長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計

1、 長沙霞凝國家糧庫碼頭一期工程沉箱碼頭設(shè)計1概述1.1 港口現(xiàn)狀長沙霞凝國家糧食儲備庫碼頭港址處于湘江湘江衡陽至岳陽河段千噸級航道中部位置，水運物資一般為長距離、大批量、貨源相對穩(wěn)定的大量貨物。長沙霞凝國家糧食儲備庫碼頭位于湘江右岸、石長鐵路大橋下游約2.5km，在長沙經(jīng)濟開發(fā)區(qū)范圍內(nèi)，水路距市中心約16km。在湘江岸線750m范圍內(nèi)建造。糧庫現(xiàn)有已建碼頭散糧泊位1個，設(shè)計吞吐能力20萬噸，包糧泊位1個，年吞吐能力15萬噸。由于散裝糧食物流手全社會散裝物流設(shè)施配套的制約，散糧泊位基本沒有使用，包糧泊位因起重機能力僅3噸，裝卸效率低，斜坡碼頭生產(chǎn)作業(yè)存在安全隱患，因此許多糧庫合作的伙伴也另辟它徑

2、，許多合作項目也因此無功而返，糧庫現(xiàn)有港口現(xiàn)狀已經(jīng)成為嚴(yán)重制約起發(fā)展的瓶頸。1.2 設(shè)計依據(jù) 依據(jù)長沙港口主樞紐總體布局規(guī)劃（1998年10月），湖南長沙霞凝國家糧庫已上報上級主管部門批準(zhǔn)立項，進行湖南長沙霞凝國家糧庫碼頭改擴建工程方案研究及工程設(shè)計工作。近年來，湖南省開始突現(xiàn)外向型經(jīng)濟的特點，經(jīng)濟和城市建設(shè)得到迅猛發(fā)展，對交通運輸特別是水路運輸，無論是規(guī)模還是輻射范圍都提出了更高的要求,而長沙市則把“突出基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和環(huán)境建設(shè)，增強城市功能，提升城市品位”作為十五期間的主要工作之一，目前正加強城市林業(yè)生態(tài)圈和城鄉(xiāng)綠化一體化，并高標(biāo)準(zhǔn)全面建設(shè)城區(qū)沿江兩岸風(fēng)光帶，原來居于其中的長沙老港區(qū)阻礙了湘

3、江兩岸風(fēng)光帶的實施，且對城市的防洪、環(huán)保、交通和城市發(fā)展有較大的不利影響，因此長沙市政府已進行了長沙港口主樞紐總體布局規(guī)劃工作，將長沙港全部遷移到長沙市區(qū)湘江下游霞凝河段，目前長沙港口主樞紐霞凝港區(qū)一期已建設(shè)完成，二期工程正在建設(shè)中。長沙霞凝國家糧食儲備庫碼頭改擴建工程地處在該庫所在湘江岸線750m范圍內(nèi)，緊鄰長沙主樞紐霞凝港區(qū)，作為糧食飼料油脂等綜合貨物專用碼頭，其功能可視為長沙港主樞紐總體布置規(guī)劃的有機組成部分。依據(jù)文件有：（1）.湖南長沙霞凝國家糧食碼頭改擴建工程方案研究及工程設(shè)計任務(wù)書；（2）.湖南長沙霞凝國家糧食碼頭改擴建工程可行性研究報告湖南省國際工程咨詢公司編（2005.12）；

4、（3）.關(guān)于長沙霞凝國家儲備庫碼頭改擴建工程核準(zhǔn)的批復(fù)湖南省發(fā)展和改革委員會，湘發(fā)改財貿(mào)【2006】112號文件；（4）.關(guān)于霞凝糧庫碼頭改擴建的批復(fù)湖南省糧食局，湘糧行【2006】2號文件。1.3 設(shè)計概要 建設(shè)地點為長沙霞凝國家糧食儲備庫碼頭改擴建工程地處在該庫所在湘江岸線750m范圍內(nèi)。建設(shè)規(guī)模為設(shè)計一期工程件雜貨年吞吐量30萬噸。按1000t級駁船船型設(shè)計。1.4 設(shè)計內(nèi)容此次設(shè)計內(nèi)容包括外文專業(yè)文獻翻譯，長沙霞凝國家糧食儲備庫碼頭總平面布置，裝卸工藝設(shè)計以及碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計。2 自然條件2.1 氣象多年平均風(fēng)速2.4m/s，強風(fēng)為WN，常風(fēng)向為N、S，夏季多南風(fēng)，秋季多西北風(fēng)，歷年最大風(fēng)

5、力為9級歷年最大風(fēng)速為20.7m/s。2.1.2 氣溫多年平均氣溫17.2攝氏度，極端最高氣溫40.2攝氏度，極端最低氣溫負12攝氏度，無冰封史。2.1.3 降水年平均降水量1400.6mm，多年平均降水日數(shù)158.4天，大部分降雨集中在49月。2.1.4 霧多年平均霧日26.4天，多發(fā)生在冬春兩季。2.2 地形地貌港址場地地貌單元為湘江現(xiàn)代河漫灘與河床的分界斜坡，坡度約40-50度。場地地形東北部為傾向河床的河漫斜灘，坡度約20度。場地的西南部為河床，河床枯水期水深約2m（鉆孔附件）。2.3 工程地質(zhì)港區(qū)場地下伏基巖為燕山晚期花崗巖（r），基巖埋深一般較淺，在碼頭擬建場地內(nèi)及下游約百米處均有

