設(shè)計計算書(共24頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 本科生畢業(yè)設(shè)計計算書廣西防城港7萬噸級碼頭設(shè)計學(xué)院（部）：海洋環(huán)境與工程學(xué)院專 業(yè)：港口航道與海岸工程班 級：學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)教師：完成日期：摘 要200字左右 行距固定值22磅關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞之間用逗號隔開Abstract英文翻譯Key words: 目 錄前言1 1.1 1.22 2.1 2.23 3.1 3.2結(jié)論參考文獻第一章 自然條件1.1 港口地理位置1.2 氣象條件1.2.1 氣 溫1.2.2 降 水1.2.3 霧 況1.2.4 風(fēng) 況1.3 水文條件1.3.1 潮 汐1.3.2 波 浪1.4 工程地質(zhì)條件1.5 地 震第二章 貨運量與船型2.1 營

2、運資料2.2 設(shè)計船型第三章 總平面布置3.1 總平面布置原則3.2 泊位數(shù)確定3.2.1 初步擬定泊位數(shù)：3.2.2 泊位數(shù)計算泊位數(shù)應(yīng)根據(jù)碼頭年作業(yè)量、泊位性質(zhì)和船型等因素按下式計算：N= （31） 式中：N泊位數(shù)； Q碼頭年作業(yè)量（t），指通過碼頭裝卸的貨物總量；P一個泊位的年通過能力（t）；泊位年通過能力應(yīng)根據(jù)泊位性質(zhì)和設(shè)計船型按下式計算：P= （32）式中：T年日歷天數(shù)，取365（天）；G設(shè)計船型的實際載貨量（t），實載率取0.85；t裝卸一艘設(shè)計船型所需要的時間（h），t= （33）p設(shè)計船時效率（t/h），由擬定的機械采用；t晝夜時間（h），取24小時；晝夜非生產(chǎn)時間之和（h），

3、取4小時；t船舶的裝卸輔助作業(yè)時間、技術(shù)作業(yè)時間以及船舶靠離泊間隔時間之和（h）。當(dāng)無統(tǒng)計資料時，部分單項作業(yè)時間可按表31選??；表31 部分單項作業(yè)時間 項 目靠泊時間離泊時間開工準備結(jié) 束公 估聯(lián) 檢時間（h）0.51.00.50.750.751.00.751.01.52.01.02.0泊位利用率（%），取鋼鐵泊位水泥化肥等泊位數(shù)的計算（將計算結(jié)果統(tǒng)計于下表中）表32泊位數(shù)目計算表參 數(shù)貨種年吞吐量（104t）年日歷天數(shù)（d）船舶載重量（104t）船舶載重利用率（%）船舶實際載重量（104t）設(shè)計裝卸效率（t/h）裝 卸 作 業(yè) 時 間（h）晝夜非生產(chǎn)作業(yè)時間（h）裝卸輔助及技術(shù)作業(yè)時間（

4、h）計算所需泊位數(shù)（n）實際泊位數(shù)（n）泊位利用率%備注鋼鐵水泥化肥糧食散貨多用途3.3 碼頭平面尺度3.3.1 水域尺度（1）碼頭前沿設(shè)計水深碼頭前沿設(shè)計水深是指在設(shè)計低水位以下的保證設(shè)計船型在滿載吃水情況下安全?？康乃?。D=T+Z+Z+Z+Z (34)Z=KHZ (35)式中： T設(shè)計船型滿載吃水（m），考慮到今后港口的發(fā)展，取T15.2m；Z龍骨下最小富裕深度，由所給資料知，根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范選?。籞波浪富裕深度；Z船舶因配載不均增加的船尾吃水，散貨船取Z=0.15m；Z備淤富裕深度，根據(jù)回淤強度、維護挖泥間隔期及挖泥設(shè)備確定，不小于0.4m；（2）碼頭前沿水底高程=設(shè)計低水位D；

