碼頭畢業(yè)設(shè)計河海大學(xué)

1、畢業(yè)設(shè)計畢 業(yè) 設(shè) 計題目：連云港港灌河港區(qū)燕尾作業(yè)區(qū)通 用散雜貨碼頭工程專業(yè)年級 港口航道及海岸工程 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 魯子愛 評 閱 人 2013年5月【摘 要】本設(shè)計的任務(wù)是新建設(shè)2萬噸級泊位的連云港港灌河港區(qū)燕尾作業(yè)區(qū)散雜貨碼頭。港區(qū)灣闊水深，陸域?qū)拸V，氣候溫和，不凍不於，適合建設(shè)萬噸級深水碼頭在內(nèi)的許多專業(yè)性深水泊位，由于現(xiàn)有港口的通過能力已經(jīng)無法滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要，所以本工程建設(shè)是很有必要的。該項需要對碼頭的水工結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案設(shè)計及部分構(gòu)件的技術(shù)設(shè)計。其設(shè)計內(nèi)容包括碼頭工程設(shè)計中的資料分析、庫場面積計算、碼頭總平面布置、結(jié)構(gòu)選型、內(nèi)力計算、構(gòu)造設(shè)計及施工等有關(guān)問題。最后的設(shè)計

2、成果包括計算書、說明書和三張大圖。根據(jù)該碼頭的營運資料和自然條件，碼頭的總平面布置為：碼頭為順岸式，設(shè)后方樁臺，并由引橋連接前方碼頭與后方堆場。關(guān)鍵詞：高樁碼頭，面板，縱梁，橫梁，配筋，鋼筋混凝土【abstract】The design task is the new building berth of 20000 tons of class of Lianyungang Port River irrigation area dovetail operation area bulk cargo wharf. Harbor Bay broad depth of water, land and w

3、ide, mild climate, ice-free, suitable for the construction of a 10000-ton deep-water wharf, many professional deep-water berths, the port through capacity has been unable to meet the needs of economic development, so the construction is very necessary.The need for hydraulic structure of the terminal

4、 design and component design. The design includes the design of wharf engineering data analysis, storage area calculation, wharf of general layout, structure selection, internal force calculation, structure design and construction and other relevant problems. The results include the statement, instr

5、uctions and three big picture.According to the terminal operation data and natural conditions, the general layout of terminal: terminal for the alongshore, located behind the pile, and the bridge connecting the front and rear yard quay.Keywords: high pile wharf, panel, rails, beams, reinforcement, r

6、einforced concrete目 錄一、設(shè)計資料11.1 設(shè)計需求11.2 自然條件11.3 貨運量及船型91.4 材料供應(yīng)及施工條件13二、設(shè)計任務(wù)142.1設(shè)計任務(wù)142.2設(shè)計內(nèi)容14三、設(shè)計成果153.1碼頭主要平面尺度擬定153.2裝卸工藝153.3碼頭主要建設(shè)規(guī)163.4 總平面布置16四、計算內(nèi)容194.1荷載194.2面板計算194.3縱梁計算214.4橫梁計算254.5樁力估算，樁長確定264.6引橋設(shè)計34五、技術(shù)設(shè)計385.1面板技術(shù)設(shè)計385.2橫向排架設(shè)計455.3橫梁斜截面抗剪驗算62參考文獻(xiàn).63致謝.64一、設(shè)計資料1.1 設(shè)計需求連云港港位于江蘇省北部沿

7、海、隴海鐵路東部起點，是我國沿海主要港口之一，是我國沿海中部能源外運和外貿(mào)運輸?shù)闹匾诎?。連云港港歷經(jīng)幾十年的快速發(fā)展成績顯著，港口貨物吞吐量快速增長，港口區(qū)位優(yōu)勢顯著增強，港口對帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要作用日益凸現(xiàn)。根據(jù)交通部規(guī)劃研究院最新編制的連云港港總體規(guī)劃，連云港港今后將形成“一體兩翼”的發(fā)展格局，即由灣內(nèi)連云港區(qū)、灣外北翼的贛榆、前三島港區(qū)和南翼的徐圩、灌河港區(qū)組成的總體格局。其中灌河港區(qū)作為南翼的重要組成部分，是灌河半島臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)發(fā)展的重要依托，與徐圩港區(qū)互為補充，為地方經(jīng)濟發(fā)展及臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)服務(wù)。按照港區(qū)功能定位，灌河港區(qū)主要承擔(dān)為地方經(jīng)濟發(fā)展及后方臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)服務(wù)的功能，目前已有部分

8、化工企業(yè)、物流企業(yè)和修造船工業(yè)落戶。根據(jù)灌河港區(qū)后方產(chǎn)業(yè)區(qū)發(fā)展規(guī)劃，該區(qū)域?qū)⒗^續(xù)鞏固化工及修造船工業(yè)發(fā)展，同時將依托港口建設(shè)物流園區(qū)，進(jìn)一步促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟的加快發(fā)展。根據(jù)連云港港總體規(guī)劃，預(yù)計2010年及2020年將形成400萬噸和1000萬噸的貨物吞吐量需求。目前灌河地區(qū)水運運輸需求主要通過連云港區(qū)解決，同時由于灌河港區(qū)目前缺少噸級較大泊位，并且現(xiàn)有的千噸級泊位裝卸條件有限，許多貨運需求通過陸路解決，大大增加了運輸成本。為充分發(fā)揮內(nèi)河航運優(yōu)勢，減少灌河地區(qū)大宗散雜貨的運輸成本，擬在江蘇省連云港市灌云縣燕尾港鎮(zhèn)，灌河口西岸新建一座2萬噸級通用散雜貨碼頭泊位，以滿足吞吐量增長的需要，促進(jìn)灌河地區(qū)經(jīng)