6、基巖出露，但因河流的侵蝕沖擊及風(fēng)化花崗巖的殘坡火破擊，在場地形成較厚的第四系松散覆蓋層。原散糧碼頭框架平臺處自上而下各地層依次為粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉土、沙混粘土和全風(fēng)化、強風(fēng)化、中等風(fēng)化、弱風(fēng)化花崗巖，巖石以上各層地基承載力均低且很不均。而中等風(fēng)化花崗巖單軸極限抗壓強度較高，為16MPa，埋深在1425m左右。原包糧碼頭前沿自上而下各地層依次為卵石混泥砂、粉質(zhì)粘土、粘土質(zhì)粉細砂和強風(fēng)化、中等風(fēng)化、微風(fēng)化花崗巖，強風(fēng)化巖出露標(biāo)高18.33m左右，允許承載力300kPa。場地地下水主要賦存于砂混粘土中，地下水類型為空隙承壓水。因粘土含量較高，含水量較弱。綜合地質(zhì)年代及各層的巖土特性，可劃分為8個工程

7、地質(zhì)層，各層的主要特征自上而下分訴如下：2.3.1 質(zhì)粘土及泥質(zhì)粉土（Q）棕黃色，成分為粉質(zhì)粘土，地下水位之上，可塑，地下水位以下軟塑，具水平層理，層理面含粉細砂，下部水下為深灰色淤泥質(zhì)粉土；軟塑為主，近河床處為流塑，為相隔水層。屬第四系全心統(tǒng)河漫及河床相沖積層，在鉆進時該層不僅跨孔，且縮徑，該層整個場地均有分布，層厚4.408.00m，平均6.34m，底深標(biāo)高-11.90-7.40m，平均-9.02m。該層可細分為兩下亞層：即河漫灘相的粉質(zhì)及河床相的淤泥質(zhì)軟土，因此該層各項的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)變化幅度較大，如液性指數(shù)（IL）為0.501.14，土樣承載力標(biāo)準(zhǔn)值（fk）為100165kpa，標(biāo)貫

8、試驗承載力標(biāo)準(zhǔn)（fk）70105Kpa 。2.3.2 砂混粘土（Q）灰黃色、黃灰色，砂的成分為花崗質(zhì)石英、長石中粗或礫砂，含量為6070%，膠結(jié)物為黃色粘土 ，含量約10-20% 。充填物為粉土，含量也為1020%，稍密，分選性較好，因粘土含量高，透水性較差，滲透系數(shù)為0.00006-0.006cm/s，平均為0.003cm/s，屬花崗質(zhì)風(fēng)化物的洪坡積層。2.3.3 砂混粘土（Q） 褐紅色，棕紅色，砂粒成分為花崗質(zhì)長石、石英、礫砂或粗中砂，含量約70%，粘土膠結(jié)，粘土粉土含量約30%，中密，分選性較好，弱含水性，與第2層透水性相當(dāng)，滲透系數(shù)為0.00006cm/s，屬花崗巖殘坡積層。2.3.4

9、 全風(fēng)化花崗巖（r） 褐黃、灰黃、灰褐色，原巖結(jié)構(gòu)清晰，因風(fēng)化徹底，巖心多內(nèi)松散砂狀，少量土塊狀且可用手捏碎。風(fēng)化裂縫水，因含泥沙少，滲透系數(shù)較高為0.006cm/s 。2.3.5 強風(fēng)化花崗巖（r） 黃灰、灰白色，成分為裂隙發(fā)育的花崗巖碎塊，或部分長石風(fēng)化成白色粘土的塊狀花崗巖，巖心可用手折斷，下部可見較堅硬原巖結(jié)構(gòu)較清晰的花崗巖，該層分布厚度為0.30-1.80m，平均0.93m。2.3.6 中風(fēng)化花崗巖（r）淺灰色、灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)，長石、角閃石等礦物略有變質(zhì)、且顏色變淺，巖心呈短柱狀，裂隙較發(fā)育，裂隙面多變?yōu)辄S褐色，錘擊聲脆，不易擊碎。飽和抗壓強度為21.0061.00 Mpa，按G

10、BJ789規(guī)范附錄九確定其飽和單軸抗壓強度的標(biāo)準(zhǔn)值為16 Mpa，該層分布范圍廣且連續(xù)，層厚0.51.80m，是良好的深基礎(chǔ)持力層。2.3.7 弱風(fēng)化花崗巖（r）淺灰色、巖心呈長柱狀，巖石表面和裂面稍有風(fēng)化跡象，少量裂隙切割巖體，飽和單軸抗壓強度77.385.70 Mpa，其標(biāo)準(zhǔn)值為77 Mpa。該層分布連續(xù)、厚度穩(wěn)定且承載力大，厚度2.509.50m，平均5.89m。是理想的深基礎(chǔ)持力層。2.3.8 未風(fēng)化花崗巖（r）淺灰色，巖心長柱狀，未見風(fēng)化跡象，堅硬致密，粗粒結(jié)構(gòu)，局部斑粒狀，礦物成分為石英、正長石、云母、角閃石等。2.4 水文長沙水文站位于港區(qū)上游約18.5km處，該水位站有關(guān)資料如

11、下：歷史洪水位36.90m（1998年6月1日），歷史低水位23.25m，最大水位差13.65m，多年平均水位27.31m，歷年最大流量2.07萬，最小流量268，最大流速1.9m/s，最小流速0.2m/s,河段多年平均含沙量0.169，屬清水河流。港址所處河道岸線微彎，據(jù)1998年與2001年測圖資料對比分析，該河段近岸河床穩(wěn)定，略沖，水域良好。根據(jù)水位站資料推出本碼頭處多年最高洪水頻率5%的水位為35.40 m，多年歷時保證率98%的水位為23.37m 。2.5 地震烈度 根據(jù)湘建【1992】設(shè)字第508號文，長沙市地震基本烈度為度，需對建筑物采取適當(dāng)?shù)目拐饦?gòu)造措施3營運資料3.1 吞吐量

