1、港口航道与海岸工程专业毕业设计（论文）1第 1 章 设计资料1.1 地理位置拟建重庆港涪陵港区黄旗集装箱码头一期工程位于长江左岸黄旗镇，距涪陵城以西约 4km，地理坐标在 X=9192km，Y=36.838.6km。港区距渝-涪高速公路入口约10Km，涪-丰北路从港区后方通过，在入城处与城市道路衔接市区，由水路可通长江流域各地，交通方便。1.2营运资料1.2.1 货运任务该码头工程为集装箱专用码头，设计年吞吐量为 36 万 TEU/年，按照“一次规划，分期建设”的原则进行建设，一期工程设计为 20 万 TEU/年。1.2.2 船型根据调查目前长江上集装箱运输船舶，并结合长远发展，设计船型采用
2、190TEU集装箱船，其设计基本尺度如下表 1。表 11 设计船型基本尺度 设 计 主 要 尺 度（m）船 型型长 型宽 型深 满载吃水备 注190TEU 集装箱船 89.9 14.6 4.8 3.2兼顾 200TEU 集装箱船1.3.自然资料港区属亚热带湿润季风气候区，四季分明，昼长夜短。具有冬暖、春早、夏热、秋雨连绵的特点。涪陵港区黄旗集装箱码头工程设计（架空直立式码头结构设计）21.3.1 气象（1）风况历年最大风速 31.5m/s平均风速 1m/s常风向 NE 频率 7次多风向 N 频率 6年静风率 57（2）降水年平均降雨量 1072.3mm年降雨日数 219.3 天年最大降雨量 1
3、363.4mm1.3.1.3 雾况历年平均雾日数 37.8 日年最多雾日数 94 日年最少雾日数 17 日（3）气温历年平均气温 18.1最高气温 42.2最低气温 2.7根据上述自然状况进行分析，港口不可作业天数见下表 2。表 12 港口不可作业天数分析计算表 序号 影响作业天数 不可作业天数 备注1 大风 1012 天2 降水（雨、雪、雷暴） 20 天3 雾 78合计 35 天考虑风雨雾出现过程的重叠由表 1-2 可知，拟建工程作业天数可定为 330 天。港口航道与海岸工程专业毕业设计（论文）31.3.2 水文根据长江三峡工程库区涪陵港口总体布局及码头设施复建规划提供涪陵长江与乌江交汇口的
4、天然河流水文资料统计资料如下：历年最高洪水位：173.77m(1870 年)，历年最低枯水位：136.13m（1979 年） ，频率 5%高水位为 165.50m，98%保证率低水位：137.50m.历年最大流量：68000m/s，历年最小流量：3150m/s。作业区所处河段天然状况下每年各月份的平均水位如下表 3 所示。表 13 天然状况下每年各月份的平均水位表（吴淞高程，m）1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10月11月12月137.2 136.5 136.5 137.5 139 141 148 145 147 143 141 138从目前拟定的三峡水
5、库运行方式来看，2003 年蓄水至坝前 135.00m，不久已上升至 139.00m，坝上沿程水位则相应抬高。2007 年开始初期蓄水，坝前按 156-135-140m 方式运行；2009 年工程建设完成后，将根据泥沙观测的成果，水位渐进抬高方式逐步蓄至坝前 175.00m，并按 175-145-150m 方式运行。每年五月末至六月初，水库一般维持此低水位运行。超过电站过流能力的水量，通过泄洪坝段的底孔排至下游。仅当入库流量较大时，根据下游防洪要求，水库拦洪蓄水，库区水位提高；洪峰过后，库区水位仍降至 145.00m（吴淞）运行。汛末 10 月份，水库开始蓄水，库区水位逐渐提高到 175.00
6、m（吴淞）运行，少数年份，这一蓄水过程将延续到 11 月份。12 月份至次年 4 月底，水库应尽量维持在较高水位，水电站按调峰要求，水库水位开始降低，但 4 月末以前水库水位最低高程不低于155.00m（吴淞） ，以保证上游航道的水深要求。水库建成后，涪陵区处于常年回水位，黄旗作业区所处河段每年各月份的平均水位如下表 4 所示。表 14 三峡水库建成后每年各月份的平均水位表（吴淞高程，m）1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月174 171.2 166.3 163.8 160.1 144.7 144.7 144.7 144.7 16