5、（3）航道通航水深及航道設(shè)計水深D=T+Z+ Z+Z+Z (38)D= D+ Z (39)式中： D航道通航水深 D 航道設(shè)計水深Z船舶航行時船體下沉增加的富裕水深（m），由海港總平面設(shè)計規(guī)范船舶航行時船體下沉值曲線查得； Z船舶航行時龍骨下最小富裕深度，根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范中表4.8.8-1查得； Z波浪富裕深度，根據(jù)海港總平面設(shè)計規(guī)范中表4.8.8-2得; Z船舶裝載縱傾富裕深度，散貨船取0.15 m；Z備淤富裕深度，根據(jù)回淤強度、維護挖泥間隔期及挖泥設(shè)備確定，不小于0.4m；（4）航道有效寬度航道有效寬度由航跡帶寬度、船舶富裕寬度和船舶與航道底邊線間的富裕寬度組成。為進出港方便，可采用

6、雙向航道。由于設(shè)計資料有限，可采用典型雙向航道寬度 W=8B (310)式中：B為船型寬（5）港池寬度及水深（6）船舶的回旋水域（7）錨地3.3.2 陸域尺度（1）碼頭前沿高程有掩護港口的碼頭前沿高程為計算水位與超高值之和基本標(biāo)準：設(shè)計高水位+超高值(1.01.5)復(fù)核標(biāo)準：極端高水位+超高值（00.5）在以上這兩者中取大值得碼頭前沿高程 （2）碼頭泊位長度，端部泊位Lb=L+1.5d (312)中間泊位Lb=L+d (313)式中：碼頭泊位長度（m）； L設(shè)計船長（m）； d富裕長度（m），相應(yīng)的設(shè)計船長采用下表相應(yīng)的富裕長度：表32 富裕長度 L （m）404185861501512002

7、01230230d （m）581012151820222530根據(jù)計算結(jié)果畫出泊位布置圖（3）庫場面積件雜貨、散貨的倉庫或堆場所需的容量可按下式計算：E= (314)式中：年貨運量（t）；倉庫或堆場不平衡系數(shù)；貨物最大入倉庫或堆場百分比，取100%倉庫或堆場年營運天（d），?。?50365）d；貨物在倉庫或堆場的平均堆存期（d）；堆場容積利用系數(shù)，件雜貨取1.0，散貨取0.70.9；件雜貨倉庫或堆場的總面積可按下式計算：A= (315)式中：q單位有效面積的貨物堆存量（t/）； K倉庫或堆場總面積利用率（%）；（4）集裝箱堆場面積集裝箱碼頭堆場所需容量及地面箱位數(shù)可按下式計算：E (316)

8、(317)式中：E集裝箱堆場容量（TEU）； 集裝箱碼頭年營運量（TEU）； 貨物在庫平均堆存期（d）； 堆場集裝箱不平衡系數(shù)，在無資料時可取1.11.3，取1.3； 集裝箱堆場年工作天數(shù)（d），取350365d；N集裝箱碼頭堆場所需地面箱位數(shù)（TEU）；N堆場設(shè)備堆箱層數(shù)； A堆場利用率（%），A=70%（堆場設(shè)備選用輪胎龍門吊）；（5）集裝箱拆裝箱庫容計算公式為： (418)式中：E拆裝箱庫所需容量（t）； 集裝箱碼頭年營運量（TEU）； 貨物在庫平均堆存期（d），在無資料時可取35d，本設(shè)計取4d；拆裝箱比例（15%），取=10%；拆裝箱庫貨物不平衡系數(shù)，=1.2；拆裝箱庫年工作天數(shù)（d