12、預(yù)測作為國家和湖南省發(fā)揮宏觀調(diào)控作用的主要載體，霞凝糧庫良好的發(fā)展直接關(guān)系到糧食安全，其占地面積350畝，倉容設(shè)計總量為16萬噸，現(xiàn)有儲備糧食10多萬噸，大米加工能力5萬噸，已發(fā)展成集倉儲、加工、貿(mào)易、中轉(zhuǎn)于一體的重要骨干企業(yè)。每年經(jīng)營糧食10萬余噸，在省內(nèi)鏈?zhǔn)劫忎N活動中成為價格導(dǎo)向標(biāo)。對外合作方面，現(xiàn)有兩家外資油脂跨國公司進庫置業(yè)辦廠，目前長沙及周邊市場使用的油脂50%以上由駐庫企業(yè)提供，糧庫未來三年的發(fā)展目標(biāo)是：把霞凝糧庫打造成倉容20萬噸、大米加工能力8-10萬噸、油脂年吞吐達30萬噸、年購銷額305億元、年實現(xiàn)稅利500-800萬元的糧食產(chǎn)業(yè)集群。根據(jù)預(yù)測本港貨物吞吐量：一期工程糧食件

13、雜貨為30萬噸。3.2 設(shè)計船型本工程設(shè)計船型既要考慮現(xiàn)有船舶的近期使用實況，又要適應(yīng)船舶向大型發(fā)展話的遠期要求。依據(jù)本設(shè)計任務(wù)書，并根據(jù)腹地河流通航等級、運輸船舶狀況確定，碼頭設(shè)計船型采用1000噸分節(jié)駁船。考慮到今后一段時期人有較多的中小船營運，兼顧設(shè)計船型為120t-500t機動駁。其具體資料如下：表2-1 設(shè)計船型尺度表船型長(m)寬(m)滿載吃水(m)1000t駁船設(shè)計船型67.510.82.0500t駁船兼顧船型4510.81.6300t駁船兼顧船型359.21.3120t機動駁船兼顧船型3271.04 總平面布置4.1港區(qū)布置的基本原則在總平面布置時應(yīng)遵守的規(guī)則有： （1）、港口

14、應(yīng)按客運量，吞吐量、貨種、流向、急疏運方式，自然條件、安全和環(huán)境等因素，合理的劃分港區(qū)。（2）、在布置港區(qū)時，應(yīng)考慮風(fēng)向及水流流向的影響。對大氣環(huán)境有較大污染的港區(qū)宜布置在港口全年強風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；對水環(huán)境有嚴(yán)重污染的港區(qū)或危險品港區(qū)宜布置在港口下游，并與其他碼頭或港區(qū)保持一定的距離。（3）、港區(qū)總平面布置，應(yīng)根據(jù)港口總體布局規(guī)劃，結(jié)合裝卸工藝要求，充分利用自然條件，遠近結(jié)合，合理布置港區(qū)的水域、路域，并應(yīng)符合下列要求：a.、裝卸作業(yè)對大氣環(huán)境產(chǎn)生較大污染的貨種的泊位應(yīng)布置在港區(qū)常風(fēng)向的下風(fēng)側(cè);裝卸作業(yè)對水環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染的貨種的泊位,應(yīng)布置在港區(qū)的下游岸段,并應(yīng)注意水流的流向的影響.b、順岸式

15、碼頭的前沿線位置，宜利用天然水深沿水流方向及自然地形等高線布置。并應(yīng)考慮碼頭建成后對防洪、水流改變、河床沖淤變化及岸坡穩(wěn)定的影響。碼頭前應(yīng)有可供船舶運轉(zhuǎn)的水域。c、港區(qū)陸平面布置和豎向設(shè)計，應(yīng)根據(jù)裝卸工藝方案、港區(qū)自然條件、安全、衛(wèi)生、環(huán)保、拆遷、土石方工程量和節(jié)約用地等因素合理確定，并應(yīng)與城市規(guī)劃和建港的外部條件相協(xié)調(diào)。d.、港口水域包括碼頭前停泊水域、回旋水域、進港航道和錨地等，可根據(jù)具體情況組合設(shè)置或單獨設(shè)置。e、改建、擴建港區(qū)的總平面布置，應(yīng)與原有港區(qū)相協(xié)調(diào)，充分、合理地利用原有設(shè)施，并應(yīng)考慮減少建設(shè)過程中對原有港區(qū)生產(chǎn)的影響。4.2 碼頭平面布置 4.2.1 碼頭前沿設(shè)計高程碼頭前沿

16、設(shè)計高程應(yīng)考慮碼頭的重要性、設(shè)計船型、裝卸工藝、碼頭布置及型式、前后方高程銜接條件、地形、地貌、和工程投資等因素、并參照鄰近現(xiàn)有碼頭前沿高程確定。表4-1 碼頭前沿高程基本標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)計算水位超高值（m）計算水位超高值(m)設(shè)計高水位0.10.5極端高水位00.5所以：碼頭前沿高程=設(shè)計高水位+超高值基本標(biāo)準(zhǔn): 35.4+0.10.5=35.535.9 m，取35.90 m復(fù)核標(biāo)準(zhǔn): 36.9+ 00.5 =35.937.4 m，取37.00m 即：碼頭前沿高程為37.00 m 4.2.2 碼頭前沿設(shè)計水深平原河流、山區(qū)河流、運河和潮汐影像不明顯的感潮河段的碼頭前沿設(shè)計水深，可按下式計算：Dm

17、=T+Z+ （4-1）式中： Dm碼頭前沿設(shè)計水深（m）； T設(shè)計船型滿載吃水，取T2m; Z龍骨下最小富裕深度，查河港總平面設(shè)計規(guī)范表3.4.4，取Z1為0.3m；其他富裕深度，根據(jù)本設(shè)計條件還應(yīng)考慮船舶因裝配載不均勻應(yīng)增加船尾吃水其值為0.100.15m，取0.10m；以及碼頭前沿可能發(fā)生回淤時增加備淤的富裕深度，備淤的富裕深度根據(jù)回旋強度、維護挖泥間隔期及挖泥設(shè)備性能確定，其不小于0.2m,取0.3m。故：Dm2+0.3+0.1+0.22.6m4.2.3 碼頭前沿水底高程碼頭前沿水底高程設(shè)計低水位-碼頭前沿設(shè)計水深23.37-2.620.77m。綜合考慮平臺前沿水流及對上下游碼頭的影響等