7、5 174.6 174.8结合本河段水文条件在三峡水库建设运行情况及工程的建设工期安排，设计高水位按水库运行 30 年后本河段的水位情况来考虑，确定为 176.40m（吴淞） ，本工程预计 2009 年投入使用，设计低水位应按二期蓄水水位（156-135-140m）确定，涪陵处于回水变动区，作业区既有水库特点又有天然河道特征。根据水位调度运行情况及该河段的水文特点，设计低水位确定为 140.40（吴淞） 。经高程换算，本作业区基本水涪陵港区黄旗集装箱码头工程设计（架空直立式码头结构设计）4位确定为：（1）设计高水位 174.70m（黄海）（2）设计低水位 138.70m（黄海）（3）施工水位
8、140.00m（黄海）1.3.3 河势拟建港区位于涪陵长江大桥下游，河道微弯，作业区位于河道左岸凹岸一侧。工程上下游均有石梁或山体突出，码头平台左侧为缓流区。河段枯水河宽 600m，枯水期水流平缓。经勘察江岸多年来较稳定，深泓线虽有左右摆动，但无单向移动，基本位于河道中间。场区上游冲沟（犁渊溪）对局部河势及河床形态的影响也有限。经分析，在三峡蓄水初期 135m 运行方式时，水库回水影响不到涪陵河段，其泥沙冲淤仍遵循汛期淤积汛后冲刷的规律，年内基本保持冲冲淤平衡。施工三期正常蓄水位 156m 运行时期，涪陵河段处于变动回水区，汛期泥沙淤积部位与天然情况基本一致，受壅水影响，淤积范围比天然情况广，
9、淤积量较天然情况大增，且随水库运用时音质延长而逐渐增加。由于汛后水库蓄水，水位较天然情况抬高较多，天然情况的汛后走沙过程不复存在，使得上年汛期淤积要待次年 4-5 月才得以形成走沙水流，但此时冲刷力度要较建库前汛后冲刷力度小得多，而冲刷历时也短得多。因此该河段泥沙呈累积性淤积。三峡水库坝前水位按 175m 方案运用后，本河段处于常年回水区，由于水位较天然抬高很多，流速缓慢，使汛期淤积的泥沙在汛后不能冲走，改变了河道原有的汛淤枯冲的规律，水流与河床重新自行调整，局部河势发生变化，泥沙主要在河床较宽的边滩、弯道凸岸和凹岸的缓流区淤积，本河段河道向单一、平顺方向发展，从工程附近河道看，弯道凸岸和凹岸
10、高滩凹进的缓流区淤积较多，涪陵港区码头前沿淤积有限。1.3.4 工程地质条件（1）地形、地貌工程场地属河谷下切形成的丘陵斜坡、河谷地貌，地势总体北高南低。场区内最高点高程约 220.00m 左右，最低点为长江河床高程 139.0m 左右，相对高差约 81.00m左右。由南向北依次为河漫滩、一级阶地、丘陵斜坡。数条冲沟由北向南切割场地，其中西侧外梨渊溪，中部店子沟切割深，为常年流水冲沟。其余为季节性小冲沟。近水边为河漫滩及一级阶地，分布高程 150175m。店子沟西侧阶地明显，码头西侧梨港口航道与海岸工程专业毕业设计（论文）5渊溪沟口至黄旗老镇一带，阶地沉积厚 20m 以上，为较均匀的粉土砂土，
11、往支沟方向逐渐含粘土质，未胶结。阶段以上为丘陵斜坡，斜坡坡度约为 1015。（2）地质构造场地位于苟家场背斜东翼，地层倾向 6080，倾角 2127，与长江左岸构成切向坡。根据地表调查，场地内没有发现断层和破碎带。基岩中所见裂隙两组主要裂隙：组倾向 270310，倾角 6585，在砂岩中发育。 组倾向 135190，倾角7485，在砂岩中发育。钻孔中见层面裂隙较发育，裂面上见褐色水蚀迹；陡倾裂隙也较发育，裂隙面也见有褐黄色水蚀迹。（3）地层场地主要为第四系残坡积粉质粘土、人工填土、冲洪积砂土、卵石土、粉质粘土、粉土。下伏基岩依次为侏罗系中统沙溪庙组、新田沟组泥岩、砂岩、页岩。人工填土(Q 4m
