港口工程设计与施工.pptx
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1、第7章 港口工程 港口是综合运输系统中水陆联运的重要枢纽,货物和旅客集散并变换运输方式的场地,它有一定面积的水域和陆域供船舶出入和停泊,可以为船舶提供平安停靠、作业的设施以及提供补给、修理等技术服务和生活服务。连云港港口古代港口工程n 港口的出现源于古代渔捞的开始。n 7000年中国河姆渡人前善使舟楫,依山傍水停舟成为港口原型,形成独特的百越文化。断发纹身,善舟楫,铸铜器,洗骨葬n 商周至春秋战国时期,起步和形成时期,风帆木板桥n 秦汉时期,风帆改进和船尾舵的出现n 秦始皇视察黄、腄、成山、芝罘和琅琊等港口n 徐福东渡n 唐朝鉴真东渡 n宋元,指南针在船上的应用,福建泉州港成为当时世界上最大的
2、国际贸易海港(公元10世纪-1368年)n明朝,陈友谅战船、郑和下西洋n 国外海港和海运的开展以地中海为中心n 公元前332年,埃及亚历山大大帝建造了亚利山大港(公元前2世纪-公元10世纪为全球最大港)n 1368-1484年,威尼斯成为第一大港口,近代海运的发祥地。1100年,灯塔遭强烈地震的洗劫,仅残存下面第一局部,灯塔失去往日的作用,成了一座瞭望台,在台上修建了一座 寺。1301年和1435年两次地震,塔全毁。n 1484-1588年西班牙的巴塞罗那成为第一大港,工商业和文化中心,造船中心,开始殖民扩张近代港口工程n 水力学创始人之一阿基米德n 1870年,弗汝德进行船舶模型试验,提出弗
3、汝德定律n 1885年,雷诺用潮汐水流模型研究水流运动n 1936年,荷兰建造波浪水槽进行波浪爬高和越顶试验n 1952年中国试制第一台冲击式生波机n 1869年和1914年苏伊士运河和巴拿马运河相继完工n 18世纪伦敦港成为世界最大港口(1588-1894年)n 1894年,超英、德,工业产值第一,纽约港成为世界最大港(1894-1962年),二次世界,各大港口衰落,纽约港依旧繁华。n 清光绪二十四年,自行开放秦皇岛港,是目前世界最大煤炭输出港现代港口工程1、建材,理论研究(计算机,模型试验)、施工技术(工业化和大规模现代化)开展带动港口工程开展2、科教兴国,贸易立国,迅速崛起,横滨港成为世
4、界第一大港(1962-1986)3、欧洲的长足开展使鹿特丹港成为世界最大港,年吞吐量达3亿吨(1986-2005年)4、2005年后,上海凭借中国经济龙头的优势,一举成为世界第一大港口,宁波-舟山,广州港,天津港也已迈入世界前十大港口洋山深水港工程 洋山深水港工程是建设上海国际航运中心的核心,是第一个海岛港,是离上海港最近的深水港,而东海大桥作为洋山港区连接上海陆地的唯一通道,如同上海国际航运中心的一大“动脉”,在洋山港一期工程启动时,东海大桥的贯穿,改写了上海不“上海”的历史。2005年12月,一期工程竣工。港口工程建设l 港口分类n 按所在位置分海港河港湖港n 按用途分商港 港渔港工业港避
5、风港n 按成因分天然港人工港一、港口规划与布置1、港口组成l 水域:供船舶航行、运转、锚泊和停泊装卸之用,要求有适当的深度和面积,水流平缓,水面稳静。(港口水域可分为港外水域和港内水域。港内水域包括港内航道、转头水域、港内锚地和码头前水域或港池。在内河港口,为便于操作,船舶逆流靠离岸。当船舶从上游驶向顺岸码头时,先调头,再靠岸;当船舶离开码头驶往下游时,要逆流离岸,然后再调头行驶。为此,要求顺岸码头前水域有足够宽度。)l 陆域:供旅客上下船、货物装卸、货物堆存和转载之用,要求有适当的高程、岸线长度和纵深。岸边建有码头,岸上设港口仓库、堆场、港区铁路和道路,并配有装卸和运输机械,以及其它各种辅助
6、设施和生活设施。港口的特征参数n 1、港口深度:大型油轮码头10-20mn 2、码头泊位数:装卸货物和上下旅客泊位以及辅助船舶和修船码头泊位n 3、码头线长度:泊位数和每个泊位长度,平安间距n 4、港口陆域高程:根据设计高水位加超高值确定,要求在高水位时不淹没港区。2、港口布置基本类型l 自然地形的布置,可称为天然港;适用于疏浚费用不太高的情况。l 挖入内陆的布置,为合理利用土地提供了可能性;在泥沙质海岸,当有大片不能耕种的土地时,宜采用这种建港型式。l 填筑式的布置,如果港口岸线已充分利用,泊位长度已无法延伸,但仍未能满足增加泊位数的要求时可采用。突出式 挖入式Y形挖入式航道 平行挖入式航道
