港口高樁碼頭畢業(yè)設計

1、I 摘摘 要要 本次設計的港址位于黃驊港港池的西南側。根據港口地質條件、通貨能力要求等， 綜合分析采用高樁碼頭結構形式。本次設計主要包括港口的平面布置和高樁碼頭結構 的內力計算，以及進行必要的穩(wěn)定性驗算，并對其樁基施工工藝要點進行簡要的說明。 碼頭總長 871 米，寬 23 米，頂面標高 6.11 米。該碼頭由兩個 5 萬噸泊位和一個 3.5 萬噸泊位組成，倉庫和堆場面積及分布根據貨物量決定。碼頭的平面布置在充分考 慮使用和管理要求的前提下進行了最優(yōu)化的布置。碼頭面板采用預制板，搭接在縱梁 上；縱梁使用期按剛性支撐連續(xù)梁計算；橫梁使用期斷面為鋼筋混凝土疊合梁，橫向 排架計算采用樁兩端為鉸接的柔

2、性樁臺的計算方法；對面板、縱梁和橫梁進行內力、 配筋計算和抗裂驗算。結構內力計算中對實際作用中可能同時作用在建筑物上的多種 荷載，按照最不利的情況進行組合。樁采用的是預制預應力混凝土方樁，對樁基承載 力進行計算及必要的驗算。 關鍵字： 高樁碼頭，平面布置，橫向排架，荷載組合，結構設計，內力計算， 配筋計算，驗算 II Abstract The design of port address is in the southwest side of the oil drilling basin. According to the port of geological conditions, curr

3、ency capacity requirements, etc., comprehensive analysis of the piled wharf structures. This design mainly includes the port layout and internal force calculation of piled wharf structure, and make the necessary stability checking, and the main points in pile foundation construction technology brief

4、ly. Terminal total length of 871 meters, 23 meters wide, top surface elevation 6.11 meters. The pier by the two 50000 tons berth and a 35000 - ton berths, warehouse and yard area is determined according to the quantity of goods and distribution. Terminal layout on the premise of fully considering th

5、e use and management requirements for the optimization of the layout. Dock panel USES the precast slab, lap on the longitudinal beam; Longitudinal beam system are calculated by rigid support continuous beam; Beam cross section of reinforced concrete composite beams and transverse bent calculated wit

6、h pile as hinges on both ends of the calculation method of flexible pile platform; On panel, longitudinal beam and beam internal force and reinforcement calculation and crack resistance calculation. Structural internal force calculation of actual effect in May at the same time role in a variety of l

7、oad on the building, according to the most unfavorable situation. Pile is precast prestressed concrete pile, the pile foundation bearing capacity calculation and the necessary checking calculation. Key words: Wharf, Layout, Laterally bent, Load combinations, Structure design, Internal force calculat

8、ion, Reinforcement calculation, Checking III 目目 錄錄 前言前言.1 1 設計背景設計背景.3 1.1 工程概述.3 1.2 設計原則.3 1.3 設計依據.3 2 設計資料設計資料.4 2.1 地形條件.4 2.2 氣象條件.4 2.3 水文條件.7 2.5 地質條件.11 2.6 地震條件.13 3 平面布置平面布置.14 3.1 總平面布置原則.14 3.2 設計船型.14 3.3 作業(yè)條件.14 3.4 總體尺寸.15 3.4.1 碼頭泊位長度.15 3.4.2 航道設計尺度.15 3.4.3 碼頭前沿高程.16 3.4.4 陸域設計高程.

9、17 3.4.5 碼頭前沿停泊水域尺度.17 3.4.6 碼頭前船舶回旋水域尺度 .17 3.4.7 錨地.17 3.4.8 制動水域.18 3.4.9 防波堤和口門的布置.18 3.5 陸域布置.19 3.5.1 碼頭前沿及堆場布置.19 3.5.2 裝卸工藝布置.21 4 結構選型結構選型.23 4.1 結構選型基本原則.23 4.2 結構形式.23 4.3 結構布置.24 4.4 結構構造尺度 .26 5 結構計算結構計算.28 5.1 作用分析.28 5.2 面板設計.34 5.2.1 計算原則.34 5.2.2 計算參數.34 IV 5.2.3 作用分析.35 5.2.4 作用效應計

10、算.36 5.2.5 作用效應組合.41 5.2.6 板的配筋.42 5.2.7 板的驗算.45 5.3 縱梁設計.47 5.3.1 計算原則.49 5.3.2 計算參數.50 5.3.3 作用分析.50 5.3.4 作用效應計算.51 5.3.5 作用效應組合.57 5.3.6 縱梁的配筋計算.62 5.4 橫向排架設計.71 5.4.1 計算原則.71 5.4.2 計算參數.71 5.4.3 作用分析.72 5.4.4 作用效應計算.73 5.4.5 作用效應組合.85 5.4.6 橫梁的配筋.88 5.4.7 抗裂驗算.91 5.5 靠船構件設計.92 5.5.1 概述.92 5.5.2

11、 靠船構件計算.93 5.5.3 懸臂版根部斷面內力計算 .93 5.5.4 靠船構件內力計算.93 5.5.5 靠船構件配筋計算.94 5.6 擋土墻設計.96 6 樁基設計樁基設計.98 6.1 計算原則.90 6.2 計算參數.98 6.3 作用效應計算.98 6.4 作用效應組合.99 6.5 樁身強度驗算.100 6.6 樁基橫向位移計算.100 6.7 單直樁的配筋計算.101 6.8 樁基施工.102 結結 論論 .105 致致 謝謝 .106 參考文獻參考文獻.107 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 1 前 言 本次畢業(yè)設計題目為黃驊港一期 5 萬噸級高樁碼頭設計 ，設計主要內容