12、l)：主要为杂填土，次为素填土，主要由粘土、砂土、砂、泥岩碎块石、建筑垃圾及生活垃圾等组成，松散稍密，一般厚度小于 3m。冲洪积粉质粘土(Q 4al+pl)：可塑硬塑状，稍有光泽，干强度及韧性中等，分布于场地中前部 175m 高程以下，从北至南含砂量增大,厚度 0.0017.90m。 冲洪积粉土(Q 4al+pl)：软塑可塑硬塑状，多分布于场地中前部一级阶地及冲沟两侧，厚度 0.0037.60m。 残坡积粉质粘土(Q 4el+dl)：可塑硬塑状，稍有光泽，干强度及韧性中等，分布于场地北侧 175m 高程以上，厚度 0.00m 18.50m，一般厚度小于 3m。冲洪积砂土(Q 4al+pl+):
13、近水边多为细砂。主要成分为长石及少量云母，颗粒细而均匀，含泥量 1030，局部见透镜状粘土。稍湿，浅部松散，中部稍密-中密，下部为密实。主要分布于场地南部近水边大部分地段，厚度 0.00-22.30m 。冲洪积卵石土(Q 4al+pl)：灰色，稍密实，由细砂与卵石组成，卵石成份为花岗岩、石英岩等，呈椭圆、扁圆状，直径 20-250mm，含量 55-75，分布于场地长江沿岸一带。厚度 0.00-7.60m。侏罗系中统沙溪庙组(J 2s) 泥岩：紫红色夹灰绿色，泥质结构，厚层状构造，成份以粘土矿物为主，含不均匀分布的粉砂。见粉砂顺层分布构成的水平层理。钻探揭露最厚 16.90m。 砂岩：浅黄灰色、
14、灰色、浅灰色，细粒结构，厚层状构造，成份以长石、石英为主，显水平及斜层理。泥质、钙质胶结。钻探揭露最厚 13.75m。涪陵港区黄旗集装箱码头工程设计（架空直立式码头结构设计）61.3.5 设计荷载（1）系缆力按兼顾 220TEU 集装箱船考虑。（2）撞击力按兼顾 3000DWT 集装箱船满载排水量及靠船法向速度 Vn=0.25m/s 进行橡胶护舷的选型和布置，确定船舶撞击力。（3）水流力按码头前最大流速 3.5m/s 考虑。（4）装卸工艺荷载集装箱装卸桥集装箱岸边起重机：32 个轮子，最大轮压标准值 250KN，轨距 16m，基距17.8m。 流动机械荷载 40 英尺集装箱半挂车（牵引车+底盘
15、车） 。底盘车横向中心轴距 8.85m，轮距1.85m，最大轴压标准值 220KN。（5）均布荷载码头均布标准值 30KN/m2。（6）人行荷载人行荷载标准值按 3KN/m2。1.3.6 地震基本烈度本工程按抗设防烈度度进行抗震设防。1.3.7 设计标准及规范本工程港工建筑物等级级。设计依据规范港口工程荷载规范 （JTJ215-98）高桩码头设计与施工规范 （JTJ291-98）港口工程混凝土结构设计规范 （JTJ267-98）港口工程地基规范 （JTJ250-98）河港工程设计规范 （GB50192-93）港口航道与海岸工程专业毕业设计（论文）7水运工程抗震设计规范 （JTJ225-98）港
16、口工程嵌岩桩设计与施工规范 （JTJ285-2000）港口工程桩基规范 （JTJ254-98）1.4.材料供应及施工条件1.4.1 材料供应当地有丰富的建筑材料。主要材料价格如下：水泥：32.5# 340 元/吨；42.5# 380 元/吨；52.5# 440 元/吨；钢材：螺纹钢筋：5400 元/吨；圆钢：5000 元/吨；型钢：5850 元/吨；砂： 50 元/m 3 ；碎石：60 元/m 3 ；板材：1500 元/m 3 ；圆木：1250 元/m 3 ；1.4.2 施工条件拟建码头处施工场地四通（水、电、路及通讯）一平（场地平整） ，条件良好，施工时有专业的施工队伍，技术力量雄厚，施工机
17、具设备齐全，性能先进，尤其对装备式整体码头结构的施工经验丰富。 1.5.设计任务及要求1.5.1 设计任务码头规模确定及平面方案布置（两个及以上） ；码头结构方案（两个及以上）拟定及方案比选；推荐方案结构（横向排架等内力计算）及构件（纵梁等构件内力计算）内力计算；主要受力构件配筋计算；绘制推荐方案结构图及主要构件配筋图；初步编制施工组织流程图；编制设计说明书。涪陵港区黄旗集装箱码头工程设计（架空直立式码头结构设计）81.5.2 基本要求结构（横向排架）内力计算须采用手算，并利用计算机计算进行校核；提交设计图纸（含方案图、结构图、构件配筋图等）不少于 7 张，且须有 2 张采用手工绘制；设计说明