9、濟發(fā)展。1.2 自然條件1.2.1 地理位置本工程位于江蘇省連云港市灌云縣燕尾港鎮(zhèn)，灌河口西岸，地理概位坐標(biāo)：北緯34°28，東經(jīng)119°47。灌河是蘇北唯一未在干流上建擋潮閘的入海河流，地處蘇北沿海的北段，海州灣南緣，毗臨連云港。灌河自灌南縣鹽東東三汊到燕尾港入?？谌L74.5km，流經(jīng)淮陰、鹽城、連云港三市，與京杭大運河相連，從上游陳家港至河口長11km的河段，水深都在6.0m以上，河寬1801100m，河段平均潮位水面寬度8201100m，自然水深可達(dá)810m。1.2.2 氣象擬建工程區(qū)域地處暖溫帶南緣，屬濕潤季風(fēng)氣候區(qū)。具有溫和濕潤，雨水適中，日照充足，無霜期長，四

10、季分明的海洋性氣候特點。根據(jù)響水縣氣象站和燕尾港多年的氣象觀測資料統(tǒng)計分析，本地區(qū)氣象特征值如下：(1) 氣溫累年極端最高氣溫38.7（1967年8月27日），累年極端最低氣溫-17（1969年2月6日），多年平均氣溫13.9。累年最高月平均氣溫26（7月、8月），累年最高月平均氣溫-2（1月）。(2) 降水降水多集中在69月份，其降水量占全年降水總量的70%以上,其中78月份降水量約占全年的50%。多年平均降水總量 891.2mm年最大降水量 1224.6mm （1971年）年最小降水量 515.6mm （1978年）最大一日降水量 699.7mm （2000年8月31日）25.0mm降水日

11、 11.6d （燕尾港）(3) 風(fēng)況據(jù)響水氣象站19651984年測風(fēng)資料統(tǒng)計：常風(fēng)向ENE向，次常風(fēng)向ESE向，占全年頻率的9.7%和9.6%，2分鐘平均最大風(fēng)速16m/s,方向為NNE向，瞬時極大風(fēng)速20m/s，發(fā)生在1969年9月，方向為NNE向。另外，根據(jù)灌河口燕尾港氣象站資料統(tǒng)計結(jié)果，該地區(qū)冬季多偏北風(fēng)，夏季多偏南風(fēng)，灌河口常風(fēng)向為NNE向和ENE向，頻率分別為12%和11%，次常風(fēng)向為ESE向和SSE向，頻率都為9%，強風(fēng)向為NNWNNE向，其NNW向頻率為7%，N向為7%，NNE向為12%，次強風(fēng)向為E向頻率4%和SSW向頻率為8%。最大風(fēng)速約為20m/s，出現(xiàn)在NNWNNE向，

12、以NNE向為最多。 全年8級風(fēng)日數(shù)約為7d（19591977年的平均值），67級大風(fēng)日數(shù)年平均為37d。風(fēng)玫瑰圖見圖1。圖1 燕尾港風(fēng)玫瑰圖根據(jù)鄰近地區(qū)氣象站熱帶氣旋資料統(tǒng)計，19491997年本地區(qū)共受熱帶氣旋影響110次，平均每年2.24次，多集中于每年79月份，熱帶氣旋的風(fēng)力一般為68級，最大風(fēng)力12級，1987年7號臺風(fēng)路經(jīng)蘇北沿海，實測瞬時最大風(fēng)速為20.0m/s。(4) 霧況本地區(qū)以平流霧為主，一般多發(fā)生在冬、春兩季。累年最多霧天數(shù)38d（1976年），累年最少霧天數(shù)16d（1975、1977年），多年平均霧天數(shù)24.6d。(5) 雷暴本地區(qū)多年平均雷暴天數(shù)27d。(6) 相對濕度

13、本地區(qū)多年平均相對濕度為70%。1.2.3 水文(1) 潮汐性質(zhì)灌河潮汐狀況受黃海潮波系統(tǒng)控制，外海潮波自灌河口傳入后，沿灌河河道上溯，工程所處燕尾港的潮汐性質(zhì)屬正規(guī)半日潮類型。(2) 基面關(guān)系 本工程采用1985年國家高程基準(zhǔn)面，當(dāng)?shù)馗骰骈g的關(guān)系如下圖：圖2 基準(zhǔn)面關(guān)系示意圖(3) 潮位特征值根據(jù)19612002年燕尾港站資料統(tǒng)計，特征潮位值如下：累年最高潮位 3.71m （1992年8月31日）累年最低潮位 -2.95m （1987年11月26日）累年平均高潮位 1.93m累年平均低潮位 -1.31m平均海平面 0.26m最大潮差 5.39m最小潮差 0.89m平均潮差 3.24m平均漲

14、潮時間 5h03min平均落潮時間 7h22min(4) 設(shè)計水位設(shè)計高水位 2.56m (高潮累積頻率10%)設(shè)計低水位 -1.78m (低潮累積頻率90%)極端高水位 4.02m (重現(xiàn)期50年一遇值)極端低水位 -2.79m (重現(xiàn)期50年一遇值)(5) 潮流灌河河道內(nèi)基本為順河道方向的往復(fù)流，河段潮流流速較大，根據(jù)2004年6月水文測驗資料統(tǒng)計分析，灌河河口段潮流特征如下：灌河內(nèi)最大漲潮垂線平均流速接近2.0m/s，最大落潮流垂線平均流速為1.67m/s；小蟒牛站大潮最大漲潮流速為1.99m/s，大潮最大漲潮垂線平均流速為1.30m/s，大潮最大落潮流速為1.66m/s，大潮最大落潮垂