12、為： 進行碼頭結構的總平面布置；進行結構的形式選擇；結構中重要組成構件的力學 計算及其配筋和必要的驗算；樁基的施工工藝。高樁碼頭是應用最廣泛的主要碼頭 結構形式，其結構輕，減弱波浪的效果好，砂石料用量省，對于挖泥超深的適應性強， 高樁碼頭的眾多優(yōu)點使其在港口水工建筑物中占有越來越重要的地位。隨著經濟的快 速發(fā)展，物流的快速化，高樁碼頭的結構形式也必將隨之發(fā)生改變，但只有在深刻認 清現狀的基礎上才能有更好的發(fā)展，本設計對一般的高樁碼頭進行了詳細的計算及其 分析，為高樁碼頭結構中板梁式的一個典型的工程和設計案例。 高樁碼頭的發(fā)展概況。高樁碼頭經歷了承臺式、桁架式、無梁板式和梁板式四個階 段，承臺式

13、結構是一種較古老的高樁結構型式，碼頭樁臺為現澆混凝土或鋼筋餛凝 土結構，這種結構具有良好的整體性和耐久性，但現澆混凝土工作量大，要求的施工 水位低。樁多而密，樁基施工較為麻煩，造價較高，并只在岸坡地質條件好、水位差 較大、地面荷載較集中的情況下才考慮這種結構型式。桁架式高樁碼頭整體性好；剛 度大。但由于上部結構高度過大，當水位較大時需要多層系纜，目前主要適用于水位 差較大的需多層系纜的內河港口。無梁板式高樁碼頭上部結構簡單，施工迅速，造價 也低。但由于面板為雙向受力構件位置要求高，給靠船構件的設計增加了困難，僅適 用于水位差不大，集中荷載較小的中小型碼頭。梁板式結構主要由面板、縱梁、橫梁、 樁

14、帽和靠船構件組成。比較節(jié)省材料;裝配程度高，結構高度比桁架式小，施工速度快;橫 梁位置低，靠船構件的懸臂長度比無梁板式短.正因為梁板式結構的這種優(yōu)越性，使其 得到了迅速發(fā)展。但由于上部結構一般采用預制安裝，構件種類和數量多，施工比較 復雜，上部結構底部輪廓形狀復雜，死角多，水氣不易排出，構件中鋼筋易銹蝕。 高樁碼頭的研究現狀及發(fā)展方向在港口碼頭建設中，高樁碼頭結構是采用的最多的 一種結構型式。在大量的工程實踐中不斷進行改革探索，己有的成果及得出的經驗可 歸納為以下五個方面:（1） 、自重減小，節(jié)省材料（2） 、簡化上部，加快施工（3） 、簡 化樁基（4） 、改進沉樁工藝，減小下沉應力，以節(jié)約鋼

15、筋（5） 、提高單樁的軸向承載 力。 發(fā)展方向:粗樁、長樁、大跨度，采用預制和預應力鋼筋混凝土;提高混凝土質量， 增強耐久性。 畢業(yè)設計是畢業(yè)前階段的綜合學習、深化、拓寬，也是綜合教和學的重要過程，對 大學期間所學專業(yè)知識進行全面總結。本此畢業(yè)設計題目為黃驊港一期 5 萬噸級高 樁碼頭設計 ，畢業(yè)設計前期我溫習了港口水工建筑物 、 港口規(guī)劃與布置 、 水工 鋼筋混凝土結構 、 水運工程施工 、 工程水文等專業(yè)知識并查閱了海港總平面 布置規(guī)范 、 高樁碼頭設計與施工規(guī)范 、 港口工程荷載規(guī)范 、 港口工程混凝土結 構設計規(guī)范等規(guī)范。畢業(yè)設計中我通過所學基本理論、專業(yè)知識和基本技能進行建 山東交通

16、學院畢業(yè)設計（論文） 2 筑、結構設計。畢業(yè)設計后期主要進行設計手稿電子排版整理，并得到老師的審批和 指正使我圓滿地完成了設計任務，在此我表示衷心感謝。畢業(yè)設計兩月里指導老師幫 助下經過資料查閱、設計計算、論文撰寫及外文翻譯使我加深了對新規(guī)范、規(guī)程、手 冊等相關內容理解鞏固了專業(yè)知識提高了綜合分析、解決問題能力繪圖時熟練掌握了 各種建筑制圖軟件及多種結構設計軟件上所有些從同方面達了畢業(yè)設計目與要求。 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 3 1 設計背景 1.1 工程概述 本建設工程黃驊港位于河北省滄州市以東約 90km 的渤海之濱，恰置河北、山東兩 省交界處，環(huán)渤海經濟圈的中部，由煤炭港區(qū)、綜合港區(qū)

17、和河口港區(qū) 3 個港區(qū)組成。 現有各類生產性泊位 25 個，其中萬噸級以上泊位 19 個，碼頭岸線總長度為 5570 米， 最大泊位噸級為 5 萬噸。工程內容包括碼頭主體、航道、港池、裝卸工藝、碼頭修建 等。 本次設計僅對本港口的一期碼頭進行設計，該碼頭由兩個5萬噸泊位和一個3.5萬噸 泊位組成，設計內容主要對碼頭進行總平面布置、碼頭及水工建筑物結構形式選取、 碼頭結構的有關計算、航道港池及有關配套設備等布置，并進行必要的穩(wěn)定性驗算。 1.2 設計原則 （1）總體設計符合國家、地方經濟發(fā)展規(guī)劃和總體部署，遵循國家和行業(yè)有關工程建 設法規(guī)、政策和規(guī)定； （2）結合國情，采用成熟的技術、設備和材料

