港件杂货港区总平面布置与码头结构设计

1、第一章 总论1.1港口基本情况港口是水陆联运的枢纽。港口水工建筑物是港口的主要组成部分，一般包括码头防波堤、护岸船台滑道和船坞。码头是供船舶停靠、装卸货物和上下旅客 的水工建筑物，它是港口的主要组成部分。建国初期，我国只有6个港口，泊位233个，其中万吨级泊位61个，年吞吐量1000多吨级。50多年来，我国水运工程建设始终得到党和国家的重视和关怀。1973年周恩来总理发出了“三年改变港口面貌的号召，使我国港口、航道的建设进入了一个新时期。党的十一届三中全会以来，党的改革开放政策极大的促进了港口建设的步伐，使我国沿海主要港口的大型化、机械化和专业化方面进入了世界水平。到1995年底，我国拥有深水

2、泊位400多个，总吞吐量超过了7亿吨。50多年代来，依靠科技进步，水运交通基础设施的面貌产生了深刻变化。港口水工建筑物的结构型式也有了很大发展，由起初的短桩小跨、实体重型逐渐采用长桩大跨、空心轻型和预制安装结构；并取得了一系列重大科技成就和具有国际水平的创新成果：如大型格形钢板桩结构、大型预应力混凝土管桩结构和大圆筒的应用、爆炸法处理水下软基和夯实水下抛石基床、土工合成材料和粉煤灰在港口工程的应用、大型沉箱的防浪设计和预制出运等。随着我国自然条件较好的海湾和海岸逐步开发，今后建港将更多地处于各种复杂的条件下，或浪大流急，或海湾平缓，或地基土质松软。同时在适应新的装卸工艺、提高装卸效率、综合利用

3、水资源等方面也对港口水工建筑物的建设提出了新的要求。港口水工建筑物主要分为设计和施工两个阶段，其中设计又可分为工程可靠性研究，初步设计和施工图设计三个程序。本设计主要对重力式码头进行设计，其内容包括：作用及其效应组合的的确定、结构选型、结构布置与构造、建筑物的稳定及结构强度计算等。水运系统自70年代初开始应用计算至今，已有初期的编制和应用单一功能、单一结构的数值计算程序，发展到能研制建立软件包、计算机辅助设计系统、计算机模拟实验和计算机自动控制系统。目前对港口水工建筑物中采用各种计算假定、各种计算方法、各种结构型式的梁、板、排价差不多都有一些应用程序提供服务。三维问题的计算，程序的集成化、智能

4、化，结构与介质的相互作用等问题的研究和应用正在进一步发展。过去由于计算机条件的限制而不得不采用各种简化，现在可采用较精确的方法。我国的水运工程系统的计算机应用水平总体上还不高，优化设计、工程数据库和规范库的建立还有待进一步开发。要加快步伐赶上国际水平。港口水工建筑物是港口工程的一项主体工程。本设计的目的是：掌握港口水工建筑物计算的基本原理和构造知识，为今后从事港口水工建筑物的设计工作打下牢固的基础。本设计需用其他课程（如土力学、水力学、水文学、建筑材料、材料力学、结构力学、钢筋混凝土结构和工程施工规范等课程）的有关知识；对港口水工建筑物的经济性、安全性、使用要求和施工条件等方面进行综合考虑，并

5、通过实践来对计算整理编写设计书、绘制施工图纸。1.2主要设计结论本设计的主要内容有资料分析、总平面布置、装卸工艺、码头结构方案拟定、设计概算、结构计算部分。总平面布置包括水域和陆域两部分的布置情况。水域设计部分包括进港航道，港池及码头前沿水深、回旋水域、锚地等的尺度和水深。陆域部分包括码头前沿线确定，泊位长度，断面宽，高（即码头顶面高程-港池底高程），码头坡度的尺度计算及泊位的布置顺序。泊位布置顺序应根据泊位性质（如共同使用机械）、后方布置（如共同使用堆场）、风向、铁路等因素综合评估设计。装卸工艺部分包括工艺流程设计，机械数量，主要经济技术指标。工艺流程设计根据泊位调整，工艺拟定做出多用途泊位

6、的工艺流程设计。机械数量包括机械和人员数量。主要经济技术指标有设计年通过能力、泊位数目、库场面积、装卸工人及机械司机人数、劳动生产率、装卸一艘船所需时间等。由于从地质资料知地基条件较好，不易选择高桩，易选用重力式码头。方案设计部分对方块和扶壁两部分进行断面设计，抗滑抗倾稳定验算，对地基承载力验算，整体稳定验算。根据使用要求、自然条件、施工条件对两个方案进行比选。结构选型后对推荐方案进行内力计算并配筋。由于方块的整体稳定性不适用于大型码头，本设计推选扶壁为优选方案并进行内力计算和配筋。1.3项目背景天津港腾运有限公司由于业务发展的需要，为解决原料及产品的运输问题，集团需配套建设专用的运输码头。拟

