大直徑圓筒碼頭設(shè)計(jì)

1、第一章 概 述1.1設(shè)計(jì)編制依據(jù)1.1.1 設(shè)計(jì)委托書(2001年9月)；1.1.2 業(yè)主提供的場(chǎng)地工程地質(zhì)資料(1996年5月)；1.1.3 業(yè)主提供征地測(cè)量資料(2000年9月)；1.1.4 廣東海事局珠江水道海圖(2000年)；1.1.5 中華人民共和國(guó)交通部港口工程技術(shù)規(guī)范。1.2吞吐任務(wù)根據(jù)上述吞吐量預(yù)測(cè)及泊位現(xiàn)狀分析，本碼頭計(jì)劃吞吐量為10萬(wàn)TEU，約占東莞集裝箱水運(yùn)吞吐量20%左右。1.3設(shè)計(jì)船型船舶噸級(jí)總長(zhǎng)L(m)型寬B(m)型深H(m)滿載吃水T(m)10000DWT1522011.88.81.4 自然條件1.4.1前言擬建碼頭位于東莞西南沙田鎮(zhèn)內(nèi)西大坦管理區(qū)，珠江口獅子洋東

2、岸。1.4.2氣象據(jù)東莞市氣象臺(tái)19591997年的氣象觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)：1.4.2.1氣溫多年平均氣溫：22.00C極端最高氣溫：38.200C（1994年7月2日）極端最低氣溫：-0.500C（1957年2月11日）歷年平均350C的日數(shù)：4.9日1.4.2.2降水多年平均降水量1774.1mm；歷年最大降水量：2394.9mm；歷年最小降水量：972.2mm；最長(zhǎng)連續(xù)降水量：481.3mm；日最大降水量： 367.8mm；多年日降水10mm的天數(shù)：46.9天；多年日降水25mm的天數(shù)：21.0天；多年日降水50mm的天數(shù)：7.7天；多年日降水100mm的天數(shù)：1.4天；雨季月份：49月；降雨

3、日數(shù)占全年的百分比：40.8%。1.4.2.3霧多年平均霧日數(shù)：（能見度1000m）:5.7日；最多年份日數(shù)：15日；年分布情況：14月多，6-8月少；日分布情況：早晨多，午間少；霧日占全年的百分比：1.56。1.4.2.4濕度多年平均相對(duì)濕度：79；最高相對(duì)濕度：100；濕度年分布情況：3-9月。1.4.2.5日照歷年平均日照時(shí)間：1932小時(shí)。1.4.2.6風(fēng)況本地區(qū)東風(fēng)為常風(fēng)向，頻率13，其次為東北、東北東風(fēng)向，頻率9%。強(qiáng)風(fēng)向以南、北風(fēng)為主，頻率8；其次為東南、南東南風(fēng)，頻率為5、4。年平均風(fēng)速為1.9m/s，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速為20.Om/s，對(duì)應(yīng)風(fēng)向?yàn)楸薄|北、東東北、東。風(fēng)速大于10m

4、/s的大風(fēng)日數(shù)為1.5日；風(fēng)速大于17m/s的大風(fēng)日數(shù)為0.1日；年平均風(fēng)速及風(fēng)向玫瑰圖如下：1.4.2.7臺(tái)風(fēng)臺(tái)風(fēng)對(duì)本區(qū)影響期為4月至次年1月。以7-9月為盛行期。平均年次數(shù)為2.6次。臺(tái)風(fēng)風(fēng)向?yàn)闁|南東向，最大風(fēng)速26m/s，瞬時(shí)風(fēng)速為35m/s。1.4.3水文1.4.3.1潮汐(1)潮型珠江河口區(qū)域的潮性系數(shù)在0.941.77之間，屬不正規(guī)半日混合潮型，即每日出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮，但有日不等現(xiàn)象。(2)基準(zhǔn)面據(jù)潮位資料分析，利用本工程上游的坭洲頭及下游的仙屋處的基面關(guān)系，按距離插值求得碼頭所在河段各基準(zhǔn)面關(guān)系如下：(3)潮汐特征值以當(dāng)?shù)乩碚撟畹统逼鹚?，?jù)泗盛站資料統(tǒng)計(jì)(19641978年

5、，高低潮19641992年)：歷年最高潮位：4.23m(1989年)；歷年最低潮位：-0.12m(1968年)；平均海平面：1.86m；平均高潮位：2.65m；平均低潮位：1.04m；漲潮最大潮差：3.02m；落潮最大潮差：3.35m；平均潮位：1.61m；平均漲潮歷時(shí)：5時(shí)45分；平均落潮歷時(shí)：6時(shí)45分。（4)設(shè)計(jì)水位設(shè)計(jì)高水位：3.26m；設(shè)計(jì)低水位：0.55m；極端高水位：4.34m；極端低水位：-0.16m。(5)臺(tái)風(fēng)增水據(jù)19561980年統(tǒng)計(jì)，泗盛站高潮時(shí)相對(duì)臺(tái)風(fēng)增水最大值為1.27m。1.4.3.2潮流本河段潮流為往復(fù)流性質(zhì)，一般落潮流大于潮流。大虎附近落潮最大流速1.44m/

6、s，漲潮流速1.32m/s。干流河段漲潮最大流速1.Om/s左占，平均流速在0.5m/s左右，流向基本與河道走向一致。1.4.3.3波浪虎門以內(nèi)的河段，外海波浪對(duì)水工建筑物無(wú)顯著影響。主要影響為小風(fēng)區(qū)波浪和船行波，因風(fēng)區(qū)較短，故波浪作用較小?；㈤T內(nèi)河段50年一遇設(shè)計(jì)波要素H%小于1.5m。1.4.3.4泥沙動(dòng)力特性在碼頭上游獅子洋水道中，泥沙主要來(lái)源于東江南支流。出東江南支流的泥沙一部分在河口下游左岸的西大坦水域堆積，一部分進(jìn)入獅子洋水道隨潮汐漲落作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一部分懸移物質(zhì)在鹽水楔作用下絮凝沉降加積于獅子洋兩岸灘地，大部分輸向伶仃洋。碼頭處河道深槽邊緣為沙質(zhì)堆積，近岸帶則為粉砂淤泥物質(zhì)，而西大

7、坦河段平均含沙量為0.143kg/m3，枯季大于洪季。海域泥沙來(lái)源較小，對(duì)本河段泥沙作用影響相對(duì)較小。由于西大坦不斷圍懇，雖深水區(qū)域離岸較近，但淤漲仍在發(fā)展。據(jù)南科院水流泥沙數(shù)值計(jì)算報(bào)告，沙田港區(qū)順岸式碼頭港池平均淤積厚度為0.76m/年。 1.4.4地質(zhì)概況本工程所在西大坦地貌類型主要為沖積平面。根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，工程地質(zhì)層自上而下分述如下：(1) 人工填土層：以吹填砂為主，厚度為2.003.00m，力學(xué)性質(zhì)差。(2) 軟土層：主要為Q4al淤泥、淤泥質(zhì)土。呈流塑狀，平均標(biāo)貫擊數(shù)為1.9擊。呈層狀分布，夾有粉細(xì)砂薄層或透鏡體，厚度為3.3012.00m。(3) 砂性土層：主要為Q4al中、粗

