藝部分包括工藝流程設計,機械數量,主要經濟技術指標。工藝流程設計根據泊位調整,工藝擬定做出多用途泊位的工藝流程設計。機械數量包括機械和人員數量。主要經濟技術指標有設計年通過能力、泊位數目、庫場面積、裝卸工人及機械司機人數、勞動生產率、裝卸一艘船所需時間等。由于從地質資料知地基條件較好,不易選擇高樁,易選用重力式碼頭。方案設計部分對方塊和扶壁兩部分進行斷面設計,抗滑抗傾穩(wěn)定驗算,對地基承載力驗算,整體穩(wěn)定驗算。根據使用要求、自然條件、施工條件對兩個方案進行比選。結構選型后對推薦方案進行內力計算并配筋。由于方塊的整體穩(wěn)定性不適用于大型碼頭,本設計推選扶壁為優(yōu)選方案并進行內力計算和配筋。
1.3 項目背景
天津港騰運有限公司由于業(yè)務發(fā)展的需要,為解決原料及產品的運輸問題,集團需配套建設專用的運輸碼頭。擬建5000噸幾件雜貨碼頭泊位及水文航道、港口配套的堆場等設施。由于騰運有限公司主產變壓器等,所以件雜貨按鋼鐵計算。
第二章 自然條件
2.1 氣象
2.1.1氣溫
年平均氣溫 12℃
平均最高氣溫 16.1℃
平均最低氣溫 8.70℃
極端最高氣溫 39.9℃(1995年7月24日)
極端最低氣溫 -18.3℃(1953年1月17日)
冬季,12月平均氣溫-1.2℃,1月平均氣溫-4.3℃,2月平均氣溫-1.7℃。
2.1.2風
春秋季多偏南風,夏季多偏東風,冬季多北至西北風,最大風力7~8級,一般2~5級。常風向SW,頻率9.9%,次常風向SE,頻率8.44%,強風向NW,該風向6~7級風出現(xiàn)頻率為0.29%。
臺風很少進入渤海直接在天津沿海登陸,但亦有之。詳見風玫瑰圖。
2.1.3降水
年平均降水量 602.9 mm
年最大降水量 1083.5 mm(出現(xiàn)于1964年)
年最小降水量 278.4 mm(出現(xiàn)于1968年)
日最大降水量 191.5 mm(出現(xiàn)于1975年)
每年降水多集中在7~8月,占全年的62.8%;每年4~10月份為主要降水月份,占全年95.1%。
據有關年降水資料統(tǒng)計各種雨量平均累計時間:小雨24.5d,中雨3d,大雨5d,合計32.5d。
2.1.4霧
霧多出現(xiàn)在冬季,據有關資料統(tǒng)計,能見度小于1km的大霧平均為39 h,多發(fā)生在一月??紤]霧后恢復作業(yè),每年取影響作業(yè)天數為2.5d。
2.2 水文
2.2.1潮位
1、基準面換算關系
當地平均海平面
2.56m
大沽零點
1.00m
天津港理論最低潮面
2、潮型
本區(qū)潮汐性質為不正規(guī)半日潮,每日兩潮,滯后45min,一般漲潮時間為5.5h,退潮時間為7h,一般潮差為2~3m,最大可達4m。
3、潮位特征值
歷年最高高潮位 5.81m (1992年9月1日)
歷年最低低潮位 -1.08m (1957年12月18日)
歷年平均高潮位 3.77m
歷年平均低潮位 1.34m
歷年最大潮差 4.37m
歷年平均潮差 2.43m
平均漲潮歷時 5h27min
平均落潮歷時 7h05min
4、設計水位
設計高水位 4.30m
設計低水位 0.50m
極端高水位 5.88m
極端低水位 -1.29
5、乘潮水位
根據塘沽海洋站1990、1992、1995和1997年觀測資料,全年乘潮水位和冬季乘潮水位分別見表2-1和表2-2:
表2-1 全年乘潮水位 單位:m
乘潮延時
70%
75%
80%
85%
90%
1h
3.49
3.43
3.36
3.26
3.14
2h
3.39
3.32
3.26
3.16
3.04
3h
3.24
3.18
3.12
3.01
2.89
4h
3.05
3.00
2.93
2.82
2.71
表2-2 冬季(12月、1月、2月)乘潮水位表 單位:m
乘潮延時
70%
75%
80%
85%
90%
1h
3.32
3.26
3.19
3.05
2.91
2h
3.23
3.15
3.08
2.94
2.81
3h
3.09
3.01
2.94
2.82
2.68
4h
2.91
2.84
2.76
2.63
2.50
2.2.2波浪
表2-3 50年一遇波浪要素
水位(m)
泥面標高
(m)
重現(xiàn)期(a)
浪向
H1%(m)
H4%(m)
H5%(m)
H13%(m)
H(m)
(s)
L(m)
5.88
-2
50
ENE
3.92
3.43
3.34