7、建5000吨几件杂货码头泊位及水文航道、港口配套的堆场等设施。由于腾运有限公司主产变压器等，所以件杂货按钢铁计算。第二章 自然条件2.1 气象2.1.1气温年平均气温 12平均最高气温 16.1平均最低气温 8.70极端最高气温 39.9（1995年7月24日）极端最低气温 -18.3（1953年1月17日）冬季，12月平均气温-1.2，1月平均气温-4.3，2月平均气温-1.7。2.1.2风春秋季多偏南风，夏季多偏东风，冬季多北至西北风，最大风力78级，一般25级。常风向SW，频率9.9，次常风向SE，频率8.44，强风向NW，该风向67级风出现频率为0.29。台风很少进入渤海直接在天津沿海

8、登陆，但亦有之。详见风玫瑰图。2.1.3降水年平均降水量 602.9 mm年最大降水量 1083.5 mm（出现于1964年）年最小降水量 278.4 mm（出现于1968年）日最大降水量 191.5 mm（出现于1975年）每年降水多集中在78月，占全年的62.8；每年410月份为主要降水月份，占全年95.1。据有关年降水资料统计各种雨量平均累计时间：小雨24.5d，中雨3d，大雨5d，合计32.5d。 2.1.4雾雾多出现在冬季，据有关资料统计，能见度小于1km的大雾平均为39 h，多发生在一月。考虑雾后恢复作业，每年取影响作业天数为2.5d。2.2水文2.2.1潮位1、基准面换算关系 当

9、地平均海平面2.56m 大沽零点1.00m 天津港理论最低潮面2、潮型本区潮汐性质为不正规半日潮，每日两潮，滞后45min，一般涨潮时间为5.5h，退潮时间为7h，一般潮差为23m，最大可达4m。3、潮位特征值历年最高高潮位 5.81m （1992年9月1日）历年最低低潮位 -1.08m （1957年12月18日）历年平均高潮位 3.77m历年平均低潮位 1.34m历年最大潮差 4.37m历年平均潮差 2.43m平均涨潮历时 5h27min平均落潮历时 7h05min4、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 -1.295、乘潮水位根据塘沽海洋站1

10、990、1992、1995和1997年观测资料，全年乘潮水位和冬季乘潮水位分别见表2-1和表2-2：表2-1全年乘潮水位 单位：m 乘潮延时70%75%80%85%90%1h3.493.433.363.263.142h3.393.323.263.163.043h3.243.183.123.012.894h3.053.002.932.822.71表2-2冬季（12月、1月、2月）乘潮水位表 单位：m乘潮延时70%75%80%85%90%1h3.323.263.193.052.912h3.233.153.082.942.813h3.093.012.942.822.684h2.912.842.762

11、.632.502.2.2波浪表2-3 50年一遇波浪要素水位(m)泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88-250ENE3.923.433.342.901.968.1065.424.3050ENE3.242.832.762.401.638.1059.535.8850E4.013.513.432.982.027.6060.644.3050E3.473.052.982.611.797.6055.325.8850ESE4.123.613.523.062.097.6060.644.3050ESE(3.78)3.363.292.892

12、.027.6055.325.8850SE3.302.862.782.391.585.8042.954.3050SE3.052.662.602.251.525.8039.835.8850SSE3.312.862.792.401.595.8042.954.3050SSE3.072.682.622.271.535.8039.835.8850S3.593.123.042.631.765.5740.624.3050S3.262.862.792.431.655.5737.795.8850SSW2.932.522.452.101.375.2437.234.3050SSW2.572.222.171.861.2

13、35.2434.835.8850SW3.222.782.712.321.546.1346.274.3050SW2.702.342.281.961.316.1342.725.8850WSW1.891.601.561.310.844.3728.084.350WSW1.631.391.351.140.734.3726.83水位(m)泥面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88-150ENE3.653.203.132.721.868.1061.814.3050ENE2.942.592.532.211.528.1055.205.8850E

14、3.723.273.192.781.907.6057.394.3050E3.152.782.722.391.667.6051.385.8850ESE3.923.453.372.952.047.6057.394.3050ESE(3.18)(3.18)3.152.801.997.6051.385.8850SE3.152.732.662.301.545.8041.074.3050SE2.892.542.482.171.485.8037.365.8850SSE3.162.752.682.311.555.8041.074.3050SSE2.922.572.512.191.505.8037.365.885

15、0S3.533.093.012.621.785.5738.924.3050S(3.18)2.822.762.431.695.5735.525.8850SSW2.842.462.392.051.365.2435.804.3050SSW2.482.152.101.811.225.2432.865.8850SW3.052.652.582.231.486.1344.134.3050SW2.532.202.151.861.256.1339.985.8850WSW1.801.531.481.250.804.3727.364.350WSW1.521.301.261.070.694.3725.65水位(m)泥

16、面标高(m)重现期(a)浪向H1%(m)H4%(m)H5%(m)H13%(m)H(m)(s)L(m)5.88050ENE3.352.952.882.521.748.1057.774.3050ENE(2.58)2.312.261.991.398.1050.265.8850E3.433.022.962.591.797.6053.734.3050E(2.58)(2.58)(2.58)2.311.657.6046.865.8850ESE(3.53)3.303.232.852.007.6053.734.3050ESE(2.58)(2.58)(2.58)(2.58)2.007.6046.865.8850SE2.992.612.552.211.505.8038.844.3050SE(2.58)2.422.372.091.475.8034.415.8850SSE3.01