8、砂，含少量粉細(xì)砂。松散稍密，平均標(biāo)貫10擊，承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=130kPa，呈層狀分布，厚度5.7017.50m,常夾淤泥薄層。(4) 卵石層：Q4al之卵礫石層，飽和，密實(shí)。平均標(biāo)貫擊數(shù)為21.0擊。承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=340kPa，厚度2.007.70m。(5) 強(qiáng)風(fēng)化巖層：大部分礦物成分風(fēng)化成土的砂巖層，受地下水浸泡，標(biāo)貫擊數(shù)偏低，N=8.414.9擊。厚度0.93.00m。建議承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=300kPa，樁端承載力標(biāo)準(zhǔn)值3000kPa。(6) 中風(fēng)化巖層：主要為砂巖，薄層狀構(gòu)造，裂隙發(fā)育。厚度0.602.00m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=1100kPa。(7) 微風(fēng)化巖層：薄層狀構(gòu)造砂巖，裂

9、隙不發(fā)育。揭露厚度0.501.50m。承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=2000kPa。 第二章 總平面布置2.1 港區(qū)布置原則1）港口應(yīng)按客運(yùn)量、吞吐量、貨種、流向、集疏運(yùn)方式、自然條件、安全和環(huán)保等因素，合理地劃分港區(qū)。2）在布置港區(qū)時(shí)，應(yīng)考慮風(fēng)向及水流流向的影響。對(duì)大氣環(huán)境有較大污染的港宜布置在港口全年強(qiáng)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；對(duì)水環(huán)境有嚴(yán)重污染的港區(qū)或危險(xiǎn)品港區(qū)宜布置在港口的下游，并與其它碼頭或港區(qū)保持一定的安全距離。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(yuǎn)近結(jié)合、合理布置港區(qū)的水域、陸域，并應(yīng)符合下列要求。 裝卸作業(yè)對(duì)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)

10、向的下風(fēng)側(cè)；裝卸作業(yè)對(duì)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)注意水流流向的影響。 順岸式碼頭的前沿線位置，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(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)的水域。 港區(qū)陸域平面布置和豎向設(shè)計(jì)，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、防洪、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)。港口水域包括碼頭前停泊水域、回旋水域、進(jìn)港航道和錨地等，可根據(jù)具體情況組合設(shè)置或單獨(dú)設(shè)置。改建、擴(kuò)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)

11、施，并應(yīng)考慮減少建設(shè)過(guò)程中對(duì)原有港區(qū)生產(chǎn)的影響。2.2碼頭年作業(yè)天數(shù)影響碼頭裝卸作用的自然因素一般有風(fēng)、浪、雨、霧、雪及雷暴等，可以根據(jù)氣象條件確定自然因素對(duì)碼頭作業(yè)天數(shù)的影響。由于本項(xiàng)目處于亞熱帶季風(fēng)型氣候區(qū)，風(fēng)、雨以及災(zāi)害性天氣有較大機(jī)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，故考慮碼頭作業(yè)天數(shù)時(shí)應(yīng)扣除自然因素對(duì)碼頭影響的重疊部分。 表4-1 影響碼頭作業(yè)天數(shù)的主要因素控制因素 標(biāo)準(zhǔn) 平均天數(shù)風(fēng) 風(fēng)力大于6 級(jí) 14.4雨 中雨以上 7霧 能見度小于1km 5.5浪 因內(nèi)河在風(fēng)力小于6 級(jí)時(shí)，浪高很小，不影響作業(yè)。根據(jù)船舶裝卸作業(yè)的允許風(fēng)力的規(guī)定，并對(duì)影響碼頭作業(yè)天數(shù)的雨、霧、雪、雷暴及水流等其他自然因素進(jìn)行綜合分析，

12、扣除各影響因素間的重疊部分，確定碼頭年作業(yè)天數(shù)為330 天。2.3 高程及水深的確定2.3.1 設(shè)計(jì)水深本設(shè)計(jì)采用85高程。設(shè)計(jì)高水位：3.26m；設(shè)計(jì)低水位：0.55m；極端高水位：4.34m；極端低水位：-0.16m。2.3.2 碼頭前沿設(shè)計(jì)高程碼頭前沿設(shè)計(jì)高程應(yīng)考慮碼頭的重要性、淹沒(méi)影響、河流特性、地形、地質(zhì)、裝卸工藝等因素，并結(jié)合碼頭布置及型式、前后方高程的銜接、工程投資及防洪措施等條件，綜合分析確定。碼頭前沿設(shè)計(jì)高程應(yīng)為碼頭設(shè)計(jì)高水位加超高。超高值宜取1.01.5m。（根據(jù)河港工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50192-93）第4.4.2 條）本設(shè)計(jì)取0.3m。則碼頭前沿設(shè)計(jì)高程為3.26+1.

13、3=4.56（m）2.3.3 碼頭前沿設(shè)計(jì)水深碼頭前沿設(shè)計(jì)水深，應(yīng)保證營(yíng)運(yùn)期內(nèi)設(shè)計(jì)船型在滿載吃水情況下安全?？亢脱b卸作業(yè)，其值可按下式計(jì)算：根據(jù)河港工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50192-93）表4.4.4條，其值可按下式計(jì)算：D=T+Z1+Z2+Z3+Z4式中：D 前沿設(shè)計(jì)水深（m）; T設(shè)計(jì)船型滿載吃水（m），本次設(shè)計(jì)的滿載吃水T=8.8m; Z1航行時(shí)龍骨下最小富裕深度（m），本次設(shè)計(jì)取0.6m； Z2波浪富裕深度（m），本港屬于有掩護(hù)海域，故取0m； 2ZZ3船舶裝載縱傾富裕深度（m），雜貨船和集裝箱船可不計(jì)，油船和散貨船取0.15m，本設(shè)計(jì)取0; Z4備淤富裕深度，應(yīng)根據(jù)兩次挖泥間隔期的淤積

14、量確定，不宜小于0.4m,本次設(shè)計(jì)取0.6m； D=8.8+0.6+0+0+0.6=10.00（m） 2.4泊位數(shù)的確定 2.4.1 集裝箱碼頭泊位數(shù)及年通過(guò)能力的計(jì)算 綜合考慮設(shè)計(jì)碼頭的年作業(yè)量、泊位性質(zhì)及船型等因素，按照海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ21199）中5.8.1式： （1） 泊位數(shù)確定公式如下： N=Q/Pt式中： N泊位數(shù)； Q碼頭年作業(yè)量（），指通過(guò)碼頭裝卸的貨物數(shù)量，包括船舶外擋作業(yè)的貨物數(shù)量，根據(jù)設(shè)計(jì)吞吐量和操作過(guò)程確定； Pt每個(gè)泊位的年通過(guò)能力（）。（2） 集裝箱碼頭年泊位通過(guò)能力的計(jì)算公式如下： Pt=（Ty*Ae）*Q/Q/(p*tg)+tf/td P=n*P1*k