2.90
1.96
8.10
65.42
4.30
50
ENE
3.24
2.83
2.76
2.40
1.63
8.10
59.53
5.88
50
E
4.01
3.51
3.43
2.98
2.02
7.60
60.64
4.30
50
E
3.47
3.05
2.98
2.61
1.79
7.60
55.32
5.88
50
ESE
4.12
3.61
3.52
3.06
2.09
7.60
60.64
4.30
50
ESE
(3.78)
3.36
3.29
2.89
2.02
7.60
55.32
5.88
50
SE
3.30
2.86
2.78
2.39
1.58
5.80
42.95
4.30
50
SE
3.05
2.66
2.60
2.25
1.52
5.80
39.83
5.88
50
SSE
3.31
2.86
2.79
2.40
1.59
5.80
42.95
4.30
50
SSE
3.07
2.68
2.62
2.27
1.53
5.80
39.83
5.88
50
S
3.59
3.12
3.04
2.63
1.76
5.57
40.62
4.30
50
S
3.26
2.86
2.79
2.43
1.65
5.57
37.79
5.88
50
SSW
2.93
2.52
2.45
2.10
1.37
5.24
37.23
4.30
50
SSW
2.57
2.22
2.17
1.86
1.23
5.24
34.83
5.88
50
SW
3.22
2.78
2.71
2.32
1.54
6.13
46.27
4.30
50
SW
2.70
2.34
2.28
1.96
1.31
6.13
42.72
5.88
50
WSW
1.89
1.60
1.56
1.31
0.84
4.37
28.08
4.3
50
WSW
1.63
1.39
1.35
1.14
0.73
4.37
26.83
水位(m)
泥面標高
(m)
重現(xiàn)期(a)
浪向
H1%(m)
H4%(m)
H5%(m)
H13%(m)
H(m)
(s)
L(m)
5.88
-1
50
ENE
3.65
3.20
3.13
2.72
1.86
8.10
61.81
4.30
50
ENE
2.94
2.59
2.53
2.21
1.52
8.10
55.20
5.88
50
E
3.72
3.27
3.19
2.78
1.90
7.60
57.39
4.30
50
E
3.15
2.78
2.72
2.39
1.66
7.60
51.38
5.88
50
ESE
3.92
3.45
3.37
2.95
2.04
7.60
57.39
4.30
50
ESE
(3.18)
(3.18)
3.15
2.80
1.99
7.60
51.38
5.88
50
SE
3.15
2.73
2.66
2.30
1.54
5.80
41.07
4.30
50
SE
2.89
2.54
2.48
2.17
1.48
5.80
37.36
5.88
50
SSE
3.16
2.75
2.68
2.31
1.55
5.80
41.07
4.30
50
SSE
2.92
2.57
2.51
2.19
1.50
5.80
37.36
5.88
50
S
3.53
3.09
3.01
2.62
1.78
5.57
38.92
4.30
50
S
(3.18)
2.82
2.76
2.43
1.69
5.57
35.52
5.88
50
SSW
2.84
2.46
2.39
2.05
1.36
5.24
35.80
4.30
50
SSW
2.48
2.15
2.10
1.81
1.22
5.24
32.86
5.88
50
SW
3.05
2.65
2.58
2.23
1.48
6.13
44.13
4.30
50
SW
2.53
2.20
2.15
1.86
1.25
6.13
39.98
5.88
50
WSW
1.80
1.53
1.48
1.25
0.80
4.37
27.36
4.3
50
WSW
1.52
1.30
1.26
1.07
0.69
4.37
25.65
水位(m)
泥面標高
(m)
重現(xiàn)期(a)
浪向
H1%(m)
H4%(m)
H5%(m)
H13%(m)
H(m)
(s)
L(m)
5.88
0
50
ENE
3.35
2.95
2.88
2.52
1.74
8.10
57.77
4.30
50
ENE
(2.58)
2.31