18、，使工程設計安全可靠、使用方便、工 程量少、總造價低、施工進度快，獲得較好的經濟效益和社會效益； （3）注重工程區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護，不占用土地，方便管理，節(jié)省投資。 1.3 設計依據 （1） 高樁碼頭設計與施工規(guī)范 （JTJ 298-98）.人民交通出版社,1998； （2） 海港總平面設計規(guī)范 （JTJ 211-99）.人民交通出版社,1999； （3） 海港水文規(guī)范 （JTJ 213-98）.人民交通出版社,1998； （4） 港口工程結構設計算例.人民交通出版社,1998； （5） 港口工程荷載規(guī)范 （JTS 144-1-2010）.人民交通出版社,2010； （6） 港口工程樁基規(guī)范 （

19、JTJ 251-98）.人民交通出版社,1998； （7） 建筑結構靜力計算手冊.中國建筑工業(yè)出版社,1999； （8） 港口工程混凝土結構設計規(guī)范 （JTJ 267-98）.人民交通出版社,1998。 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 4 2 設計資料 2.1 地形條件 黃驊港位于河北省渤海灣西南岸，大口河河口外北側海區(qū)；距黃驊市約 45km，距 滄州市約 90km。 。本工程位于黃驊港一港池的西南側。 2.2 氣象條件 (1) 氣溫 年平均氣溫：12.2； 年平均最高氣溫：17.3； 年平均最低氣溫：7.8 ； 歷年極端最高氣溫：37.7（1981 年 6 月 7 日） ； 歷年極端最低氣溫：

20、-19.5（1983 年 12 月 30 日） ； 年日平均氣溫低于-5的天數為 71 天，低于-10的天數為 23.8 天。 (2) 降水 年平均降水量：501mm； 歷年最大年降水量：719.4mm（1984 年） ； 歷年最小年降水量：336.8mm（1982 年） ； 歷年最大一日降水量：136.8mm（1981 年 7 月 4 日） ； 降水量主要集中在 6、7、8 三個月，占全年降水量的 70%以上；日降水量大于 25.0mm 的年均日數為 5 天，最多 7 天。 （3）風況 黃驊新村氣象站位于大口河河口三千噸級碼頭，北緯 3816，東經 117 51。風速風向觀測采用 EL 電接

21、自記儀，24 小時連續(xù)觀測，風速感應器離地高度 9m。 根據黃驊新村氣象站風的實測資料統計分析得出，該區(qū)常風向為 E 向，次常風 向為 SW，其出現頻率分別為 10.54%和 9.83%；強風向為 E 向和 ENE 向，該向6 級風的頻率分別為 1.19%和 1.18%。詳見風頻率統計表（表 3.2-1）和風玫瑰圖（圖 3.2-1） 。 影響本區(qū)大風的天氣系統主要為寒潮和臺風、龍卷風。多年資料統計，寒潮大風居多。 1991 年2002 年大風出現次數月變化表（表 3.2-2） 。應特別說明的是：2003 年 10 月 10 日13 日黃驊港海域出現一次偏 NE 向的大風過程，據中央氣象臺報告，

22、這 次偏 NE 向大風為歷史罕見，自有記錄以來，46 年內首次出現如此大風。黃驊港區(qū) 氣象站觀測資料，10 月 10 13 日7 級風連續(xù)出現 40 小時，8 級風連續(xù)出現 27 小時，9 級風連續(xù)出現 8 小時，瞬時最大風速達 31.9m/s，風向為 ENE。 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 5 表 2.1 黃驊港 2002 年風頻率統計表 Table 2.1 Huanghua wind frequency tables 2002 風向 頻率 （% ） 風級 13 級45 級6 級 合計 N4.161.760.146.06 NNE2.291.590.184.06 NE4.442.520.707

23、.66 ENE2.723.071.186.97 E4.904.451.19 10.54 ESE2.912.070.085.06 SE4.751.710.016.47 SSE3.602.070.095.76 S6.182.550.038.76 SSW3.791.920.195.90 SW5.993.470.379.83 WSW3.001.000.014.01 W3.781.240.065.08 WNW1.691.270.253.21 NW3.332.15 0.225.70 NNW2.761.460.174.39 C0.570.57 合計 60.8634.34.87100 山東交通學院畢業(yè)設計（論

24、文） 6 表 2.2 1991 年2002 年大風出現次數月變化表 Table 2.2 1991 to 2002 the number of monthly change table gale 大風風況 月份 6 級7 級8 級9 級 11181 212102 343306 45038153 53826103 616123 7641 81083 914102 10181561 11252272 1295 合計 2521885510 (4) 霧 霧多出現在秋、冬兩季。年平均霧日數為 12.2 天，最多 20 天。 (5) 相對濕度 年平均相對濕度：64% 。 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 7 2