15、1*k2*(1-k3) 式中： Pt集裝箱泊位年通過(guò)能力（TEU）,兩個(gè)以上耳朵集裝箱泊位連續(xù)布置，且裝卸前同軌時(shí)，可適當(dāng)加大； Ty泊位年?duì)I運(yùn)天數(shù)()，綜合考慮風(fēng)、雨、霧等氣候條件影響后，本次設(shè)計(jì)年?duì)I運(yùn)天數(shù)取330d； Ae泊位有效利用率（），取50%70%，泊位數(shù)少宜取低值，泊位數(shù)多宜取高值，本次設(shè)計(jì)取65； p 設(shè)計(jì)船時(shí)效率（TEU/h）； Q集裝箱單船裝卸箱量（TEU），按本港歷年統(tǒng)計(jì)資料確定，若無(wú)資料時(shí)，可采用海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范中表5.8.4-1中的數(shù)值，取=500（TEU）；tg晝夜裝卸作業(yè)時(shí)間（h），取2224h，泊位小、航線少時(shí)可適當(dāng)減小，但不應(yīng)小于22h，取23h； tf船舶

16、的裝卸輔助作業(yè)及船舶靠離泊時(shí)間之和（h）,取35h，取4h。 td晝夜小時(shí)數(shù)，取24h。 n岸邊集裝箱裝卸橋配備臺(tái)數(shù)，采用海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 211-99表5.8.4-2中的數(shù)值，取2臺(tái)； P1岸邊集裝箱裝卸橋臺(tái)時(shí)效率（自然箱/h），采用海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ 211-99中表5.8.4-3中的數(shù)值，取22（自然箱/h）; K1集裝箱標(biāo)準(zhǔn)折算系數(shù)，取1.21.6，取1.4； K2岸邊集裝箱裝卸橋同時(shí)作業(yè)率（%），采用海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范中表5.8.4-3中的數(shù)值，取95%； K3裝卸船作業(yè)倒箱率（%），采用表5.8.4-3中的數(shù)值，取2%。 P=nP1k1k2(1-K3)=2221.4

17、95%(1-2%)=57.35(TEU/h) Pt=（Ty*Ae）*Q/Q/(p*tg)+tf/td=196526.71集裝箱年吞吐量10萬(wàn)TEU,故N=Q/Pt=100000/196526.71=0.51所以取N=1.泊位數(shù)利用率 =0.51/1=51%擬取值的泊位利用率為65%，兩者相差不大，在允許的范圍內(nèi)，故取兩個(gè)泊位的方案可行，能夠滿足泊位利用率要求。 2.5碼頭水域布置 根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 211-99)規(guī)范的港內(nèi)水域部分確定： 2.5.1 航道水深 航道水深包括通航水深和設(shè)計(jì)水深： 航道通航水深的計(jì)算公式如下 D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3航道設(shè)計(jì)水深的計(jì)算公式如下

18、D =D0+Z4式中： Z0船舶航行時(shí)船體下沉值（m），集裝箱的船舶航行速度較快，本次設(shè)計(jì) 取=0.3m； Z1航行時(shí)龍骨下最小富裕深度（m），取0.6m； Z2波浪富裕深度（m），取0.44m； Z3船舶裝載縱傾富裕深度，雜貨船和集裝箱船可不計(jì)，油船和散貨船取0.15m，本設(shè)計(jì)取0; 4Z備淤富裕深度，應(yīng)根據(jù)兩次挖泥間隔期的淤積量確定，不宜小于0.4m,本次設(shè)計(jì)取0.6m； D0=T+Z0+Z1+Z2+Z3=8.8+0.3+0.6+0+0.44=10.14（m） D =D0+Z4=10.14+0.6=10.74（m） 2.5.2 進(jìn)港航道 航道有效寬度由航跡帶寬度、船舶間富裕寬度和船舶與航道

19、底邊間的富裕寬度組成。本設(shè)計(jì)采用雙線航道： 航道有效寬度的計(jì)算公式如下： W=2A+b+2c 航跡帶寬度的計(jì)算公式如下： A=n (Lsin+B)式中： n船舶漂移倍數(shù)，取1.45； 風(fēng)、流壓偏角（0），取14； b船舶間富裕寬度（m），取設(shè)計(jì)船寬B，取22 m ； c船舶與航道底邊間的富裕寬度（m），取0.75B=16.5m。 A=1.45(152sin140+22)=85.22（m） W=2A+b+2c=285.22+22+216.5=225.44（m） 2.5.3 港池 根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 211-99)規(guī)范4.2.5順岸碼頭前沿港池，當(dāng)考慮船舶轉(zhuǎn)頭要求時(shí)，其寬度不應(yīng)小于1.

20、5倍設(shè)計(jì)船長(zhǎng)。 取兩倍船長(zhǎng)。港池寬度取：2.0L=2.0152=304（m） 2.5.4 制動(dòng)水域 根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 211-99)規(guī)范4.2.2船舶舶制動(dòng)水域宜設(shè)在進(jìn)港方向的直線上，當(dāng)布置有困難時(shí)可設(shè)在半徑不小于34倍設(shè)計(jì)船長(zhǎng)的曲線上。船舶制動(dòng)距離可取34倍設(shè)計(jì)船長(zhǎng)。 取L=4152=608（m） 2.5.5 回旋水域 根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 211-99)規(guī)范4.2.3船舶回旋水域應(yīng)設(shè)置在進(jìn)出港口或方便船舶靠離碼頭的地點(diǎn)。有掩護(hù)的水域，港作拖船條件較好，可借岸標(biāo)定位。 取回旋圓直徑2.0L=304（m） 2.5.6 碼頭前沿停泊水域 根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 2

21、11-99)規(guī)范4.2.4碼頭前沿停泊水域?yàn)榇a頭前2倍設(shè)計(jì)船寬B的水域范圍。 取碼頭前沿停泊水域：2B=222=44(m) 2.5.7 連接水域 根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 211-99)規(guī)范4.2.9港池和航道間的連接水域，應(yīng)滿足船舶進(jìn)出港池的操作要求，其尺度可根據(jù)港池與航道間的夾角和船舶轉(zhuǎn)彎半徑確定。 取轉(zhuǎn)彎半徑3L=3152=456(m) 2.5.8 碼頭前停泊水域 碼頭前停泊水域?yàn)榇a頭前2倍設(shè)計(jì)船寬B的水域范圍。對(duì)回淤嚴(yán)重的港口，根據(jù)維護(hù)挖泥的需要，此寬度可適當(dāng)增加。 取碼頭前停泊水域2B=222=44(m) 2.5.9 碼頭岸線長(zhǎng)度本設(shè)計(jì)為單個(gè)泊位，故L=Lb+2d=192m，其

