港口及通航建筑物课程设计任务书7941.docx

“港口航道道工程学”课程设计计指导书某港口沉箱箱码头初步步设计指导教师 张劲松 田兴参 武 汉 大大 学水利水电学学院2011年年1月5日一、设计目目的和要求求本课程设计计的目的，是是通过对某某市和尚岛岛港区沉箱箱码头部分分水工结构构的设计，进进一步掌握握所学港港口航道工工程学这这门课程的的主要内容容，并初步步学会运用用有关专业业课、技术术基础课的的理论去解解决实际工工程问题，训训练编写设设计说明书书、绘制港港口水工建建筑物图纸纸的能力和和技巧，以以及培养正正确的设计计思想，熟熟悉有关的的设计规范范等。由于时间关关系，本设设计是在已已有勘测规规划及部分分设计成果果的基础上上进行的。每每个学生必必须独立完完成和提交交所规定的的设计成果果。说明书书应概念明明确，简明明扼要，计计算成果应应正确无误误，图纸应应规范。二、设计内内容1、确定码码头的等级级；2、确定码码头的结构构形式并拟拟定其断面面尺寸；3、确定码码头的作用用荷载；4、对码头头进行稳定定性验算。三、设计成成果1、设计说说明书（包包括计算部部分）一份份；2、码头结结构布置剖剖面图一张张（3号图）。四、设计资资料某市地处辽辽东半岛最最南端，三三面环海，气气候温和，交交通方便，是是我国东北北的一颗明明珠，也是是我国的重重要港口和和旅游城市市，工业和和旅游业十十分发达。但是，多年年来该市一一直处于缺缺煤少电状状态，已严严重影响了了工业生产产和人民生生活，该市市是围绕着着老港口发发展起来的的城市，位位于市中心心的某些货货场（如煤煤场）等已已严重威胁胁着该市的的安全。同同时，由于于国民经济济的蓬勃发发展，吞吐吐量的急骤骤增加，船船舶的停泊泊时间长，造造成政治、经经济上不应应有的影响响和损失。为缓和本地地区能源供供应紧张，解解决该市缺缺煤少电状状况，并使使这些货物物有专用装装卸码头和和库场，国国家计委批批准兴建和和尚岛港区区，并列入入国家重点点工程项目目。（一）概况况1、地理位位置和尚岛港区区位于本市市海湾北端端的红土堆堆子湾。背背靠市第四四发电厂，与与市经济开开发区隔海海相望，交交通方便，有有公路与该该市至沈阳阳公路相接接，铁路接接东北干线线，可达全全国各地。港港区距市内内陆路25公里，水水路8海里。2、自然条条件该港区属海海洋型气候候，平均气气温10.2，78月最高，一一般为25°左右，极极值达34.44°，12月最低，一一般为-5-10，极值达-21。红土堆子湾湾内一般不不结冰，只只在湾内西西北部零米米水深线以以上的海滩滩结冰，冰冰层厚度0.30.5米，土层层最大冰深深0.93米。由于地处东东南亚季风风带边缘，基基本受季风风控制。夏夏季以ES风为主，冬冬季以N风为主，常常风向为SSE，六级以以上的风很很少。本地地区一般每每隔三年有有一次台风风通过，风风力为78级，风向向多为ESE，最大风风速34米/秒。年降水量为为671毫米，平平均年降雨雨日数75天，多集集中在78月份。降降雪不多，年年平均降雪雪天数为20天左右，最最大积雪厚厚度为0.11米。降雾日较多多，年平均均雾日40天，三级级以下重雾雾日为40天，一般57月为盛雾雾期，雾的的形态多属属平层雾。本区潮型为为规则半日日潮，涨潮潮延时6小时04分，落潮潮延时6小时46分，其潮潮位特征值值（按大连连港筑港零零点计）为为：多年最高潮潮位：+4.6米多年最低潮潮位：-0.666米多年平均高高潮位：+4.335米多年平均低低潮位：-0.26米多年平均潮潮差：2.08米多年最大潮潮差：3.93米多年最小潮潮差：0.89米最大潮流流流速0.21米/秒，流向向与湾内中中心轴线接接近一致，上上、中、下下三层流向向相同。该市老虎滩滩设有海洋洋站，自1963年开始观观测至今，同同时，1983年1月该市老老港又在和和尚岛设立立观测站，资资料基本齐齐全。经统统计、推算算，主波向向为SSE、SE及S向，其频频率分别为为14.331%、9.266%及7.133%，强波向向为S及SE向，最大大波高为2.2米，小于1米的波高高频率为98.661%。