25、.3 水文條件 (1) 潮汐及水位 黃驊港驗潮站位于黃驊港煤炭港區(qū)雜貨碼頭處，工程海域的潮汐性質屬于不規(guī)則半日 潮型。 基準面及其換算關系 潮汐性質及潮型 按照目前我國采用的潮汐類型劃分標準，工程海域的潮汐性質屬于不規(guī)則半日潮型。 潮位特征值（以黃驊港理論最低潮面為基準，下同） 最高高潮位：4.66m（2003 年 4 月 17 日） ； 最低低潮位：-0.30m（2003 年 1 月 28 日） ； 平均高潮位：3.48m； 平均低潮位：1.44m ； 平均海面： 2.40m ； 最大潮差： 3.87m（2002 年 12 月 6 日） ； 平均潮差： 2.04m 。 設計水位 設計高水位：

26、4.05m； 設計低水位：0.62m ； 極端高水位：5.61m ； 極端低水位：-1.22m。 乘潮水位 全年乘潮水位見表 2.3，冬三月（12 月、次年 1、2 月）乘潮水位見表 2.4 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 8 表 2.3 全年乘潮水位表 Table 2.3 Multiplied by the annual tide table position 表 2.4 冬季乘潮水位表 Table 2.4 Winter tide bit multiplication tables （2）波浪 工程區(qū)波浪概況 本區(qū)無長期波浪觀測資料，根據離黃驊港區(qū)西北約 25km 的 7 號平臺 197219

27、84 年 13 年實測資料統計分析，該區(qū)以風浪為主，涌浪為輔。詳見波高頻率統計表（表 2.5）和波高玫瑰圖（圖 2.3-4） 。 頻率水位 延時（m) 50%60%70%80%85%90%95% 乘潮一小 時 3.523.413.303.163.072.962.77 乘潮二小 時 3.143.303.193.052.972.872.70 乘潮三小 時 3.253.143.032.902.822.722.56 乘潮四小 時 2.972.882.772.642.562.472.31 頻率水位 延時（m) 50%60%70%80%85%90%95% 乘潮一小 時 3.203.113.002.892.

28、802.672.48 乘潮二小 時 3.113.032.912.802.722.602.43 乘潮三小 時 2.962.872.762.652.572.472.28 乘潮四小 時 2.682.592.512.392.332.222.04 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 9 表 2.5 黃驊港波高（H1/10）頻率統計表 Table 2.5 Huanghua wave height (H1/10) frequency tables 波向向 頻率 （% ） 波高 0.10.9 (m) 1.01.9 (m) 2.02.9 (m) 大于等于 3.0(m) 合計 N2.791.230.350.014.38

29、 NNE2.541.000.290.023.58 NE2.731.300.620.104.75 ENE3.732.161.050.107.04 E5.932.120.500.108.65 ESE6.561.030.127.71 SE4.750.330.025.01 SSE3.950.284.23 S5.240.305.54 SSW6.560.610.027.19 SW5.780.690.046.51 WSW3.310.173.48 W1.900.081.98 WNW1.790.280.012.08 NW2.140.610,290.043.08 NNW2.451.730.510.074.76 C

30、19.6719.67 合計 81.8213.923.820.44100.00 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 10 波要素的特征值 據觀測資料統計，該區(qū)常浪向為 E，次之為 ESE，出現頻率分別為 8.6%和 7.7%；強 浪向為 ESE，次之為 NE。 設計波要素 擬建工程位于一號港池內，工程海區(qū)以風浪為主，按照海港水文規(guī)范JTJ213-98 的規(guī)定，計算工程區(qū)設計波要素如表 2.6： 表 2.6 碼頭前沿設計波浪要素表 Table 2.6 Table Design Wave quay 水位（m） H1(m)H4(m)H5(m)H13(m) (m)H(s)T 極端高水位2.201.851.79

31、1.490.944.6 設計高水位2.201.851.791.490.944.6 設計低水位2.181.841.771.480.934.6 極端低水位2.161.821.761.470.934.6 （3）海流 實測海流情況 本海區(qū)潮流屬規(guī)則半日潮型。-1.0m 等深線以外各站的橢圓率一般為 0.20.5，均 為正值，各站的流速矢量都按逆時針方向旋轉。 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 11 漲潮潮段平均流速在 0.29m/s0.42m/s 之間，流向為 240300；落潮潮段平 均流速在 0.25m/s0.37m/s 之間，流向為 4697；漲潮最大流速在 0.50m/s0.79m/s 之間，流向

32、為 233282；落潮最大流速在 0.31m/s0.53m/s 之間，流向為 4492，漲潮流速大于落潮流速。從總的平面分布趨勢看，外海流 速大于近岸流速。漲潮平均歷時 5:40，落潮平均歷時 6:30。潮流矢量見圖 3.2-4。 本海區(qū)余流較小，從各測站資料分析出余流在 0.01m/s0.09m/s，平均為 0.04m/s，方向上近岸由北向南，外海（-10m 水深以外）由南向北。 （4）冰況 本地區(qū)地處華北平原，冬季常受寒潮侵襲，產生海冰。根據海冰實測資料分析統計， 本區(qū)初冰日在 12 月上旬，盛冰日在 12 月下旬，融冰日在 2 月下旬，終冰日在 3 月 上旬，總冰期 91 天，盛冰期 5