7、老港口增加人工港岛 天然港的建设天然离岸岛的建设 河口港的建设3、我国港口建设工程的建设程序n n 预可行性研究(工程建议书阶段)预可行性研究(工程建议书阶段)主要任务是在踏勘、调研基础上,论证建设工程的必要性、主要任务是在踏勘、调研基础上,论证建设工程的必要性、可行性,在此基础上向国家提出建设工程立项的建议,即工程 可行性,在此基础上向国家提出建设工程立项的建议,即工程建议书。建议书。n n 工程可行性研究 工程可行性研究 在预可和必要的测量、勘探的基础上对建设方案提出技术、在预可和必要的测量、勘探的基础上对建设方案提出技术、经济的综合论证(二个方案以上)。经济的综合论证(二个方案以上)。工
8、程可行性研究,从各个侧面研究规划实现的可能性,把港口的长期开展规划和近期实施方案联系起来。工程可行性研究为近期建设方案服务,对工程进行技术经济论证和方案比较,通过不同方案的研究,找到投资少、建设工期短、本钱低、利润大、综合效益最好的方案.工程可行性研究是确定工程是否可行的最后研究阶段,是编制设计任务书的依据,因此工程投资估算的精确度应操作在10以内。【一般初步可行性研究投资估算精度操作为(2030)】,以后完成的设计概算假设超出任务书投资的10,则必须重新立项编报任务书。工程可行性研究主要研究内容包括:1 现状评价,提出加强薄弱环节的措施;2 预测运量开展,论述运输开展的经济合理性及建设工程的
9、必要性与紧迫性;3 建设的合理规模;4 结合自然条件论证技术的可能性,提出推举方案,同时论证各方案的优缺点及其对环境的影响;5 进行平面布置设计,确定工程范围、装卸工艺和设备、主要水工建筑工程;6 建设期的三通(水、电、路),征地拆迁和建材供给问题;7 施工条件与工期安排;8 企业组织管理和人员编制;9 投资估算及效益分析;10结论及建议。n 设计工作阶段(一般为二阶段设计)初步设计:拟定方案,比较方案,推举方案,编制初步设计 初步设计:拟定方案,比较方案,推举方案,编制初步设计说明书(为下一步设计提供一个提纲性的文件)。说明书(为下一步设计提供一个提纲性的文件)。施工图设计:结构计算、绘图、
10、编制施工图预算及施工组织 施工图设计:结构计算、绘图、编制施工图预算及施工组织设计。设计。扩大初步设计(三阶段设计):主要针对特殊工程,复杂的 扩大初步设计(三阶段设计):主要针对特殊工程,复杂的无经验的工程,局部的技术难关等。无经验的工程,局部的技术难关等。建设准备阶段 建设准备阶段 包括征地拆迁,场地准备(三通一平),物资准备,招投标 包括征地拆迁,场地准备(三通一平),物资准备,招投标及报批开工日期等。及报批开工日期等。n n 建设实施阶段 建设实施阶段 概括为按合同条款、开工日期、设计要求、有关的各项 概括为按合同条款、开工日期、设计要求、有关的各项技术标准、标准、施工组织设计及操作目
11、标要求等,使工程 技术标准、标准、施工组织设计及操作目标要求等,使工程到达竣工标准。到达竣工标准。n n 竣工验收阶段 竣工验收阶段 由业主、承包商、监理、质检、设计、施工等各方验收 由业主、承包商、监理、质检、设计、施工等各方验收各分部的工程质量及工程的实际生产能力和效益。各分部的工程质量及工程的实际生产能力和效益。4、设计前的资料收集工作n 自然条件资料 包括地形、地貌资料、地质资料、水文气象资料及河床演变资料等。(码头型式选择,码头选址及平面布置)n 技术、经济资料 货种、货物规格及包装形式,年不均衡系数,入库场系数、设计船型尺寸、空载满载吃水、排水量等。(码头总平面布置、装卸工艺、库场
12、面积等)n 使用条件和施工条件 正确选择结构上的作用(载荷),结构型式,使用的构造要求。满足业主的使用要求。施工单位的设备,能力和施工水平。n 我国大陆海岸线约18000km;n 大小岛屿6500多个,岛屿岸线约14000km;n 流域面积在100km2以上的江河5700余条,总长430,000km;二、我国港口建设概况n n 筑港事业开始的标志:筑港事业开始的标志:1952 1952年天津新港的修复和开港;年天津新港的修复和开港;n n 我国自行设计施工的第一座大型港口:我国自行设计施工的第一座大型港口:1956 1956年,湛江港;年,湛江港;n n 我国港口、航道建设进入新时期:我国港口
