河海大學(xué)09級港航專業(yè)畢業(yè)設(shè)計計算書

1、學(xué)號 年級 本科畢業(yè)設(shè)計江陰長江港口港埠公司5000噸級通用碼頭工程設(shè)計專 業(yè) 姓 名 指導(dǎo)教師 評 閱 人 年月中國 南京BACHELORS DEGREE THESIS OF HOHAI UNIVERSITY（Times New Roman 2號粗體居中）Writing the title of the paper in English here（Times New Roman 2號粗體居中）College ：XXX XXXSubject ：XXX XXXName ： X X XDirected by ： XXX Professor（Times New Roman 4號居中）NANJING

2、CHINA鄭重聲明本人呈交的畢業(yè)設(shè)計(論文)，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計（論文）的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本設(shè)計（論文）所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本設(shè)計（論文）的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。本人簽名： 日期： 摘 要關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞1，關(guān)鍵詞2，關(guān)鍵詞3ABSTRACTKey words:Yang shan port，Plane project，Structure design，internal force calculation.目 錄摘要IABS

3、TRACTII目 錄III第一章 設(shè)計基本條件和依據(jù)11.1工程概況11.2 設(shè)計依據(jù)11.2.1 所用規(guī)范11.2.2 所用參考資料第1章 設(shè)計基本條件和依據(jù)1.1工程概況江陰長江港埠有限公司擁有1個千噸級泊位，2個500噸級泊位，為內(nèi)港池泊位，主要為蘇、錫、常等地?fù)?dān)負(fù)中轉(zhuǎn)化肥原料和磷礦石的任務(wù)，并承擔(dān)港內(nèi)其他碼頭無法承擔(dān)的重件和長大件貨的轉(zhuǎn)運任務(wù)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展吞吐量逐年劇增，港內(nèi)泊位明顯不足，裝卸機(jī)械不配套，遠(yuǎn)不能適應(yīng)形勢發(fā)展的要求。為此，公司擬建5000噸級碼頭一座，碼頭按轉(zhuǎn)運磷礦石為主要貨種的通用泊位設(shè)計。近期貨運的年吞吐量為42萬噸，包括磷礦石20萬噸，鋼材10萬噸，黃砂10萬

4、噸，木材2萬噸；遠(yuǎn)期貨運的年吞吐量為52萬噸，包括磷礦石40萬噸，鋼材10萬噸，木材2萬噸。1.2設(shè)計依據(jù) 所用規(guī)范：海港總平面設(shè)計規(guī)范 JTJ21199河港工程總體設(shè)計規(guī)范 JTJ212-2006高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范 JTJ29198港口工程地基規(guī)范 JTJ250-98海港水文規(guī)范 JTJ213-98港口工程混凝土設(shè)計規(guī)范 JTJ26798港口工程荷載規(guī)范 JTJ25198港口工程樁基規(guī)范 JTJ25498第2章 自然條件2.1地理位置江陰港處在東部沿海南北航線和長江航運“T”字型交匯處，位于長江南岸，距吳淞口162km，南京204km。港口岸線順直，河床穩(wěn)定，水域開闊，水深流緩，進(jìn)出航道

5、常年保持-10m以上，江陰港沿江深水岸線35km，被稱為黃金水道的黃金岸線。擬建碼頭工程位于夏港鎮(zhèn)西北側(cè)，長江下游江陰水道南岸，屬長江漫灘地貌單元。地理坐標(biāo)東經(jīng)12006，北緯3156。2.2 氣象對江陰氣象站1954年1987年實測資料統(tǒng)計得：(1) 氣溫多年最高氣溫38，多年最低氣溫-14.2，日平均最高氣溫27.8（七月），日平均最低氣溫2.3（一月），多年平均氣溫15.2。(2) 降水本地區(qū)雷暴日天數(shù)，年最多43天，月最多18天。在10mm/h以上的中雨天和暴雨天，年平均為15天。歷年日最大雨量為219.6mm，一小時最大雨量為93.6mm。梅雨期下雨天數(shù)平均13天，最長持續(xù)25天。(

6、3) 風(fēng)況本工程所在區(qū)域的強(qiáng)風(fēng)向和常風(fēng)向均為東南風(fēng)，夏季實測最大風(fēng)速為20m/s，秋季主導(dǎo)風(fēng)向是東北風(fēng)。港區(qū)在7級以上的大風(fēng)天，年平均約有21天。(4) 霧況本地一般為晨霧，能見度小于1000m又持續(xù)至上午8時后的霧日，年平均8天，主要在10月份出現(xiàn)。由于晨霧出現(xiàn)頻率低，持續(xù)時間較短，對港口作業(yè)的影響不大。2.3水文擬建碼頭處于入海河口段，水位既受海水潮影響，又受長江徑流的影響，不過，歷時曲線基本上是非正規(guī)的半日周期混合潮型。一般潮位呈每日兩漲兩落和日潮不等及漲落潮歷時不等現(xiàn)象。洪水期漲潮歷時為2.53.5h，落潮歷時為910h。按多年水位記錄得知，歷史最高水位為6.75m，歷史最低水位為0.