9、），取350365d，本設(shè)計取360d；3.3.3 總平面布置方案（1）泊位布置（2）庫場布置 鋼鐵堆場的布置（確定堆場的長度X寬度） 集裝箱堆場的布置（確定堆場的長度X寬度） 其他貨種倉庫的布置 散貨堆場的布置 輔助生產(chǎn)和輔助生活建筑物布置港區(qū)輔助生產(chǎn)建筑物，可根據(jù)生產(chǎn)需要設(shè)置辦公樓、侯工室、小型流動機械庫、宿舍、加油站、消防站、派出所、門衛(wèi)、廁所等。第四章 裝卸工藝4.1裝卸工藝的設(shè)計原則4.2 裝卸工藝流程（給出裝卸工藝設(shè)計流程圖）4.3 機械設(shè)備選型（給出機械設(shè)備選型）表4-1 機械設(shè)備選型表 機械設(shè)備名稱型 號主要技術(shù)參數(shù)4.4 機械數(shù)量的確定根據(jù)港口工程技術(shù)規(guī)范（1987）上卷中的

10、第3.8.20條確定各種機械數(shù)量，按下式計算： （41）式中， N 機械數(shù)量（臺）； 某種裝卸機械分貨種的年起重運輸噸（t），此設(shè)計為散貨碼頭，年起運噸為1100萬噸； 機械利用率，采用三班制，取值為0.40.5，此處取0.5； 各類機械按不同的操作過程裝卸或搬運不同貨種的臺時效率 t/（臺h）；4.5 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)4.5.1 設(shè)計堆場通過能力 （42）式中，堆場所需容量（t）堆場不平衡系數(shù)堆場年營運天（d）貨物在庫（場）的平均堆存期4.5.2 裝卸一艘船所需時間4.5.3 庫（場）面積將散貨碼頭各主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)匯總于下表中： 表42 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)匯總表 序 號項 目單 位數(shù) 量1年

11、吞吐量萬噸2泊位數(shù)個3碼頭年通過能力噸4堆場容量設(shè)計需要容量m2實際布置容量m25設(shè)計堆場通過能力t/年6裝卸一艘船所需時間h9.92第五章 碼頭結(jié)構(gòu)方案設(shè)計5.1 設(shè)計依據(jù)5.1.1 建筑物的種類和等級5.1.2 建筑物主要尺度5.1.3 水文地質(zhì)條件 （1）設(shè)計船型 （2）水位（3）地質(zhì)條件（給出計算中用到的簡單的地質(zhì)條件）5.2 荷載確定5.2.1 建筑物自重表521 材料重度和內(nèi)摩擦角標(biāo)準值表材料名稱重度（）內(nèi)摩擦角混凝土胸墻2414鋼筋混凝土2515塊 石1811455.2.2 堆貨荷載堆貨荷載標(biāo)準值按港口工程荷載規(guī)范中表5.1.1-1和表5.1.3中選取5.2.3 船舶荷載（計算系

12、纜力）5.3 碼頭結(jié)構(gòu)方案選型5.4 沉箱結(jié)構(gòu)方案5.4.1 斷面尺寸的擬定(1) 外形尺寸沉箱的高度沉箱的寬度主要由碼頭的水平滑動及傾覆的穩(wěn)定性和基床及地基的承載力確定,根據(jù)工程經(jīng)驗一般為碼頭墻高的0.45倍左右。(2) 箱內(nèi)隔墻的設(shè)置(3) 沉箱構(gòu)件尺寸箱壁厚度底板厚度隔墻的厚度加強角尺寸沉箱間垂直縫的寬度(4) 箱內(nèi)填料和沉箱的接頭型式(5) 胸墻尺寸（確定胸墻的形狀以及尺寸）底高程頂寬(6) 基床尺寸（確定基床的類型以及相應(yīng)的尺寸）基床厚度底寬前肩寬后肩寬5.4.2 結(jié)構(gòu)自重力(永久作用)(1) 極端高水位情況：(2) 設(shè)計高水位情況(3) 設(shè)計低水位情況(4) 施工期情況5.4.3

13、填料土壓力強度計算根據(jù)重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范（JTJ290-98）第3.5.1.2條規(guī)定墻踵垂面土壓力的主動土壓力系數(shù)可近似按下式計算 則中砂 塊石(1) 極端高水位情況(2) 設(shè)計高水位情況(3) 設(shè)計低水位情況5.4.4堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力 5.4.5 系纜力引起的垂直作用、水平作用和傾覆力矩5.4.6 波浪力波浪力標(biāo)準值計算按照海港水文規(guī)范（JTJ213-98）的有關(guān)條款及規(guī)定計算。5.4.7 貯倉壓力 按重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范(JTJ290-98)規(guī)定沉箱內(nèi)填料對箱壁和底板的作用按貯倉壓力計算，各水位計算相同，只計算前倉格的貯倉壓力，后倉格貯倉壓力計算方法與前倉格相同。5.4.8