2.26
1.99
1.39
8.10
50.26
5.88
50
E
3.43
3.02
2.96
2.59
1.79
7.60
53.73
4.30
50
E
(2.58)
(2.58)
(2.58)
2.31
1.65
7.60
46.86
5.88
50
ESE
(3.53)
3.30
3.23
2.85
2.00
7.60
53.73
4.30
50
ESE
(2.58)
(2.58)
(2.58)
(2.58)
2.00
7.60
46.86
5.88
50
SE
2.99
2.61
2.55
2.21
1.50
5.80
38.84
4.30
50
SE
(2.58)
2.42
2.37
2.09
1.47
5.80
34.41
5.88
50
SSE
3.01
2.63
2.57
2.23
1.52
5.80
38.84
4.30
50
SSE
(2.58)
2.45
2.40
2.12
1.49
5.80
34.41
5.88
50
S
3.35
2.95
2.88
2.52
1.74
5.57
36.89
4.30
50
S
(2.58)
(2.58)
(2.58)
2.33
1.67
5.57
32.78
5.88
50
SSW
2.62
2.28
2.22
1.91
1.28
5.24
34.05
4.30
50
SSW
2.23
1.96
1.91
1.66
1.13
5.24
30.42
5.88
50
SW
2.71
2.36
2.30
1.99
1.33
6.13
41.62
4.30
50
SW
2.16
1.89
1.85
1.60
1.09
6.13
36.72
5.88
50
WSW
1.59
1.36
1.32
1.12
0.72
4.37
26.38
4.3
50
WSW
1.30
1.11
1.08
0.92
0.59
4.37
24.08
2.2.3海流
本區(qū)基本為往復流型,漲潮主流向NW,落潮主流向SE,漲潮流速大于落潮流速,流速小于0.4m/s的累積頻率為96.4%。
2.2.4冰凌
本區(qū)每年冰期一般在90~110d左右(12月至翌年3月初),固定冰范圍一般為0.1~0.5km,冰厚0.1~0.25m;流冰一般距岸10~20km,流冰厚0.1~0.3m,流速0.3m/s左右。
2.3 地形、地貌及工程泥沙
2.3.1地形
現(xiàn)有海岸為人工堤岸,大神堂至蟶頭沽堤岸為石質,局部外加木樁。大神堂至澗河堤岸為土質。
2.3.2海岸地貌
漢沽區(qū)地處渤海灣沿岸濱海平原區(qū),地勢低平,坡度一般在0.3‰~1.6‰之間。海岸線長度約32km。區(qū)內僅有一條河流—薊運河,在區(qū)內的長度約26km,一般寬度為190~300m,蓄水能力為0.5316億m3,年均入海水量為5.9億m3。
漢沽海域位于渤海灣中部,東起澗河西側至大神堂段為緩慢淤積段,灘面以粉沙、粘土質粉沙為主。灘面寬闊,達3500~5000m,坡度平緩,為0.58‰~1.13‰,年淤積厚度約為11.5cm。大神堂至蟶頭沽段為沖刷型海岸,坡度為1.31‰~1.41‰,海岸年蝕退約16~56m。
天津市海岸帶海岸類型為堆積型平原海岸,即典型的粉砂、淤泥質海岸。其特點是岸線平直,地貌類型比較簡單,淺灘寬度平坦,岸灘變化動態(tài)十分活躍。
一級海岸類型。漢沽區(qū)大神堂至南堡海岸屬緩慢淤積型海岸。岸灘特征是,淺灘寬(3500~7000m),平緩(坡降0.41~1.41‰),分帶現(xiàn)象不明顯,龜裂發(fā)育;沉積物主要為粘土質粉砂、粉砂;灘面普遍淤積,岸灘大部向海延伸,灘面淤積速度2~11.5cm/年。在蟶頭沽至大神堂岸段,海岸灘面寬度?。?400~3500m),坡度大(坡降1.13~1.41‰),沖刷帶直抵岸堤,岸堤有沖刷淘蝕現(xiàn)象;沉積物以粘土質粉砂為主,在該岸段的水下岸坡沖淤變化是零未線普遍沖刷,零未等深線沖淤速度為12~56cm/年,-2.0m線則淤積較快,-5.0m以外則淤積緩慢。
2.4 地質條件
2.4.1土層描述及分布特征
本工程勘察區(qū)主要分布有五層,按力學性質可進一步劃分為9個亞層,自上而下依次為:
1、第四系全新統(tǒng)中組海相沉積層(Q42m)
厚度16.00~19.20m,底板標高-15.44~-19.95m。該層從上而下可分為5個亞層。
第一亞層,淤泥為主(力學分層號①1):位于場地頂面,厚度一般為0.40~1.00m。呈灰色,流塑狀態(tài)為主,無層理,含貝殼、有機質、腐殖物,屬高壓縮性土。局部為流泥。