18、因素，現(xiàn)將碼頭前沿布置20m的等深線，對碼頭前沿港池進行適當(dāng)?shù)氖杩！?.3 港口水域布置河港水域包括碼頭前沿水域，錨地、掉頭水域及港內(nèi)航道。港口水域的合理布置，應(yīng)是個水域組成不部分的水深，面積足夠，布置恰當(dāng)，六談良好，以利船舶在港內(nèi)錨泊，調(diào)度，靠離碼頭進出港口方便。4.3.1 進港航道平面布置原則（1）、在保證船舶安全航行的前提下,充分利用天然水深,合理布局；（2）、航道軸線宜順直,避免多次轉(zhuǎn)向,盡量減小航線與強風(fēng)及主流軸線的夾角,便于船舶操縱。4.3.2 航道水深航道水深按下式計算： H0=T + （4-2） 式中：H道航設(shè)計水深(m)；T船舶吃水（m）,根據(jù)航道條件和運輸要求可取船舶、船隊

19、設(shè)計吃水或枯水期減載時的吃水，T=2m；富裕水深，可從內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)附錄A.表A中取，取為0.4m。所以：H0=2+0.4=2.4m4.3.3 設(shè)計通航寬度內(nèi)河航道的線數(shù)應(yīng)根據(jù)運輸要求、航道條件和投資效益分析確定。除整治特別困難的局部河段可采用單線航道外，均應(yīng)采用雙線航道，本設(shè)計采用雙線航道。雙線航道寬度:B=Bfd+Bfu+d1+d2+c （4-3）Bfd= Bsd+ldsinBfu= Bsu+lusin式中：B 直線段雙線航道寬度(m)；Bfd下行船舶或船隊航跡帶寬度(m)；Bfu上行船舶或船隊航跡帶寬度(m)；d1 下行船舶或船隊外舷至航道邊緣的安全距離(m )；d2 上行船舶或船隊外舷至

20、航道邊緣的安全距離(m )；c 船舶或船隊會船時的安全距離(m)；Bsd下行船舶或船隊寬度，取設(shè)計船寬(m)；ld 下行頂推船隊長度或貨船長度，設(shè)計船長(m)； 船舶或船隊航行漂角,級航道可取3；Bsu上行船舶或船隊寬度，取設(shè)計船寬(m)；lu 上行頂推船隊長度或貨船長度，取設(shè)計船長(m)；d1+d2+c各項安全距離之和(m);船隊可取0.500.60倍上行和下行航跡帶寬度，貨船可取0.670.80倍上行和下行航跡帶寬度 。 所以： Bfd =10.8+67.5sin3=14.33 m Bfu=10.8+67.5sin3=14.33 mB =14.33+14.33+0.710.8=36.22m

21、 取B=37m4.3.4 碼頭前沿水域碼頭前沿停泊水域是供船舶碼頭停泊之用。順岸式碼頭由于裝卸作業(yè)的需要，要考慮船舶在碼頭前并排?？康目赡苄?，因此，碼頭前沿水域的寬度B一般為并排?？吭O(shè)計船舶寬度加0.51.5倍設(shè)計船寬。圖4.1碼頭前沿水域即：2B+0.5B=2.510.8=27m4.3.5 調(diào)頭水域（1）.調(diào)頭水域是供船舶在碼頭前調(diào)頭用。內(nèi)河船舶由于操縱的需要，一般都要頂流?？看a頭，當(dāng)船舶由上游抵港或離開碼頭向下游行駛時都要有一定的水域以供調(diào)頭。其水域的尺度與船舶轉(zhuǎn)彎性能、流速大小及船舶隊形等因素有關(guān)。調(diào)頭水域長度L0一般不小于2.5倍設(shè)計船長，當(dāng)流速大于1.5m/s時，水域長度可適當(dāng)加大，

22、但不應(yīng)大于單船長度的4倍，考慮到汛期時碼頭前沿流速可能大于1.5m/s，所以擬取回旋水域沿水流方向的長度為3L。即：3L=367.5=205m。（2）.調(diào)頭水域沿垂直水流方向的寬度不宜小于單船長度的1.5倍；當(dāng)船舶為單舵時，水域?qū)挾炔粦?yīng)小于其長度的2.5倍。調(diào)頭水域沿垂直水流方向的寬度擬取2倍設(shè)計船長。即：2L67.5=135m圖4.2碼頭調(diào)頭水域4.3.6 錨地河港錨地有共船舶待泊、待拖之用的編解隊錨地，船舶過境臨時停泊或換拖的過境錨地及進行船-船過駁作業(yè)用的水上作業(yè)錨地等三種類型。查河港總平面規(guī)范（JTJ-212-2006）按拋錨系泊錨位面積計算。拋錨系泊錨位面積按下式計算： A=sa （

23、4-4）式中：A拋錨系泊錨位面積s錨位沿水流方向長度(m),可按表A.1.1選取s=1.8L； a錨位寬度（m），可按表A.1.1選取a=4B。所以：A=sa=1.8L4B=1.867.5410.8=5250圖4.3碼頭拋錨系泊錨位面積4.4 泊位數(shù)和泊位利用率4.4.1 泊位數(shù)泊位數(shù)按下式計算：N=Qn/Pt （4-5）式中 ：N泊位數(shù)Qn根據(jù)貨物類別確定的年吞吐量（t），Qn=300000 t；Pt一個泊位的年通過能力（t）。其中：Pt = （4-6） 式中：當(dāng)貨種多樣而船型單一時，為各種貨種年裝卸量占泊位年裝卸總量的百分比（%）；當(dāng)船型、貨種都不相同時，為各類船舶年裝載不同貨物的數(shù)量占泊