22、中d取為20m。2.6 碼頭陸域布置 2.6.1 集裝箱碼頭堆場(chǎng) 根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 211-99 第5.8.9.4條，集裝箱碼頭堆場(chǎng)所需容量及地面箱位數(shù)可按下列公式計(jì)算： Ey=Qh*tdc*KBK/Tyk Ns=Ey/(N1As)式中： Ey集裝箱堆場(chǎng)容量（TEU）； Qh集裝箱碼頭年運(yùn)量（TEU）； tdc到港集裝箱平均堆存期（d）,按本港統(tǒng)計(jì)資料確定，若無(wú)資料可采用表5.8.9-1中的數(shù)值，本次設(shè)計(jì)進(jìn)口取8； 出口取4； KBK集裝箱不平衡系數(shù)，按本港統(tǒng)計(jì)資料確定，若無(wú)資歷料可取1.11.3，本次設(shè)計(jì)取1.2； Tyk集裝箱堆場(chǎng)年工作天數(shù)（d），取350365d，本次設(shè)計(jì)取3

23、60； Ns集裝箱堆場(chǎng)所需地面箱位數(shù)（TEU）； N1堆場(chǎng)設(shè)備堆箱層數(shù)，采用海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 211-99表5.8.9-2中的數(shù)值，取6； As堆場(chǎng)容量利用率（%），采用海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 211-99表5.8.9-2中的數(shù)值，取65%； （1） 進(jìn)口集裝箱箱位數(shù)： Ey=50000*8*1.2/360=1333 TEU Ns=1333/(6*0.65)=342 TEU（2） 出口集裝箱箱位數(shù)： Ey=50000*4*1.2/360=667 TEU Ns=667/(6*0.65)=171 TEU一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱箱位的面積為22.728.87，取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)箱的面積為25m2，則集裝箱堆

24、場(chǎng)所需面積： A=(342+171)*25=12825m22.6.2 集裝箱碼頭拆裝箱庫(kù)所 根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 211-99 第5.8.9.5條，集裝箱碼頭拆裝箱庫(kù)所需容量可按下式計(jì)算： 式中： Ew拆裝箱庫(kù)所需容量（t）； QH集裝箱碼頭年運(yùn)量（TEU），取100000 TEU； Kc拆箱比例（%），不宜大于15%，本次設(shè)計(jì)取10%； qt標(biāo)準(zhǔn)箱平均貨物重量（t/TEU），按本港統(tǒng)計(jì)資料確定，若無(wú)資料可取510t/TEU，本次設(shè)計(jì)取10t/TEU； KBW拆裝箱庫(kù)貨物不平衡系數(shù)，按本港統(tǒng)計(jì)資料確定， 若無(wú)資料可取1.11.3，本次設(shè)計(jì)取1.2； tdc貨物在庫(kù)平均堆存期（d）, 按

25、統(tǒng)計(jì)資料確定, 若無(wú)資料可取35d,本次設(shè)計(jì)取4天； Tyk拆裝箱庫(kù)年工作天數(shù)（d），取350365d，本次設(shè)計(jì)取360； 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)箱約等于20噸，且每個(gè)集裝箱拆裝箱庫(kù)所需面積為40m2，則 EW=100000*10*10*1.2*4/360=1333 tNs=1333/20=67 因此拆裝箱庫(kù)面積：A=67*40=2680m22.7 集裝箱碼頭大門所需車道數(shù) 根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ 211-99 第5.8.9.6條，集裝箱碼頭大門所需車道數(shù)計(jì)算： N=Qh(1-Kb)KBV/(TykTdPdqc）式中： N集裝箱碼頭大門所需車道數(shù)； Kb水運(yùn)、鐵路中轉(zhuǎn)及港內(nèi)拆裝箱的集裝箱之和占碼頭年運(yùn)

26、量的百分比（%），本次設(shè)計(jì)取20%； KBV集裝箱車輛到港不平衡系數(shù)，按本港統(tǒng)計(jì)資料確定，若無(wú)資料可取 1.53，本次設(shè)計(jì)取2； Tyk堆場(chǎng)年工作時(shí)間（h），取350360，本次設(shè)計(jì)取360； Td大門日工作時(shí)間（h），取1224h，本次設(shè)計(jì)取18h； pd單車道小時(shí)通過(guò)車輛數(shù)（輛/h），取2040輛/h，本次設(shè)計(jì)取30輛/h； qc車輛平均載箱量（TEU/輛），可取1.21.6TEU/輛，本次設(shè)計(jì)取1.5TEU/h； 根據(jù)公式知：N=100000*(1-0.2)*2/(360*18*30*1.5)=0.55故取集裝箱碼頭大門所需車道N=1.2.8 港區(qū)道路 （1） 主干道設(shè)置寬度為25m；

27、（2） 次干道寬度設(shè)置為15m。 2.9 輔助生產(chǎn)和輔助生活建筑物 港區(qū)輔助生產(chǎn)建筑物有綜合辦公室、超級(jí)市場(chǎng)、電力站、消防站等。 第三章 裝卸工藝 3.1 裝卸工藝的設(shè)計(jì)原則及一般要求 3.1.1 裝卸工藝的設(shè)計(jì)原則 （1）遵循和貫徹港口發(fā)展規(guī)劃。工程設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)港口規(guī)劃的指導(dǎo)思想，遵從長(zhǎng)遠(yuǎn)全面規(guī)劃，搞好近期施工和原期結(jié)合。 （2）貫徹執(zhí)行國(guó)家職業(yè)安全衛(wèi)生，環(huán)境保護(hù)等有關(guān)政策，法規(guī)。注意保護(hù)作業(yè)勞動(dòng)條件，人身安全。應(yīng)盡可能的避免或減少工程對(duì)環(huán)境的影響。 （3）裝卸工藝設(shè)計(jì)，應(yīng)從全局出發(fā)。結(jié)合考慮港口及水，陸路運(yùn)輸，流程工藝簡(jiǎn)捷，作業(yè)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)，車船周轉(zhuǎn)迅速。 （4）裝卸作業(yè)系統(tǒng)和機(jī)械選型符合國(guó)家