第二亞層,粉質粘土為主(力學分層號①2):厚度一般為1.80~3.00m,1、2、3號孔附近厚度較大,達6.10~7.50m左右,呈灰色,流塑~軟塑狀態(tài),有層理,含蚌殼,屬高壓縮性土。局部頂部夾淤泥質土。
第三亞層,粉土為主(力學分層號①3):厚度變化較大,一般為1.00~5.50m,呈灰色,稍密~中密狀態(tài),局部呈密實狀態(tài),無層理,含蚌殼,屬中壓縮性土。夾粉質粘土透鏡體。
第四亞層,淤泥質粉質粘土為主(力學分層號①4):厚度變化較大,一般在6.00m左右,呈灰色,流塑狀態(tài),有層理,含蚌殼,屬高壓縮性土。該層土以粘性大淤泥質粉質粘土為主,局部為淤泥質粘土。
第五亞層,粉質粘土為主(力學分層號①5):厚度一般為4.50m左右,呈灰色,流塑~軟塑狀態(tài),有層理,含蚌殼,屬中等壓縮性土??傮w以粉質粘土為主,局部為粘土,夾中密~密實狀態(tài)粉土透鏡體。
2、第四系全新統(tǒng)下組沼澤相沉積層(Q41h)
厚度一般為0.90~3.00m,頂板標高-15.44~-19.95m。主要由粉質粘土(力學分層號②)組成,局部為粘土,呈灰黑色~淺灰色,可塑狀態(tài)為主,無層理,一般頂部含較多腐殖物、有機質、屬中壓縮性土。局部夾粉土透鏡體。
3、第四系全新統(tǒng)下組陸相沖積層(Q41al)
厚度一般為6.50m左右,頂板標高一般為-17.94~-20.87m。主要由粉質粘土(力學分層號③)組成,局部為粘土,呈灰黃色~褐黃色,可塑狀態(tài),無層理,含鐵質,局部含蚌殼及礓石,屬中壓縮性土。夾粉土及粉砂透鏡體。
4、第四系上更新統(tǒng)第五組陸相沖積層(Q3eal)
厚度4.50m左右,頂板標高一般為-24.87~-27.04m,主要由粉質粘土(力學分層號④)組成,呈褐黃色,可塑狀態(tài),無層理,含鐵質,屬中壓縮性土。局部分布粉土透鏡體。
5、第四系上更新統(tǒng)第四組海相沉積層(Q3dmc)
本次勘察35.00m未穿透該層,揭示厚度5.00m左右,頂板標高一般為-29.71~-30.96m,主要由粘土(力學分層號⑤)組成,以灰色為主,局部呈黃灰色,軟塑~可塑狀態(tài),無層理,含少量貝殼,屬中壓縮性土,局部夾粉質粘土透鏡體。
2.4.2各土層的物理力學指標見表2-4
2.5 地震
抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.2g。
2.6 地理位置
天津港是首都北京及天津市的海上門戶,踞海河下游及入海口處,地處渤海西部海岸中心位置,距天津市區(qū)66公里,距北京市170余公里,同世界上160多個國家和地區(qū)的300多個港口有航運業(yè)務往來。
第 87 頁 共 87 頁
表2-4
巖土編號
巖土名稱
天然含水量ω
(%)
質量
密度
ρ
g/cm3
天然孔隙比e
液限ωL
(%)
塑限ωp
(%)
塑性指數IP
液性指數IL
壓縮
系數
壓縮
模量
直剪快剪
直剪固結快剪
固結系數
承載力容許值f(KPa)
α
0.1-0.2
(1/MPa)
ES
0.1-0.2
(MPa)
CV(×10-3cm2/s)
CH(×10-3cm2/s)
φ
度
C
KPa
φ
度
C
KPa
P=50
P=100
P=200
P=400
P=50
P=100
P=200
P=400
①1
淤泥
57.5
1.64
1.639
42.2
22.7
18.6
1.93
1.127
2.35
7.7
4.5
12.1
5.5
0.54
0.78
0.96
1.21
0.40
0.47
0.65
0.81
55
①2
粉質粘土
31.0
1.90
0.868
28.7
16.7
12.0
1.20
0.356
5.30
22.8
10.8
24.7
13.3
3.32
3.53
3.77
4.53
3.09
4.55
3.96
4.65
100
①3
粉土
27.1
1.94
0.758
27.7
17.7
8.9
0.96
0.138
12.94
29.0
8.0
31.3
10.5
3.88
3.98
4.79
6.36
6.61
6.46
5.84
6.58
100
①4
淤泥質粉質粘土
41.4
1.80
1.152
37.2
20.2
16.9
1.20
0.749
2.95
10.9
9.5
17.1
12.7
1.54
1.27
1.32