24、位年裝卸總量的百分比（%），取=1。Ps1與相對應(yīng)的泊位年通過能力（t）。Ps1= （4-7）其中 ：tz= （4-8）式中： T年日歷天數(shù)，T=360dG 設(shè)計船型的實際載貨量， G =1000tts 晝夜非生產(chǎn)時間之和， ts =5h tf船舶輔助作業(yè)時間， tf=0.75htd晝夜小時數(shù)（h）,根據(jù)工作班次確定，三班制為24 h。tz裝卸一艘設(shè)計船型所需時間， tz = 1000/100=10h泊位利用率,=70%p設(shè)計船時效率，p=50t/h。所以：Ps1 =45.2 tN=Qn/Pt= =0.66即選定泊位為1個4.4.2 泊位利用率根據(jù)河港裝卸工藝設(shè)計手冊泊位利用率可按下式計算：

25、（4-9）式中：泊位利用率；計算泊位數(shù)，=0.66；取用泊位數(shù)，=1。根據(jù)公式（4-13）算得的泊位利用率需滿足合理泊位利用率的要求，否則應(yīng)設(shè)法予以調(diào)整。件雜貨碼頭的合理泊位利用率確定根據(jù)河港工程設(shè)計規(guī)范件雜貨碼頭的合理泊位利用率范圍為0.600.75。=0.66/1=0.66綜上所述，該件雜貨碼頭的泊位利用率計算過程和結(jié)果合理，說明該假定是成立的。4.5 碼頭尺寸的確定根據(jù)泊位數(shù)的計算本設(shè)計為單個泊位，由于考慮到二期工程的進行，泊位的長度的按沿碼頭前沿線連續(xù)布置多個泊位長度計算?？砂聪铝泄接嬎悖篖b1=L+1.5d （4-10）式中：Lb1端部泊位長度（m）L設(shè)計船型（m），L=67.5m

26、d泊位富裕長度按（m）,查河港總平面設(shè)計規(guī)范表3.3.2-1，取d =10m。所以：Lb1=67.5+210=90m4.6 陸域布置倉庫和堆場主要根據(jù)計算確定的庫場面積結(jié)合具體的條件及其裝卸工藝流程進行布置，原則上盡量安排在靠近碼頭區(qū)域。位于前方的倉庫、堆場一般都平行于碼岸線的布置，其他的后方堆場、倉庫則根據(jù)鐵路線和公路走向進行布置。庫場面積按下式計算： （4-11）式中： E倉庫或堆場所需容量（t）； Qh年貨運量（t）； KBK倉庫或堆場不平衡系數(shù), KBK=1.4； Kr貨物最大入堆場、入場百分比（%）,Kr =0.9； Tyk倉庫或堆場年營運天數(shù)（d），取360d； tdc倉庫或堆場在

27、堆場的平均堆存期（d）,tdc =7d；K堆場容積利用系數(shù)，件雜貨取1.0， （4-12）式中： A堆場總面積（m2）； q單位或有效面積的貨物堆存量（t/ m2）, q=1.6 t/ m2； Kk堆場總面積利用率，為有效面積占總面積的百分比（%）,Kk=0.65。所以：E =7350t A= =70705 裝卸工藝5.1 設(shè)計原則裝卸工藝是進行裝卸生產(chǎn)的基本工藝,是港口生產(chǎn)活動的基礎(chǔ)。為了提高經(jīng)濟效益和社會效益的目標(biāo),設(shè)計出先進的技術(shù),經(jīng)濟合理,安全可靠的裝卸工藝流程,來完成一定的貨物運量。因此裝卸工藝設(shè)計必須遵守基本的原則和要求，并參考河港裝卸工藝設(shè)計手冊進行設(shè)計。5.2 一般要求（1）流

28、程的各環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)；裝卸機械的選型要立足于國內(nèi)，盡量采用定型的同類型產(chǎn)品和系列設(shè)施，用于同港口的機械不宜過多以利于港口的管、用、養(yǎng)、修等工作。（2）對于裝卸機械的選型應(yīng)保證質(zhì)量安全（3）對于裝卸機械的選型應(yīng)力求減少操作環(huán)節(jié)（4）要對裝卸過程的移船和調(diào)式作業(yè)采用積極有效的措施（5）選用隨伸距而變動起重能力的起重裝卸船舶時考慮吊船窗外側(cè)貨物的情況下，起重能力應(yīng)滿足要求。（6）進行裝卸工藝設(shè)計時要因地制宜考慮遠近結(jié)合充分留有發(fā)展余地（7）布置固定式裝卸機械設(shè)備時，應(yīng)考慮設(shè)備的安裝，檢修和拆卸和方便，積極推進大宗散貨專業(yè)化，件雜貨物的成組集裝化。5.3 裝卸工藝的布置河港件雜貨裝船和卸船作業(yè)一般采用下

29、面兩種形式：（1）、輸送機系統(tǒng)。主要是用于大宗的貨裝貨物裝船和卸船，如糧食、化肥、水泥等袋裝貨的專用進、出口碼頭。（2）、起重機系統(tǒng)。主要適用于貨種比較雜的貨物，如日用百雜貨、五金鋼材生鐵、機械設(shè)備等件雜貨裝卸的通用性進、出口碼頭。本設(shè)計采用用起重機系統(tǒng)。5.3.1 裝卸機械選擇本設(shè)計采用門座式起重機，軌距10.5m，最大起重噸10t，吊臂幅度25m該機型的周期循環(huán)作業(yè)機械，可同時起升變幅和旋轉(zhuǎn)，幅度變化范圍大（7.530m）,可裝卸船舶艙口范圍內(nèi)任何一點的貨物。組成的件雜貨可直接吊放在軌道后幅度范圍內(nèi)的堆場上暫存，等待再行裝船或裝車，可以減少其他流動機械的搬運作業(yè)距離。也可以直接裝車離開碼頭

