工程设计港口及通航建筑物课程设计任务书.docx

“港口航道工程学”课程设计指点书某港口沉箱码头初步设计指点老师张劲松田兴参武汉高校水利水电学院2011年1月5日、设计目的和要求本课程设计的目的，是经过对某市和尚岛港区沉箱码头部分水工结构的设计进一步把握所学港口航道工程学这门课程的次要内容，并初步学会运用有关专 业课、技术基础课的理论去处理实践工程成绩，训练编写设计阐明书、绘制港口水 工建筑物图纸的力量和技巧，以及培育正确的设计思想，生疏有关的设计规范等。由于工夫关系，本设计是在已有勘测规划及部分设计成果的基础上进行的。每 个同窗必需独立完成和提交所规定的设计成果。阐明书应概念明白，简明扼要，计 算成果应正确无误，图纸应规范。二、设计内容1、确定码头的等级；2、确定码头的结构方式并拟定其断面尺寸；3、确定码头的作用荷载；4、对码头进行波动性验算。三、设计成果1、设计阐明书（包括计算部分）一份；2、码头结构布置剖面图一张（3号图）。四、设计材料某市地处辽东半岛最南端，三面环海，气候温存，交通便利，是我国东北的一 颗明珠，也是我国的重要港口和旅游城市，工业和旅游业格外发达。但是，多年来该市一直处于缺煤少电形态，已严峻影响了工业消费和人民生活, 该市是围围着老港口进展起来的城市，位于市中心的某些货场（如煤场）等已严峻 威胁着该市的安全。同时，由于国民经济的蓬勃进展，吞吐量的急骤添加，船舶的 停靠工夫长，形成政治、经济上不应有的影响和损失。为缓和本地区动力供应紧急，处理该市缺煤少电状况，并使这些货物有公用装 卸码头和库场，国家计委同意兴修和尚岛港区，并列入国家重点工程项目。（-）概况1、地理地位和尚岛港区位于本市海湾北端的红土堆子湾。背靠市第四发电厂，与市经济开 发区隔海相望，交通便利，有大路与该市至沈阳大路相接，铁路接东北干线，可达 全国各地。港区距市内陆路25公里，旱路8海里。2、自然条件该港区属海洋型气候，均匀气温10.2, 78月最高，普通为25。左右，极值达34.4。，12月最低，普通为-5-10,极值达-21。红土堆子湾内普通不结冰，只在湾内东南部零米水深线以上的海滩结冰，冰层 厚度0.30.5米，土层最大冰深0.93米。由于地处东南亚季风带边缘，基本受季风把握。冬季以ES风为主，冬季以N 风为主，常风向为SSE,六级以上的风很少。本地区普通每隔三年有一次台风经过, 风力为78级，风向多为ESE,最大风速34米/秒。年降水量为671毫米，均匀年降雨日数75天，多集中在78月份。降雪不多, 年均匀降雪天数为20天左右，最大积雪厚度为0.11米。降雾日较多，年均匀雾日40天，三级以下重雾日为40天，普通57月为盛雾 期，雾的外形多属平层雾。本区潮型为规章半日潮，退潮延时6小时04分，涨潮延时6小时46分，其潮 位特征值（按大连港筑港零点计）为：多年最高潮位：+4.6米多年最低潮位：-0.66米多年均匀高潮位：+4.35米多年均匀低潮位：-0.26米多年均匀潮差：2.08米多年最大潮差：3.93米多年最小潮差：0.89米最大潮流流速0.21米/秒，流向与湾内中心轴线接近全都，上、中、下三层流 向相反。该市老虎滩设有海洋站，自1963年开头观测至今，同时，1983年1月该市老 港又在和尚岛设立观测站，材料基本完全。经统计、推算，主波向为SSE、SE及S 向，其频率分别为14.31%、9.26%及7.13%,强波向为S及SE向，最大波高为2.2 米，小于1米的波高频率为98.61%。