7、8m。根據(jù)完整的一年實測資料，繪制的高、低水位累積頻率曲線如圖2-1所示。根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄甑氖┕そ?jīng)驗，港區(qū)混凝土的澆筑水位一般以取在3.8m處為宜。據(jù)了解，本港區(qū)地下水對混凝土無侵蝕性。根據(jù)調(diào)查和推算，當(dāng)東北向累積頻率為1%的風(fēng)速16m/s，吹程15km時，設(shè)計波高為1m。在1975年大汛潮時，實測本碼頭所在河段，離防汛墻100m處最大流速為1.057m/s。2.4地形、地貌擬建碼頭位于長江下游右岸，屬沖積平原，江面寬約2km。碼頭所在河段土坡平緩，坡度為1/181/8，僅在高程0.0m以下，坡度為1/3.81/2.5（平均為1/3，較陡）。河床穩(wěn)定，沖淤基本平衡，離岸邊約為200m處，主航道深達(dá)

8、40m左右。據(jù)了解，上游距離本碼頭約6km的船廠計劃安排以后要新建一個萬噸級船塢，布置突出岸線，將使擬建碼頭處發(fā)生淤積，估計每年淤深可達(dá)0.1m。因此，使用單位認(rèn)為，擬建碼頭前沿宜放在離防汛墻外側(cè)65m左右處。2.5工程地質(zhì)擬建碼頭布置在原1號、2號、3號碼頭的上游河段，在碼頭位置布置有6個鉆孔，鉆孔的土柱圖見圖2-2，土層的主要物理性質(zhì)指標(biāo)見表2-1。2.6地震按GB50011規(guī)范，擬建地區(qū)抗震設(shè)計烈度為六度，設(shè)計地震分組為第一組，基本地震加速度值為0.05g，可不考慮液化影響。表2-1 各單元土體的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計表土層名稱天然含水量W(%)天然重度(kN/m3)天然孔隙比e固結(jié)快剪指

9、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N容許承載力建議值（kPa）預(yù)制樁鉆孔灌注樁粘結(jié)力內(nèi)摩擦角(度)樁側(cè)極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值樁端樁側(cè)極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值樁端C(kPa)阻力標(biāo)準(zhǔn)值阻力標(biāo)準(zhǔn)值填土33.5190.9252920160不計不計灰褐色淤泥4617.71.25141006064黃色、砂質(zhì)、粘土2919.10.851919.5151805040棕黃色粘質(zhì)砂土30.518.71430819080340058800棕黃色粉砂10195605000481200粉砂與砂質(zhì)粘土互層1.227260748500601500圖2-1 水位累積頻率曲線圖圖2-2 碼頭鉆孔土柱圖第3章 貨運量與船型3.1貨運量根據(jù)江陰長江港埠有限公司對碼頭

10、的規(guī)劃和功能定位，綜合考慮主要貨類的運輸需求、貨種的流量流向、港區(qū)的自然條件等因素，擬定本碼頭設(shè)計近期年貨運量為42萬噸，其中磷礦石20萬噸，鋼材10萬噸，黃砂10萬噸，木材2萬噸；遠(yuǎn)期年貨運量為52萬噸，包括磷礦石40萬噸，鋼材10萬噸，木材2萬噸。3.2設(shè)計船型根據(jù)貨物的流量流向及長江航道情況，本工程設(shè)計代表船型為5000DWT貨輪。船型主尺度見表3-1。表3-1 設(shè) 計 船 型 尺 度 表船 型主 尺 度（m）備 注型 長型 寬型 深滿載吃水5000DWT貨輪115.015.611.07.0設(shè)計船型第4章 材料供應(yīng)及施工條件根據(jù)本工程所在的區(qū)域，港區(qū)水、陸運輸條件好，港區(qū)已建3個泊位已陸

11、續(xù)投入使用；工程陸域的地勢開闊，具備良好的陸域施工條件；回填砂料、砼用骨料、鋼鐵、水泥等施工材料可由當(dāng)?shù)厥袌龌蛑車貐^(qū)供應(yīng)；已建3個泊位工程的設(shè)計和施工經(jīng)驗，可作為本工程有益的借鑒。第5章 總平面布置5.1總平面布置原則江陰港擬建碼頭工程平面布置與工藝設(shè)計，按海港總平面設(shè)計規(guī)范有關(guān)規(guī)定確定。該碼頭屬河口港，根據(jù)水文地質(zhì)（碼頭所處位置地層多為砂土和粉砂土）、地形及施工條件等因素綜合分析，宜采用高樁碼頭結(jié)構(gòu)形式。為了避免建港后引起的沖淤失衡，盡量少占用航道，不能改變水流方向及泥沙運動，故選用順岸式。由于擬建碼頭前沿宜放在離防汛墻外側(cè)65m左右處，所以采用引橋式碼頭形式，用引橋?qū)⑼缚盏捻槹洞a頭與岸連

12、接起來。由水位累計頻率曲線圖得到的水位值：設(shè)計高水位：高水位累積頻率曲線的10%處5.1 m設(shè)計低水位：低水位累積頻率曲線的90%處1.7 m極端高水位：高水位累積頻率曲線的2%處5.9m極端低水位：低水位累積頻率曲線的98%處1.2 m5.2泊位數(shù)和泊位年通過能力確定根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）5.8.6，由于通用碼頭的泊位利用率難以確定，泊位年通過能力可按下式計算：= （5.1）= （5.2）式中：泊位數(shù)碼頭年作業(yè)量（t），=52萬t單個泊位的年通過能力（t）泊位年營運天數(shù)（d）泊位年營運天數(shù)的確定：大霧：年平均8天 （能見度1000m）降雨：15天（日降水量10mm/h）