1.71
2.18
2.00
2.10
2.47
85
①5
粉質粘土
29.5
1.91
0.789
33.1
18.8
13.8
0.76
0.283
5.81
20.8
10.3
22.2
13.8
3.26
3.00
3.38
4.06
3.46
2.82
3.18
3.62
130
②
粉質粘土
31.4
1.90
0.864
38.4
21.4
15.9
0.65
0.322
5.12
25.5
13.0
20.7
23.0
0.54
0.49
0.58
0.56
0.40
1.14
1.97
1.38
140
③
粉質粘土
25.3
2.00
0.694
29.8
17.3
12.3
0.61
0.285
5.98
19.9
13.2
25.8
17.4
5.74
5.43
6.17
6.16
5.05
5.02
4.94
5.22
150
④
粉質粘土
28.2
1.94
0.791
32.0
18.0
14.0
0.77
0.294
6.45
27.8
16.0
3.21
2.48
2.24
2.22
2.15
2.95
2.61
2.07
180
⑤
粘土
37.5
1.85
1.046
43.6
23.5
20.6
0.69
0.315
5.49
160
第三章 貨運量及船型
3.1 貨運量
設計年吞吐量200萬噸。
3.2 設計船型
表3-1 設計船型尺度表
船型
長(米)
寬(米)
型深(米)
滿載吃水(米)
5000噸級件雜貨船
112
17
9.2
7.0
第四章 港區(qū)主要建設規(guī)模的確定
4.1 泊位數目的確定
泊位數應根據碼頭年作業(yè)量、泊位性質和船型等因素按下式計算:
(4-1)
式中 N—泊位數;
Q—碼頭年作業(yè)量(t),指通過碼頭裝卸的貨物數量,包括船舶外擋作業(yè)的貨物數量,根據設計吞吐量和操作過程而定;
—一個泊位的年通過能力。
件雜貨碼頭泊位年通過能力計算?:
(4-2)
(4-3)
式中 —碼頭年日歷天數,取365天;
-設計船型的實際載貨量(t),取4500t;
-裝卸一艘設計船型所需的時間(h),;
p-設計船時效率(t/h),按年運量、貨艙、船舶性能、設備能力、作業(yè)線數和管理等因素綜合考慮,取180 t/h(2臺360t/h)。
—晝夜小時數,取24h;
—晝夜非生產時間之和(h),包括工間休息、吃飯及交接班時間,應根據各港實際情況,故取4h;
—泊位利用率,取0.65;
—船舶的裝卸輔助作業(yè)、技術作業(yè)時間以及船舶靠離泊時間之和(t),船舶的裝卸輔助作業(yè)、技術作業(yè)時間指在泊位上不能同裝卸作業(yè)同時進行的各項作業(yè)時間,取5h。
取2個泊位。
碼頭線長度計算:
=2L+3d
式中 —碼頭泊位長度(m);
L-設計船長(m),112m;
d-富裕寬度(m),根據表4—1取14m。
表4—1 富裕長度d
LL(m)
<<40
41~85
86~150
151~200
201~230
>>230
dD(m)
5
8~10
12~15
18~20
22~25
330
碼頭線總長度:。
4.2 倉庫、堆場面積
4.2.1 件雜貨倉庫所需容量:
(4-4)
式中 —倉庫所需容量(t);
—年貨運量,;
—倉庫不平衡系數,取1.20;
—貨物最大入倉庫百分比(%),取80%;
—倉庫或堆場年營運天數,取360天;
—貨物在倉庫或堆場的平均堆存天期(d);取10天;
—堆場容積利用系數,對件雜貨取1.0。
4.2.2堆場總面積
件雜貨堆場總面積可按下式計算
(4-5)
式中 A—堆場的總面積();
q—單位或有效面積的貨物堆存量(),取5.0;
—堆場總面積利用率,為有效面積占總面積的百分比(%),取80%。
設置四個100米長,寬35米的堆場。
第五章 港區(qū)總平面設計
5.1 總平面布置原則
1.平面布置應以港口發(fā)展規(guī)劃為基礎,合理利用自然條件、遠近結合和合理分區(qū),并應留有綜合開發(fā)的余地。各類碼頭的布置既應避免相互干擾,也應相對集中,以便于綜合利用港口設施和集疏運系統(tǒng)。
2.新建港區(qū)的布置應與原有港區(qū)相協(xié)調,并有利于原有港區(qū)的改造,同時應減少建設過程中對原有港區(qū)生產的干擾。
3.港口平面布置,應力求各組成部分之間的協(xié)調配合,有利于安全生產和方便船舶及物流運轉。
4.平面設計應考慮方便施工,并根據建設條件,注意施工場地的安排。
