【正文】 經(jīng)濟帶與環(huán)渤海經(jīng)濟圈的交匯點集裝箱年泊位通過能力 48萬 TEU堆場面積為 11520碼頭總長 1348m 回旋水域直徑為 588m 航道寬度為 344m 航道水深為 165m 布置原則 總平面布置應(yīng)滿足本區(qū)域岸線規(guī)劃的要求滿足港口整體發(fā)展的需要充分與已建工程和將來預(yù)留發(fā)展工程相協(xié)調(diào) 總平面布置與當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件相適應(yīng)結(jié)合岸線資源使用現(xiàn)狀遠(yuǎn)近結(jié)合并留有發(fā)展余地 充分利用已有的設(shè)施和依托條件盡量減少工程數(shù)量節(jié)省建設(shè)投資 碼頭及航道布置合理滿足碼頭船舶安全作業(yè)要求 符合國家環(huán) 保安全衛(wèi)生等有關(guān)規(guī)定 設(shè)計船型 本設(shè)計的主要船型是 5 萬噸級的散貨船和 5 萬噸級的集裝箱船散貨 L 230mB 32mH 175T 127 集裝箱 L 294B 35H 218T 133L 為船長 B 為船寬 H 為船高 T 為吃水深度 作業(yè)條件 港口年營運天數(shù) 350 天 港口生產(chǎn)不平衡系數(shù) 16 晝夜兩班作業(yè)純工作時間 18 小時 平均船時效率 50 噸小時 風(fēng)≤ 6 級雨降水強度≤中雨霧能見度≥ l km 總體尺度 該碼頭有四個泊位碼頭岸線總長為 1348m 碼頭泊位長度 集裝箱泊位長度端部泊位 m 中間泊位 散雜貨 泊位長度端部泊位 m 中間泊位 碼頭前沿高程 碼頭頂高程本碼頭有防波堤防御按規(guī)范規(guī)定頂高程要高于設(shè)計標(biāo)高水位1015m 并且在極端高水位時碼頭不被淹沒即 m 所以取碼頭面高程為 55m 碼頭前沿水底高程碼頭前沿設(shè)計水深 D 按下式確定 式中 T為設(shè)計船型滿載吃水取 133為龍骨下最小富裕深度本碼頭為含淤泥的沙含粘土的沙和松砂土地基取 03m 為波浪富裕深度 K 為為船舶因配載不均勻而增加的尾吃水取 015m 為港池備淤深度考慮一年進(jìn)行一次維護(hù)挖泥取 06m 由以上各值求得所以碼頭前沿水底高程 設(shè)計低水位 D 取 1558m 碼頭前沿停泊水域尺度 碼頭前沿停泊水域?qū)挾葢?yīng)不小于 2 倍的船寬即 2B 70m 取 75m 碼頭前船舶回旋水域尺度 本碼頭為有掩護(hù)碼頭其回旋水域的回旋圓直徑為 20LL 為船長即散貨泊位的回旋半徑為集裝箱泊位的回旋半徑為回旋水域的水深與航道水深一致 陸域設(shè)計高程 碼頭頂高程本碼頭為有掩護(hù)碼頭按規(guī)范規(guī)定頂高程要高于設(shè)計高水位1015m 并且在極端高水位時碼頭不被淹沒所以碼頭面高程為 55m 航道設(shè)計尺度 航道設(shè)計寬度 航道取雙向航道其中 n 為船舶漂移倍數(shù)取 159r 為風(fēng)流壓偏角為 b 為船舶間富裕寬度取設(shè)計船寬 B 35mC 為船舶與航道底邊間的富裕寬度航速為 6kn 取 05B 05m 即則即航道寬度為 34364m 航道設(shè)計水深 設(shè)計水深 1 2 式中其中 T為設(shè)計船型滿載吃水 133m為船舶航行時船體下沉值查表得取 03為航行時龍骨下最小富裕深度取 05為波浪富裕深度 05 165為船舶裝載縱傾富裕深度散貨取 015m 為備淤富裕深度取 06 將上述的數(shù)帶入式 12 得 設(shè)計水深 m 即航道設(shè)計水深為 165m 平面方案比選 方案一順岸式碼頭前沿線大體上與自然岸線平行優(yōu)點可利用原有水流形態(tài)不占用河道寬度但需占用較長自然岸線布置沒有突堤式緊湊 方案二突堤式碼頭前沿線與自然岸線成較大角度布置優(yōu)點占用自然岸線較少布置緊湊但其破壞了原有水流形態(tài)易于引起沖淤且過多占用河道寬度影響通航 方案三挖入式碼頭港池水域在向岸的陸地內(nèi)側(cè)開挖而成布置優(yōu)點可充分利用當(dāng)?shù)氐募柽\條件因地制宜施工方便 結(jié)合前述設(shè)計條件經(jīng)比選采用方案一順岸式最為合理因為可供設(shè)計的自然岸線較長可很好的利用原有的水流形態(tài)碼頭地理位 