14、碼頭荷載標(biāo)準值匯總碼頭荷載匯總于下表表 碼頭荷載匯總表作用分類荷載情況垂直力（KN/m）水平力（KN/m）穩(wěn)定力矩傾覆力矩永久作用自重力極端高水位設(shè)計高水位設(shè)計低水位施工期填料土壓力極端高水位設(shè)計高水位設(shè)計低水位可變作用波谷壓力極端高水位設(shè)計高水位設(shè)計低水位波峰壓力施工期堆貨土壓力船舶系纜力5.4.9 碼頭穩(wěn)定性驗算 （1） 作用效應(yīng)組合持久組合I： 極端高水位（永久作用）+堆貨（主導(dǎo)可變作用）+波谷壓力（非主導(dǎo)可變作用）；持久組合II： 極端高水位（永久作用）+波谷壓力（主導(dǎo)可變作用）+堆貨（非主導(dǎo)可變作用）；持久組合III：設(shè)計高水位（永久作用）+堆貨（主導(dǎo)可變作用）+波谷壓力（非主導(dǎo)可變

15、作用）；持久組合IV： 設(shè)計高水位（永久作用）+波谷壓力（主導(dǎo)可變作用）+堆貨（非主導(dǎo)可變作用）； 持久組合V： 設(shè)計低水位（永久作用）+堆貨（主導(dǎo)可變作用）+波谷壓力（非主導(dǎo)可變作用）；持久組合VI：設(shè)計低水位（永久作用）+波谷壓力（主導(dǎo)可變作用）+堆貨（非主導(dǎo)可變作用）；短暫組合：設(shè)計高水位（永久作用）+波峰壓力（主導(dǎo)可變作用）；偶然組合：該地區(qū)地震烈度為6度，根據(jù)水運工程抗震設(shè)計規(guī)范（JTJ225-98）第1.0.2條的規(guī)定可不進行抗震計算。（2）碼頭沿基床頂面的抗滑穩(wěn)定性驗算根據(jù)重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范（JTJ290-98）第3.6.1條的規(guī)定應(yīng)考慮波浪作用，堆貨土壓力為主導(dǎo)可變作用時

16、：按（JTJ290-98）中公式（3.6.1-4）計算。 應(yīng)考慮波浪作用，且波浪力為主導(dǎo)可變作用時：按（JTJ290-98）中公式（3.6.1-3）計。 式中：各分項系數(shù)，根據(jù)作用效應(yīng)的不同按（JTJ290-98）第3.6.1條中的規(guī)定取值；各作用的標(biāo)準值按（JTJ290-98）表5-7中對應(yīng)的數(shù)值選取。短暫組合情況，按防波堤設(shè)計與施工規(guī)范（JTJ298-98）第5.2.7條中公式（5.2.7）計算。 式中各分項系數(shù)按（JTJ298-98）表4.2.3-1和表5.2.7-1選取。（3）碼頭沿基床底面的抗滑穩(wěn)定性驗算（4）碼頭沿基床頂面的抗傾穩(wěn)定性驗算根據(jù)（JTJ290-98）第3.6.3條規(guī)定

17、應(yīng)考慮波浪作用，堆貨土壓力為主導(dǎo)可變作用時，按（JTJ290-98）中公式（3.6.3-4）計算： 應(yīng)考慮波浪作用，且波浪力為主導(dǎo)可變作用時，按（JTJ290-98）中公式（3.6.3-3）計算式中：各分項系數(shù)，根據(jù)作用效應(yīng)的不同按（JTJ290-98）第3.6.1條中的規(guī)定取值；各作用的標(biāo)準值按（JTJ290-98）表5-7中對應(yīng)的數(shù)值選取。短暫組合情況，按防波堤設(shè)計與施工規(guī)范（JTJ298-98）第5.2.5條中公式（5.2.7）計算。 式中各分項系數(shù)按（JTJ298-98）表4.2.3-1和表5.2.5-1選取。5.4.10 基床承載力驗算根據(jù)（JTJ290-98）第3.6.6條規(guī)定 式

