大连海洋大学港工专业毕业设计.doc

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1、毕业设计丹东市海洋红中心渔港移地重建工程学 生 姓 名： XXX 指导教师： 桂劲松 (教授） 专业名称： 港口航道与海岸工程 所在学院： 海洋与土木工程学院 2013 年 6 月目录摘要1Abstract2前言3 第一章 原始资料分析4 1.1工程地理位置4 1.2自然条件4 1.3工程地质8 1.4地震11 1.5泥沙运动及港内回淤分析12 1.6船型预测13 1.7港口作业天数14第二章 港口总平面布置16 2.1卸港量预测16 2.2码头泊位数计算17 2.3码头岸线长度计算19 2.4港口陆域布置19 2.5港口水域布置24 2.6港内波稳条件验算27第三章 码头结构造型与设计29

2、3.1船舶荷载推算29 3.2面板设计31 3.3 面板内力计算33 3.4纵梁的计算45 3.5横向排架计算52 3.6桩的设计75 3.7 靠船构件的计算79 第四章 整体稳定性验算82总结85致谢86参考文献87摘要本设计的题目是丹东市海洋红中心渔港移地重建工程，东港市位于辽东半岛东部，我国大陆海岸线的最北端，东濒鸭绿江与朝鲜隔江相望，南临黄海，与韩国、日本等国家一海相连，是辽宁省乃至东北地区对外开放的重要门户。海洋红中心渔港移建位置位于原渔港蜊坨子东南向1410米处、营口港区详规总图中生态屏障区，经纬度为北纬394503.48，东经 1233411.70。本设计的目的是对移地重建后的中

3、心渔港进行总平面布置，码头结构选型设计，对结构进行计算和验算结构整体的稳定性。根据所给的原始资料分析推算出本港2020年的水产品的卸港量，再根据卸港量确定码头的泊位数，从而进行港口总平面的布置。根据当地海域的地质条件选定码头的结构型式，本港地质为淤泥质海域，所以选定码头结构为高桩码头。然后对码头的面板、纵梁、横向排架和桩进行计算并配筋，再进行验算结构的整体稳定性，最后再进行本毕业设计的总结。本次毕业设计的主要工作就是港口的总平面布置和码头结构的计算。在总平面布置时先根据原始资料推求出本港未来几年的卸港量，再由卸港量确定各个码头的泊位数，计算码头岸线的总长度，然后进行港口水域和港口陆域的布置，最

4、后画出中平面图。对高桩码头结构的计算包括对结构的面板、纵梁、横梁、靠船构件和桩进行设计计算并进行配筋和抗裂验算，最后进行结构整体稳定性的验算。根据设计书、和计算书画出港口的总平面的布置图，高桩码头结构的断面图和立面图、平面图，还有各种构件的配筋图，完成本次设计。关键词：卸港量，加冰码头，内力计算，配筋，整体稳定性Abstract This design is titled Red Sea central fishing Dandong situ reconstruction project, located in Donggang eastern Liaodong Peninsula, the

5、 northernmost of the mainland coastline, east near the Yalu River and North Korea across the river, south of the Yellow Sea, and South Korea, Japan and other countries a sea connected to the northeastern Liaoning Province and an important gateway opening. Red Sea fishing port moved to build the cent

6、er position is located in the former fishing clam Haituozi southeast to 1410 m at Yingkou Port Master Plan detailed regulations in ecological barrier zone, latitude and longitude of latitude 39 4503 .48 , longitude 123 3411 .70. The purpose of this design is to rebuild after shifting the center of f

7、ishing for the general layout, wharf structure type design, calculation and checking on the structural stability of the whole structure. Depending on the raw data analysis to calculate the local aquatic products in 2020 the amount of discharge port, and then determined based on the amount of unloadi

8、ng berths port number, which for the port master plan layout. According to local geological conditions selected waters pier structure type, local geology muddy the waters, so to selected high-pile wharf wharf structure. Then dock panels, rails, shelving and pile lateral calculated and reinforcement,