置處于回淤較嚴(yán)重不適宜建成突堤式采用挖入式也不如順岸式性價比高 裝卸工藝設(shè)計 件雜貨裝卸工藝裝卸船采用門機水平運輸采用拖掛車庫場作業(yè)采用鏟車和輪胎吊機 10t門機臺時效率一般為 3050t取 40t晝夜裝卸作業(yè)時間取 18h碼頭全年工作天數(shù)取 350d則每臺門機全年可完成裝卸量 252萬噸設(shè)計吞吐量為 91萬噸取配置 4 臺 10t 門機 集裝箱裝卸工藝裝卸船采用集裝箱起重機即裝卸橋水平運輸采用拖車堆場作業(yè)采用龍門吊堆拆工藝裝卸橋額定效率 24 取 t 18hN 350d 每臺裝卸橋每年裝卸 15 萬 TEU 以上設(shè)計吞吐能力為 48 萬 TEU 應(yīng)配 置 4 臺裝卸橋結(jié)構(gòu)選型 結(jié)構(gòu)型式 重力式板樁式及高樁碼頭是碼頭結(jié)構(gòu)的主要形式重力式一般適用于較好的地基板樁式適用于所有板樁可沉入的地基但板樁是薄壁結(jié)構(gòu)抗彎能力有限一般適用于萬噸級一下的碼頭高樁式一般適用于軟土地基對于表層由近代沉積土組成硬土層位置較低的地基目前高樁碼頭幾乎是唯一可行的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的特點碼頭采用高樁式結(jié)構(gòu)形式根據(jù)的當(dāng)?shù)氐乃徊詈秃奢d條件碼頭上部采用梁板式結(jié)構(gòu)形式 因設(shè)計船型為 5 萬噸級集裝箱船碼頭受到的水平力大碼頭樁基中至少需設(shè)置一對叉樁若基樁采用鋼筋混凝土方樁 結(jié)構(gòu)布置 碼頭的前方 樁臺受荷載復(fù)雜且荷載較大所以樁基中布置兩對叉樁它們分別位于 30m 裝卸橋軌道梁下面每組排架 12 根樁排架間距 7m 上部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)的梁板結(jié)構(gòu)以增強碼頭的整體性縱橫梁相連的雙向板 構(gòu)造尺度 結(jié)構(gòu)尺度結(jié)構(gòu)總尺度的確定①結(jié)構(gòu)寬度碼頭結(jié)構(gòu)總寬度主要取決于岸坡的穩(wěn)定性和擋土結(jié)構(gòu)位置假定開挖岸坡坡度為 13 擋土結(jié)構(gòu)采用重力式擋土墻再結(jié)合平面布置中確定的碼頭前沿底高程 1558m 和碼頭面高程 55m 在地形的橫斷面圖中可確定碼頭結(jié)構(gòu)的總寬度為 5957m其中前方樁臺寬 37m主要用于裝卸橋的布置后方樁臺寬 15m 主要起連接作用②結(jié)構(gòu)沿碼 頭長度方向的分段為避免在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過大的濕度應(yīng)力和沉降應(yīng)力沿碼頭長度方向隔一定距離應(yīng)設(shè)置變形縫從地質(zhì)縱剖面圖可知地基的土層分布較均勻故結(jié)構(gòu)沿碼頭長度可分為 22 段每段長60m 每個結(jié)構(gòu)段的兩端做成懸臂式上部結(jié)構(gòu)③樁頂?shù)母叱虡俄數(shù)母叱倘榛炷翝仓氖┕に?365m 碼頭結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要 前方樁臺的結(jié)構(gòu)構(gòu)造 構(gòu)件名稱 材料 施工方法 斷面形式及尺寸 樁 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 預(yù)制 600 600 空心方樁空心直徑 250 單樁樁帽 鋼筋混凝土 現(xiàn)澆 平面尺寸 1500 1500 高度 900 雙樁樁帽 鋼筋混 凝土 現(xiàn)澆 平面尺寸 3000 3000 高度 900 橫梁 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 疊合梁 花籃形斷面預(yù)制部分為 T 型斷面頂寬 1020 底寬 600 高度 1200 現(xiàn)澆部分底寬 600高度 500 裝卸橋軌道梁 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 疊合梁 