28、有關(guān)技術(shù)政策，并在兼顧現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展的基礎(chǔ)上結(jié)合工程需要，力求技術(shù)先進(jìn)，實(shí)用。 （5）裝卸工藝系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)既考慮其投資成本，又考慮運(yùn)營(yíng)成本。評(píng)價(jià)其經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，應(yīng)兼顧港口自身和社會(huì)的全面效益。 3.1.2 裝卸工藝的設(shè)計(jì)的一般要求 裝卸系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)的能力應(yīng)基本平衡，并以保證船裝卸為主；裝卸機(jī)械的選型應(yīng)在可能的條件下統(tǒng)一，規(guī)格簡(jiǎn)化，以便于維修管理，同時(shí)裝卸機(jī)械應(yīng)盡量選用定型的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，或技術(shù)成熟的鑒定產(chǎn)品，優(yōu)先選用技術(shù)可靠的國(guó)產(chǎn)機(jī)械。 裝卸作業(yè)方面，工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)減少環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，各流程之間可靈活轉(zhuǎn)換，以提高系統(tǒng)作業(yè)的可靠度。 車，船直取作業(yè)，雖然傳統(tǒng)觀念認(rèn)為它對(duì)港口來(lái)說(shuō)是最經(jīng)濟(jì)的作業(yè)方式，但時(shí)間

29、證明，由于車、船、貨的配合，某些條件下，直取作業(yè)難以發(fā)揮系統(tǒng)效率。因此是否采取直取流程，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況決定，而不要作為一種追求的作業(yè)方式。凡條件具備的，應(yīng)按專業(yè)化碼頭設(shè)計(jì)，以提高裝卸作業(yè)水平。 專業(yè)化散貨碼頭裝卸作業(yè)線應(yīng)以高小少線為原則。件雜貨應(yīng)盡可能采用成組運(yùn)輸，擴(kuò)大單元重量，提高裝卸效率，裝卸工藝設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)附屬的配套設(shè)施統(tǒng)一考慮，留好接口。 3.2 集裝箱泊位裝卸工藝 3.2.1 裝卸工藝方案設(shè)計(jì) 集裝箱碼頭裝卸工藝主要有碼頭前方的裝卸船作業(yè)、堆場(chǎng)作業(yè)和水平運(yùn)輸這三部分組成。專用集裝箱碼頭的裝卸船作業(yè)均采用岸邊集裝箱起重機(jī)；堆場(chǎng)作業(yè)主要有底盤車方式、正面吊方式、跨運(yùn)車方式、輪胎式龍門起重機(jī)

30、方式、軌道式龍門起重機(jī)方式及高架龍門起重機(jī)方式；根據(jù)本港區(qū)的具體情況，配合總平面設(shè)計(jì)本階段考慮兩個(gè)方案。 方案一：碼頭前方裝卸船作業(yè)采用岸邊集裝箱起重機(jī)，水平運(yùn)輸采用集裝箱牽掛車和堆場(chǎng)作業(yè)采用輪胎式龍門起重機(jī)；而拆裝箱可以直接由岸邊集裝箱和集裝箱拖掛車從碼頭前方作業(yè)地帶運(yùn)送到拆裝箱庫(kù)門口，拆裝箱庫(kù)內(nèi)采用叉車。 方案二： 碼頭前方裝卸船作業(yè)采用岸邊集裝箱起重機(jī)，水平運(yùn)輸和堆場(chǎng)作業(yè)采用集裝箱跨運(yùn)車；而拆裝箱可以直接由岸邊集裝箱和集裝箱拖掛車從碼頭前方作業(yè)地帶運(yùn)送到拆裝箱庫(kù)門口，通過(guò)集裝箱叉車將集裝箱放入拆裝箱庫(kù)。 3.2.2 集裝箱裝卸工藝流程比選 方案一：門座起重機(jī)方式 方案二：跨運(yùn)車方式 3.

31、3機(jī)械數(shù)量及選型 3.3.1 機(jī)械臺(tái)時(shí)效率岸邊集裝箱起重機(jī)24TEU/h輪胎式龍門起重機(jī)22TEU/h集裝箱拖掛車13TEU/h跨運(yùn)車20TEU/h叉車10TEU/h3.3.2機(jī)械的選型1) 岸邊集裝箱裝卸橋根據(jù)上文集裝箱箱型的選擇，要求起重量不小于35.6t。根據(jù)海港工程設(shè)計(jì)手冊(cè)1（上）表3-4-2-1 中，選取的岸邊集裝箱起重機(jī)型號(hào)及主要技術(shù)性能參數(shù)如下表：表5-5 岸邊集裝箱裝卸橋主要參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 單位 日本住友重工 起重量（吊具下） t 40.5 額定起重量（吊具下） m 35.6 軌距 m 16 外伸距 m 35 內(nèi)伸距 m 8.52) 輪胎式龍門起重機(jī)輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)是用于

32、集裝箱堆場(chǎng)上拆碼垛和集裝箱半掛車的大型專用機(jī)械。主體結(jié)構(gòu)由大梁龍門架、腿柱、底梁等組成。龍門架由兩片箱型結(jié)構(gòu)的“U”型門框，通過(guò)兩根大梁連接而成，支撐在以橡膠充氣輪胎為行走輪的4 組車架上，以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)為動(dòng)力，具有大車行走、起升、小車運(yùn)行等主要機(jī)構(gòu)，吊具具有伸縮、傾斜、水平回轉(zhuǎn)等功能。輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)在堆場(chǎng)進(jìn)行拆碼垛作業(yè)，可直線行走。輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)在堆場(chǎng)上堆碼集裝箱，目前最高可達(dá)6 層，一般可堆高35 層。跨度一般可橫跨6 排集裝箱和一條車道。我國(guó)集裝箱碼頭堆場(chǎng)上采用的輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)，行走輪一般都為8個(gè)，在最大堆高6 層、帶箱過(guò)5 層、吊具下最大起重量為41t，

33、其最大輪壓值將達(dá)到32t/每輪。所選輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)的型式上海振華,額定起重量（吊具下）35t,最大起升高度17.75m,跨距23.47m.3） 集裝箱牽引車及半掛車集裝箱半掛車，不僅是底盤車裝卸工藝系統(tǒng)中的主要設(shè)備，而在其他各種集裝箱碼頭裝卸工藝系統(tǒng)中，也是主要的水平運(yùn)輸工具。集裝箱半掛車的主要參數(shù)如下表集裝箱牽引車集裝箱牽引車系用來(lái)拖帶集裝箱半掛車的，一般其具有較大的功率和行駛速度。集裝箱牽引車可按駕駛形式、拖帶掛車方式、車軸數(shù)量和用途進(jìn)行分類。所選取的集裝箱牽引車的型式和主要技術(shù)參數(shù)如下表：4）集裝箱跨運(yùn)車3.3.3 機(jī)械數(shù)量的確定根據(jù)港口工程技術(shù)規(guī)范（1987）3.8.20 N=