33、8 天。流冰厚度最大 0.2m，流冰速度一般為 0.30.4ms，流冰方向主要集中在偏西（WNW、W、WSW）和偏東（ENE、NE）兩個主 方向。多年的營運表明，正常年份海冰對港口營運無甚影響。 2.5 地質條件 工程范圍內土層為第四系全新統濱海相沉積層，沉積韻律較明顯，主要巖性為粉砂、 粉質粘土、粉土多為層狀土。依據土層的地質時代、巖性、分布規(guī)律和物理力學性質， 將整個場地土層分為 10 個工程地質層（含亞層） ，各層工程地質特征分述如下： 1 粉砂（Q4ml）： 區(qū) 1 粉砂：灰色；飽和；松散；顆粒較均勻；含云母及貝殼碎片；主要礦物成分 為石英、長石和云母等；分選性一般；平均標貫擊數 N=

34、2.1；該層主要是由吹填形成， 連續(xù)分布于場區(qū)表層，層頂高程 4.364.84m，層厚 3.1010.30m，平均揭露厚度 5.17m。 區(qū) 1 粉砂：灰黃色，灰色；很濕飽和；稍密；顆粒較均勻，含云母及貝殼碎片； 主要礦物成分為石英、長石和云母等；分選性一般；平均標貫擊數 N=14.8；該層主要 是由吹填形成，連續(xù)分布于場區(qū)表層，層頂高程 5.185.71m，層厚 6.106.50m，平均揭露厚度 6.35m。 2 粉質粘土（Q4m）：灰深灰色；軟塑流塑；飽和；局部夾薄層粉砂及少量砂 粒；含貝殼碎片；平均標貫擊數 N=6.0；該層分布廣泛，層頂高程-5.591.39m，層 厚 0.102.60

35、m，平均厚度 1.11m。 3 粉砂/粉土（Q4m）： 區(qū) 3 粉砂/粉土：深灰色；稍密；飽和；夾粉質粘土；見貝殼碎片；顆粒較均勻； 主要礦物成分為石英、長石和云母等；局部夾粉土、粘性土薄層；在 Z12、Z13 孔存有 松散的粉砂夾粉粘透鏡體。平均標貫擊數 N=12.3；該層連續(xù)分布于場區(qū)，層頂高程 -6.690.77m，層厚 3.4010.30m，平均揭露厚度 6.84m。 區(qū) 3 粉土/粉砂（Q4m）：灰色；飽和；密實中密；含云母及貝殼碎片，顆粒較 均勻；主要礦物成分為石英、長石和云母等；局部夾粉土、粘性土薄層；平均標貫擊 數 N=33.8；該層連續(xù)分布，層頂高程-2.42-1.19m，層

36、厚 6.208.00m，平均揭露 厚度 7.38m。 粉質粘土夾砂（Q4m）：深灰色；軟塑流塑；夾粉砂薄層，局部呈互層狀；見零星 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 12 貝殼碎片；平均標貫擊數 N=7.3；該層連續(xù)分布；層頂高程-10.09-6.35m，層厚 6.7015.30m，平均揭露厚度 9.68m。 1 粉土（Q4m）：灰色；中密；土質較均勻，局部夾粉砂、少許粉質粘土薄層，偶 見黑色有機質；平均標貫擊數 N=24.0；層頂高程-14.86-7.62m，層厚 1.104.60m，平均揭露厚度 2.84m。 1 粉土/粉砂（Q4m）：灰色黃灰；密實；飽和；夾有少量粉質粘土薄層；含貝殼 碎屑；偶

37、見黑色有機質；與3 粉質粘土交互分布；平均標貫擊數 N=40.4；層頂高程 -22.69-7.62m，層厚 1.1513.00m，平均揭露厚度 6.21m。 2 粉質粘土（Q4m）：灰色；可塑軟塑；偶見貝殼碎片；夾粉土薄層；平均標貫 擊數 N=12.7；該層分布較連續(xù)，層頂高程-26.29-19.73m，層厚 0.407.00m，平 均揭露厚度 4.46m。 粉質粘土/粘土（Q4al）：灰黃色、灰色；可塑硬塑；見鐵錳質氧化物及藍灰色條 紋，夾少量粉土薄層；平均標貫擊數 N=15.5；該層分布穩(wěn)定，厚度較大；層頂高程- 30.44-24.79m，層厚 12.1022.70m，平均揭露厚度 15.

38、22m。 1 粉土/粉砂（Q4al）：褐黃色；密實；飽和；成分以石英長石為主，含云母碎片； 平均標貫擊數 N=38.7；該層分布連續(xù)，但厚度較小，層面起伏較大。層頂高程- 48.43-40.47m，層厚 1.007.40m，平均揭露厚度 3.11m。 2 粉質粘土（Q4al）：黃褐色；可塑硬塑；干強度韌性高。平均標貫擊數 N=16.3；層頂高程-48.66-42.44m。 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 13 表 2.7 土層性質表 Table 2.7 Table soil nature 土層編 號 土層名稱平均標準 貫擊數 N 土層頂高程 （m） 土層厚度 （m） 土層平均 揭露厚度 （m）

39、土的狀態(tài)土的密 實度 區(qū)粉砂N=2.14.364.483.1010.3 0 5.17m飽和中密 區(qū)粉砂N=14.85.185.716.106.506.35很濕飽和稍密 2粉質粘土N=6.0-5.591.390.102.60 m 1.11軟塑流塑 區(qū) 3 粉砂/粉 土 N=12.3-6.690.773.4010.3 0 6.84飽和稍密 區(qū) 3 粉土/粉 砂 N=33.8-2.42- 1.19 6.208.007.38飽和密實 中密 粉質粘土 夾砂 N=7.3-10.09- 6.35 6.7015.3 0 9.68軟塑流塑 1粉土N=24.0-14.86- 7.62 1.104.602.84中密