9、 and then checking the overall stability of the structure, and finally for the graduation project summary.The graduation projects main job is the general layout of the port and dock structure calculation. In general layout when the first based on original data invert the discharging port of Hong Kon

10、g in the coming years the amount, then the amount determined by the discharging port number of individual berths to calculate the total quay length, and then land in port waters and ports layout, the final draw in the plan. For high-pile wharf structure calculations including structural panels, rail

11、s, beams, piles berthing components and design calculations and for reinforcement and crack resistance, and finally checking the stability of the whole structure. By design books, and paintings of the port was calculated plane layout, high-pile wharf structure of sections and elevations, plans, and

12、various members of reinforcement plans to complete this design.Keywords: discharging port volume, ice pier, force calculation, reinforcement, overall stability前言 东港市位于辽东半岛东部，我国大陆海岸线的最北端，东濒鸭绿江与朝鲜隔江相望，南临黄海，与韩国、日本等国家一海相连，是辽宁省乃至东北地区对外开放的重要门户。当地渔业资源丰富，是中国最大的海蜇养殖基地和梭子蟹养殖基地。拥有10米等深线以内的浅海面积106万亩，滩涂面积36万亩。海产

13、品140多种，是中国虾、贝主要生产和出口基地之一。 海洋红中心渔港移建位置位于原渔港蜊坨子东南向1410米处、营口港区详规总图中生态屏障区，经纬度为北纬394503.48，东经 1233411.70。港区与大连市庄河南尖隔海相望，水路与陆路十分发达，交通便利。西临黄海大道，陆上距菩萨庙镇约11km，距东港市约72km，距丹东市约108km，距庄河市约80km，距201国道16km。四通八达的交通为鱼货交易、外运提供便利条件。 本设计主要研究的意义是把原来的海洋红中心渔港移地后的重建工程，包括港口的总平面布置情况比原来的布置更加科学合理。而码头结构部分的设计方面也比原来的更加的具有创新性和实用性

14、。对当地的经济也更有促进作用，在未来的全市乃至整个东北的经济当中也有一定的影响。 东港市海洋红中心渔港的建设，初步改变了东港市渔港建设的格局，平衡了东港市渔港整体的布局，让渔港的整体布局更加合理科学，可以有效地避免渔业生产风险，打破长期遭受台风，有船没港的难题。东港市海洋红中心渔港的建设，不仅为渔业安全生产提供了基本保障，同时也提高该地区的社会福利。首先，缩短生产船留在港的停港时间，提高了渔业生产效率，二是积极的水产品交易市场，水产品在运输过程中，调配，加工，批发，提供丰富的水产品货源，起到了积极的推动作用，同时，可以带动地区的交通，商业，餐饮，旅游和其他相关产业的发展，加快海港，影响了全市经

15、济又好又快发展。第一章 原始资料分析1.1 工程地理位置东港市位于辽东半岛东部，我国大陆海岸线的最北端，东濒鸭绿江与朝鲜隔江相望，南临黄海，与韩国、日本等国家一海相连，是辽宁省乃至东北地区对外开放的重要门户。海洋红中心渔港移建位置位于原渔港蜊坨子东南向1410米处、营口港区详规总图中生态屏障区，经纬度为北纬394503.48，东经 1233411.70。港区与大连市庄河南尖隔海相望，水路与陆路十分发达，交通便利。西临黄海大道，陆上距菩萨庙镇约11km，距东港市约72km，距丹东市约108km，距庄河市约80km，距201国道16km。四通八达的交通为鱼货交易、外运提供便利条件。(见海洋红渔港地

16、理位置图和形势图)工程形势图1.2 自然条件1.2.1气象港区地处北温带，属湿润地区季风气候。四季分明，雨热同季，因受海洋调解夏季雨量集中。1.气温多年平均气温 8.5极端最高气温 38.8（1975年8月8日）极端最低气温 -36.7（1971年3月17日）一年中，一月份气温最低，八月份气温最高。2.降水多年平均降水量967mm，年最大降水量1320.7mm，发生于1964年，年最少降水量574.2 mm，发生于1965年。78月将于占全年平均降雨量的50%以上。3.风况各向频率和最大风速统计值见下表：表1.1各向最大风速及风向频率表方位NNNENEENEEESESESSES最大风速(m/s