其设计计水位如下下：设计高水位位：+3.881米设计低水位位：+0.62米校核高水位位：+4.883米校核低水位位：-0.885米施工水位按按照当地习习惯取+2.550米。港区陆域处处丘陵区，山山势走向NW，山体呈呈浑圆状，区区内沟谷发发育，基岩岩裸露；海海底地形平平坦，向ES倾斜。地地层构造复复杂，属第第四系地层层，层位不不稳定、分分布不规则则，主要由由淤泥、淤淤泥质亚粘粘土、粘土土、亚粘土土、粉细砂砂混砾石、卵卵石混砾石石等构成。基基岩为石灰灰岩、泥灰灰岩和页岩岩，石灰岩岩为弱风化化，泥灰岩岩、页岩为为中等到强强风化。岩岩面起伏变变化较大，埋埋藏标高为为-4.1122.89米。港区区水域各土土层分布情情况为：-91米以上为为淤泥、淤淤泥质亚粘粘土，-14.8米以上上为粘土、粉粉细砂混砾砾石等。港区内有三三条NNE向断裂，但但不属于金金州断裂，为为小规模断断裂，延伸伸不远，属属不发震斯斯裂，本区区地震基本本烈度为八八度，设计计中考虑了了抗震设防防。由上述可知知，红土堆堆子湾风浪浪小；地处处丘陵，不不占良田；湾内无天天然河流入入海，泥沙沙淤积现象象不显著，按按自然地貌貌沉积速度度推算，海海湾沉积速速率为0.30.5毫米/年；潮流流流速小；气候温和和，湾内不不结冻，常常年可以装装卸作业；水深适宜宜，航道可可与大港航航道相接，具具有建设深深水泊位的的良好天然然条件。（三）建设设规模本港区水工工结构部分分建设规模模详见表。（四）港区区平面布置置及工艺流流程简介：1、港区平平面布置：港区陆域以以进港道路路的海堤与与岸公路相相接。进口口煤码头、甲甲一码头为为突堤式。甲甲二码头为为顺岸式，并并与甲一码码头相连，港港池宽度320米。工作作船码头和和出口煤码码头布置在在进口煤码码头与甲二二码头之间间的小港池池内。防波波堤布置在在甲一码头头端部。甲甲一码头外外侧是一突突堤护岸，其其与防波堤堤相接。进进口煤码头头根部外侧侧为二突堤堤护岸，通通过堆场护护岸与海堤堤相连。考考虑到远期期发展，填填平小港池池与甲二码码头相连，可可开拓一个个3万吨级泊泊位，进口口煤码头外外侧系2万吨级泊泊位。陆域为生产产和生产辅辅助建筑物物区。港区总平面面布置详见见图2。2、工艺流流程：（1）进口口煤码头：自卸船（悬悬臂皮带机机）前沿漏斗卸船皮带带机系统堆料机堆场。（2）甲一一码头、甲甲二码头采用拖、铲铲、吊方式式。前方用用门机或船船机进行装装卸作业，水水平搬运作作业采用拖拖头、平板板车或铲车车，库场作作业配备流流动起重机机或铲车。其其流程为：船门机或船船机平板车车或铲车堆堆场或仓库库。甲一码头配配10吨门机两两台，甲二二码头配5吨门机两两台。五、水工结结构方案的的选择：（一）防波波堤：水工结构建建设规模项 目船舶吨级结构形式主要设计尺尺度码头工程进口煤码头头2万沉箱墩式栈栈桥水深：-110.1米、长273米、宽16米甲二码头3万沉箱岸壁式式水深：-111.5米，长235米甲一码头2万沉箱岸壁式式水深：-111.5米，长227米出口煤码头头千字驳浮 式工作船码头头浮 式防波堤工程程斜坡式长160米米一突堤护岸岸（含防浪浪墙）斜坡式长467米米海堤工程（含含防浪墙）斜坡式长12000米、宽20米堆场护岸（含含防浪墙）斜坡式长968米米二突堤护岸岸（含防浪浪墙）斜坡式长304米米港池护岸斜坡式长398.6米本区防波堤堤处地质条条件较好，其其土层自上上而下为淤淤泥质亚粘粘土、碎石石及角砾、亚亚粘土、石石灰岩。防防波堤座落落在碎石及及角砾层上上，地基承承载力、沉沉降和整体体稳定完全全可以满足足要求。大连地区石石料丰富，主主要是石灰灰石，石质质好。交通通部一船局局三公司在在盐岛有护护面块体（扭扭工字块）予予制厂，能能满足工程程需要。除除此之外，老老港的大港港区、渔港港等处防波波堤均为斜斜坡式。为为此，我们们经过方案案比选后采采用抛石斜斜坡式。斜坡式防波波堤具有结结构简单，施施工方便，对对地基要求求不高，可可就地取材材，消能性性好，损坏坏后易修复复等优点。（二）护岸岸一、二突堤堤外侧为护护岸，实际际起防波堤堤作用，因因此，按防防波堤设计计。其他护护岸工程，由由于所受风风浪较小，按按一般护岸岸设计。