15、線平均流速為1.06m/s，即漲潮流速一般大于落潮流速。漲潮最大流速出現(xiàn)在高潮位之前12小時（略高于中潮位），落潮最大流速出現(xiàn)在中潮位附近。落潮流歷時大于漲潮歷時，河道內(nèi)測點漲潮流歷時小于口門處漲潮流歷時。燕尾港附近垂線大潮平均漲潮流歷時為5h10min，平均落潮流歷時為7h15min。(6) 冰況灌河口水域水溫最低月(2月)的平均水溫4.5oC左右，不結(jié)冰。1.2.4 波浪連云港海洋站位于灌河口西北約40km，其海底地形坡度與灌河口水域相似。根據(jù)連云港海洋站35年（19672001年）各向年極值波高和19671982年波高、周期的實測資料，分析本工程海區(qū)的波浪特征如下：本海區(qū)風(fēng)浪年平均出現(xiàn)頻

16、率為93%；兼有風(fēng)浪和涌浪的混合浪。常浪向為E向，年出現(xiàn)頻率為20%，次常浪向為W向，年出現(xiàn)頻率為14%。冬季常浪向為NNE向，春、夏、秋季常浪向為E向。工程區(qū)域主要波向的50年一遇設(shè)計波要素見表1-1。表1-1 碼頭前沿50年一遇設(shè)計波要素波向水位(m)波高(m)周期T(s)波長L(m)波速C(m/s)H1%H4%H5%H13%NEENE設(shè)計高水位2.882.442.361.988.5289.710.53設(shè)計低水位2.271.931.871.558.5278.29.23極端高水位3.673.123.022.548.5291.910.79NNNE設(shè)計高水位2.922.482.42.018.59

17、90.710.56設(shè)計低水位2.482.112.041.708.5979.59.25極端高水位3.823.253.152.658.5992.910.821.2.5 泥沙(1) 含沙量根據(jù)1994年89月灌河水文測驗和2004年6月水文測驗資料分析，灌河內(nèi)水流流速大，水流狹沙能力強，水體含沙量較大。灌河及口外垂線平均含沙量的分布具有以下特點：口內(nèi)段河道含沙量高，口外含沙量明顯低于口內(nèi)；落潮含沙量大于漲潮含沙量，大潮大于小潮。1994年89月觀測的燕尾港到小蟒牛工程河段大潮全潮平均含沙量為1.71kg/m3，小潮全潮平均含沙量為1.07kg/m3。灌河內(nèi)平時（非大風(fēng)浪天）的含沙量可以認(rèn)為在1.01

18、.8kg/m3范圍；2004年6月水文測驗期間正遇56級大風(fēng)，灌河內(nèi)和口門附近含沙量較以往觀測資料明顯增大，灌河口內(nèi)漲、落潮平均含沙量達(dá)4kg/m3以上，口門附近含沙量漲、落潮平均含沙量分別為1.23kg/m3和2.20kg/m3，詳見表1-2。表1-2 灌河漲落潮平均含沙量觀測時間 斷面潮型燕尾港小蟒牛1994年8-9月大潮漲潮（kg/m3）1.691.66落潮（kg/m3）1.731.75小潮漲潮（kg/m3）1.031.07落潮（kg/m3）1.051.132004年6月大潮漲潮（kg/m3）3.594.36落潮（kg/m3）4.024.46(2) 懸沙粒徑和底質(zhì)粒徑灌河及口外懸沙粒徑較

19、細(xì)，2004年6月觀測中值粒徑為0.0020.011mm，1994年灌河測驗懸沙粒徑為0.0180.0043mm，多數(shù)懸沙（75%）采樣值小于0.01mm。灌河口內(nèi)河床底質(zhì)組成主要為粉沙和淤泥，與口外海床泥沙基本相近。1994年灌河口到陳家港采樣底質(zhì)30個，底質(zhì)中值粒徑最小和最大粒徑范圍為0.00110.09mm。2004年6月灌河河道內(nèi)底質(zhì)中值粒徑0.0180.082mm。(3) 泥沙來源與運動趨勢灌河上游建閘，只有在排洪季節(jié)短時間開閘放水，徑流量和泥沙量都不大，對口外水域的影響也不大，灌河口外存在大片淺灘（即沙嘴），波浪掀沙作用明顯，灌河內(nèi)泥沙主要來源于口外，懸沙輸移是主要運動方式。灌河及

20、口門附近起主導(dǎo)作用的是潮流和潮流輸沙，灌河口內(nèi)巨大的潮量是維持灌河河道良好航道水深的主要因素。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)對沿岸輸沙量估算，灌河口外地區(qū)波浪沿岸輸沙的方向是由東南向西北，平均年凈沿岸輸沙量約3萬m³。這一結(jié)論與遙感圖像解譯結(jié)果所得的河口泥沙輸送趨勢是一致的，根據(jù)衛(wèi)星圖片顯示，灌河口東側(cè)含沙水流自廢黃河口尖凸岸灘向灌河口方向輸移的趨勢，無疑為泥沙自東南向西北輸移并在口門形成沙咀的論斷提供了有力的佐證。來自廢黃河三角洲的沙源，由東南向西北的沿岸輸沙被灌河口口門淺灘攔截及河口入海水流的干擾，水流能量減弱、泥沙淤積，灌河口右岸沙嘴不斷發(fā)育，灌河入海水道不斷西偏。因此，可以說，來自廢黃河口的泥