13、、航道建设进入新时期:1973 1973年周 年周:三年改变港口面:三年改变港口面貌。貌。n n 的十一届三中 的十一届三中 以来,我国沿海主要港口在大型化、机械化和 以来,我国沿海主要港口在大型化、机械化和专业化方面步入世界先进水平:到 专业化方面步入世界先进水平:到1995 1995年底,拥有深水泊位 年底,拥有深水泊位400 400多 多个,总吞吐能力超过 个,总吞吐能力超过7 7亿吨。亿吨。n 40多年来,港口水工建筑物(码头)的结构型式有了很大的变化:短桩小跨、实体重型、就地浇注、长桩大跨、空心轻型、预制安装 短桩小跨、实体重型、就地浇注、长桩大跨、空心轻型、预制安装n 重大技术技术
14、成就和具有国际水平的创新成果:大型格型钢板桩码头结构、大直径预应力砼管柱(武汉外贸码头)和大园筒的应用等。n 问题:目前我国自然条件较好的海湾和海岸已基本用完,今后筑港更 目前我国自然条件较好的海湾和海岸已基本用完,今后筑港更多地处于各种复杂的条件下,或浪高流急或海滩平缓或地基松 多地处于各种复杂的条件下,或浪高流急或海滩平缓或地基松软等,同时在适应新的装卸工艺,提高装卸效率,综合利用水 软等,同时在适应新的装卸工艺,提高装卸效率,综合利用水资源等方面也对港口水工建筑物的建设提出了新的要求。资源等方面也对港口水工建筑物的建设提出了新的要求。连云港港口水工建筑物是港口的重要组成局部 港口水工建筑
15、物是港口的重要组成局部,一般包括:一般包括:n n 码头 码头(Quay)(Quay)n n 防波堤 防波堤(Seawall)(Seawall)n n 护岸 护岸(Retaining Wall)(Retaining Wall)n n 船台滑道 船台滑道(Slipway&Slideway)(Slipway&Slideway)n n 船坞 船坞(Dock)(Dock)等 等三 三 港口水工建筑物 港口水工建筑物1、码头:供船舶系靠、装卸货物或上下旅客的建筑物的总称。码头的分类1.1.按用途分类 按用途分类n n 货运码头 货运码头n n 客运码头 客运码头n n 工作船用码头 工作船用码头n n
16、渔码头 渔码头n n 用码头等 用码头等.2、按平面布置分类n n顺岸式:满堂式、引桥式。顺岸式:满堂式、引桥式。n n突堤式:窄突堤、宽突堤。(主要用于海港)突堤式:窄突堤、宽突堤。(主要用于海港)n n墩墩 式:常用于外海开敞式码头式:常用于外海开敞式码头n n岛岛 式:不设引桥的墩式码头,主要用于装式:不设引桥的墩式码头,主要用于装卸液体货物。卸液体货物。3、按断面形式分类n n 直立式:多用于水位变幅不大的港口,如 直立式:多用于水位变幅不大的港口,如海岸港、河口港。海岸港、河口港。n n 斜坡式:多用于水位变幅较大的港口,如 斜坡式:多用于水位变幅较大的港口,如上、中游河港或水库港。
17、上、中游河港或水库港。n n 半斜坡式:适用于枯水期较长而洪水期较 半斜坡式:适用于枯水期较长而洪水期较短的山区河港。短的山区河港。n n 半直立式:适用于高水位时间较长,而低 半直立式:适用于高水位时间较长,而低水位时间较短的情况,水库港。水位时间较短的情况,水库港。4 4、按地理位置分类、按地理位置分类n n 海港,河港,水库港,河口港等 海港,河港,水库港,河口港等n n 对水位差 对水位差8m 8m以下的货运的货运码头,宜建直立式;以下的货运的货运码头,宜建直立式;n n 对水位差 对水位差8 8 17m 17m的件杂货码头,主要采用直立式,对散货码头主要 的件杂货码头,主要采用直立式
18、,对散货码头主要采用斜坡式;采用斜坡式;n n 对水位差 对水位差17m 17m以上,以建斜坡式为主,也可因地制宜建一些其它形 以上,以建斜坡式为主,也可因地制宜建一些其它形式。式。港口工程标准港口工程标准4、按结构型式分类 实体式(重力式,板桩式),透空式,混合式。n n 重力式 重力式n n 工作原理:是依靠结构本身及其上面填 工作原理:是依靠结构本身及其上面填料的重量来维持稳定。料的重量来维持稳定。n n 优点:耐久性好,能抵抗大船、漂浮物 优点:耐久性好,能抵抗大船、漂浮物的撞击,对超载、工艺变化适应能力最 的撞击,对超载、工艺变化适应能力最强。强。n n 缺点:波浪反射严峻,泊稳条件
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