30、。5.3.2 工藝布置在內(nèi)河港口，門座起重機裝卸工藝的布置應(yīng)根據(jù)碼頭型式、碼頭前沿作業(yè)地帶寬度、道路寬度以及有無臨時堆放貨物的要求等因素來確定。在確定工藝布置時，應(yīng)注意與今后裝卸機械的發(fā)展相適應(yīng)，并留有發(fā)展余地。5.3.2.1 外側(cè)距起重機外側(cè)軌（靠江側(cè)）中心至碼頭前沿岸線的距離。為保證裝卸作業(yè)的正常進行，針對我國目前生產(chǎn)和適用情況，一般定為3m。5.3.2.2 內(nèi)側(cè)距起重機內(nèi)側(cè)軌中心線至前沿庫場或道路邊緣的距離應(yīng)考慮起重機支腿上的支架和扶梯不碰貨堆，并留有人行通道，一般定為1.5m。5.3.2.3 門座起重機的吊幅根據(jù)河港工程設(shè)計規(guī)范,門座起重機的吊幅至少應(yīng)達到設(shè)計船型艙口外側(cè)，且應(yīng)考慮橡膠

31、護舷的寬度（擬取0.6m）和船只的擺動幅度(擬取1m)，則門座起重機的吊幅為：R=10.5/2+0.6+1+10.8=17.65m（m）一般情況下起重量為10t的門機最大幅度可達30m，取m。5.3.2.4 前方作業(yè)地帶寬度門座起重機裝卸碼頭的前方作業(yè)地帶指碼頭前沿至一線倉庫外墻或一線堆場外邊緣或前沿堆場內(nèi)邊緣的距離。其寬度應(yīng)根據(jù)前沿堆場的大小、作業(yè)通道的寬度、裝卸工藝要求及裝卸工藝布置形式等因素來確定，本設(shè)計取為50m。5.3.2.5 前方堆場前方堆場指在碼頭前沿門座起重機幅度范圍內(nèi)堆場。使用該堆場，可加快貨物周轉(zhuǎn)，減少操作環(huán)節(jié)，使用率高。本設(shè)計預(yù)留前方堆場的寬度15m。5.3.2.6 前方

32、道路前方道路的位置一般根據(jù)碼頭的性質(zhì)、作業(yè)方式等情況而定，其寬度根據(jù)車輛類型、流通量而定?？紤]作業(yè)的安全，前方道路與前方堆場應(yīng)留1.5m的距離。本設(shè)計前方道路寬度為7m,雙向車道。5.3.2.7 貨物交接地帶貨物交接地帶是保證門座起重機和其它流動機械有一定的交接作業(yè)寬度，并在此范圍內(nèi)不堆貨，此交接地帶一般和前方道路結(jié)合在一起考慮的。但在選用流動起重機裝卸船或選用門坐起重機裝卸船，且不在碼頭前沿設(shè)鐵路線時，可不需另行考慮交接地帶。門座起重機和流動接卸交接貨物地帶一般是布置在垂直岸線的道路中，其寬度一般情況不小于6m。當(dāng)交接地帶布置在前沿堆場后時，或交接地帶的縱向?qū)挾纫话悴恍∮?m。本設(shè)計取為4m

33、。5.3.2.8 倉庫跨度倉庫的跨度愈大，面積利用率就高，但單位面積造價也相應(yīng)增加。根據(jù)施工條件合理選擇倉庫的跨度，倉庫跨度不應(yīng)小于12m，擬取40m；庫中柱間距離取12m；倉庫長度一般與泊位長度相適應(yīng)，擬取80m；件雜貨倉庫選用單層，凈高不得小于6m，擬取6m。5.3.2.9 制動距離倉庫與前方作業(yè)通道或一、二線道路相鄰接時，倉庫至道路之間應(yīng)留有裝卸運輸機械的制動距離。此距離應(yīng)根據(jù)進出庫的機械類型和進出庫門的行駛速度而確定，一般對于流動機械采用6m。5.3.2.10 站臺倉庫站臺寬度應(yīng)按裝卸火車或汽車的撰寫機械類型和作業(yè)方式確定。倉庫站臺宜設(shè)雨棚，雨棚的凈空高度和支柱設(shè)置應(yīng)符合鐵路建筑界限的

34、有關(guān)規(guī)定，不得影響汽車裝卸作業(yè)。霞凝港擬建港區(qū)沒有鐵路運輸線，所以件雜貨倉庫一般可不必設(shè)置專門站臺。5.4 設(shè)計主要參數(shù) （1）年設(shè)計吞吐量：30萬噸。（2）設(shè)計船型：1000t駁舶。（3）年作業(yè)天數(shù)：碼頭作業(yè)天數(shù)：360天。堆場作業(yè)天數(shù)：360天。（4）、泊位利用率：綜合考慮裝卸效率、泊位數(shù)等，定為66%。（5）、作業(yè)班次：三班制。5.5 裝卸工藝流程件雜貨裝卸工藝：圖5.1裝卸工藝流程圖5.6 裝卸機械臺時效率裝卸機械確定后，即可確定各裝卸機械的臺時效率。5.6.1 裝卸船機械件雜貨碼頭門座起重機臺時效率可取4550 t/臺時，擬取50 t/臺時。5.6.2 庫、場裝卸機械（1）、倉庫裝卸

35、機械電池叉式裝卸車臺時效率可取2530 t/臺時，擬取25 t/臺時。（2）、堆場裝卸機械件雜貨碼頭內(nèi)燃叉式裝卸車臺時效率可取1518 t/臺時，擬取15t/臺時。5.6.3 水平運輸機械牽引車臺時效率的確定方法如下：內(nèi)河碼頭縱深一般不超過400m，考慮牽引車轉(zhuǎn)向、繞彎等因素，牽引車的平均運距擬取為600m。牽引車在港區(qū)內(nèi)的行車速度，根據(jù)河港工程設(shè)計規(guī)范（GB 50192-93）附錄E擬取15km/h，即4.17m/s。牽引車在碼頭前沿作業(yè)地帶和庫場之間的來回時間為： （s）牽引車脫鉤換掛車時間（前沿作業(yè)地帶和庫場各一次）擬?。?02=120（s）則牽引車完成一次循環(huán)作業(yè)所需時間為：288+1