13、波浪：該碼頭位于黃金岸線，并且波浪資料很少，可認(rèn)為波浪對裝卸作業(yè)無影響風(fēng)：船靠碼頭無裝卸作業(yè)的允許風(fēng)速為8級，由資料知大于7級風(fēng)的多年平均天數(shù)為21天氣溫：考慮江陰港的地理位置，日平均最低氣溫在零度以上，不會有冰凍考慮到有些影響天數(shù)的重復(fù)，在總影響天數(shù)中扣除10天，3654410=331天裝卸一艘設(shè)計船型所需的時間（h），tz32.14h(有兩臺10t門機(jī)，后面會做說明)；設(shè)計船時效率（t/h），=70t/h晝夜小時數(shù)（h），=24h晝夜非生產(chǎn)時間之和（h），取=3h船舶的裝卸輔助作業(yè)、技術(shù)作業(yè)時間以及船舶靠離泊時間之和（h），取=5h設(shè)計船型的實際載貨量（t），=50000.9=4500t港

14、口生產(chǎn)不平衡系數(shù)，根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）表5.8.7-1，查得=1.40綜上， = 61.19萬t52萬tN=0.8501所以擬建一個泊位。5.3碼頭主要尺度的擬定5.3.1 泊位長度根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）4.3.6，單個泊位長度： =+2 （5.3） 式中：Lb單個碼頭泊位長度（m）設(shè)計船長（m）,=115m；富裕長度（m）,按海港總平面設(shè)計規(guī)范表4.3.6取值為1215m Lb=139145m，取碼頭長度為145m，已有岸線滿足要求。5.3.2泊位寬度根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）4.2.4，碼頭前沿停泊水域為碼頭前2倍設(shè)計船寬B的

15、水域范圍，即215.6=31.2m5.3.3港池寬度 根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）4.2.5，順岸碼頭前沿港池，當(dāng)考慮船舶轉(zhuǎn)頭要求時，其寬度不應(yīng)小于1.5倍設(shè)計船長。取1.5115=172.5m5.3.4 碼頭前沿頂高程（按有掩護(hù)的碼頭計算） 根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）4.3.3，有掩護(hù)的港口的碼頭前沿高程為計算水位與超高值之和，按基本標(biāo)準(zhǔn)和復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)分別計算取大值。 基本標(biāo)準(zhǔn)=設(shè)計高水位+超高值=5.1+1.2=6.3m 復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)=極端高水位+超高值=5.9+0.5=6.4m 故碼頭前沿頂高程取6.4m5.3.5碼頭前沿設(shè)計水深 根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ

16、 21199）4.3.5，碼頭前沿設(shè)計水深 D=T+Z1+Z2+Z3+Z4 （5.4）其中 Z2=KH4%-Z1 （5.5）式中： D碼頭前沿設(shè)計水深（m） T設(shè)計船型滿載吃水（m），取T=7.0mZ1龍骨下最小富裕深度（m），根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）表4.3.5中數(shù)據(jù)取值。根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料，碼頭所在水域地質(zhì)土壤含有淤泥、砂質(zhì)粘土和粘質(zhì)砂土等，故取0.3m Z2波浪富裕深度（m），因為該碼頭視為有掩護(hù)，取值為0 K系數(shù)，順浪取0.3，橫浪取0.5H4%碼頭前允許停泊的波高（m），波列累積頻率為4%的波高，根據(jù)當(dāng)?shù)夭ɡ撕透劭跅l件確定。Z3船舶因配載不均勻而增加的船尾吃水值（m

17、），油船和散貨船Z3=0.15m，其他船舶考慮實載率的影響，Z3=0 Z4備淤富裕深度（m），取Z4=0.4mD=T+Z1+Z2+Z3+Z4=7.85m5.3.6碼頭前泥面高程 碼頭前沿泥面高程=設(shè)計低水位碼頭前沿設(shè)計水深=1.77.85=6.15m5.4回旋水域的布置5.4.1 回旋水域的尺度船舶回旋水域應(yīng)設(shè)置在進(jìn)出港口或方便船舶靠離碼頭的地點，其尺度根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）表4.2.3取值。由于屬于有掩護(hù)的碼頭，其回旋水域直徑為2倍的設(shè)計船長，即2115=230m5.4.2 回旋水域設(shè)計水深回旋水域可以與航道設(shè)計水深相等，那么可取為8.03m（見下）。5.5錨泊方式及錨

18、地尺度5.5.1 錨泊方式江面寬約2km，所以采用單浮筒系泊方式，利用長江公共錨地即可。5.5.2 進(jìn)港航道5.5.2.1 航道寬度根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）4.8.7，航道有效寬度由航跡帶寬度、船舶間富裕寬度和船舶與航道底邊的富裕寬度組成。考慮到只有一個泊位，那么進(jìn)港航道采用單向航道，其寬度可按下式進(jìn)行計算： W=A+2c （5.6）其中 A=n(Lsin+B) （5.7）式中： W航道有效寬度（m） A航跡帶寬度（m） n船舶漂移倍數(shù)，根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）表4.8.7-1，由于沒有橫流影響，n取1.81. 風(fēng)、流壓偏角（），根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（

19、JTJ 21199）表4.8.7-1，由于沒有橫流影響，取3 c船舶與航道底邊間的富裕寬度（m），根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）表4.8.7-2，進(jìn)港航速取為6節(jié)，c可取船寬0.75B，即c=11.7m綜上，航道有效寬度W=62.53m5.5.2.2 航道水深根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）4.8.8，航道水深分通航水深和設(shè)計水深，應(yīng)分別按下式計算： D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3 （5.8） D=D0+Z4 （5.9） 式中： D0航道通航水深（m） T設(shè)計船型滿載吃水（m），T=7.0m Z0船舶航行時船體下沉值（m），根據(jù)入港時船速為6節(jié)，查港口規(guī)劃與布置圖5