18、书应按学校统一格式进行编制，内容应清楚、简洁、完善，编排应规范、合理，文本采用计算机进行编排。 1.6.日程安排建议本次毕业设计时间共计 12 周（即第 6 周第 17 周） ，根据上述内容，本次毕业设计工作日程安排建议如下表 1-5。表 15 工作日程安排建议表项次 工作内容 估计时间 预计绘图 数量 完成期限 备注1 开题报告及文献综述 0.5 周 4 月 2 日2 码头规模确定及总平面布置 1.5 周 23 张 4 月 11 日3 结构方案拟定及比选 2 周 45 张 4 月 25 日4 推荐方案结构及构件内力计算 2 周 5 月 9 日5 主要受力构件配筋算 1 周 5 月 16 日6
19、 绘制主要受力构件配筋图 2 周 23 张 5 月 30 日7 编制设计说明书 1.5 周 90100 页 6 月 11 日8 进行答辩准备工作 0.5 周 6 月 13 日9 答辩 1 周 6 月 20 日港口航道与海岸工程专业毕业设计（论文）9第 2 章 码头规模确定及总平面布置2.1 码头的营运资料2.1.1.运量该码头工程为集装箱专用码头，设计年吞吐量为 36 万 TEU/年，按照“一次规划，分期建设”的原则进行建设，一期工程设计为 20 万 TEU/年。2.1.2 设计船型基本尺度根据调查目前长江上集装箱运输船舶，并结合长远发展，设计船型采用 190TEU集装箱船，其设计基本尺度如下
20、表 1。表 11 设计船型基本尺度 设 计 主 要 尺 度（m）船 型型长 型宽 型深 满载吃水备 注190TEU 集装箱船 89.9 14.6 4.8 3.2兼顾 200TEU 集装箱船2.2 装卸工艺设计2.2.1 装卸工艺设计原则 装 卸 工 艺 设 计 方 案 应 技 术 先 进 、 能 耗 低 、 效 率 高 、 环 境 污 染 小 、 安 全 可 靠 、综 合 效 益 好 ； 码 头 、 库 场 和 船 岸 作 业 机 械 衔 接 配 套 ， 生 产 能 力 相 互 平 衡 ， 保 证 装 卸 作 业连 续 不 断 地 进 行 ； 装 卸 工 艺 应 尽 量 简 化 工 艺 流 程
21、 、 减 少 作 业 环 节 ， 作 业 程 序 尽 量 合 并 ， 以 尽快 地 集 疏 运 货 物 ， 降 低 运 输 成 本 ； 防 止 环 境 污 染 ， 降 低 劳 动 强 度 ， 保 证 安 全 生 产 作 业 。涪陵港区黄旗集装箱码头工程设计（架空直立式码头结构设计）102.2.2 主要设计参数(1) 货 种 及 运 量 ： 集 装 箱 ， 20 万 TEU/年；(2) 设 计 代 表 船 型 ： 详 见 本 报 告 2.1.2 章 节 。(3) 年 营 运 天 数 ： 码 头 ： 330 天 ， 堆 场 ： 365 天 。(4) 工 作 班 制 ： 2 班 /昼 夜 。(5)
22、平 均 堆 存 天 数 ： 到 港 集 装 箱 平 均 存 期 为 8 天 。(6) 码 头 设 计 主 要 依 据 ： 河 港 工 程 设 计 规 范 GB50192-93. 河 港 装 卸 工 艺 设 计 手 册 内 河 港 口 机 械 设 备 手 册 交通部 2004 年 30 号文件川江及三峡库区船型尺度表以及各类现行的规范和手册等。2.2.3 工艺方案完善工程集装箱泊位装卸工艺方案主要包括两个部分：一为集装箱从船、岸间垂直提升运输；二为集装箱在库、场间的水平运输。垂直提升运输利用岸边吊进行集装箱的垂直提升。码头前沿采用拖挂车，后方堆场采用龙门吊，空箱堆场采用空箱堆高机。2.2.4 装卸机械设备的选型集装箱码头采用直立式码头型式，设 2 个泊位。岸边吊配置 2 台，起重量 40t，轨距为 16m 进行装卸作业。堆场作业均采用 4 台起重量 30.5t（吊具下） 、轨距 40m的轨道集装箱龙门起重机。拆装箱采用叉车作业，陆上场地之间的水平运输采用集装箱拖挂车。空箱作业采用空箱堆高机 1 台。2.2.5 工艺流程采用岸边吊进行装卸作业，具体工艺流程如下：船岸边吊牵引拖挂车堆场堆场拆装箱场岸边吊牵引拖挂车叉车拆装箱场