40、 1粉土/粉 砂 N=40.4-22.69- 7.62 1.1513.0 0 6.21飽和密實 2粉質粘土N=12.7-26.29-19.730.407.004.46可塑軟塑 粉質粘土 /粘土 N=15.5-30.44-24.7912.1022. 70 5.22可塑硬塑 1粉土/粉 砂 N=38.7-48.43-40.471.007.403.11飽和密實 2 粉質粘土N=16.3-48.66-42.44可塑硬塑 2.6 地震條件 根據中國地震動參數區(qū)劃圖 （GB 18306-2001） ，擬建工程地區(qū)地震動峰值加速 度為 0.05g。 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 14 3 平面布置 3.1

41、總平面布置原則 (1) 港口總體布置應滿足經濟運量的要求。 合理利用海岸資源，因地制宜，并適當留 有發(fā)展余地； (2) 港口總體布置應與當地自然條件相適應，與當地的自然保護相協調,滿足碼頭作業(yè) 條件和標準,合理布置碼頭岸線； (3) 港口碼頭尺度、水域面積和航道等要適應設計船舶安全方便的操作要求； (4) 應盡量減少征地面積、陸域填方量、港池航道挖方量、軟基加固面積、和今后港 池航道維護疏浚量等； (5) 鐵路、公路進線方便，布置合理，應滿足港口貨物進出口集疏要求； (6) 擬建港區(qū)應有足夠的水域、陸域面積，并留有遠景發(fā)展的可能性； (7) 在全面考慮、合理利用當地建港條件的前提下，充分利用已

42、有的設施和依托條件 應使工程投資省，起步容易，盡量減少工程數量，并符合國家環(huán)保、安全、衛(wèi)生等有 關規(guī)定。 3.2 設計船型 根據港口使用要求，參照海港總平面設計規(guī)范附錄 A 選取 設計船型為 5 萬噸級散貨船， 船長 L=230m，型寬 B=32m，型深 H=17.5m，滿載吃水 T=12.7m。 表 3. .1 設計船型主尺度表 Table3.1 Design ship main dimensions table 設計船型總長（m）型寬（m）型深（m）滿載吃水（m） 50000DWT 散貨船 230322312.7 設計船型為 3.5 萬噸級散貨船 船長 L=190m，型寬 B=26m，型深

43、 H=14.6m，滿載吃水 T=10.8m。 表 3. .2 設計船型主尺度表 Table3.2 Design ship main dimensions table 設計船型總長（m）型寬（m）型深（m）滿載吃水（m） 35000DWT 散貨船 1902614.610.8 3.3 作業(yè)條件 確定碼頭作業(yè)條件時，應考慮下列主要因素：港口的自然條件，包括風、浪、 水流的大小及其分布特征 碼頭的裝卸工藝、貨種和船舶安全裝卸作用的要求 碼 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 15 頭的掩護程度及其軸線方向與風、浪、水流的相互關系 碼頭結構形式、防沖及系纜 設施的條件。 波浪：5 萬噸級散貨船裝卸作業(yè)的允許波

44、高為 1.2m。 風力：5 萬噸級散貨船裝卸作業(yè)的允許風力：6 級。 3.4 總體尺寸 該碼頭有 3 個泊位，其中兩個 5 萬噸級泊位和一個 3.5 萬噸級泊位，碼頭總長為 871m，寬 23 米，頂面標高 6.11 米。 3.4.1 碼頭泊位長度 參照海港總平面設計規(guī)范中的有關規(guī)定，碼頭泊位長度應滿足船舶安全靠離 作業(yè)和系纜的要求，對有掩護港口的通用碼頭，其單個泊位長度可按下式確定： 5 萬噸級 Lb=L+2d (3.1) 式中：Lb碼頭泊位長度（m） ； L設計船長（m） ； d富裕長度（m） 的數值有下表查表 3.2 確定：d 表 3.3 泊位間富裕長度取值表 Table3.3 Bert

45、h length between rich value table (m)L230 (m)d581012151820222530 故取 d =25m。 所以 Lb=230+2 25=280（m） 3.5 萬噸級 Lb=L+2d 式中：Lb碼頭泊位長度（m） ； L設計船長（m） ；d富裕長度（m）取 d=20。 所以 Lb=190+2 20=230（m） 3.4.2 航道設計尺度 （1）航道布置原則 當橫風風力超過 7 級時，以微速（4kn）航行的大型船舶較難以控制航向，因此，航 道軸線應盡量避免與大于 7 級風力的、頻率較高的風向正交，以減少船舶在強橫風下 航行的機遇； 1kn 橫流使微速航

46、行的大型船舶產生較大的偏位，航道軸線宜盡量避免與大于 1kn 橫 流正交； 航道軸線應盡量順直，避免“S”形航路。當受地形、地質條件限制必需多次轉向時， 宜采取減小轉向角、加長兩次轉向間距、加大回旋半徑或適當加寬航道等措施，使其 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 16 達到設計要求； 為了防止船舶進入防波堤口門前發(fā)生事故，防波堤口門外的航道應保持不小于船舶 制動距離的直線段； 選取航道軸線是應盡量減少泥沙回淤量，方便維護疏浚； 對有冰凍的港口，航道選線應注意排水條件和冰凌對船舶航行的影響。 航道設計尺度包括航道設計底標高和航道設計底寬， (2) 航道設計水深 D = T + Z0 +Z1 + Z2