17、)17111491211141511风向频率(%)859534786方位SSWSWWSWWWNWNWNNWC最大风速(m/s)14121310141817风向频率(%)55234989图1.1 风玫瑰图4.雾况多年平均雾日为2934天，在春中和秋中两个阶段连续最长雾日达7天。5.冰情与冻土土地结冻时间一般在11月中旬至次年4月上旬，历史上结冰最早时间在10月下旬，最晚结冰时间在12月上旬，土壤结冻最大深度为81cm。本区初冰日始于12月上旬，终冰日为次年3月中旬，总冰期约为100天，盛冰期约为45天。流冰厚度一般为515cm，最厚可达30cm以上，流冰顺涨、落潮流向流动，最大流冰流速可达1.0

18、m/s。固定冰一般在岸边形成，厚度约为0.4m，最厚可达0.8m, 岸边固定冰常呈堆积状，堆积高度一般为2.0m，最高可达4.0m6.台风本区7、8月受台风影响，年平均影响次数为1.4次。台风影响时陆上风力67级，海上风力78级，最大风速可达28ms；风向多为SE。7.寒潮本地区秋冬两季受寒潮影响较多。强寒潮影响时，偏北风可达78级，平均每年寒潮影响3次，最多不超过5次。1.2.2水文1.潮汐该海域基本属于规则半日潮性质。根据19821998年大东港验潮站资料统计(85国家高程):最高潮位： 4.65m（1997年8月21日）平均高潮位： 2.19m平均低潮位： -2.40m平均潮位： -0.

19、03m最低潮位： -4.37 m（1987年2月3日）最大潮差： 4.05m（1997年8月）平均潮差： 0.96m平均涨潮历时：6h9min平均落潮历时：6h15min2.设计水位设计高水位：3.11m；设计低水位：-3.06m；极端高水位：4.85m；极端低水位：-4.75m；施工水位： -1.05m； 根据大东港区观测站1982年4月1983年3月一年潮位资料，求得乘潮水位如下表：表1.2 乘潮水位表累计频率(%)乘高潮水位（m）1.0h2.0h3h4h5h6h701.721.541.260.880.42-0.11801.51.331.070.760.410.02851.371.210.

20、950.670.370.05901.211.050.810.490.09-0.38950.960.830.610.370.11-0.17980.70.570.370.09-0.27-0.60根据对当地渔民的调查走访，普遍认为每天连续作业时间最少为2小时，若能达到6小时以上效果较好。因此，为了保证更好的通航作业条件，本港采用挖深港池的措施增加港池底标高，使作业时间较原先显著增加。3.海流 根据对工程海域的海流观测，得到以下结论： （1）本海区属正规半日潮流海区，虽每日二次涨、落潮流过程的周期大致相同，但潮流强度却不等，一强一弱，最大涨潮流流速68cm/s，流向为20；最大落潮流流速56cm/s；

21、流向为208。 （2）该区潮流因受海岸线和海底地形的制约，涨、落潮流主流向的走向均大致呈NNE SSW向。 （3）该区潮流以旋转型为主，且按逆时针方向旋转。 （4）各站潮流具有较明显的驻波特征，即半潮面时刻流速最大，高、低潮位时刻流速最小。 （5）各站的涨潮流流速明显大于落潮流流速。 （6）各站的涨、落潮流强度随深度增加而有所减弱。表层流速最大，0.6H、中层次之，底层流速最小。 （7）各站余流流速较小，余流流向较为分散。4.波浪港区距大鹿岛较近，因此借助大鹿岛海洋站(N39o45, E123 o45)的实测资料（19631982年）进行分析。大鹿岛海洋站东、西、南三面水域开阔，测波浮筒在海图