20、-4取值為0.18m Z1航行時龍骨下最小富裕深度（m），根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）表4.8.8-1，取值為0.30 Z2波浪富裕深度（m），由于該碼頭視為有掩護(hù)碼頭，故Z2=0 Z3船舶裝載縱傾富裕深度（m），雜貨船取0.15m D航道設(shè)計水深（m） Z4備淤富裕深度（m），取0.4m 綜上，航道通航水深D0=7.63m 設(shè)計水深D=8.03m5.6碼頭前沿作業(yè)地帶初步認(rèn)為由于年通過能力不大，碼頭前沿作業(yè)地帶只進(jìn)行裝卸作業(yè)，不再布置前方堆場。門機(jī)軌道軌距為10.5m，根據(jù)港口裝卸工藝布置基本原則，起重機(jī)海側(cè)軌道離碼頭前沿的距離不宜小于3m，陸側(cè)軌道距行車道路邊緣1.5m。行

21、車道路由于來往車輛比較頻繁，屬于主干道，道路寬度取12m，人行道2.0m，則碼頭前沿作業(yè)地帶總寬度為10.5+3+1.5+12+2=29m，取為30m。前方樁臺上面布置門機(jī)等裝卸機(jī)械，取15m；后方樁臺主要布置行車道路和人行道，也可用于臨時堆放貨物，所以取15m。后方樁臺分為兩個窄樁臺，每個7.5m，兩樁臺之間設(shè)置縱向變形縫。5.7 引橋布置考慮到一個泊位有兩臺門機(jī)工作，所以布置兩條裝卸工藝線，可以對應(yīng)布置兩座引橋。引橋主要連接前方碼頭與后方堆場，是港內(nèi)主干道，根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）6.3.3.2，取道路寬度為12m，人行道寬度1m，則引橋?qū)挾葹?2+12=14m。由于擬

22、建碼頭前沿放在防汛墻外側(cè)65m，故引橋長度為65-30=35m。后方堆場的陸域由于比碼頭面頂高程稍低，故將后方陸域堆填至碼頭面等高。所以接岸結(jié)構(gòu)處采用擋土墻，并在引橋與擋土墻之間設(shè)置一個簡支板進(jìn)行銜接，并對防汛墻進(jìn)行加固處理以滿足荷載要求。5.8 港區(qū)內(nèi)道路布置根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）6.3.2，港內(nèi)道路應(yīng)按環(huán)形系統(tǒng)布置，盡頭式道路應(yīng)具備回車條件。港內(nèi)道路可分為下列三種：（1）主干道：港內(nèi)連接主要出入口的全港性道路，寬度取12m（2）次干道：港內(nèi)碼頭、庫場、流動機(jī)械庫之間的道路，寬度取8m（3）支道：車輛、行人均較少的道路，寬度取4m第6章 港口裝卸工藝布置6.1 基本原則

23、（根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）5.2）(1)多用途碼頭裝卸作業(yè)機(jī)械的選型，應(yīng)根據(jù)年運量、船型、貨種和流向等因素及發(fā)展趨勢綜合分析確定，宜采用多用途門機(jī)和門座起重機(jī)等。起重機(jī)海側(cè)軌道離碼頭前沿的距離不宜小于3m。(2) 多用途碼頭前方作業(yè)地帶的寬度，應(yīng)滿足該碼頭多種流動機(jī)械的要求，不宜小于40m，但應(yīng)根據(jù)實際需要而定。(3) 多用途碼頭的水平運輸和堆場裝卸機(jī)械應(yīng)根據(jù)貨種相應(yīng)配置，其數(shù)量按年運量經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。6.2 裝卸工藝機(jī)械設(shè)備選型6.2.1件雜貨（鋼材和木材）機(jī)械設(shè)備裝卸船機(jī)械采用多用途門機(jī)，水平運輸機(jī)械采用牽引平板車，倉庫作業(yè)機(jī)械采用叉車和堆場作業(yè)機(jī)械采用輪胎吊。鋼

24、材放在堆場上，木材入倉庫?？紤]到件雜貨年吞吐量只有12萬噸，故采用2臺10t門機(jī)（效率為70t/h）即可滿足要求。每條作業(yè)線配備一臺牽引車（拖頭）和三組平板車，平板車最大載重為8t（一組在碼頭前沿待裝卸，一組在運行，一組在庫場待裝卸）?？紤]每次往返掉頭、拆掛鉤等操作需時3min，碼頭前沿地帶距庫場最大距離按200m計算，牽引速度取10km/h，那么行車時間為72s，則每組牽引平板車來回一次需時t=722603=5.4min，每小時能夠來回11趟，即牽引平板車臺時效率為88t/h，而門機(jī)的臺時效率為70t/h，所以每臺門機(jī)配備一組牽引平板車即可。根據(jù)河港工程總體設(shè)計規(guī)范（JTJ212-2006）