21、沙，在波浪沿岸流的攜帶下自東南向西北的不斷輸運，是灌河口口門沙嘴泥沙形成、發(fā)育的主要來源。1.2.6 河道概況灌河為淮河水系下游最大的入海河道，位于灌南、灌云和響水三縣交界處，干流全長74.5km，西起東三岔、東至陳家港入黃海，流域面積約6400km2，平均年徑流總量約40.6億m3，是蘇北地區(qū)唯一河口沒有建閘的入海河道。整個河道水深都在6.0m以上，河寬1801100m，與京杭大運河相連，內(nèi)河水轉(zhuǎn)水運輸十分方便；從陳家港至河口長11km的河段，平均潮位下水面寬度8201100m，自然水深810m，乘潮后水深基本上可滿足萬噸級船舶通航。灌河航運的最大障礙是口外攔門沙，北槽最淺點高程-2.8m，

22、西槽-3.4m，中潮位時水深分別為3.3m和3.9m左右，航道水深嚴(yán)重不足，目前船舶走西航道，乘潮只能通航千噸級貨船，嚴(yán)重影響著灌河航運效益的發(fā)揮，急需通過口外航道整治和疏浚工程，打通灌河口攔門沙航道。為了滿足燕尾港港口建設(shè)發(fā)展和灌河兩岸經(jīng)濟日益增長需求，以及適應(yīng)進(jìn)出港船舶大型化的發(fā)展趨勢，目前口外航道整治和疏浚工程正在實施，打通灌河口攔門沙航道后，20000噸級船舶可進(jìn)入灌河。1.2.7 河勢根據(jù)有關(guān)科研單位在臨近工程的分析結(jié)果顯示：10年來河床沖淤變化不大，多數(shù)變化在0.5m以內(nèi)。從口門到小蟒牛處的河道最小水深來看，河床最淺處從-7.5m淤淺為-7.1m，局部淤高0.4m，位于燕尾和小蟒牛

23、兩個彎道的過渡段?？谕獍稙?m、-1m線仍有輕微的侵蝕后退，其中西岸侵蝕更小。低潮位以下-2m線向岸后退速度較快。灌河口外岸灘后退情況見表1-3。表1-3 灌河口外岸灘后退情況表 (19942004年)位置等深線后退距離（m）平均年侵蝕（m/a）西岸0m40.4-1m101-2m10010東岸0m323.2-1m808-2m52052灌河口東側(cè)斷面岸灘沖淤變化較小，0-6m線略有沖蝕；灌河口斷面為口外北航槽斷面，攔門沙灘頂有所降低，最高點高程由-2.2m降低為-2.7m；西側(cè)斷面變化為西槽向岸移動，最深點向岸移動740m，近岸-3m線也向岸移動800m，西槽最深點高程都為-3.5m，保持不變，

24、西槽外淺灘淤高最淺點由1994年的-2.8m淤高變?yōu)?004年的-2.1m。從等深線平面圖看，-2m、-3m線平面位置基本沒有變化。灌河河口段河道微彎，河寬和水深條件良好且穩(wěn)定，具備建設(shè)大型碼頭的條件。灌河口外岸灘處在輕微的侵蝕狀態(tài)，通海航道攔門沙灘頂水深變化較小，泥沙運動以波浪掀沙潮流輸沙為主。1.2.8 地形地貌擬建工程位于江蘇省連云港市灌云縣燕尾港鎮(zhèn)，屬河口潮坪地貌類型。擬建碼頭區(qū)地形起伏較小，泥面高程一般為-7.6-9.0m，上游端高于下游端。擬建引橋區(qū)地形起伏稍大，整體由陸域向海域傾斜，泥面高程一般為+2.4-7.9m。陸域近岸段地形較平坦，地面高程一般在+3.6+2.6m。區(qū)域內(nèi)有

25、三聯(lián)海產(chǎn)品貿(mào)易公司、興港預(yù)制品有限公司、連云港德萊石油有限公司等企業(yè)，存在企業(yè)用房、油罐和少量民房等建筑物，目前正在開展拆遷工程。1.2.9 工程地質(zhì)本次勘察深度范圍內(nèi)揭露的土層為第四紀(jì)松散堆積層。根據(jù)揭露的各土層地質(zhì)時代、成因類型、埋藏深度、空間分布發(fā)育規(guī)律、物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)及其工程地質(zhì)特征，劃分為6個地基土層及其亞層，各地基土層的特征分述如下：1雜色雜填土：濕，松散。主要成分由碎磚、小石子、生活垃圾及粘性土等組成。該層分布在陸域表部，在SY1、SB1孔中有揭露。厚度較薄，一般為0.60.8m。2 灰黃色素填土：濕，松散。成分主要為粘性土，含有蘆葦根莖和小石子等，局部鉆孔上部近