22、水深6.1米处，海岸线平直，外海无任何阻挡，因而风浪可直达测波站前水域，资料的代表性较好。根据大鹿岛海洋站19631982年资料统计，本区常波向为SE，频率10.62%，无浪频率13.4%，强浪向为S，最大波高4.0米，次强浪向SE，最大波高3.6米。表1.4 设计波浪要素表重现期50年一遇波浪波向计算水位（m）（m）（m）（m）（m）（s）（m）SSE设计高水位2.802.432.362.031.357.756.27极端高水位3.653.183.092.661.777.762.21重现期25年一遇波浪波向计算水位（m）（m）（m）（m）（m）（s）（m）SSE设计高水位2.762.392.3

23、32.001.337.352.88极端高水位3.623.143.062.631.757.358.311.3工程地质1.3.1场地岩土工程地质条件1.地层岩性特征据勘察资料，出露的地层自上而下概述如下：粉细砂（Q4 apl）：灰褐色，松散，饱和，含少量粘性土。该层层厚3.4-0.6米，层底高程为-5.51-7.77米，层底深度为3.40-0.60米。淤泥质粉质粘土（Q4 mc）：灰褐色，饱和，流塑状态，高压缩性，含有贝壳，有嗅味，无摇震反应、稍有光泽反应、干强度和韧性中等，夹有粉细砂透镜体。该层层厚15.60-8.20米，平均层厚10.34米，层底高程为-14.59-21.27米，层底深度为15

24、.609.60米。粘土（Q4 apl）：灰褐色，湿，可塑状态，无摇震反应、稍有光滑、干强度和韧性高。该层层厚12.31.10米，平均层厚4.05米，层底高程为-16.22-28.18米，层底深度为23.5011.80米。粉砂（Q4 apl）：灰褐色，松散，饱和，含长石、石英、云母，级配一般。该层层厚5.901.80米，平均层厚4.07米，层底高程为-20.79-27.77米，层底深度为22.1015.90米。强风化板岩（K1p）：灰绿色，岩芯呈碎块状，节理裂隙发育，变余结构，块状构造，岩石坚硬程度为软岩，岩体完整程度为破碎，岩体基本质量等级为级。该层揭露层厚8.801.50米，平均层厚3.48

25、米，层底高程为-17.22-35.37米。2.岩土层的物理力学性质表1.5 岩土层主要物理力学性质指标统计表土样样本名称区间值maxmin平均值m标准差变异系数修正系数s统计后参数值建议值淤泥质粉质粘土含水率w54.6-39.245.853.640.081.0246.7746.77孔隙比e1.36-1.071.220.060.051.011.231.23液限WL（%）38.5-31.233.971.530.041.0134.334.3塑限Wp（%）22.1-18.719.980.710.041.0120.220.2塑性指数Ip16.4-12.513.990.820.061.0214.2714.

26、27液性指数IL2.57-1.041.870.360.191.051.961.96压缩系数av(Mpa-1)1.294-0.7390.950.95压缩模量Es(Mpa)2.89-1.782.362.36快剪粘聚力c（Kpa）9.0-3.05.701.460.260.915.195.19摩擦角(度3.8-1.52.900.600.210.932.702.70固快粘聚力c（Kpa）23.0-13.018.634.100.220.8515.8415.84摩擦角(度)15.2-10.113.21.790.140.9112.0112.01三轴试验粘聚力c（Kpa）12.0-7.011.02.00.180

27、.859.359.35摩擦角(度4.3-2.22.90.930.320.742.152.15粘土含水率w39.4-30.134.671.910.061.0235.3635.36孔隙比e1.04-0.840.950.040.051.020.970.97液限WL（%）52.2-36.444.353.760.081.0345.6845.68塑限Wp（%）28.4-21.124.781.740.071.0325.5225.52塑性指数Ip23.8-15.319.562.020.101.0420.3420.34液性指数IL1.01-0.260.520.190.361.130.590.59压缩系数av(M