18、中：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取1.0； 基床頂面最大應(yīng)力分項系數(shù)，可取1.0； 基床頂面最大應(yīng)力標(biāo)準值（Kpa）； 基床承載力設(shè)計值，可取600Kpa；則（1）基床頂面應(yīng)力計算作用組合：持久組合：設(shè)計低水位（永久作用）+波谷壓力（主導(dǎo)可變作用）+堆貨（非主導(dǎo)可變作用）；短暫組合：設(shè)計高水位（永久作用）+施工期波峰壓力（主導(dǎo)可變作用）偶然組合：該地區(qū)地震烈度為6度，根據(jù)水運工程抗震設(shè)計規(guī)范（JTJ225-98）第1.0.2條的規(guī)定可不進行抗震計算。5.4.11 沉箱浮游穩(wěn)定性驗算根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，近程浮運沉箱時，定傾高度（1）無壓載時沉箱浮游穩(wěn)定性驗算（2）加水壓載后沉箱浮游穩(wěn)定性驗算5.5 大直徑薄殼圓

19、筒結(jié)構(gòu)方案 5.5.1 大直徑薄殼圓筒結(jié)構(gòu)的尺寸與構(gòu)造 大直徑薄殼圓筒結(jié)構(gòu)的尺寸主要是指：薄殼圓筒的直徑D，圓筒高度H和圓筒殼壁的厚度t，圓筒之間豎向安裝縫的寬度以及縫隙的處理，墊板的寬度和厚度，胸墻設(shè)計5.5.2 結(jié)構(gòu)自重力(1) 極端高水位情況(2) 設(shè)計高水位情況(3) 設(shè)計低水位情況（4）施工期情況 5.5.3 筒后土壓力 由于大圓筒的墻背沿碼頭岸線方向為曲面，于是在同一深度處的土壓力強度沿碼頭線方向的分布是不均勻的，圓筒后半圓頂出的土壓力強度最大，而兩相鄰圓筒之間的凹入部分逐漸減小。因此，要比較精確的計算墻背土的土壓力，較為麻煩。通常采用簡化計算方法，即計算時，用一假想平面代替實際曲

20、面，然后按通常的土壓力計算方法計算。根據(jù)實驗和理論研究結(jié)果，可取距圓筒中心后面0.4D的面作為假想平面，其中D為圓筒外徑，L為圓筒的中心距，L=D+a，a為圓筒間的縫寬。考慮到土與曲面墻背的接觸長度比平面墻背長，土與墻背的總摩阻力，因此在按假想平面計算土壓力時，土與墻背的摩擦角可取較大值，取=，但不大于30。主動土壓力系數(shù) =tg(45 （1）碼頭后填料土壓力強度（永久作用）第n層填料頂層的土壓力強度可按下式計算 e 第n層填料底層的土壓力強度可按下式計算： e 式中：e墻背上第n層填料頂層的永久作用土壓力強度（Ka）；e第n層填料底層的永久作用土壓力強度（Ka）； 第i層填料的重度標(biāo)準值（K

21、N/m）；h第i層填料的厚度標(biāo)準值（m）；第n層填料的主動土壓力系數(shù)； 極端高水位情況 設(shè)計高水位情況（2）堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力由下式計算： 式中：q 地面上的均布荷載標(biāo)準值，q=25kpa/m;k地面荷載系數(shù)，k=1；k主動土壓力系數(shù)； 墻背與鉛垂線的夾角（），=0。由上式可知，各種水位時，堆貨荷載產(chǎn)生的土壓力標(biāo)準值均相同。5.5.4 作用于大直徑薄殼圓筒筒體的波浪力（根據(jù)海港水文規(guī)范計算）（1）極端高水位情況（2）設(shè)計高水位情況（L=75.80m；H=2.57m）（3）設(shè)計低水位情況（L=70.53m；H=2.30m）5.5.5 系纜力引起的垂直作用、水平作用和傾覆力矩