26、雜填土。該層在陸域表層分布廣泛，在現(xiàn)有的陸域孔中均有揭露。頂板標(biāo)高一般為3.62.6m，厚度約1.13.1m。3 灰黑色淤泥：飽和。流塑。含大量黑色有機質(zhì)，有臭味，局部含少量小石子。該層僅在靠岸邊的SB1和SY1孔中揭露。頂板標(biāo)高分別為1.1和1.8m，厚度分別為1.9和2.2m。1 灰黃色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：局部為灰色，飽和，流塑。土質(zhì)較均，切面較粗糙，含少量有機質(zhì)，搖震見反應(yīng)，干強度中等，韌性中等。夾粉砂薄層，局部近淤泥，上部夾蘆葦根莖和腐植物，近粉質(zhì)粘土。該層在陸域分布廣泛。頂板標(biāo)高一般為1.80.8m，層厚一般為1.74.1m。實測標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)一般為2擊。2 灰黃色砂質(zhì)粉土：飽和，松散稍密

27、。土質(zhì)不均，含云母，搖震反應(yīng)迅速，干強度低，韌性低，局部區(qū)域為粘質(zhì)粉土；局部區(qū)域為粉砂。該層在陸域分布廣泛，頂板標(biāo)高一般為1.52.9m，層厚一般為0.82.5m。實測標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)一般為615擊。1 灰黃色淤泥質(zhì)粘土：飽和，流塑。切面光滑，土質(zhì)較均，搖震見反應(yīng)，干強度高，韌性高，含少量黑色有機質(zhì)及云母碎片，夾少量粉砂薄層和砂團，局部近淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土或淤泥。該層在勘察區(qū)均有分布，碼頭區(qū)一般直接出露于海底，陸域頂板標(biāo)高一般是在3.64.1m，層厚一般為8.217.2m。實測標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)一般為<12擊。2 灰黃色粉質(zhì)粘土：飽和，軟塑可塑，局部可塑偏硬。土質(zhì)較均，切面較光滑，搖震見反應(yīng)，干強度中

28、等，韌性中等。夾粉砂薄層，局部為粉質(zhì)粘土夾粉砂。該層在勘探區(qū)分布廣泛，本次勘察僅有4個孔未揭露，頂板標(biāo)高一般為16.719.2m，層厚一般為0.64.0m。實測標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)一般為410擊（主要在水域），局部1516擊（主要在陸域）。3 灰黃色砂質(zhì)粉土：飽和，中密密實。土質(zhì)較均，切面粗糙，搖震反應(yīng)較迅速，干強度低，韌性低。局部夾較多粘性土薄層，局部近粘質(zhì)粉土；局部區(qū)域砂性較重，為粉砂。該層在勘探區(qū)分布穩(wěn)定，頂板標(biāo)高一般為18.022.2m，層厚一般為1.811.5m。實測標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)一般為1637擊。1 灰灰黃色粉質(zhì)粘土：飽和，軟塑可塑。切面較光滑，土質(zhì)較均，搖震見反應(yīng)，干強度較高，韌性較高，含

29、少量鈣泥質(zhì)斑跡，局部夾較多粉砂薄層。該層在勘探區(qū)分布較穩(wěn)定，頂板標(biāo)高一般為21.430.3m，層厚一般為3.012.8m。實測標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)一般為310擊。2 黃灰色粉質(zhì)粘土夾粉砂：飽和，可塑可塑偏硬。切面較粗糙，土質(zhì)不均，韌性中等，干強度中等。局部粉土含量高，近粘質(zhì)粉土。該層主要分布在陸域和近岸孔SY1和SB1中，頂板標(biāo)高一般為27.434.2m，層厚一般為1.56.5m。實測標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)一般為1015擊。t 灰色粉細(xì)砂：飽和，中密。砂質(zhì)不純，近砂質(zhì)粉土，局部為粗砂。該層以透鏡體狀零星分布于1 層中，僅在SB2、SB3和SY4孔中有揭露，頂板標(biāo)高一般為24.335.9m，厚度一般為1.62.2

30、 m。實測標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)為1517擊。 灰灰綠色粉質(zhì)粘土：飽和，可塑偏硬硬塑。土質(zhì)較勻，切面較光滑，有光澤，搖震無反應(yīng)，韌性較強，干強度較高，見少量有機質(zhì)，局部近粘土。該層主要分布在陸域和近岸段，及擬建碼頭的西南角，頂板標(biāo)高一般為32.935.7m，層厚一般為1.45.4m。實測標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)一般為1317擊。1 灰黃灰色粉細(xì)砂：飽和，密實，局部中密。砂質(zhì)較純，顆粒較勻，含少量云母和貝殼碎片，局部混少量中粗砂，局部近砂質(zhì)粉土，局部夾少量粘性土薄層。該層在勘探區(qū)分布穩(wěn)定，頂板標(biāo)高一般為33.738.8m，受孔深限制厚度未揭穿。實測標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)一般為30>50擊，局部1826擊。t 灰黃灰色粉質(zhì)

31、粘土：飽和，可塑偏硬硬塑。土質(zhì)較勻，局部切面較光滑，局部較粗糙，搖震無反應(yīng)，干強度中等，韌性中等。局部混少量鈣泥質(zhì)結(jié)核，局部含氧化暈斑跡。該層在水域均有揭露，以透鏡體狀分布于1層中，陸域受孔深限制，未揭露。頂板標(biāo)高一般為39.546.4m，層厚一般為0.74.6m。實測標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)一般為1119擊。土的物理力學(xué)性能指標(biāo)見表1-4，工程地質(zhì)剖面圖詳見附圖。1.2.10 地震根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001)和中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-2001)，勘探場地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g，地震分組為第三組。1.3 貨運量及船型1.3.1 貨運量