28、pa-1)0.73-0.280.400.40压缩模量Es(Mpa)7.07-2.765.205.20快剪粘聚力c（Kpa）60.0-21.034.8811.660.330.7827.2127.21摩擦角(度)12.7-4.28.03.290.410.725.765.76固剪粘聚力c（Kpa）49.0-32.042.716.020.140.9038.4438.44摩擦角(度)18.3-12.113.972.260.160.8812.2912.29三轴试验粘聚力c（Kpa）66.0-28.036.5014.650.400.6724.4624.46摩擦角(度)7.5-4.15.351.470.270

29、.784.174.173.场地地质构造根据地质报告，构造对工程区域影响很小，工程区亦未见新近断层活动遗迹，工程区在地质上稳定。4.场地不良地质作用根据地质报告，场地内不存在大型活动断层，边坡在自然状态下稳定，无崩坍、滑坡、泥石流，冲刷等不良地质作作用。但工程场地内普遍分布有软土层，均匀性差，压缩性高；场地施工环境较复杂，潮汐对工程施工影响较大。1.3.2.岩土工程分析与评价根据地质报告，场地内不存在大型活动断层，场地稳定，无崩坍、滑坡、泥石流，冲刷等不良地质作作用。表1.6 原位测试成果表岩土层名称(层号)样本数n区间值maxmin击数平均值m标准差f变异系数修正系数s修正后击数承载力特征值f

30、ak (kpa)触探类型粉细砂66-34.20.170.280.773.280标准贯入粘土3716-79.32.20.240.938.7145细砂3317-1012.51.370.110.9712.1150强风化板岩2031-2527.81.830.070.9727.0500重型II表1.7 地基承载力特征值及桩基础设计参数表地层名称地基承载力特征值（kpa）极限侧阻力标准值（kpa）极限端阻力标准值（kpa）钻孔灌注桩预制桩钻孔灌注桩预制桩粉细砂803030淤泥质粉质粘土602020粘土1455055粉砂1505055强风化板岩500160200300095001.3.3结论、建议1.根据地

31、质报告，场地内不存在大型活动断层，场地稳定，无崩坍、滑坡、泥石流，冲刷等不良地质作作用。但工程场地内普遍分布有软土层，均匀性差，压缩性高；场地施工环境较复杂，潮汐对工程施工影响较大。2.根据地质报告，本场地土层标准冻结深度为0.90米，最大冻结深度为1.20米。3.根据地质报告，本工程高桩码头建议采用预制桩基础，以强风化板岩做为持力层，预制桩强风化板岩极限端阻力标准值qpk=9500kpa。4.根据地质报告，本工程高桩码头也可采用冲击钻孔灌注桩基础，以强风化板岩做为桩端持力层，钻孔灌注桩强风化板岩的极限端阻力标准值qpk=3000kpa。1.4地震依据建筑抗震设计规范、中国地震动参数区划图，本

32、场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组。本建筑场地为抗震不利地段。1.5泥沙运动及港内回淤分析港区的北部为大洋河河口，距大洋河口约20km（大洋河年均入海沙量近70万吨，最高年份达170万吨）。入海泥沙在多种动力因子作用下，以悬沙形式逐步向外海扩散、沉积。由于渔港的建设，会改变了本区域的水动力条件，使泥沙运动发生变化。国家海洋局大连海洋工程勘察设计和环境保护开发中心等对港址处进行了海流及悬沙观测采样，并通过数模计算对渔港及所在海域进行流场分析，对航道和港池淤积情况进行预测，编制出东港市海洋红中心渔港工程泥沙淤积预测报告书。采样层次分为：表层（海面下0.5

33、m 处）、中层（水深之半）和底层（海底上0.5 m 处），采用重量法进行分析，结论如下：1、各站悬浮泥沙含量较高。且随深度的变化规律明显，表现出悬沙含量均由表层向底层递增的分布规律，即底层含量最高、中层次之、表层最低。2、各站、层涨潮流期间平均含沙量明显大于落潮流期间平均含沙量。3、各站、层低潮时刻附近悬沙含量出现峰值，而高潮时刻附近悬沙含量最低。在淤积计算中获取含沙量有两种方法，一是现场观测，二是通过“海港水文规范”中的泥沙含量计算公式进行计算。报告采用以上两种方法进行含沙量计算。对港池和航道进行了正常情况及大风情况下与基预测，其主要结论如下：1、当拟建码头位于3.5m等深线处，不开挖时淤积