47、 + Z3 + Z4 (3.2) T = 12.7m， Z0 船舶航行時船體下沉值，取 Z0=0.5m； Z1龍骨下最小富裕深度，取 Z1=0.6m； Z2 波浪富裕深度，取 Z2=0.5m ； Z3船舶裝載縱傾富裕深度，散貨船取 Z3=0.15m ； Z4備淤富裕深度，取 Z4=0.4m。 所以 D = T + Z0 + Z1 + Z2 + Z3 + Z4=12.7+ 0.5+ 0.6+0.5 + 0.15+ 0.4 =14.85m。 (3) 航道設計寬度 設計為雙向航道，航道寬度 W 的取值為：W= 2A+ B + 2C (3.3) A 為航跡帶寬度，A= n（Lsin+B）=1.69 (

48、230 sin+32) = 101.45m 7 C 為船舶與航道底邊間的富裕間距，取 C=B=32m 所以 W= 2A+ B + 2C=2 101.45+32+2 32=298.9m。 3.4.3 碼頭前沿高程 碼頭前沿高程包括碼頭前沿的碼頭面高程及設計底標高，碼頭前沿高程與港口運 營要求、當地水文和地形等因素有關，運營要求在大潮時不被淹沒，便于作業(yè)、碼頭 前后方高程銜接方便。 (1) 碼頭前沿高程=設計水位+超高值 基本標準值=設計水位（高潮累計頻率 10%的潮位）+超高值（11.5） 復核標準值=計算水位（重現期為 50 年極值高水位）+超高值（00.5） 基本標準值=4.05+1.0=5

49、.05m 復核標準值=5.61+0.5=6.11m 基本標準值 復核標準值 碼頭前沿高程取 6.11m。 (2) 碼頭前沿設計水深： D = T +Z1 + Z2 + Z3 + Z4 (3.4) 式中：T設計船型滿載吃水，取 T =12.7m； 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 17 龍骨下最小富裕深度，取 Z1 =0.4m； 1 Z 波浪富裕深度，=0.5 1.840.4=0.52m（K 為系數，橫浪取 0.5） ； 2 Z 12 ZKHZ 船舶因配載不均勻而增加的尾吃水，散貨船取 Z3 =0.15m； 3 Z 港池備淤深度，取 Z4 =0.5m。 4 Z D = T +Z1 + Z2 + Z3

50、 + Z4=12.7+0.4+0.52+0.15+0.5=14.27m 所以碼頭前沿設計底標高=設計低水位D=0.6214.27=13.65m，取 14.m。 3.4.4 陸域設計高程 港口陸域布置應結合裝卸工藝流程和自然條件合理布置各種運輸系統，并應合理 組織港區(qū)貨流和人流，減少相互干擾。通常取后方陸域高程與前方碼頭頂面高程一致， 取 6.11m。 3.4.5 碼頭前沿停泊水域尺度 碼頭前沿停泊水域寬度應不小于 2 倍的船寬，2B=2 32=64m，取 70m。 3.4.6 碼頭前船舶回旋水域尺度 回旋水域尺度包括船舶回旋水域寬度和回旋水域設計底標高，其中回旋水域設計 底標高取航道設計底標高

51、，回旋水域直徑參照海港總平面設計規(guī)范取值， 回旋水域直徑=2.0L=2.0 230=460m。 3.4.7 錨地 根據海港總平面設計規(guī)范第 4.7 條中規(guī)定，港口錨地按位置和功能可劃分為港 外錨地和港內錨地。港外錨地供船舶候潮、待泊、聯檢及避風使用，有時也進行水上 裝卸作業(yè)。港外錨地宜采取錨泊。港內錨地供船舶待泊或水上裝卸作業(yè)使用，宜采用 錨泊或設置系船浮筒、系船簇樁等設施。 根據黃驊港資料，港區(qū)位置處于受風、浪、流影響都較小的地方，港內錨地采用雙 浮筒系泊型式，港外錨地采用單浮筒系泊型式。 （1）錨地選址原則 錨地的邊緣距航道邊線的安全距離：港外錨地不應小于 23 倍船長；港內錨地采用 單錨

52、或單浮筒系泊時不應小于 1 倍設計船長，采用雙浮筒系泊時不應小于 2 倍設計船 寬； 港外錨地水深不應小于設計船型滿載吃水的 1.2 倍。當波高超過 2m 時，尚應增加波 浪富裕深度。港內錨地水深應與碼頭前沿設計水深相同； 錨地底質以泥質及泥沙質為好，沙泥質次之。應避免在硬粘土、硬砂土、多礁石與 拋石地區(qū)設置錨地； 應避免在橫流較大的地區(qū)設置雙浮筒錨地。 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 18 （2）錨地面積 單浮筒系泊水域的系泊半徑，按下式計算： (3.4）25 Lr 式中：r r單浮筒水域系泊半徑（m） ； L設計船長（m） 。 由上可知，系泊半徑 ，面積為。m25525230r 22 m20

53、4282r 雙浮筒系泊水域的尺度，按下式計算： 長度 50 LS (3.5） 寬度 Ba4 (3.6） 由上可知，雙浮筒錨地面積為：長度 m2805023050 LS 寬度 m1283244 Ba 面積 2 m35840128280aS 3.4.8 制動水域 根據海港總平面設計規(guī)范第 4.2.2 條，船舶制動水域宜設在進港方向的直線 上，當布置有困難時，可設在半徑不小于 34 倍設計船長的曲線上。船舶制動距離可 取 34 倍設計船長。 因此，船舶制動距離取 800m。 3.4.9 防波堤和口門的布置 （1）防波堤布置原則 布置防波堤軸線時，要與碼頭線布置相配合； 防波堤所圍城的水域應有足夠的面