25、4.11.15，裝卸機(jī)械數(shù)量應(yīng)根據(jù)作業(yè)線數(shù)和工藝流程的需要配置，可根據(jù)貨種、運量和臺時效率按下式計算： Nj=Qj8760KjLPj （6.1）式中：Nj某種裝卸機(jī)械數(shù)量（臺） Qj某種裝卸機(jī)械分貨種的年起重運輸噸（t） KjL機(jī)械利用率，三班制取0.5 Pj各類裝卸機(jī)械按不同操作過程裝卸或搬運不同貨種的臺時效率（噸/臺時）（1）鋼材年起重噸位為10萬t，選用10t輪胎起重機(jī)，其臺時效率為90t/h，那么輪胎起重機(jī)數(shù)量N=10000087600.590=0.3，所以取1臺。（2）木材年起重噸位為2萬t，選用2t叉車，其臺時效率為20t/h，那么叉車數(shù)量N=2000087600.520=0.23

26、，所以取1臺。工藝流程圖：船 門機(jī) 牽引平板車 輪胎吊/叉車 堆場/倉庫（進(jìn)口） 堆場/倉庫 輪胎吊/叉車 牽引平板車 門機(jī) 船 （出口）6.2.2散貨（磷礦石）機(jī)械設(shè)備由于本碼頭主要為蘇錫常等地?fù)?dān)負(fù)中轉(zhuǎn)磷礦石的任務(wù)，故可以看作進(jìn)口碼頭。往蘇錫常等地轉(zhuǎn)運時，采用陸運方式（汽車）。考慮到年吞吐量為40萬噸，所以仍可以與件雜貨裝卸共用多用途門機(jī)，只需換上抓斗即可，每臺門機(jī)旁邊設(shè)置一個漏斗。水平運輸機(jī)械采用自卸汽車，堆場作業(yè)采用挖掘機(jī)（主要用于磷礦石的成堆作業(yè)，相應(yīng)配置2臺）。采用載重噸位為20t的自卸汽車，裝車時間為16min，卸車時間為1min，取行車速度為10km/h，則汽車來回一次需時t=2

27、0026010/3.6+16+1=19.4min，那么自卸汽車的臺時效率為61.9t/h。則自卸汽車的數(shù)量為40000087600.561.9=1.48，所以取2臺自卸汽車。由于自卸車效率低于門機(jī)效率，所以每條裝卸線配備2臺自卸車。工藝流程圖：船 抓斗門機(jī) 自卸汽車 堆場（進(jìn)口）挖掘機(jī) 汽車（轉(zhuǎn)運） （出口）表6-1 主要機(jī)械設(shè)備數(shù)量匯總表貨種機(jī)械名稱主要技術(shù)參數(shù)數(shù)量件雜貨多用途門機(jī)Mh-4-25載貨10t，軌距10.5m，臺時效率70t/h2牽引車行車速度10Km/h，每條裝卸線1輛，臺時效率88t/h2平板車載重8t，每條裝卸線3臺6輪胎起重機(jī)（鋼材堆場）臺時效率90t/h1叉車（木材倉庫

28、）臺時效率為20t/h1散貨多用途門機(jī)與件雜貨共用門機(jī)自卸汽車行車速度10Km/h，臺時效率61.9t/h4挖掘機(jī)26.3 港口的主要建設(shè)規(guī)模6.3.1 件雜貨、散貨的倉庫或堆場容量的計算根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）5.8.9.1，件雜貨、散貨的倉庫或堆場所需的容量可按下式計算： E=QhKBKKrTykktdc （6.2）其中 KBK=HmaxH （6.3）式中： E倉庫或堆場所需容量（t） Qh年貨運量（t） KBK倉庫或堆場不平衡系數(shù)，取為KBK =1.4 Hmax月最大貨物堆存噸天（td） H月平均貨物堆存噸天（td） Kr貨物最大入倉庫或堆場百分比（%）取Kr=95%

29、 Tyk倉庫或堆場年營運天（d），取Tyk =331天 tdc貨物在倉庫或堆場的平均堆存期（d），根據(jù)規(guī)范取tdc=10d k堆場容積利用系數(shù)，件雜貨取1.0，散貨取0.8 木材倉庫容量計算： Qh=2萬t 計算得 E=803.63t 鋼材堆場容量計算： Qh=10萬t 計算得 E=4018.13t 散貨堆場容量計算： Qh=40萬t 計算得 E=20090.63t6.3.1.1 件雜貨倉庫或堆場總面積計算根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）5.8.10，件雜貨倉庫總面積可按下式計算: A=EqKK （6.4）式中： A倉庫或堆場的總面積（m2） q單位或有效面積的貨物堆存量（t/m2

30、），根據(jù)規(guī)范木材取q=0.8，鋼材取q=5 KK倉庫或堆場總面積利用率，為有效面積占總面積的百分比（%），取KK=70%（1）木材倉庫面積計算 A=803.630.870%=1435.05m2設(shè)置1個45m35m的木材倉庫。（2）鋼材堆場面積計算 A=4018.13570%=1148.04m2設(shè)置36m32m的堆場2個，一個預(yù)留使用。6.3.1.2磷礦石堆場面積計算磷礦石堆積形狀為四棱錐，堆積密度取1.69t/m3，堆場堆高取3m。那么堆場面積為20090.63/1.69=11888m2設(shè)置40m60m的堆場6個，其中1個預(yù)留使用，6個堆場在近期也供黃砂使用。6.4 輔助生產(chǎn)設(shè)施港口陸域的布置