34、强度为0.108m/a；开挖深度1m时，淤积强度为0.31m/a；开挖深度2m时，年淤积强度为0.43m/a。2、当把防波堤继续向前延伸至4.5m等深线处, 开挖深度1m时，正常情况下年淤积强度为0.069m/a，大风时为0.024m/2d；开挖深度2m时，正常情况下年淤积强度为0.283m/a，大风情况下为0.101m/2d。3、由上述预测结果可以得出港池的开挖深度只能在1.0m以内，如果超过此深度，年淤积强度将迅速增加。从长远考虑，认为拟建码头北部的潮滩处应修建适当高度的防波堤，以减缓涨潮流的流速，并能防止落潮流进入港内。4、大风情况下的淤积计算结果表明，开挖1m时不会造成严重的骤淤现象，

35、但开挖2m时骤淤就比较严重了。由泥沙淤积预测报告书所作结论可见，防波堤若向前延伸，使水深增加1m,将使淤积情况大大减轻，但考虑到这样将使防波堤加长近1000m, 使工程造价增加2000多万元，故未采用。据预测结果，采用现方案不开挖时淤积强度为每年0.108m，五年则淤积0.54m, 港池可每5年疏浚一次，不至于影响渔港使用，也不会产生过大费用。1.6 船型预测表1.8 东港市渔船马力分档年统计表：年份船型渔船总数20马力以下21-60马力61-599马力600马力以上其他2005869680107318264020061313129214另有养殖船80艘，辅助渔船1艘2700200712581

36、34714另有养殖船85艘，辅助渔船551艘285920081241132814另有养殖船87艘，辅助渔船155艘282520091600154721另有养殖船112艘，辅助渔船155艘343520101585154021另有养殖船170艘，辅助渔船155艘347120111585154021另有养殖船170艘，辅助渔船155艘3471图1.2东港市渔船马力分档年统计图表由以上图表可知：近年来停泊在港口的渔船以21-60马力与61-599马力的为主，600马力以上的渔船则相对很少，20马力以下的渔船已经不再使用。由此可以预测出20-600马力的渔船将为该港口的主要停泊船型。故本工程所使用的设计

37、船型为：设计船型：船型主机功率(kw)船长(m)船宽(m)艉吃水(m)8154尾滑渔轮44143.57.63.31.7港口作业天数码头年作业天数:根据设计船型，185HP泊位作业标准如下：风力6级；日降水量25mm；能见度1km；横浪H4%0.5m，顺浪H4%0.8m。影响码头年作业天数有以下原因：恶劣天气、码头维修、休渔期等因素。在考虑不利因素的重叠发生及延时影响的情况下，确定恶劣天气与码头维修的年影响天数为50天，休渔期的年影响天数为90天，计算得码头年作业天数为225天。第二章 港口总平面布置2.1 卸港量预测东港市19892011年海洋捕捞产量统计如下:表2.1 东港市海洋捕捞情况统计

38、表：项目鱼类（吨）虾蟹类（吨）贝类、头足类（吨）海蜇、其他（吨）合计(吨)序号年度总量(吨)对虾（吨）大蟹（吨）沙虾、其他（吨）1198935454081833271020447031209921990275828152423102401104101598331991325546772817901130148162.522751419924434452121299519351283065199344901516219652619947284893024.51527108330094204632871995851765668811802040330371261493818199613455119

39、928141502195341275546012891997211612011462.54802225129059461707951019982378025028695794398525321154075669111999232762689412293753752243556087513312200020689246051218767379331825197579094132001269002531342362028552380628766411420022533526844781050024183261143986228152003311772498364745528702569063782

40、4871620043234625023551194813020284706188645717200537334251254912645124313463157597665182006361702593052134701240837285660192007218962631410313910123013534170084251202008217882416899125001156933315680799512120092172524140591316010921326396317913522201024962155496979167564941651185504523201114531201229911500852320732