34、Qj/(8760*KjLPj)式中： N機(jī)械數(shù)量（臺(tái)）； Qj分貨種的年起運(yùn)噸（t）； KjL機(jī)械利用率，應(yīng)按各港統(tǒng)計(jì)資料分析確定，本次設(shè)計(jì)取=0.5； Pj分貨種的機(jī)械臺(tái)時(shí)效率t/(臺(tái)h)。 方案一：（1） 岸邊集裝箱裝卸橋 N=100000/(8760*0.5*24)=1.04故實(shí)取值為2臺(tái) (2)門座起重機(jī) N=100000/(8760*0.5*22)=1.05 故實(shí)取值為2臺(tái) (3)叉車 N=100000/(8760*0.5*10)=2.28故實(shí)取值為3臺(tái) (4)牽引車 N=100000/(8760*0.5*13)=1.76 故實(shí)取值為2臺(tái) (5) 半掛車本設(shè)計(jì)取半掛車數(shù)量為牽引車的兩

35、倍，故本設(shè)計(jì)取4臺(tái)。方案二：（1）岸邊集裝箱裝卸橋 N=100000/(8760*0.5*24)=1.04故實(shí)取值為2臺(tái) (2)跨運(yùn)車 N=100000/(8760*0.5*20)=1.14 故實(shí)取值為2臺(tái) (3)叉車 N=100000/(8760*0.5*10)=2.28故實(shí)取值為3臺(tái) (4)牽引車 N=100000/(8760*0.5*13)=1.76 故實(shí)取值為2臺(tái) (5) 半掛車本設(shè)計(jì)取半掛車數(shù)量為牽引車的兩倍，故本設(shè)計(jì)取4臺(tái)。3.3.4裝卸司機(jī)定員裝卸機(jī)械司機(jī)全部定員按下式計(jì)算： 全部定員=單機(jī)每班定員機(jī)械使用臺(tái)數(shù)工作班次（1+輪休后備系數(shù)）/出勤率 方案一：全部定員=（2*2+2*

36、1+3*1+2*1+4*1)*3*(1+0.05)/0.95=49.7取整數(shù)為50.方案二：全部定員=（2*2+2*2+3*1+2*1+4*1)*3*(1+0.05)/0.95=56.4取整數(shù)為57.3.3.5裝卸工人數(shù)目確定 按照碼頭勞動(dòng)定員標(biāo)準(zhǔn)，港口裝卸工全部定員數(shù)按下式計(jì)算： 全部定員=平均每條作業(yè)線配工人數(shù)平均每工班作業(yè)線數(shù)工作班次 (1+輪休后備系數(shù))/出勤率 式中： 平均每條作業(yè)線配工人數(shù)按規(guī)范中表一得到，本次設(shè)計(jì)取8 人； 平均每工班作業(yè)線數(shù)本設(shè)計(jì)單個(gè)泊位取為1； 工作班次本設(shè)計(jì)采取三班制，取為3； 輪休后備系數(shù)指年度休息工時(shí)/年制度工作工時(shí)，取為0.05； 出勤率取0.95；

37、全部定員=813（1+0.05）/0.95=26.5取整為27 人。 則該碼頭的司機(jī)及裝卸工人總數(shù)為：方案一：50+27=77 人。 方案二：57+27=84 人.故經(jīng)過(guò)綜合考慮，選取方案一的裝卸工藝。第四章 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)4.1 碼頭結(jié)構(gòu)型式的選擇原則 港口碼頭建筑物是港口的重要組成部分和主干工程。碼頭的特點(diǎn)是荷載復(fù)雜，（包括各種自然力、使用荷栽、施工和栽等）施工條件差、投資大。碼頭結(jié)構(gòu)型式要根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、碼頭建筑物的使用要求和施工條件等因素決定。4.1.1 使用要求與結(jié)構(gòu)型式的關(guān)系結(jié)構(gòu)型式必須滿足使用上的要求。在一定的自然和施工條件下，使用要求是碼頭結(jié)構(gòu)型式的決定因素。使用上對(duì)結(jié)構(gòu)的要

38、求主要有以下幾方面：4.1.1.1 滿足碼頭裝卸工藝的要求這是在選型之前必需確定的首要問(wèn)題。主要包括：碼頭平面的型式、碼頭面的高程及水深、裝卸運(yùn)輸機(jī)械類型布置、使用荷載等。4.1.1.2 滿足船舶的泊穩(wěn)要求對(duì)于掩護(hù)條件較差的碼頭，碼頭結(jié)構(gòu)選型必須考慮滿足船舶穩(wěn)的要求。應(yīng)選擇透空或局部透空的碼頭結(jié)構(gòu)型式。對(duì)港池波浪集中的局部地區(qū)，碼頭結(jié)構(gòu)亦應(yīng)選擇透空消浪的結(jié)構(gòu)形式，亦改善碼頭的穩(wěn)泊條件。4.1.1.3 結(jié)構(gòu)實(shí)用耐久碼頭前方結(jié)構(gòu)要便于船舶停靠。在各種可能的最不利荷載的組合作用下，具有足夠的強(qiáng)度和整體的穩(wěn)定性，不得發(fā)生較大的位移和沉降影響使用。各部位構(gòu)件的耐久性應(yīng)滿足規(guī)范所規(guī)定的使用年限。4.1.1

39、.4 便于碼頭附屬設(shè)施的安裝。4.1.2 自然條件與結(jié)構(gòu)型式的關(guān)系自然條件一般決定著結(jié)構(gòu)型式的類別，而且是影響碼頭造價(jià)的主要因素。4.1.2.1 地質(zhì)條件結(jié)構(gòu)型式必須和地質(zhì)條件相適應(yīng)。對(duì)于巖石、砂及較硬的黏土地基一般多采用重力式結(jié)構(gòu)；對(duì)于中等密實(shí)的土壤地基且其下部無(wú)較堅(jiān)硬的持力層時(shí)，一般多采用板樁結(jié)構(gòu)；對(duì)于上部地基軟弱（如淤泥質(zhì)黏土或淤泥）而在地基的適當(dāng)深度處存在較堅(jiān)硬的持力層時(shí)，主要采用高樁碼頭。4.1.2.2 水位變化條件當(dāng)潮差較小時(shí)，由于受施工水位的影響，碼頭上部結(jié)構(gòu)不能做的太高；因水位變化小，多采用上部結(jié)構(gòu)高度較小的高樁無(wú)梁大板或板樁結(jié)構(gòu)。當(dāng)水位差較大而船型較小時(shí)，多采用浮碼頭。4.1

40、.2.3 波浪條件對(duì)于開敞式或無(wú)防波堤掩護(hù)的碼頭應(yīng)盡量避免或減少波浪力對(duì)碼頭的直接作用，其結(jié)構(gòu)型式多采用墩式或透空式。4.1.2.4 水流沖刷條件在泥沙活動(dòng)較強(qiáng)的地區(qū)修建突堤式碼頭時(shí)，要考慮對(duì)其原有的沖刷平衡的影響，一般宜采用透空式。4.1.2.5 冰凌條件若冬季碼頭前水域有較厚的冰凌，則宜采用透空式結(jié)構(gòu)，以免影響靠船。同時(shí)還應(yīng)設(shè)法防止冰及船舶擠壓冰塊時(shí)對(duì)構(gòu)件的破壞作用。4.1.3 施工條件與碼頭結(jié)構(gòu)型式的關(guān)系施工條件主要是指目前國(guó)內(nèi)施工的技術(shù)水平，施工設(shè)備的能力以及當(dāng)?shù)匾延械念A(yù)制廠的規(guī)模及能力。4.1.3.1 施工技術(shù)水平就整體而言，我國(guó)筑港施工力量及技術(shù)，現(xiàn)已達(dá)到相當(dāng)?shù)乃?。可以承?dān)各種型