5.港口建設應考慮港口水域交通管理的必要設施,并應留有口岸檢查和檢驗設施布置的適當位置。
5.2 作業(yè)條件及標準
風≤6級
雨—中雨以下,既≤25mm
霧—能見度>1km
5.2.1 船舶裝卸作業(yè)標準
根據《海港總平面設計規(guī)范》(JTJ211-99)4. 3. 12對不同載重噸的船舶、不同貨種的碼頭,船舶裝卸作業(yè)的允許波高和風力,不宜超過表4. 3.12中的數值。根據本設計情況:
順浪H4%≤0.8m
橫浪H4%≤0.6m
5.2.2碼頭年作業(yè)天數
經風、雨、霧、浪及重復天數的綜合考慮,年碼頭作業(yè)天數為330天。
5.3 碼頭前沿高程和設計水深
5.3.1設計水位
設計高水位 4.30m
設計低水位 0.50m
極端高水位 5.88m
極端低水位 -1.29m
5.3.2 碼頭前沿高程
按有掩護港口碼頭前沿高程為設計高水位與超高值之和,應按下表的基本標準和復核標準分別計算,并取大值。
表5—1 碼頭前沿高程
基本標準
復核標準
計計算水位
超 超高值(m)
計計算水位
超 超高值(m)
設計高水位(高潮累積頻率10%的潮位)
1.0~1.5
極端高水位(重現(xiàn)期為50年的年極限高水位)
0~0.5
基本標準:
超高值取1.2m,4.30+1.2=5.5m;
復核標準:
超高值取0.12m,5.88+0.12=6.00m;
故碼頭前沿高程為6.00m。
5.3.3 碼頭前沿設計水深
碼頭前沿設計水深,是指在設計低水位以下的保證設計船型在滿載吃水情況下安全??康乃睢F渌羁砂聪率酱_定:
D=T++++ (5-1)
= (5-2)
式中 D-碼頭前沿設計水深(m);
T-設計船型滿載吃水(m),T=7.0m;
-龍骨下最小富裕深度(m),=0.40m;
-波浪富裕深度(m) 當計算結果為負值時,?。?m;
-系數,順岸取0.3,橫岸取0.5,=0.3;
-碼頭前允許停泊的波高(m),波列累計頻率為4%的波高,根據當地波浪和港口條件確定,;
-船舶因配載不均勻而增加的船尾吃水值(m),雜貨船可不計;
-備淤富裕深度(m),根據回淤強度,維護控泥間隔期,及控泥設備的性能確定,不小于0.4m,取0.6m。
,取;
D=7.0+0.4+0+0.6=8.0m;
碼頭前沿最低高程=設計低水位-D=。
5.4 碼頭前水域及港池的寬度及長度
5.4.1 碼頭前水域
制動水域取3~4倍的設計船長:
(3~4)L=(3~4)L112m=400m
回旋水域直徑取兩倍設計船長:
2L=2112=224m
碼頭前停泊水域取兩倍設計船寬:
2B=217=34m
5.4.2 港池的寬度及長度
寬度:
2L=2112=224m
長度:266 m
連接水域取3倍設計船長:
3L=3112=336m
錨地:可分為港外和港內錨地,采用單錨系泊時,每個錨地所占水域為一圓面積,其半徑可按下式計算:
風力<7級:
R=L+3h+90 (5-3)
風力>7級:
R=L+4h+145 (5-4)
式中 R-單錨水域系泊半徑(m);
L-設計船長(m);
h-錨地水深,取 h=8.0m。
因為風力<7級,所以R=112+3×8.0+90=236m.
5.5 航道尺度與航道水深
5.5.1 主要尺度
進港航道:航道的寬度由航跡帶寬度,船舶間富裕寬度和船舶與航道底邊間的富裕寬度組成。
雙向航道:
W=2A+b+2c (5-5)
A=n(LSin+B) (5-6)
式中 W- 航道的有效寬度 (m) ;
A-航跡帶寬度(m);
n-船舶漂移倍數,取1.69倍;
-風流壓偏角,取;
b-船舶間富裕寬度(m),取設計船寬B=17m;
c-船舶與航道底邊間的富裕寬度,取0.75B。
A=1.69×(112×Sin7°+17)=51.80m
W=2×51.80+17+2×12.75=146.1m
航道水深分通航水深和設計水深:
D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3 (5-7)
D= D0+Z4 (5-8)
式中 D0-航道通航水深;
T0-設計船型滿載吃水(m),T0 =7.0m;
Z0-船舶通航時船體的下沉值(m),Z0=0.4m;
Z1-航行時龍骨下最小富裕深度(m),Z1=0.3m;
Z2-波浪富裕深度(m),Z2=0.3=0.3×0.68=0.204m;
Z3-船舶裝載縱傾富裕深度(m),雜貨船和集裝箱船可不計;
D-航道設計水深 (m);