各各护岸均采采用斜坡式式结构。（三）码头头结构：港区各码头头处地质分分布情况如如前所述，卵卵石混砾石石层以上各各层土质，经经计算均不不满足承载载力及整体体稳定的要要求，其持持力层应为为基岩或上上的卵石混混砾石层。该该层标高一一般在-9-15米，海底底原地面标标高一般在在-6米左右，而而各码头前前沿海底标标高分别为为：进口煤煤码头-10.1米，甲一一、甲二码码头为-11.5米。因复复盖层较薄薄，该区地地质条件适适宜建重力力式结构。港区设有防防波堤，港港内波浪很很小，重力力式直立岸岸壁不致于于产生过大大的波浪反反射作用而而影响港内内的泊稳条条件。该地区砂、石石料充足，回回填料还可可采用后方方陆域开山山石。同时时，该地区区历来所建建码头均为为重力式。为为此，本港港区码头采采用重力式式结构。在重力式结结构中主要要选择沉箱箱与方块，沉沉箱较方块块经济，整整体性好，抗抗震性能强强，同时，承承担水工结结构施工任任务的交通通部一航局局三公司地地处大连，专专业齐全，技技术力量雄雄厚，施工工经验丰富富，甘井子子沉箱予制制厂有几十十年的历史史，并新建建有2000吨级方型型沉箱预制制台座，采采用预制大大型方沉箱箱结构，可可保证施工工进度。综上所述，码码头采用重重力式沉箱箱结构。甲一、甲二二码头，其其上有门机机作业，后后方需建堆堆场、仓库库、为此采采用沉箱岸岸壁式。进进口煤码头头为皮带机机运输，荷荷载较小且且单一，为为节省材料料及投资，采采用墩式栈栈桥沉箱结结构。该码码头虽然受受北向小风风区波浪影影响，但吹吹程短，波波浪小，完完全满足泊泊稳条件，不不影响作业业。六、水工结结构设计1、码头结结构甲一、甲二二码头长分分别为227米和235米，其结结构型式为为沉箱式或或方块式，若若采用沉箱箱式，根据据可能承担担该码头建建设任务施施工队伍的的技术与设设备力量，箱箱长不宜超超过20米。沉箱箱内一般抛抛填101100公斤块石，其其容重见后后，基床采采用抛石，抛抛石仍为101100公斤级，深深为3.5米左右，沉沉箱上部为为现浇砼胸胸墙，长度度一般不超超过10米。沉箱箱或方块背背后填101100公斤块石石减载棱体体，倒滤层层为片石和和混合料，其其后回填开开山石。2、码头地地面高程码头前沿高高程，按有有掩护港口口大潮时不不被淹没，并并尽量减少少回填土石石方量为原原则，则设设计高水位位加超高值值确定为+5.220米。为防防止外海波波浪淹没码码头面，在在甲一码头头堆场后方方建有防浪浪墙。3、设计荷荷载：甲一码头安安装M1030（M103250）门机两两台，均布布荷重为：码头前沿沿（14.5米以内）为为2.5吨/米2，前、后后方堆场为为4吨/米2。码头前前沿2.5米以外有有铲车作业业，14米以后允允许16吨轮胎吊吊作业。道道路按10吨和40吨拖挂车车设计。地震及波浪浪荷载按交交通部有关关规范取用用（本设计计暂不考虑虑地震作用用的影响）。甲二码头上上安装M530门（M52250）机两台台，其他荷荷载与甲一一码头相同同。船舶荷载：系缆力 P=350KKN，作用在在码头地面面以上0.455m处。挤靠靠力和撞击击力此次不不计。波浪：波高高 h=1m，波长l=12m，因h1m，不计波波浪影响。4、计算指指标：磨擦系数：砼与砼，f=0.55；块石与与砼f=0.6；砼与抛抛石基床f=0.6；抛石基基床与地基基（卵石混混合层）f=0.5。抛石基床允允许承载力力，地基，101100kgg级抛石重重度，。5、主要计计算成果：（1）每人人可根据所所给资料，拟拟定甲一或或甲二码头头的结构型型式和断面面尺寸，根根据资料确确定荷载，然然后分别计计算设计、校校核情况下下高水位及及低水位时时的基床顶顶面的抗倾倾、抗滑安安全系数和和其床顶面面、底面的的地基应力力。（2）设计计图纸根据各人所所拟定的码码头结构形形式，绘制制其横断面面、平面图图（3#）一张。6、主要参参考书： 港口水工建建筑物，邱邱 驹主编，天天津大学出出版社； 港口航道工工程学，周周素真主编编，中国水水利水电出出版社； 重力式码头头设计与施施工规范（JTJ2290-998），中华华人民共和和国交通部部发布。