36、20=408（s）牽引車一小時內(nèi)的循環(huán)作業(yè)次數(shù)為：（次）考慮出勤率及其它因素的影響，牽引車一小時內(nèi)的循環(huán)作業(yè)次數(shù)擬取為8次。牽引車載重量選用5t，則牽引車的臺時效率為：85=40 （t/臺時）5.6.4 裝卸車輛機械內(nèi)燃叉式裝卸車臺時效率可取1518 t/臺時，擬取18t/臺時。5.7 裝卸機械選型表5-1 主要裝卸工藝設(shè)備表序號機械類型規(guī)格及型號年操作噸（t）設(shè)備生產(chǎn)率(t/臺)1門座式起重機10t-25m300000502內(nèi)燃叉車G2141300000153牽引車5t300000404平板車/3000005載重汽車20300000205.8 裝卸機械數(shù)量裝卸機械數(shù)量應(yīng)根據(jù)作業(yè)線數(shù)和工藝流程

37、的需要配置，可根據(jù)貨種、運量和臺時效率計算。裝卸機械數(shù)量按下式確定： （5-1）式中： 某種裝卸機械數(shù)量臺數(shù)（臺）；某種裝卸機械數(shù)量分貨種的年起重運輸噸（t）；機械利用率，應(yīng)按各港統(tǒng)計資料分析確定，新建港口可按下值用：一班制取0.150.20；兩班制取0.300.35；三班制取0.40.5，電動機取大值，內(nèi)燃機取小值；本設(shè)計取三班制，=0.45；各裝卸機械按不同操作過程裝卸或搬運不同貨種的臺時效率(噸/臺時)。表5-2 主要裝卸機械數(shù)量表序號機械類型（t）(噸/臺時)實取值（臺）1門座式起重機3000000.455022內(nèi)燃叉車3000000.451563牽引車3000000.454024平板

38、車300000/65載重汽車3000000.452045.9 裝卸工人數(shù)裝卸工人總數(shù)應(yīng)為裝卸工人數(shù)和輔助工人數(shù)之和。裝卸工人數(shù)應(yīng)根據(jù)泊位作業(yè)線數(shù)、班次、和每條作業(yè)線的配工人數(shù)等確定。裝卸工人數(shù)在裝卸工藝方案設(shè)計時，可按下式計算： （5-2）式中：裝卸工人數(shù)（人）作業(yè)線數(shù)，取=2；晝夜作業(yè)班次數(shù)（人）=3；每條作業(yè)線配工數(shù)（人）, 根據(jù)港口碼頭勞動定員標(biāo)準(zhǔn)件雜貨碼頭（JT/T 331.21996）第2.1條和表1，對非成組件貨，“船庫場”操作過程每條作業(yè)線配工人數(shù)可取1217人，擬取12人；“車庫場”可取1012人，擬取12人；加權(quán)平均后，每條作業(yè)線配工人數(shù)為12人,即=12人。裝卸工人輪休率，

39、可取2/7；裝卸工人出勤率，一般取90%95%，=0.95。所以： 102人。輔助工人數(shù)一般按裝卸工人數(shù)的5%10%計算，取8%； 所以 1028%=9 取9人。機械司機人數(shù)可根據(jù)機械類型及數(shù)量按表5-3確定。表5-3 司機數(shù)目計算表序號機械類型單位數(shù)量定額（人/臺）司機（人）1門座起重機臺27142內(nèi)燃叉車臺67/2213牽引車臺27/274平板車臺3/65載重汽車臺47/214合計625.10 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)5.10.1 勞動生產(chǎn)率勞動生產(chǎn)率按下列公式計算：Pgz= （5-3）式中：Pgz勞動生產(chǎn)率；年操作噸數(shù)（t），=300000t；裝卸工人總數(shù)（人），=111人；司機人數(shù)（人），=6

40、2人；所以： Pgz= =1734.1 t/人5.10.2 設(shè)計年通過能力由4.6泊位數(shù)計算得設(shè)計年通過能力為：Pt=45.2t5.10.3 裝卸一艘設(shè)計船型時間裝卸一艘設(shè)計船型的時間可按下式計算：tc = （5-4）式中：裝卸一艘設(shè)計船型的時間（晝夜/艘次）；裝、卸一艘該類船舶所需的純裝、卸時間；該類型船舶裝卸輔助與技術(shù)作業(yè)時間之總和（h），內(nèi)河船舶可取0.752.5h,擬取1.5h；晝夜法定工作小時數(shù)(h)，根據(jù)工作班次確定：三班制取24h；晝夜泊位非生產(chǎn)時間之和(h)，三班制可取4.56h，擬取5h。所以： tc =0.57 h5.10.4 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表霞凝糧食碼頭主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

41、列于表5-4.表5- 霞凝糧食碼頭頭主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表序號項目單位件雜貨碼頭1泊位數(shù)個12年吞吐量t303年設(shè)計通過能力t45.24小時生產(chǎn)效率t/h505庫場面積m21846生產(chǎn)工人數(shù)人175其中： 裝卸工人數(shù)人111機械司機人數(shù)人737晝夜作業(yè)班次班38泊位利用率%0.669勞動生產(chǎn)率t/人年1734.110裝卸一艘設(shè)計船型時間d/艘次0.576 荷載計算6.1 設(shè)計依據(jù)6.1.1 設(shè)計船型 長寬滿載吃水深=67.510.82（米）6.1.2 結(jié)構(gòu)安全等級對于一般港口的主要建筑物，結(jié)構(gòu)安全等級為2級。6.1.3 建筑物尺度 碼頭總長90米，碼頭前沿設(shè)計水深2.6米，碼頭前沿高程取37米，碼