Z4-備淤富裕深度(m),根據兩次挖泥間的間隔期的淤積量確定,不宜小于0.4m,取0.6m。
D0=7.0+0.4+0.3+0.204+0=7.904 m
D= D0+0.6=7.904+0.6=8.504m
5.5.2 助航設施
海港助航設施是幫助船舶進出港口安全航行的設施,是港口水域建設的主要組成部分。按其作用和功能,可利用燈光、形狀、顏色、音響和無線電波等手段標示港口口門、進港航道、錨地、轉頭地、淺灘、巖礁和危險物的位置,使駕駛人員明確掌握船舶的現(xiàn)時方位,起到引導航路、保證航行安全和充分發(fā)揮其通航效能的必不可少的重要設施。本設計港口的助航設施包括:
(1)燈塔,識別重要港口的位置,確認船舶航行方向和船位而設置的固定和浮動標志。
(2)標示航道、錨地和其他港口水域可航部分外廓線的燈浮和浮標。
(3)設置在防波堤頭、突堤碼頭端部、系船墩樁和其他任何突出于可航水域中建筑物上的燈樁和立標。
(4)建在岸上或淺水處的導向標,用于引導船舶通過航道進出港服務。
(5)設在港口附近島礁、危險物或危險區(qū)水域周圍,為船舶避航服務的燈浮和浮標。
(6)燈船,燈船一般設在難于建立燈塔和設置浮標的重要水域附近,以指示船舶進出港口、避險、轉向、標示航道人口和錨地等。
5.6 錨地
錨地位置應選在靠近港口、天然水深適宜、海底平坦、錨抓力好、水域開闊、風、浪和水流較小,便于船舶進出航道,并遠離礁石、淺灘以及具有良好定位條件的水域。必要時應進行掃海測量及底質取樣等工作。本設計采用單錨系泊位。由資料可按7級風計算
根據≤海港總平面設計規(guī)范≥JTJ-99 4.7.4,采用單錨系泊時,每個錨位所占水域為一圓面積,其半徑可按下式計算:
風力<7級時R=L十3h+90
式中 R—單錨水域系泊半徑(m);
L—設計船長(m);
H—錨地水深(m),港外錨地水深不應小于設計船型滿載吃水的1.2倍,取8.4m。港內錨地水深應與碼頭前沿設計水深相同為8.0m。
外錨地半徑R=L+3h+90=112+3×8.4+90=237.2m,取240m
內錨地半徑R=L+3h+90=112+3×8.0+90=237m,取240m
5.7 碼頭前沿與堆場道路布置
5.7.1件雜貨碼頭
(1) 碼頭前沿的布置原則及分類
件雜貨碼頭的作業(yè)地帶一般劃分為三個部分:
① 前方作業(yè)地帶。其范圍是自碼頭前沿至一線庫場,包括前沿通道及門機、貨物接卸操作場(有時還包括臨時堆場)以及庫場前道路。其寬度按《規(guī)范》取出40-50m。
② 一線庫場區(qū)。包括庫場及鐵路或公路裝卸作業(yè)帶。原則上一線庫場的容量應能接卸相應泊位設計船型的載貨量。庫場長度一般取泊位長度20-30m(道路及引路占去的范圍)在布置上應盡量與泊位相對應。一線庫場的寬度通常為方便用戶取40-60m。庫場后鐵路作業(yè)站臺(或平臺)的寬度,規(guī)范 建議取7m-9m。再加上鐵路(公路)裝卸線占用的寬度。即構成一線庫場的總寬度。
(2) 碼頭前沿各部分尺寸的選取
① 門機軌道距取10.5m。門機外側軌中心線距碼頭前沿距離取3m。內側軌 中心線到前沿堆場邊緣取3m.。
② 前方作業(yè)地帶寬度(即碼頭前沿線到碼頭一線堆場邊緣的距離)取50m。
③ 前沿堆場,取23.5m。
④ 碼頭前方道路寬度取10m。
5.7.2 堆場的布置
堆場的寬度應根據堆場所選取的裝卸機械確定。根據所選機械確定堆場的寬度為35 m。根據規(guī)范長度取100m。
5.7.3 堆場道路
主干道設計寬度為16m。在一線和二線庫場之間設計一條主干道,順岸方向布置,各堆場之間設計垂直于碼頭岸線的主干道,于順岸方向的主干道形成十字路,供進出庫場的裝卸運輸機械使用。具體布置見“總平面布置圖”。
第六章 裝卸工藝
6.1 設計原則
裝卸工藝是進行裝卸生產的基本工藝,是港口生產活動的基礎.為了提高經濟效益和社會效益的目標,設計出先進的技術,經濟合理,安全可靠的裝卸工藝流程,來完成一定的貨物運量.因此裝卸工藝設計必須遵守基本的原則和要求。
6.1.1 裝卸工藝的先進性
港口裝卸工藝的先進性,主要表現(xiàn)在堅持港口裝卸機械方向,年貨物的吞吐量多,機械化程度高,并實現(xiàn)大宗貨物裝卸專業(yè)化,件雜貨成組化,集裝化,形成完善而成熟的港口裝卸工藝系統(tǒng)。因此,在裝卸工藝設計時要結合港口的實際,選擇先進的裝卸工藝。
6.1.2 裝卸工藝的合理性
(1)港口裝卸工藝通用性和專業(yè)性的合理選擇。
(2)盡量簡化裝卸工藝流程。