54、積和水深，供船舶在港內航行、調頭、停泊以及 布置碼頭岸線； 防波堤所包圍的水域要適當留有發(fā)展余地，應盡可能顧及到港口發(fā)展的“極限”和 港口極限尺度的船型； 防波堤所包圍的水域也不全是越大越好，水域面積形狀要注意大風方向港內自生波 浪對泊穩(wěn)條件的影響； 要充分利用有利的地形地質條件，將防波堤布置在可利用的暗礁、淺灘、沙洲及其 他不大的水深中，以減少防波堤投資； 從口門進港的波浪，遇堤身反射，反復干擾亦是惡化港內泊穩(wěn)條件的因素。 （2）口門布置原則 口門位置應盡可能位于防波堤突出海中最遠、水深最大的地方，方便船舶出入； 船舶進口門時通常航速為 4kn6kn，故從口門至碼頭泊位，一般宜有大于 4 倍

55、船長 的直線航線水域和調頭圓，以便于船舶進入口門后控制航向、減低航速、與拖船配合 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 19 或完成緊急轉頭等操作； 船舶進出口門，航行安全是最重要的。口門方向力求避免大于 7 級橫風和大于 0.8kn 的橫流?？陂T放心應與進港航道相協調，航道中心線與強浪向之間的夾角宜為 30- 35； 口門軸線適應船舶航行安全是首要的，是從口門進入的波能盡可能少，以維護泊穩(wěn) 要求也是重要的； 口門寬度，船舶通過摳門時不宜錯船或超越?？陂T寬度在任何情況下不宜小于設計 船長加上錯船富裕量； 口門數量，與航行密度、港口性質、環(huán)境條件等因素有關，在滿足泊穩(wěn)要求的條件 下，兩個口門一般比一個好

56、。 （3）口門寬度 口門的有效寬度 應為設計船長的 1.0-1.5 倍。口門有效寬度底邊線至防波堤的距離 ，應根據堤的結構型式及其安全要求確定。 因此，口門寬度也是口門有效寬取 300m。 3.5 陸域布置 3.5.1 碼頭前沿及堆場布置 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)， 并應留有綜合發(fā)展的余地。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。 本設計中碼頭形式為明確的突堤式碼頭，碼頭前沿線與自然岸線成較大角度布置。突 堤式碼頭的優(yōu)點為占用自然岸線較少，布置緊湊，但其缺點是破壞了原有水流形態(tài)， 易于引起沖淤，且過多占用河

57、道寬度，影響通航。 (1) 計算 泊位數 根據海港總平面設計規(guī)范 ，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： t P Q N (3.7） 式中：泊位數；N 碼頭年作業(yè)量（t） ；Q 個泊位的年通過能力（t） 。 t P 本設計中泊位數遵循原工程的原則，泊位數取 3 各泊位。 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 20 碼頭年泊位通過能力 (3.8) d f d Z t t t tt t GT P 式中：T年日歷天數，取 T=365 天； G設計船型的實際載貨量，取 G=50000t； 晝夜小時數，取 = 24h； d t d t 裝卸一艘設計船型所需要的時間，取=35h (參照原油

58、碼頭泊位)； Z t Z t 船舶輔助作業(yè)時間，取 =1 小時； f t f t 泊位利用率，取=60%； 晝夜非生產時間之和，取=3h。 tt t t t tt t GT P d f d Z t 4 10641%60 24 1 324 35 50000365 堆場面積 (3.9)dc Kyk rBKh t T KKQ E 式中：E倉庫或堆場所需容量（t）年貨運量（t） ； h Q 倉庫或堆場不平衡系數，取 =1.5； BK K BK K 貨物最大入倉庫或堆場百分比，取 =100%； r K r K 倉庫或堆場年營運天數，??； yk TdT360 yk 堆場容積利用系數，對散貨取 0.7-0.

59、9，取 =0.8； K K 貨物在倉庫或堆場的平均堆存期，取=12d。 dc t dc t ）（t101.4012 8.0360 15.110641 4 4 dc Kyk rBKh t T KKQ E 散貨堆場總面積: (3.10) K K E A q 山東交通學院畢業(yè)設計（論文） 21 式中：A倉庫或堆場的總面積（） ； q單位或有效面積的貨物堆存量（t/）,取 q = 5t/； 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 K K =75%。 K K )m(106933 %755 101.40 q 2 4 K K E A (2) 平面布置 碼頭前沿地帶，碼頭前沿地帶是指碼

60、頭前沿線向后一定距離的場地，該地帶主要作 為布置前方鐵路線、道路、門機軌道及進行貨物裝卸作業(yè)和流動起重運輸機械回轉運 行的區(qū)域，其寬度根據裝卸工藝確定。結構計算中，對于有門機的碼頭，寬度一般取 14 米，本設計中取寬 14 米。對于平面布置中的碼頭前沿地帶是從管理的角度出發(fā)，其 縱寬度一般為 40-50m，本設計中取碼頭前沿地帶總寬度為 40m，門機前輪距碼頭前沿 線 2.5 米，門機軌距 10.5 米。 前方堆場，主要用來堆放裝卸下來的臨時堆存的貨物，按照一般規(guī)定，參照多用途 碼頭的設計標準，前方堆場的長度一般為泊位長度減去 20m-30m，寬度通常為 40m- 60m，庫后鐵路作業(yè)平臺的寬