42、頭底高程為19米，碼頭高度為18米。6.1.4 自然條件（1）設(shè)計水位設(shè)計高水位：35.4米； 設(shè)計低水位：23.37米；施工水位： 30米。（2）地震設(shè)計烈度：度6.2 荷載確定6.2.1 堆貨荷載 對于1000噸的散貨碼頭，門座起重機的軌距是10.5米，前軌道距碼頭前沿線 3米，后軌安全距離為1.5米。根據(jù)港口工程荷載規(guī)范，取。6.2.2 材料重度標(biāo)準(zhǔn)值見下表6-1表6-1 材料重度標(biāo)準(zhǔn)表材料名稱重度內(nèi)摩擦角（度）水上水下混凝土胸墻2414鋼筋混凝土沉箱2515塊石1810456.2.3 船舶荷載 船舶荷載主要有系纜力，撞擊力和擠靠力。船舶系纜力按港口工程荷載規(guī)范第10.4條計算礦石船受風(fēng)

43、面積按下列公式計算：半載或壓載時： （6-1） （6-2） 式中： 、分別為船體水面以上橫向和縱向受風(fēng)面積（）。 DW船舶載重量（t）。算出： 291.07 79.986.2.3.1 作用于船舶上的水流力（1）水流對船舶上作用產(chǎn)生的水流力，船首橫向和船尾橫向分力按下式計算： （6-3） （6-4）式中：，分別為水流對船首橫向分力和船尾橫向分力（KN）；，分別為水流力船首、船尾橫向分力系數(shù)；水的密度，對淡水=1.025；水流速度（m/s）；船舶吃水線以下的橫向投影面積（）；水流力船首、船尾橫向分力系數(shù)，按表6-2確定：表6-2 水流船首船尾分力系數(shù)相對水深d / D（船首來流）（船尾來流）1.1

44、0.140.080.080.111.30.100.050.070.081.50.090.040.060.06注：d系靠船結(jié)構(gòu)前沿水深（m）； D與船體計算裝載度時相對應(yīng)的平均吃水（m）。由上述計算：d=2.6m；D=2m，d / D=1.3， ，由此可知：=0.1，=0.05船舶水面線以下的橫向投影面積由下式確定： （6-5）可得=208.9； 水流流速為=1.0 m/s，則：=0.110.51208.9=10.45(KN)=0.0510.51208.9=5.22(KN) (2)水流對船舶作用產(chǎn)生的水流縱向分力按下式計算： （6-6）式中：水流對船舶作用產(chǎn)生的水流力縱向分力（KN）；水流力縱向

45、分力系數(shù)；水的密度，對淡水=1；水流速度（m/s）；船舶吃水線以下的表面積（）；其中，水流縱向分力系數(shù)可按下式確定： （6-7）式中：水流對船舶作用的雷諾數(shù)；系數(shù)；水流對船舶作用的雷諾數(shù)按下式算： （6-8）式中：水流速度（m/s）；船舶吃水長度（m）；水的運動粘性系數(shù)（）；船舶吃水線以下的表面積按下式確定： （6-9）式中： L船長（m）；D船舶吃水（m）；B船寬（m）；船舶方形系數(shù)；船舶方形系數(shù)取0.625，B / D=5.4；查荷載規(guī)范附錄E表E.0.9，得b取0.004；由荷載規(guī)范附錄E表E.0.8，查得??；故有：=122.7=0.046+0.004=0.0096 S=1.725014

46、.3+0.82525043=14946.25() =0.00960.511685.25=32.86(KN)（3）作用與船舶上計算風(fēng)壓力的垂直與碼頭前沿線的橫向風(fēng)力和平衡于平行于碼頭前沿線的縱向風(fēng)力計算： （6-10） （6-11）式中 作用在船舶上的計算風(fēng)壓力的橫向與縱向分力； 船體水面以上橫向和縱向受風(fēng)面積； 設(shè)計風(fēng)速的橫向和縱向分量，取=22； 風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)，內(nèi)插法求得為0.9。算出： =93.32KN =18.91KN （4）系纜力標(biāo)準(zhǔn)值及其垂直于碼頭前沿線的橫向分力，平行于碼頭縱向分力和垂直于碼頭面的豎向分力按下列公式計算： （6-12） （6-13） （6-14） （6-15）

47、式中：，分別為系纜力標(biāo)準(zhǔn)值及其橫向、縱向和豎向分力（KN），分別為可能同時出現(xiàn)的風(fēng)和水流對船舶作用產(chǎn)生的橫向分力和及縱向分力總和（KN）；系船柱受力分布不均勻系數(shù)，取1.3；計算船舶同時受力的系船柱數(shù)目；系船纜的水平投影與碼頭前沿線所成的夾角（度）；系船纜與水平面之間的夾角（度）；由分析計算，可能同時出現(xiàn)的風(fēng)和水流對船舶作用產(chǎn)生的橫向總和及縱向總和：情形1：=22 m/s，=0；=+=93.32+10.45+5.22=108.28 KN=32.86 KN情形2：=0，=22 m/s；=+=10.45+5.22=15.67 KN =+=32.86+18.91=51.77 KN 受力系船柱數(shù)目和間距可按表6-3選用：表6-3 受力系船柱數(shù)目和間距船舶總長（m）100120150150200200250250300受力系船柱數(shù)目n2345678系船柱間距a（m）2025303030根據(jù)總長為67.5m的設(shè)計船型，選n = 2，a =20 m,1個泊位共2個。系船纜夾角確定見表6-4：表6-4 系船纜繩夾角結(jié)構(gòu)類型系船纜夾角（）河港碼頭300海港碼頭3015由于本碼頭水位落差較大，按海港碼頭規(guī)范取值，=300，=300 ，船舶總長67.5m，取N=6，K=1.2。由上可以算得兩種情形下的系纜力標(biāo)準(zhǔn)值N