32、結(jié)合總體規(guī)劃中對灌河港區(qū)的吞吐量預(yù)測，本工程擬安排吞吐量100萬噸，其中鋼材30萬噸，主要為建筑用鋼材以及船舶制造所需鋼材，主要從我國沿海以及長江地區(qū)通過5000噸級到20000噸級船型運輸；瓷磚、石材以及部分黃沙石子等建筑材料45萬噸，主要通過1000噸級到20000噸級船型從我國南方沿海地區(qū)運輸；其他件雜貨25萬噸，主要為后方工業(yè)企業(yè)部分原材料進(jìn)口（15萬噸）以及膠合板等出口（10萬噸）。各貨種吞吐量安排見表1-5。65表1-4 各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及樁基參數(shù)建議表土 層 名 稱一般埋深（m）天然含水率W(%)天然重度(kN/m3)天然孔隙比e固結(jié)快剪標(biāo)準(zhǔn)值壓縮模量預(yù)制樁灌注樁內(nèi)摩擦角

33、(°)粘聚力C (kPa)Es0.10.2(MPa)樁側(cè)極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qf (kPa)樁端極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值qR(kPa)樁側(cè)極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qf (kPa)樁端極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值qR (kPa)3灰黑色淤泥0.62.815101灰黃色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土1.95.542.817.11.19415112.515102灰黃色砂質(zhì)粉土4.47.523.920.00.6769.815101灰黃色淤泥質(zhì)粘土0.06.048.117.41.34012.012.02.215106.022.7203015252灰黃色粉質(zhì)粘土8.723.526.919.60.76119.024.05.2405030403灰黃色

34、砂質(zhì)粉土10.729.226.019.60.72536.01.511.87030005510001灰灰黃色粉質(zhì)粘土14.536.133.318.70.96921.515.05.1455535452黃灰色粉質(zhì)粘土夾粉砂31.538.231.418.90.92121.515.56.160705055t灰色粉細(xì)砂18.832.080906070灰灰綠色粉質(zhì)粘土24.741.325.419.80.71825.028.07.1809060701灰黃灰色粉細(xì)砂25.858.524.719.70.70336.51.511.31006500902000t灰黃灰色粉質(zhì)粘土31.355.022.520.10.66

35、124.036.07.99580表1-5 各貨種吞吐量匯總表 （單位：萬噸）貨種吞吐量（萬噸）進(jìn)口（萬噸）出口（萬噸）合計其中：外貿(mào)小計其中：外貿(mào)小計其中：外貿(mào)總計10015907108鋼材305305建筑材料4545其它件雜貨25101521081.3.2 設(shè)計船型根據(jù)本工程貨運量預(yù)測及流量流向分析，結(jié)合世界雜貨船發(fā)展趨勢，確定本項目設(shè)計代表船型為20000噸級雜貨船。具體的船型尺度詳見表1-6。表1-5 設(shè)計船型尺度表 單位：m船舶載重噸（DWT）總長型寬型深滿載吃水備注20000噸級雜貨船16625.214.110.1設(shè)計代表船型30000噸級雜貨船19227.615.511.0兼顧船型

36、10000噸級雜貨船14622.013.18.75000噸級雜貨船12418.410.37.41.4 材料供應(yīng)及施工條件擬建碼頭工程位于江蘇省連云港市灌云縣燕尾港鎮(zhèn)，灌河口西岸。后方即為電廠廠區(qū)，在灌河大堤以內(nèi)可修建施工基地，施工用水、電、通信等可以廠區(qū)為依托，由廠區(qū)提供。電廠所在地連云港市灌云縣具有較為發(fā)達(dá)的公路交通，與市內(nèi)公路相連。工程所需砂、石料可由水運、陸運渠道解決，鋼材、木材、水泥等可在當(dāng)?shù)厥袌霾少?。工程施工采用招?biāo)方式選擇施工隊伍，目前國內(nèi)具有相應(yīng)資質(zhì)的承包商有數(shù)家，均擁有各種港口施工機械設(shè)備和足夠的生產(chǎn)能力，施工經(jīng)驗豐富，有能力完成本工程施工任務(wù)。二、設(shè)計任務(wù)2.1設(shè)計任務(wù)（1）

37、資料分析要求熟悉以上設(shè)計資料的主要特點，明確它們對設(shè)計的影響。了解如何確定有關(guān)計算數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行概括而系統(tǒng)地整理。（2）碼頭的平面布置根據(jù)碼頭的使用要求，選用一種合理的碼頭裝卸作業(yè)線的工藝圖式，針對進(jìn)口和出口的不同貨種分別計算庫場面積，并考慮道路和鐵路布置，從而擬定碼頭的主要尺度。然后，選定碼頭的前沿線和中心線的平面位置，并確定碼頭的總平面布置。一般應(yīng)通過不同方案的優(yōu)缺點比較，來選擇較好的碼頭平面布置。（3）碼頭結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計選擇比較合理的一種碼頭結(jié)構(gòu)型式，擬定12個方案，分別確定各主要構(gòu)件的尺寸，碼頭的工程量和三材用量及碼頭工程的概算），對方案進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟比較。所選用的碼頭結(jié)構(gòu)方案，應(yīng)