其设计水位如下：设计高水位：+3.81米设计低水位：+0.62米校核高水位：+4.83米校核低水位：-0.85米施工水位根据当地习气取+2.50米。港区陆域处丘陵区，山势走向NW,山体呈浑圆状，区内沟谷发育，基岩暴露; 海底地形平整，向ES倾斜。地层构造简单，属第四系地层，层位不波动、分布不 规章，次要由淤泥、淤泥质亚粘土、粘土、亚粘土、粉细砂混砾石、卵石混砾石等 构成。基岩为石灰岩、泥灰岩和页岩，石灰岩为弱风化，泥灰岩、页岩为中等到强 风化。岩面坎坷变化较大，埋藏标高为-4.122.89米。港区水域各土层分布状况为: -91米以上为淤泥、淤泥质亚粘土，-14.8米以上为粘土、粉细砂混砾石等。港区内有三条NNE向断裂，但不属于金州断裂，为小规模断裂，延伸不远， 属不发震斯裂，本区地震基本烈度为八度，设计中考虑了抗震设防。由上述可知，红土堆子湾风浪小；地处丘陵，不占良田；湾内无自然 河流入 海，泥沙淤积景象不分明，按自然地貌堆积速度推算，海湾堆积速率为0.30.5毫 米/年；潮流流速小；气候温存，湾内不结冻，常年可以装卸作业；水深合适，航道 可与大港航道相接，具有建设深水泊位的良好自然 条件。（三）建设规模本港区水工结构部分建设规模详见表。（四）港区立体布置及工艺流程简介：1、港区立体布置：港区陆域以进港道路的海堤与岸大路相接。进口煤码头、甲一码头为突堤式。 甲二码头为顺岸式，并与甲一码头相连，港池宽度320米。工作船码头和出口煤码 头布置在进口煤码头与甲二码头之间的小港池内。防波堤布置在甲一码头端部。甲 一码头外侧是一突堤护岸，其与防波堤相接。进口煤码头根部外侧为二突堤护岸， 经过堆场护岸与海堤相连。考虑到远期进展，填平小港池与甲二码头相连，可开辟 一个3万吨级泊位，进口煤码头外侧系2万吨级泊位。陆域为消费和消费协助建筑物区。港区总立体布置详见图2。2、工艺流程：（1）进口煤码头：自卸船（悬臂皮带机）一前沿漏斗一卸船皮带机系统一堆料机一堆场。（2）甲一码头、甲二码头接受拖、铲、吊方式。后方用门机或船机进行装卸作业，程度搬运作业接受拖 头、平板车或铲车，库场作业装备流淌起重机或铲车。其流程为：船S门机或船机S平板车或铲车S堆场或仓库。甲一码头配10吨门机两台，甲二码头配5吨门机两台。五、水工结构方案的选择:（一）防波堤：水工结构建设规模项目船舶吨级结构方式次要设计尺度码 头 工 程进口煤码头2万沉箱墩式栈 桥水深：-10.1米、长273米、宽16 米甲二码头3万沉箱岸壁式水深：-1L5米,长235米甲一码头2万沉箱岸壁式水深：-1L5米,长227米出口煤码头千字驳浮式工作船码头浮式防波堤工程斜坡式长160米一突堤护岸（含防浪墙）斜坡式长467米海堤工程（含防浪墙）斜坡式长1200米、宽20米堆场护岸（含防浪墙）斜坡式长968米二突堤护岸（含防浪墙）斜坡式长304米港池护岸斜坡式长398.6米本区防波堤处地质条件较好，其土层自上而下为淤泥质亚粘土、碎石及角砾、 亚粘土、石灰岩。防波堤座落在碎石及角砾层上，地基承载力、沉降和全体波动完 全可以满足要求。大连地区石料丰富，次要是石灰石，石质好。交通部一船局三公司在盐岛有护 面块体（扭工字块）予制厂，能满足工程需求。除此之外，老港的大港区、渔港等 处防波堤均为斜坡式。为此，我们经过方案比选后接受抛石斜坡式。斜坡式防波堤具有结构简约，施工便利，对地基要求不高，可就地取材，消能 性好，损坏后易修复等优点。（二）护岸一、二突堤外侧为护岸，实践起防波堤作用，因此，按防波堤设计。其他护岸工程，由于所受风浪较小，按普通护岸设计。各护岸均接受斜坡式结构。