41、式碼頭的建設(shè)項(xiàng)目。4.1.3.2 施工設(shè)備條件大型起重船，打樁船及打樁錘的施工能力能滿足建港的要求4.2 碼頭的結(jié)構(gòu)型式碼頭建筑物結(jié)構(gòu)型式繁多，按其受力條件及工作特點(diǎn)大致可分為重力式碼頭、板樁式碼頭、高樁碼頭、和混合式，墩式以及浮碼頭等幾種主要類型。4.2.1 重力式碼頭重力式碼頭是靠自身的重力來(lái)抵抗建筑物的滑動(dòng)和傾覆。由于結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)應(yīng)力首先直接傳給上部地基，對(duì)上部地基和其下臥的土層都需要較高的承載（垂直承載和水平承載）能力，因此他要求要有比較好的地基，適用于各類巖基、砂、卵石地基和硬黏土地基。4.2.1.1 重力式碼頭的主要優(yōu)點(diǎn)：(1) 結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐久，抗凍和抗冰性能好；(2)可承受較大碼頭地面

42、荷載，對(duì)較大的集中荷載以及碼頭地面超載和裝卸工藝變化適應(yīng)性較強(qiáng)；(3)抵抗船舶水平荷載能力大；(4)施工比較簡(jiǎn)單；(5)維修費(fèi)用少。4.2.1.2 重力式碼頭的集中結(jié)構(gòu)型式(1)方塊碼頭方塊碼頭是由預(yù)制塊體構(gòu)成的碼頭結(jié)構(gòu)，因此也稱作塊體碼頭。(2)沉箱碼頭沉箱碼頭在國(guó)內(nèi)外都有廣泛的應(yīng)用。沉箱碼頭較之方塊碼頭，其整體性好，地基應(yīng)力較小，水上安裝工作量少，施工速度快。由于箱體可以設(shè)計(jì)成較大的斷面，用本身及箱中的填料即可抵抗較大的水平荷載。(3)扶壁碼頭其墻身結(jié)構(gòu)是預(yù)制或者現(xiàn)場(chǎng)澆筑的鋼筋混凝土扶壁式構(gòu)件，較之沉箱可節(jié)省鋼筋混凝土，且不需專門的預(yù)制設(shè)備，水上安裝工作量較方塊碼頭大為減少，施工速度快。由

43、于自身的抗浪穩(wěn)定差，因此不適合于施工期中可能發(fā)生較大風(fēng)浪的水域。(4)大直徑圓筒碼頭大直徑圓筒碼頭也稱大直徑沉井碼頭，始于法國(guó)。大直徑圓筒碼頭按其基礎(chǔ)形式可分為沉入式和基床式等兩種。4.2.2 板樁式碼頭板樁碼頭是碼頭主要的結(jié)構(gòu)型式之一，其特點(diǎn)是依靠樁入土部分的橫向土抗力和安設(shè)在上部的錨碇結(jié)構(gòu)來(lái)保持其整體的穩(wěn)定性，除特別堅(jiān)硬或軟弱的地基外均可適用。過(guò)去由于對(duì)板樁都采用打樁法施工，故鋼筋混凝土板樁的斷面的形式設(shè)計(jì)受到限制，因此多用于中小型碼頭。對(duì)于深水碼頭，要求板樁有較大的抗彎能力，此時(shí)可采用圓形鋼管樁或組合型鋼板樁截面；對(duì)于可在陸上施工的深水碼頭，可采用先成孔后載樁（或就地澆注）的板樁結(jié)構(gòu)。板

44、樁碼頭的主要優(yōu)點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料節(jié)省(2)施工設(shè)備簡(jiǎn)單，施工速度快，對(duì)開挖式港池可在陸地上施工(3)在一般的情況下工程造價(jià)較低4.2.3 高樁碼頭4.2.3.1 高樁碼頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與適用條件高樁碼頭是碼頭的主要結(jié)構(gòu)形式之一。其特點(diǎn)是利用打入地基一定深度的樁，將作用在碼頭結(jié)構(gòu)上的荷載傳至地基中。這種結(jié)構(gòu)類型在現(xiàn)有的碼頭結(jié)構(gòu)中占有很大的比例，我國(guó)沿海近代沉積地層的港口中多采用高樁碼頭，它是在具有較厚的軟土地基上修建碼頭的合理結(jié)構(gòu)型式。當(dāng)上部軟土層下臥有硬土或砂層時(shí)，可大大提高樁的承載力，使此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)更為突出?，F(xiàn)在由于大能量的樁錘的出現(xiàn)以及鋼樁的應(yīng)用，使樁基可以沉入硬土或砂層，擴(kuò)大了高樁碼

45、頭對(duì)地基的條件的適用性。4.2.3.2 高樁碼頭的主要優(yōu)點(diǎn)(1)適用于任何可以打樁的地基，特別是在軟基床上修建碼頭多采用這種結(jié)構(gòu)型式；(2)為透空式結(jié)構(gòu)，消波性能好，能改善港口碼頭的泊穩(wěn)條件；(3)上部結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件小，重量輕，施工不需要大型起重船，構(gòu)件預(yù)制裝配程度高；(4)沙石用料少，對(duì)缺乏砂石料來(lái)源的地區(qū)尤為經(jīng)濟(jì)。4.3 結(jié)構(gòu)型式比選本設(shè)計(jì)主要考慮上述三種結(jié)構(gòu)，并對(duì)主要的結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行比較選擇。由于板樁碼頭對(duì)于深水碼頭需使用抗彎能力很好的樁基（如鋼樁），造價(jià)高。堅(jiān)硬或者軟弱的地基不可采用本型式。且錨碇結(jié)構(gòu)不容易固定，施工方法受限制，適合于中小型碼頭。本設(shè)計(jì)不宜采用板樁結(jié)構(gòu)碼頭。所以本次設(shè)計(jì)著重