38、適應(yīng)于碼頭的具體條件，充分反應(yīng)施工特點，吸取先進(jìn)經(jīng)驗，比較經(jīng)濟合理，又能保證碼頭在施工中和使用期的整體穩(wěn)定性（包括岸坡）。（4）指定構(gòu)件的技術(shù)設(shè)計在初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，對采用方案的指定構(gòu)件，進(jìn)行技術(shù)設(shè)計。要求對各種荷載下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行電算，同時，用手算核對其中一種情況的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，并以此進(jìn)行配筋計算。經(jīng)過較嚴(yán)格的計算和細(xì)部考慮后，設(shè)計出的指定構(gòu)件應(yīng)滿足限制裂縫寬度的要求，并能有足夠的強度和剛度，既較為經(jīng)濟合理，又能付諸施工。2.2設(shè)計內(nèi)容本次設(shè)計需要提交的成果包括：（1）設(shè)計說明書一份；（2）設(shè)計計算書一份；（3）至少三張設(shè)計圖紙：碼頭總平面布置圖（含裝卸工藝）、碼頭結(jié)構(gòu)三視圖、指定構(gòu)件配筋圖。三

39、、設(shè)計成果3.1碼頭主要平面尺度擬定3.1.1泊位長度 根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范，碼頭泊位長度，應(yīng)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=204泊位長度在滿足平面布置的條件下，可采用首尾系纜墩及引橋連接方式，其泊位長度由系蘭墩外側(cè)邊緣計算；3.1.2泊位寬度 碼頭前沿停泊水域?qū)挾菳d不小于2倍設(shè)計船寬,所以取Bd=50.4(m) 3.1.3碼頭前沿頂高程 碼頭前沿頂高程的確定與港口營運要求，當(dāng)?shù)厮暮偷匦蔚纫蛩赜嘘P(guān)。營運要求在大潮時不被淹沒，便于生產(chǎn)作業(yè)并于碼頭后方及港外道路有效鏈接。對于有掩護碼頭的前沿高程，按照兩種標(biāo)準(zhǔn)計算：（1）基本標(biāo)準(zhǔn)：碼頭前沿高程=設(shè)計

40、高水位+超高值（取1.01.5m）=3.68（m）（2）復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)：碼頭前沿高程=極端高水位+超高值（取0.00.5m）=4.52（m）由于有防洪要求，有臺風(fēng)時5.50（m），所以取5.0（m）3.1.4碼頭前沿水深 碼頭前沿水深，即泊位水深，通常是指在設(shè)計低水位以下的深度，由?？勘静次坏脑O(shè)計船型滿載吃水和必要的富裕水深構(gòu)成。Z2=0.692（m）D=11.6（m）3.1.5碼頭前沿底高程 碼頭前沿底高程=設(shè)計低水位-碼頭前沿設(shè)計水深=-13.38 (m) 3.2裝卸工藝3.2.1裝卸工藝進(jìn)出口流程圖：對鋼材：船-門機-平板掛車-輪胎式起重機-堆場 （件雜貨進(jìn)口流程圖）堆場-輪胎式起重機-平板掛

41、車-門機-船 （件雜貨出口流程圖）對建材：船-抓斗（門機）-裝卸車-皮帶輸送機-堆場（干散貨進(jìn)口流程圖）堆場-皮帶輸送機-裝卸車-抓斗（門機）-船（干散貨出口流程圖）裝卸設(shè)備：Mn-25-35水平運輸：國產(chǎn)25t平板掛車堆場作業(yè)：輪胎式起重機3.2.2裝卸設(shè)備配備T=50hP=133（萬噸）設(shè)計船時效率（t/h），按年運量，貨艙，船舶性能，設(shè)備能力，作業(yè)線數(shù)和管理等因素綜合考慮；根據(jù)經(jīng)驗每臺門機效率為210t/h，擬配三臺； 經(jīng)驗算碼頭配備3臺門機，布置三條作業(yè)線，每條作業(yè)線配三輛40t國產(chǎn)平板掛車，兩臺25t輪胎式起重機。3.3碼頭主要建設(shè)規(guī) 庫場面積參考海港總平面設(shè)計規(guī)范確定。件雜貨，散貨

42、庫（場）所需容量E=35625（t） 根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范5.8.10. 件雜貨，倉庫或堆場總面積 A=9500(平方米) 實際配置堆場 6*60*60 （數(shù)量，寬，長） 實際堆場總面積：8550 平米。3.4 總平面布置總平面布置圖詳見附圖3.4.1引橋布置 根據(jù)裝卸作業(yè)配備機械數(shù)得知，需2臺門機，所以設(shè)2條作業(yè)線，設(shè)引橋2座，采用環(huán)形作業(yè)線，引橋布置在后方樁臺兩側(cè)及中間。 引橋為主干道，根據(jù)要求，取其寬度為15米，另設(shè)人行道2米。 引橋與陸域連接的接岸結(jié)構(gòu)采用擋土墻。3.4.2道路布置 港區(qū)內(nèi)設(shè)置三個出入口，港內(nèi)道路按環(huán)形系統(tǒng)布置。 港區(qū)內(nèi)主干道寬15m，次干道7m，轉(zhuǎn)彎半徑12m。 港

43、內(nèi)道路邊緣至相鄰建筑物的凈距不應(yīng)小于下表數(shù)據(jù)，道路邊緣至相鄰建筑物的最小凈距相鄰建筑物名稱 最小凈距建筑物邊緣建筑物面向道路一側(cè)無出入口1.5建筑物面向道路一側(cè)有出入口，但不通行機動車3.0建筑物面向道路一側(cè)有流動機械出入口4.5建筑物面向道路一側(cè)的出入口經(jīng)常有汽車出入6.0堆貨邊緣 1.5圍墻邊緣 1.03.4.3庫場布置庫場橫向長度不應(yīng)超出本碼頭的涉及范圍。碼頭后方陸域?qū)挾确秶粦?yīng)超過碼頭長度，因為會超過該碼頭的工作管理權(quán)限。3.4.4港區(qū)生產(chǎn)，生活輔助設(shè)施布置根據(jù)河港工程設(shè)計規(guī)范及當(dāng)?shù)貙嶋H陸域情況，確定港區(qū)人員；裝卸工人數(shù):N=38（人）取裝卸工人數(shù)為38人，輔助工人數(shù)按5%10%，可取