（三）码头结构：港区各码头处地质分布状况如前所述，卵石混砾石层以上各层土质，经计算均 不满足承载力及全体波动的要求，其持力层应为基岩或上的卵石混砾石层。该层标 高普通在-9-15米，海底原地面标高普通在-6米左右，而各码头前沿海底标高分别 为：进口煤码头-10.1米，甲一、甲二码头为-11.5米。因复盖层较薄，该区地质条 件合适建重力式结构。港区设有防波堤，港内波浪很小，重力式直立岸壁不致于产生过大的波浪反射 作用而影响港内的泊稳条件。该地区砂、石料充分，回填料还可接受后方陆域开山石。同时，该地区历来所 建码头均为重力式。为此，本港区码头接受重力式结构。在重力式结构中次要选择沉箱与方块，沉箱较方块经济，全体性好，抗震功能 强，同时，担当水工结构施工义务的交通部一航局三公司地处大连，专业完全，技 术力气雄厚，施工阅历丰富，甘井子沉箱予制厂有几十年的历史，并新建有2000 吨级方型沉箱预制台座，接受预制大型方沉箱结构，可保证施工进度。综上所述，码头接受重力式沉箱结构。甲一、甲二码头，其上有门机作业，后方需建堆场、仓库、为此接受沉箱岸壁 式。进口煤码头为皮带机运输，荷载较小且单一，为节省材料及投资，接受墩式栈 桥沉箱结构。该码头虽然受北向小风区波浪影响，但吹程短，波浪小，完全满足泊 稳条件，不影响作业。六、水工结构设计1、码头结构甲一、甲二码头长分别为227米和235米，其结构型式为沉箱式或方块式，若 接受沉箱式，根据可能担当该码头建设义务施工队伍的技术与设备力气，箱长不宜 超过20米。沉箱内普通抛填10100公斤块石，其容重见后，基床接受抛石，抛石 仍为10-100公斤级，深为3.5米左右，沉箱上部为现浇碎胸墙，长度普通不超过 10米。沉箱或方块背后填10100公斤块石减载棱体，倒滤层为片石和混合料，其 后回填开山石。2、码头地面高程码头前沿高程，按有掩护港口大潮时不被沉没，并尽量增添回填土石方量为准 绳，则设计高水位加超高值确定为+5.20米。为防止外海波浪沉没码头面，在甲一 码头堆场后方建有防浪墙。3、设计荷载：甲一码头安装Mio3O（Mio3250）门机两台，均布荷重为：码头前沿（14.5 米以内）为2.5吨/米2,前、后方堆场为4吨/米2。码头前沿2.5米以外有铲车作业, 14米当前允许16吨轮胎吊作业。道路按10吨和40吨拖挂车设计。地震及波浪荷载按交通部有关规范取用（本设计暂不考虑地震作用的影响）。甲二码头上安装Ms30门（Ms2250）机两台，其他荷载与甲一码头相反。船舶荷载：系缆力P=350KN, ，作用在码头地面以上0.45m处。挤靠力和撞击力此次不计。波浪：波高h=lm,波长/=12m,因hWlm,不计波浪影响。4、计算目的：磨擦系数：碎与碎，f=0.55；块石与碎f=0.6；碎与抛石基床f=0.6；抛石基床 与地基（卵石混合层）f=0.5。抛石基床允许承载力 I xI ，地基 I xI , 10100kg级抛石重度，= 一O5、次要计算成果：（1）每人可根据所给材料，拟定甲一或甲二码头的结构型式和断面尺寸，根 据材料确定荷载，然后分别计算设计、校核状况下高水位及低水位时的基床顶面的 抗倾、抗滑安全系数和其床顶面、底面的地基应力。（2）设计图纸根据各人所拟定的码头结构方式，绘制其横断面、立体图（3#） 一张。6、次要参考书：港口水工建筑物，邱驹主编，天津高校出版社； 港口航道工程学，周素真主编，中国水利水电出版社；重力式码头设计与施工规范（JTJ290-98）,中华人民共和国交通部发布。1Q50V VAV I122022955257 V V X；V 7 V PR黑石礁岛