46、對(duì)重力式碼頭和高樁碼頭進(jìn)行結(jié)構(gòu)比選。4.3.1 重力式碼頭重力式碼頭的結(jié)構(gòu)型式主要取決于墻身結(jié)構(gòu)。按墻身結(jié)構(gòu)分類，重力式碼頭可分為方塊碼頭、沉箱碼頭、扶壁碼頭、大直徑圓筒碼頭。4.3.1.1 方塊碼頭方塊碼頭可分為實(shí)體方塊碼頭、空心方塊碼頭、異形方塊碼頭。這種型式多用于早期起重量不大的中小型碼頭，其整體穩(wěn)定性、荷載承載能力、抗震能力都不好。本設(shè)計(jì)為重件碼頭，起重量大，不宜選用方塊碼頭。4.3.1.2 扶壁碼頭扶壁碼頭抗浪穩(wěn)定差，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性差，土壓力的大小對(duì)結(jié)構(gòu)的外型尺寸的影響較大，結(jié)構(gòu)造價(jià)也相當(dāng)高，不適合本設(shè)計(jì)選型要求。4.3.1.3 沉箱碼頭和大直徑圓筒碼頭沉箱碼頭和大圓筒碼頭是進(jìn)年來(lái)國(guó)

47、內(nèi)外運(yùn)用較多的一種碼頭結(jié)構(gòu)形式，具有整體性好，抗震能力強(qiáng)，地基應(yīng)力小，水上安裝工作量少，施工速度快，結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，受力條件好等許多共同的優(yōu)點(diǎn)，但要求地基承載能力高和有大型起重和運(yùn)輸設(shè)備。兩個(gè)結(jié)構(gòu)都比較適合本次設(shè)計(jì)選型的要求，但是由于沉箱碼頭受力情況不如大直徑圓筒碼頭好，鋼筋用量也較大，所以重力式碼頭中我們采用大直徑圓筒結(jié)構(gòu)碼頭。4.3.2 高樁碼頭 高樁結(jié)構(gòu)適應(yīng)能力差，耐久性差，構(gòu)件易損，施工麻煩，造價(jià)高，且本碼頭地基條件比較好，地基堅(jiān)硬，不易于打樁跟預(yù)制樁的沉樁。 綜合上述結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)以及其他條件，本次設(shè)計(jì)采用大直徑圓筒結(jié)構(gòu)方案。大直徑圓筒采用基床式，圓筒單排布置。4.4 結(jié)構(gòu)尺寸初步擬定大

48、直徑圓筒的基本尺寸包括外徑D，圓筒高度HC及圓筒厚度t。4.4.1 圓筒直徑D圓筒直徑應(yīng)根據(jù)碼頭穩(wěn)定性及使用要求確定，一般為5-14m。本設(shè)計(jì)初步擬定圓筒直徑D=10m。4.4.2 圓筒高度HC圓筒高度主要取決于筒頂和筒底標(biāo)高。由構(gòu)造要求，碼頭面高程為+4.56m。胸墻厚度2.0m，筒頂標(biāo)高為+4.56-2.0=+2.56m。碼頭前沿水深-9.45m，筒底高程與碼頭前沿水深齊平為-9.45m 。所以，圓筒高度為H C =2.56+9.45=12.01m。4.4.3 圓筒厚度t大圓筒筒壁厚度通常由構(gòu)件強(qiáng)度、保護(hù)層厚度、施工工藝及構(gòu)造要求確定。對(duì)于鋼筋混凝土薄壁圓筒，其厚度一般可采用300mm40

49、0mm。保護(hù)層不應(yīng)小于7.0cm，此處，筒壁厚度取為0.40m。從設(shè)計(jì)低水位到圓筒頂端的一段圓筒，考慮到要直接承受船舶作用或是直接承受船舶作用力或是在筒壁頂面設(shè)置軌道梁的支承座，其筒壁需要設(shè)當(dāng)加厚，形成加強(qiáng)梁，其厚度不宜小于0.45m，高度不宜小于0.5m。為便于安裝碼頭的緩沖設(shè)備（如橡膠護(hù)舷），應(yīng)將此段圓筒的表面做成平面，并適當(dāng)加厚。4.4.4 內(nèi)趾和外趾為增加筒體的穩(wěn)定性，在筒底設(shè)外趾0.6m和內(nèi)趾0.6m。4.4.5 胸墻胸墻位于水位變化區(qū)，受干濕交替，波浪和水流的作用，以及船舶的碰撞，所以，胸墻設(shè)計(jì)時(shí)除要保證其水平滑動(dòng)和抗傾穩(wěn)定外，還要考慮有足夠的剛度，良好的整體性和耐久性。墻的結(jié)構(gòu)形

50、式：為了滿足胸墻的穩(wěn)定性，足夠的剛度，良好的整體性和耐久性，碼頭的胸墻采用素混凝土結(jié)構(gòu)。胸墻的寬度：胸墻的寬度一般由滑動(dòng)和傾覆穩(wěn)定確定。為了承受船舶的撞擊力胸墻頂寬不宜小于0.8m，本次設(shè)計(jì)初設(shè)為3.0m。4.4.6 變形縫的設(shè)置胸墻和墻身沿碼頭長(zhǎng)度方向隔一定距離應(yīng)設(shè)置沉降縫和溫度縫，以減小由于不均勻沉降和溫度變化在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的附加應(yīng)力。變形縫的間距應(yīng)根據(jù)地基條件、基床厚度、溫度高低和墻身結(jié)構(gòu)形式來(lái)確定，一般采用1030mm。大圓筒碼頭胸墻的變形縫一般設(shè)在兩個(gè)圓筒并排的接頭處，即變形縫的間距等于一個(gè)圓筒在長(zhǎng)度方向上的有效長(zhǎng)度。4.4.7 胸墻墊板的設(shè)置圓筒的上部結(jié)構(gòu)，除胸墻外，一般在圓筒頂設(shè)

51、置預(yù)制的鋼筋混泥土墊板，每個(gè)圓筒設(shè)一塊，墊板還用作胸腔混泥土現(xiàn)場(chǎng)澆注的底模，所以墊板的寬度不應(yīng)該小于胸墻底寬。墊板作用：防止上部填料從相鄰圓筒間被漏失，將上部填料重直接傳與筒體。墊板頂?shù)母叱滩坏玫陀诨炷嗤潦┕に?，胸墻下的墊板與圓筒之間宜用錨筋連接。4.4.8 填料筒內(nèi)填料：主要是碎石 =17.0 kN/m33；后方填料：選擇碼頭建筑物墻后回填料的原則是：能就地取材；對(duì)墻體產(chǎn)生的土壓力??；透水性好。根據(jù)以上要求和現(xiàn)場(chǎng)條件，圓筒墻后回填料選用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)量大，價(jià)格低廉，內(nèi)摩擦角為320的中沙。為減緩后方土體對(duì)碼頭的土壓力作用，在圓筒后設(shè)置倒濾層，采用天然級(jí)配較好碎石，厚度為0.6m，拋填棱體及碎石倒濾層的坡度分別為1:1和1:1.25。4.4.9 基床 基床是重力式碼頭建筑物的重要組成部分，它將墻身傳來(lái)的外力擴(kuò)散到較大范圍的地基上，以減小地基應(yīng)力和建筑物的沉降；保護(hù)地基免