44、3人。所以裝卸工人數(shù)為41人。 機械司機人數(shù)：根據(jù)海港工程總體設(shè)計規(guī)范港內(nèi)生產(chǎn)機械主要有門機，平板掛車，輪胎式起重機；按一日三班制。配備人數(shù)如下：設(shè)備種類設(shè)備數(shù)量司機人數(shù)配備人數(shù)合計出勤率增加10%門機（40T）27人/臺146370牽引車（40T）233.5人/臺21輪胎吊（25T）227人/臺28工人總數(shù)為裝卸工人總數(shù)加機械司機數(shù)，為113人，管理人員數(shù)按15%20%的工人總數(shù)取，為17人，總計130人。生產(chǎn)輔助設(shè)施建設(shè)按海港總平面布置附錄B，港區(qū)主要輔助生產(chǎn)建筑物指標(biāo)。B.0.1 綜合辦公室：管理人員為1012/人，取350；B.0.2 侯工室：2.54.0/人， 取600；B.0.3

45、裝卸及組工具庫：按工藝要求確定；B.0.4 前方辦公室710/人， 取300；B.0.5 小型流動機械庫，按流動機械入庫百分確定宜采用30%；B.0.6 維修保養(yǎng)間：根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，按工藝要求；B.0.7 材料供應(yīng)站100200/泊位；B.0.8 修建隊：每100延米為40， 取100 B.0.9 碼頭水手間：1520/間，不宜小于1.5/人， 20間取400； B.0.10 加油站：加油站站房面積，不包括雨篷，按工藝要求確定宜為100200； B.0.11 地磅房2030/座， 取一座30； B.0.12 派出所按港口全員工總數(shù)計每千人50，取30；B.0.13 消防站可參照公安部消防站建筑設(shè)

46、計標(biāo)準(zhǔn)B.0.14 門衛(wèi)1530/座，取倆座60；B.0.15 廁所1530/座，取倆座40；四、計算內(nèi)容4.1荷載 永久作用：結(jié)構(gòu)自重 kN/ ,kN/; 可變作用：施工荷載：； 前沿堆貨荷載：； 門機荷載：門機采用Mh25-35，支腳荷載P=220KN,兩機共同作用時荷載圖間的最小間距為1.5m； 流動機械荷載：40t平板掛車滿載輪壓20.4KN。4.1.1碼頭結(jié)構(gòu)方案 上部結(jié)構(gòu)采用縱橫梁不等高連接，即上橫梁現(xiàn)澆，預(yù)制縱梁支撐在下橫梁上，預(yù)制面板兩邊支撐在縱梁上，最后現(xiàn)澆；4.2面板計算4.2.1面板基本尺寸擬定如下圖 圖4-1 面板尺寸圖（單位：m）面板采用疊合板：板厚h=40cm，其中

47、預(yù)制層25cm，現(xiàn)澆層15cm；面板上設(shè)有磨耗層，初步設(shè)定為15cm;面板采用混凝土強度為；4.2.2 面板最大跨度計算面板取最大跨度的一段來計算，如上圖所示： 面板只擱置在縱梁上，擱置長度為e=15cm，兩邊擱置，兩邊自由按單向板計算； 施工期由于現(xiàn)澆部分未達(dá)到強度標(biāo)準(zhǔn)，所以按簡支梁計算，彎矩計算跨度4.65（m） 使用期現(xiàn)澆的混凝土以達(dá)到強度設(shè)計要求，預(yù)制部分與現(xiàn)澆部分連接成整體，所以可以按連續(xù)梁計算，彎矩計算跨度取： 使用期計算彎矩為：4.95m 施工期計算彎矩為：4.65m 取每米板寬進(jìn)行計算。4.2.3荷載計算（1）永久作用面板自重：磨耗層自重：自重總和：自重跨中彎矩： (施) （使

48、）（2）可變作用 施工荷載產(chǎn)生跨中彎矩：使用荷載產(chǎn)生跨中彎矩：（流動機械荷載：初步設(shè)計無需計算。）4.2.4截面抗裂驗算施工期，w=0.0104 使用期，w=0.0276 施工期： （2級鋼筋0.60.7）;使用期： （2級鋼0.60.7）;（施工期，使用期均滿足，所以面板截面滿足抗裂要求）4.3縱梁計算 縱梁均采用鋼筋混凝土，必要時采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。圖4-24.3.1縱梁尺寸圖4-34.3.2計算跨度橫向排架間距為7m，下橫梁寬為1m，縱梁擱置在下橫梁上，擱置長度e=0.2m，在計算自重產(chǎn)生彎矩時，由于現(xiàn)澆部分未達(dá)到強度標(biāo)準(zhǔn)，所以按簡支梁計算，彎矩計算跨度取：但不大于1.05 施工期計算跨度： 在計算使用期可變荷載產(chǎn)生彎矩時，現(xiàn)澆部分與預(yù)制部分連接成整體，所以按連續(xù)梁計算，彎矩計算跨度?。核钥缍热。?4.4.3荷載計算（1）邊縱梁：（尺寸如上圖）永久作用： =16.95kn.m自重跨中彎矩： (施) （使） 可變荷載： 可變荷載產(chǎn)生的彎矩： (施) （使）總彎矩：