31、按生產(chǎn)區(qū)、輔助區(qū)、生活區(qū)等使用功能分區(qū)布置，生產(chǎn)性建筑物及主要輔助生產(chǎn)建筑物宜布置在陸域前方的生產(chǎn)區(qū)，其他輔助生產(chǎn)建筑物及港區(qū)內(nèi)的輔助生活建筑物宜布置在陸域后方的輔助區(qū)，使用功能相近的輔助生產(chǎn)建筑物和輔助生活建筑物宜集中組合布置。6.4.1 裝卸工人數(shù)根據(jù)河港總平面設(shè)計規(guī)范（JTJ 21199）4.11.16，裝卸工人總數(shù)應(yīng)為裝卸工人和輔助工人數(shù)之和。裝卸工人數(shù)應(yīng)根據(jù)泊位作業(yè)線數(shù)、班次和每條作業(yè)線的配工人數(shù)等確定。輔助工人數(shù)可按裝卸工人數(shù)的5%10%計算確定。裝卸工人數(shù)在裝卸工藝方案設(shè)計時，可按下式計算： Nz=nznbnr1-KzlKzz （6.5）式中：裝卸工人數(shù)作業(yè)線數(shù), =2晝夜作業(yè)班

32、次數(shù),采用三班制，3每條作業(yè)線的配工人數(shù)，8裝卸工人輪休率，取2/7裝卸工人出勤率，取95=238（1-2/7）0.95=70.7取71人，輔助工人數(shù)按裝卸工人數(shù)的5%10%計算確定，取為5人。所以裝卸工人總數(shù)為76人。6.4.2 機(jī)械司機(jī)人數(shù)港內(nèi)生產(chǎn)運輸機(jī)械主要為多用途門機(jī)、牽引平板車、輪胎起重機(jī)、叉車、自卸汽車，按一天三班制。表6-2 機(jī)械司機(jī)配備人數(shù)表設(shè)備種類設(shè)備數(shù)量司機(jī)數(shù)所需人數(shù)總計考慮出勤率增加5%多用途門機(jī)（10t）27人/臺143436牽引車23.5人/臺7平板車（8t）6續(xù)表6-2輪胎起重機(jī)（10t）13.5人/臺3.5叉車（2t）13.5人/臺3.5自卸汽車（20t）41人/

33、臺4挖掘機(jī)21人/臺2管理人員數(shù)按10%的工人總數(shù)，共需（76+36）10%=11.2，取12人6.5附屬建筑物根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范附錄B，具體布置如下：（1）綜合辦公室：管理人員為1012m2/人，取10 m2/人，所需面積為120m2（2）候工室：2.54.0 m2/人，取3.0 m2/人，所需面積為200 m2（3）小型流動機(jī)械庫：按流動機(jī)械入庫百分比確定。宜采用30%，所需面積為200 m2（4）維修保養(yǎng)間：根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，按工藝要求定，取面積為200 m2（5）材料供應(yīng)站：100200 m2/泊位，取150 m2（6）修建隊：每100延米碼頭為40 m2，所需面積為80 m2（7）碼

34、頭水手間：1520 m2/間，不宜小于1.5 m2/人。取20 m2/間，設(shè)有50人，所需面積100m2，則需設(shè)置5間（8）加油站：加油站站房面積，不包括雨篷面積，按工藝要求確定，宜為100200 m2，取200 m2（9）地磅房：2030 m2/座，大門兩側(cè)各配一座，共需兩座（10）消防站：可參照公安部消防站建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，這里大概取400 m2（11）門衛(wèi)：1530 m2/座，取25 m2/座，共需兩座（12）生活區(qū)：包括職工宿舍、食堂、幼兒園、浴室、小賣部、醫(yī)務(wù)室等，這里暫時取為2000 m2第7章 初步方案設(shè)計及方案比選7.1 一般條件說明7.1.1設(shè)計依據(jù)本部分結(jié)構(gòu)形式設(shè)計依

35、據(jù)為高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范、港口工程水工建筑物；荷載依據(jù)為港口工程荷載規(guī)范；樁基依據(jù)為港口工程樁基規(guī)范。本碼頭按件雜貨和散貨碼頭來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。7.1.2 岸坡情況根據(jù)地質(zhì)資料，可知本港址天然岸坡相當(dāng)平緩，大約1/181/8，故直接采用天然岸坡，不必填坡。在高程0m以下，坡度平均為1/3。7.1.3 一般結(jié)構(gòu)尺寸(1)碼頭上部結(jié)構(gòu)：碼頭結(jié)構(gòu)型式為梁板式高樁碼頭，前方樁臺寬15m，后方樁臺寬15m。(2)碼頭結(jié)構(gòu)縫：上部結(jié)構(gòu)為裝配整體式結(jié)構(gòu)，碼頭結(jié)構(gòu)縫的間距宜取為 60m70m，本碼頭長145m，以72.5m為一段，將碼頭縱向分為兩段，每段內(nèi)有10跨連續(xù)結(jié)構(gòu)，碼頭兩端各有懸臂1m；在結(jié)構(gòu)縫處采用

36、懸臂式結(jié)構(gòu)，長度為1.5m；結(jié)構(gòu)縫寬度取為20mm；分段處在面上宜做成凹凸縫，凹凸縫的齒高可取為200mm400mm，取為400mm。結(jié)構(gòu)縫形式見下圖所示。7.1.4 確定排架間距前方樁臺橫向排架間距等跨原則布置，以7m為一跨（方樁），每個分段有10跨連續(xù)結(jié)構(gòu)，有11根橫梁。后方樁臺初步擬定板比較薄，排架間距取為3.5m。7.1.5 計算荷載持久作用：面板自重鋼筋砼=25.0kN/m3；現(xiàn)澆磨耗層自重砼=24.0kN/m3堆貨作用：根據(jù)港口工程荷載規(guī)范（JTJ215-98）表5.1.1-1，前沿堆貨荷載取q堆=30kPa，前方堆場q堆=60kPa門機(jī)作用：10噸Mh-4-25型門機(jī)，工作狀態(tài)最