(3)合理的泊位利用率
(4)具有堆存保管貨物的能力
6.1.3裝卸工藝的可靠性
(1)構成裝卸工藝的流程要少
(2)組成工藝流程的裝卸機械設備的可靠性要大
(3)裝卸機械的合理配置
(4)裝卸機械設置的合理性
6.1.4裝卸工藝的安全性
(1)安全質量的原則
(2)環(huán)保的原則
6.1.5 裝卸工藝的經濟性
6.2 一般規(guī)定
(1)裝卸工藝設計應進行方案的技術經濟比較,滿足加快車船周轉,各環(huán)節(jié)生產能力相匹配和降低營運成本的要求。應積極采用先進科學技術和現(xiàn)代管理方法,保證作業(yè)安全、
減少環(huán)境影響、降低能耗和改善勞動條件。
(2)裝卸機械設備應根據裝卸工藝的要求選型,并綜合考慮技術先進、經濟合理、安全可靠、能耗低、污染少、維修簡便等因素。設備可視運量增長分期配置。
(3)裝卸件雜貨發(fā)展成組和集裝化,裝卸設備能力應相適應。
(4)當貨類單一、流向穩(wěn)定、運量具有一定規(guī)模時,可按專業(yè)化碼頭設計。
(5)必須在港口進行的計量、配料、保溫、解凍、熏蒸、取制樣和縫拆包等作業(yè)時,應在設計時一并考慮。
(6)危險品碼頭的裝卸工藝設計,應符合現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》(GBJ16)及國家現(xiàn)行標準的有關規(guī)定。
(7)采用大型移動式裝卸機械時,應設置檢修和防風抗臺裝置。
6.3 件雜貨的裝卸機械選型和工藝布置
(1)裝卸機械的選型應適應多種貨物裝卸作業(yè)的要求,在貨種、包裝形式和流量流向較穩(wěn)定的情況下,可配置專用機械。
(2)件雜貨碼頭裝卸船機械的選型應根據貨物吞吐量、貨種、船型和碼頭型式等因素確定,并注意發(fā)揮船機的作用。采用船機作業(yè)時,應滿足船舶滿載低水位裝卸作業(yè)的要求;采用岸機作業(yè)時,宜考慮門座起重機或裝卸橋,其吊臂的最大工作幅度至少應達到設計船型艙口的外側。
(3)件雜貨碼頭前沿不宜設鐵路裝卸線。
(4)件雜貨碼頭水平運輸機械的選型,應根據運距、組關型式、貨件重量等因素確定,通常情況下,運距在150m以內時宜采用叉車;運距較大時,宜采用拖掛車。
(5)庫場裝卸作業(yè)機械的選型,應根據貨種、組關型式、貨件重量及堆放型式等因素確定,通常情況下宜采用流動機械。
(6)件雜貨碼頭前方作業(yè)地帶的寬度,應根據裝卸船機械、工藝布置及作業(yè)方式確定。采用軌道式起重機時,其寬度不宜小于50m,采用船機或流動機械時,其寬度不宜大于30m。
(7)采用軌道式起重機裝卸船的件雜貨碼頭,起重機海側軌道中心線至碼頭前沿距離不應小于2m,采用固定式起重機裝卸船的件雜貨碼頭,固定式起重機械旋轉中心至碼頭前沿線的距離應保證起重機旋轉時不碰船體。
(8)倉庫與道路之間的引道長度,流動機械進出庫時,可取4.5m,汽車進出庫時,可取6.0m。
(9)倉庫的跨度和凈高按庫內作業(yè)機械類型和貨物堆高確定,單層倉庫的跨度不應小于18m,單層和多層倉庫的底層凈高不應小于6m,多層倉庫的樓層凈高不應小于5m。
(10)倉庫庫門尺度應根據進出庫作業(yè)機械的類型確定,通常情況下,凈寬不應小于4.2m,凈高不應小于5.0m。
(11)鐵路中心線至庫墻邊的距離,應根據作業(yè)方式及所選用的機械確定,采用叉車、牽引車作業(yè)時,宜取7.75—9.75m,采用輪胎式起重機作業(yè)時,可增大至11.75m。
(12)倉庫站臺設置全遮式雨篷,雨篷支柱內側至鐵軌中心線和篷內凈空高度應符合鐵路建筑界限的有關規(guī)定。
(13)當集裝箱年運量不大,并需兼顧裝卸件雜貨時,碼頭的裝卸工藝系統(tǒng)設計可按多用途碼頭要求考慮,必要時宜留有今后改造成集裝箱碼頭的可能。
6.4 主要設計參數
泊位年吞吐量100萬噸;
泊位數2個;
設計代表船型112×17×9.2×7.0(米);
泊位年營運天數330天;
庫場營運天數330天;
泊位利用率取60%;
6.5 裝卸工藝確定
方案一
6.5.1 裝卸工藝流程
圖6-1 裝卸工藝流程圖
6.5.2 主要機械型號、數量
門座起重機選用10.5米軌距的門座起重機,起重量10t,工作效率180t/臺時。叉車選用蓄電池驅動叉車,因為它在庫內不排散有害氣體及火花,安全可靠,
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