22、5.5.6 碼頭荷載標(biāo)準值匯總碼頭荷載匯總于下表中表 碼頭荷載匯總表作用分類荷載情況垂直力（KN/m）水平力（KN/m）穩(wěn)定力矩傾覆力矩永久作用自重力極端高水位設(shè)計高水位設(shè)計低水位施工期填料土壓力極端高水位設(shè)計高水位設(shè)計低水位可變作用波浪力極端高水位設(shè)計高水位設(shè)計低水位堆貨土壓力船舶系纜力5.5.7 碼頭穩(wěn)定性驗算（1） 作用效應(yīng)組合持久組合I： 極端高水位（永久作用）+堆貨（主導(dǎo)可變作用）+波谷壓力（非主導(dǎo)可變作用）；持久組合II： 極端高水位（永久作用）+波谷壓力（主導(dǎo)可變作用）+堆貨（非主導(dǎo)可變作用）；持久組合III：設(shè)計高水位（永久作用）+堆貨（主導(dǎo)可變作用）+波谷壓力（非主導(dǎo)可變作用

23、）；持久組合IV： 設(shè)計高水位（永久作用）+波谷壓力（主導(dǎo)可變作用）+堆貨（非主導(dǎo)可變作用）；持久組合V： 設(shè)計低水位（永久作用）+堆貨（主導(dǎo)可變作用）+波谷壓力（非主導(dǎo)可變作用）；持久組合VI：設(shè)計低水位（永久作用）+波谷壓力（主導(dǎo)可變作用）+堆貨（非主導(dǎo)可變作用）；短暫組合：設(shè)計高水位（永久作用）+波峰壓力（主導(dǎo)可變作用）；偶然組合：該地區(qū)地震烈度為6度，根據(jù)水運工程抗震設(shè)計規(guī)范（JTJ225-98）第1.0.2條的規(guī)定可不進行抗震計算。（2）碼頭沿基床頂面的抗滑穩(wěn)定性驗算根據(jù)重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范（JTJ290-98）第3.6.1條的規(guī)定應(yīng)考慮波浪作用，堆貨土壓力為主導(dǎo)可變作用時：按（

24、JTJ290-98）中公式（3.6.1-4）計算。 應(yīng)考慮波浪作用，且波浪力為主導(dǎo)可變作用時：按（JTJ290-98）中公式（3.6.1-3）計。 式中：各分項系數(shù)，根據(jù)作用效應(yīng)的不同按（JTJ290-98）第3.6.1條中的規(guī)定取值；各作用的標(biāo)準值按（JTJ290-98）表5-7中對應(yīng)的數(shù)值選取。短暫組合情況，按防波堤設(shè)計與施工規(guī)范（JTJ298-98）第5.2.7條中公式（5.2.7）計算。 式中各分項系數(shù)按（JTJ298-98）表4.2.3-1和表5.2.7-1選取。 （3）碼頭沿基床底面的抗滑穩(wěn)定性驗算（4）碼頭的抗傾覆穩(wěn)定性驗算 5.5.8 大直徑薄殼圓筒結(jié)構(gòu)的基底應(yīng)力計算（2）基底應(yīng)力計算在保證后趾不出現(xiàn)脫離地基土體條件下，或者保證不發(fā)生極限傾覆力矩情況下，筒體基底應(yīng)力的分布基本上符合直線分布規(guī)律。這樣，基底應(yīng)力就可以仍然采用一般偏心受壓公式計算，即 其中， 基底的計算面積A和斷面系數(shù)W可以采用計算寬度等于或稍小于筒徑D的折算矩形面積，來代替圓形基礎(chǔ)面積。一般可取用0.8D的寬度作