37、大輪壓250KN，最大幅度30m，兩機(jī)共同作用時荷載圖式間的最小距離為1.5m流動機(jī)械作用：牽引平板車自重2t，起重量為8t,滿載輪壓25kN，輪胎接地面積0.15m0.20m施工荷載作用：q施=2.5kPa7.1.6 碼頭結(jié)構(gòu)方案初選方案一：該方案碼頭結(jié)構(gòu)采用縱橫梁不等高連接，橫梁采用現(xiàn)澆混凝土倒T型截面，縱梁擱置在橫梁上，預(yù)制板擱置在縱梁上，現(xiàn)澆面板和磨耗層在預(yù)制面板上?？紤]縱梁的構(gòu)造要求，現(xiàn)澆混凝土橫梁應(yīng)考慮打樁偏位的影響。上部結(jié)構(gòu)自重及豎直可變荷載由面板傳遞到縱梁，再由縱梁傳至橫梁，由橫梁傳給下部樁基結(jié)構(gòu)，水平力由叉樁承擔(dān)，受力比較明確。方案二：該方案碼頭結(jié)構(gòu)采用縱橫梁等高連接，橫梁采

38、用預(yù)制的矩形截面。預(yù)制縱梁和橫梁都擱置在樁帽上 ，在樁帽處澆成整體。面板四邊擱置在縱梁和橫梁上，為四邊支承簡支板。縱梁尺寸同方案一。上部結(jié)構(gòu)自重及豎向可變荷載由面板傳遞給縱梁和橫梁，然后荷載通過樁帽傳遞給樁基，水平力仍由叉樁承擔(dān)。7.2 第一方案前方樁臺初步設(shè)計面板采用疊合板，由預(yù)制板和現(xiàn)澆板構(gòu)成，預(yù)制板擱置在預(yù)制縱梁上，然后進(jìn)行現(xiàn)澆板及磨耗層的施工。橫梁采用倒T型斷面，由上、下橫梁構(gòu)成，均為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。橫梁、縱梁、面板之間采用整體連接，橫梁與樁基之間也是整體連接，使碼頭具有較好的整體穩(wěn)定性。橫向排架間距為7米，縱梁在樁臺兩端設(shè)置兩個邊縱梁，門機(jī)軌道下各一根軌道梁。海側(cè)門機(jī)軌道梁下為雙直樁，陸側(cè)

39、門機(jī)梁下為叉樁，斜度為1:3，為防止叉樁與直樁碰撞，叉樁設(shè)置扭角，使得與直樁凈距為50cm。兩軌道梁中間設(shè)一根中縱梁，直樁與叉樁之間等間距設(shè)兩根單直樁，間距為3.5m?？v橫梁布置如下圖所示：7.2.1面板的計算7.2.1.1面板基本尺寸擬定，見圖2.1.1所示（1）面板采用疊合板：板厚h1=35cm，其中預(yù)制層20cm，現(xiàn)澆層15cm；（2）面板上要有磨耗層作為保護(hù)，厚度擬為h2=15cm；（3）預(yù)制層、現(xiàn)澆層和磨耗層均采用C30混凝土7.2.1.2 最大面板跨度，如圖2.1.1所示（1）面板只擱置在縱梁上，屬于兩邊支承，擱置長度e=20cm,此種情況面板按簡支單向板計算；（2）計算跨度取中到

40、中：中縱梁與軌道梁的中心距凈跨Ln=4800-1502=4500mm；板的擱置長度e=200mm；初步設(shè)計按簡支板計算，計算跨度l0=minLn+h1，Ln+e=4.7m（3）取每米板寬進(jìn)行計算7.2.1.3 荷載計算（1）永久作用 面板自重q1=鋼筋砼h1=8.75kPa，磨耗層自重q2=砼h2=3.6kPa自重總和q0=q1+q2=12.35kPa跨中彎矩M0=18q0L02=34.10kNm（2）可變作用堆貨荷載產(chǎn)生的跨中彎矩：考慮到碼頭前方樁臺可能有堆貨，則跨中彎矩M堆=18q堆L02=83 kNm流動機(jī)械荷載考慮到牽引平板車到達(dá)碼頭前方樁臺，那么根據(jù)最大載重量8t，自重2t，滿載輪壓

41、p=25kN的平板車，應(yīng)有三種最不利的可能的荷載情況。情況1：平板車在板跨中心，平板車軸線與板跨方向垂直，如圖所示。接觸寬度：a0=0.15m，b0=0.2m傳遞寬度：a1=a0+2h2=0.15+20.15=0.45m b1=b0+2h2=0.2+20.15=0.5m根據(jù)高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范（JTJ291-98）4.1.6.1，平行板跨方向的彎矩計算寬度可按下式計算：ac=a1=0.45m式中： ac平行板跨方向的彎矩計算寬度（m） a1集中荷載在平行板跨方向的傳遞寬度（m）根據(jù)高樁碼頭設(shè)計與施工規(guī)范（JTJ291-98）4.1.6.2，垂直板跨方向的彎矩計算寬度可按下式計算：中置荷載（荷

42、載接觸面積中心位于1/2板寬至y0.5bc）的彎矩計算寬度： bc=Kl00.8+0.1l0/x+b1+h （7.1）其中 K=B/l01.0+0.9B/l0 （7.2）式中： bc垂直板跨方向的彎矩計算寬度（m）。當(dāng)bcB時，取bc=B； K與板的寬跨比有關(guān)的系數(shù)；當(dāng)B/l02.5時，在上式中取2.5。 B板寬，取B=7m； x荷載接觸面積中心至支座邊的距離（m）； l0板的彎矩計算跨度（m）； b1集中荷載在垂直板跨方向的傳遞寬度（m）； h板厚（m）； y荷載接觸面積中心至板自由邊的距離（m）。針對情況1：K=B/l01.0+0.9B/l0=7/4.71.0+0.97/4.7=0.636

43、荷載接觸面積中心至支座邊緣的距離:x=4.70-1.342=1.68m荷載接觸面積中心至板自由邊的距離：y=7-2.62=2.2m垂直板跨方向的彎矩計算寬度：bc=Kl00.8+0.1l0x+b1+h=0.6364.70.8+0.14.71.68+0.5+0.35=3.6m2y=4.4m由于前后兩輪間距為2.6m，小于bc，所以前后輪彎矩計算寬度重疊，故其垂直板跨方向的計算寬度bc=3.60+2.60=6.2m分布后荷載強(qiáng)度：q=2pacbc=500.456.2=17.92kPa取單寬1m進(jìn)行計算，計算得跨中彎矩M=13.55kNm情況2：平板車在板跨一側(cè)，平板車軸線與板跨方向垂直，兩只輪子作

44、用在跨中，如圖所示：接觸寬度：a0=0.15m，b0=0.2m傳遞寬度：a1=a0+2h2=0.15+20.15=0.45m b1=b0+2h2=0.2+20.15=0.5mac=a1=0.45mK=0.636對于跨中輪子，x1=4.72=2.35m 靠近支座處輪子，x2=2.351.34=1.01my=7-2.62=2.2mbc1=Kl00.8+0.1l0x1+b1+h=0.6364.70.8+0.14.72.35+0.5+0.35=3.82m2ybc2=Kl00.8+0.1l0x2+b1+h=0.6364.70.8+0.14.71.01+0.5+0.35=3.19m2y由于兩輪前后間距為2

45、.6m，小于bc1和bc2，所以前后輪彎矩計算寬度重疊，故其垂直板跨方向的彎矩計算寬度取為bc1=3.82+2.6=6.42m，bc2=3.19+2.6=5.79m分布后荷載強(qiáng)度：q1=2pacbc1=16.63kPa q2=2pacbc2=19.19kPa取單寬1m進(jìn)行計算，計算得跨中彎矩M=12.53kNm情況3：平板車在板跨中心，平板車軸線與板跨方向垂直，如圖所示。接觸寬度：a0=0.2m，b0=0.15m傳遞寬度：a1=a0+2h2=0.2+20.15=0. 5m b1=b0+2h2=0.15+20.15=0.45mK=0.636x=4.7-2.62=1.05，y=7-1.342=2.

46、83平行板跨方向的彎矩計算寬度ac= a1=0.5m 垂直板跨方向的彎矩計算寬度bc=Kl00.8+0.1l0x+b1+h=0.6364.70.8+0.14.71。05+0.45+0.35=3.17m2y由于垂直板跨方向輪距為1.34m，小于bc=3.17m，所以垂直板跨方向彎矩計算寬度有重疊，故取bc=3.17+1.34=4.51m分布后荷載強(qiáng)度：q=2pacbc=500.54.51=22.17kPa取單寬1m進(jìn)行計算，計算得跨中彎矩M=11.36kNm綜合以上三種情況可見：最不利情況為情況1，即平板車在板中心，平板車軸線與板跨方向垂直，其跨中最大彎矩為13.55 kNm。由于牽引平板車荷載

47、是動荷載，取荷載沖擊系數(shù)為1.3，得M跨中=1.313.55=17.615 kNm。另外考慮到20t自卸汽車的作用，由于其前后輪壓不同，故考慮最不利情況進(jìn)行驗算。取四個輪子輪壓均為65kN，按照平板車的最不利情況1，計算得板跨中彎矩為25.10kNm，仍小于堆貨荷載。7.2.1.4 面板尺寸抗裂驗算考慮永久荷載+可變荷載這種組合，可變荷載中堆貨荷載起控制作用，因此選用堆貨荷載作為控制荷載。 M中=M永久+M可變 （7.3）式中：M中荷載組合后的跨中彎矩（kNm）；M永久永久荷載在跨中產(chǎn)生的彎矩（kNm），M永久=34.10kNm； M可變可變荷載在跨中產(chǎn)生的彎矩（kNm），M可變=83kNm； 荷載組合系數(shù)，=0.7。綜上，可求得M中=92.2kNm。面板抗彎摸量可按下式計算：W=16bh2 （7.4）式中：W面板的抗彎模量（m3）； b垂直于板跨方向的板寬（m），取單位寬度b=1m； h板的厚度（m），h=0.35m。所以求得W=0.02m3。面板驗算可通過下式進(jìn)行計算： Kf=WmftkM （7.5）式中：W面板的抗彎模量（m3），W=0.02m3；m截面影響系數(shù)，取1.55；ftk砼的軸心抗拉強(qiáng)