預(yù)制部分為矩形斷面寬度 1000 高度 1200 現(xiàn)澆部分也是矩形斷面寬度 940 高度 500 連系梁 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 疊合梁 預(yù)制部分為矩形斷面寬度 600高度 1200現(xiàn)澆部分也是矩形斷面寬度 540 高度 500 面板 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 裝配式整體板 厚度 500 在橫梁上擱置長度 180 縱梁上擱置長度 30 面層 混凝土 現(xiàn)澆 厚度 150 作用分析 永久作用 碼頭結(jié)構(gòu)自重力鋼筋混凝土容重 混凝土容重 可變作用 量值隨時間的變化與平均值相比不可忽略的作用包括堆貨起重和運輸機械荷載汽車鐵路纜車人群船舶風(fēng)浪水流施工荷載可變作用引起的土壓力畢業(yè)設(shè)計主要考慮以下幾項 一堆貨均布荷載 前方承臺 30KPa 后方承臺 60KPa 二流動機械荷載 1 集裝箱裝卸橋 兩機最小間距 3m 40t 裝卸橋 軌距 30m 每支腿 8 個輪子外伸距 46m 輪壓海側(cè)軌路側(cè)軌 2 集裝箱正面吊 滿載時前軸軸壓 880KN 后軸軸壓 180KN 輪壓接地面積單前輪長寬 單后輪長寬 3 集裝箱拖掛車 滿載時荷載分配拖頭前軸 40KN 后軸 200KN 掛車 320KN 單輪接地面積長寬 雙輪接地面積長寬 三船舶作用荷載 1 作用于船舶上的風(fēng)荷載 作用在船舶上的計算風(fēng)壓力 式中分別為船體水面以上橫向和縱向的受風(fēng)面積 5 萬噸級集裝箱船半載或壓載時 分別為設(shè)計風(fēng)速的橫向和縱向分量船舶在超過九級風(fēng)最大風(fēng)速 V 22 時離碼頭到錨地避風(fēng)所以控制風(fēng)速 船舶在水面以上的最大輪廓尺寸 B 35mL 294m 查表 06 將數(shù)帶入式 1 與 2 得 作用于船舶上的水流力 水流對船舶作用產(chǎn)生的水流力船首橫向分力和船尾橫向分力 式中 帶入式 34 求得 水流對船舶作用產(chǎn)生的水流力縱向分力 7 6 7 式中 v 水的運動粘性系數(shù) 取水溫 10 故 帶入式 7 得 0009 則 由式 6 得 系纜力 式中 K 系船柱受力分布不均勻系數(shù)實際受力的系船柱數(shù)目時 k 取 3 n 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形成的夾角取 30 系船纜與水平面之間的夾角取 15 分別為 可能同時出現(xiàn)的風(fēng)和水流對船舶作用產(chǎn)生的橫向分力總和及縱向分力總和 情況一 帶入式 8 得 情況二 帶入式 8 得 根據(jù)荷載規(guī)范 5 萬噸級船舶計算系纜力小于 650KN 時按 650KN 選用故取系纜力標(biāo)準(zhǔn)值為 650KN 系纜力標(biāo)準(zhǔn)值 N 的橫向投影縱向投影豎向投影 擠靠力 橡膠護(hù)眩間斷布置護(hù)眩間距 7m 與船舶接觸的橡膠護(hù)眩共有 42 組 式中為擠靠力不均勻系數(shù)取 13n 為與船舶接觸的橡膠護(hù)舷的組數(shù)或個數(shù) 撞擊力 船舶靠岸時的撞擊力 船舶靠岸時的有效撞擊能量 式中有效 動能系數(shù)取 07– 078 取 075 船舶靠岸法向速度查《港口工程荷載規(guī)范》 1 船舶質(zhì)量 滿載排水量 選用 DA 800 1500 標(biāo)準(zhǔn)型橡膠護(hù)舷 偶然作用 基本烈度為 7 度地震設(shè)計烈度取基本烈度根據(jù)《水運工程抗震設(shè)計規(guī)范》應(yīng)該進(jìn)行抗震驗算略 結(jié)構(gòu)設(shè)計 面板設(shè)計 本設(shè)計中前后邊板為單向板計算較為簡單在此僅計算四邊與縱橫梁相連的雙向板計算圖示如圖 12 所示 橫斷面 計算原則 施工期預(yù)制面板安裝在橫梁上按簡支板計算 使用期面板與縱橫梁整體連接為連續(xù)板板的內(nèi)力計算首先按四邊簡支板計算 出兩個方向的跨中彎矩和連續(xù)板的跨中彎矩取和支座彎矩取和高樁碼頭設(shè)計施工規(guī)范 JTJ29198 集中荷載作用下的沖切承載力按 JTJ291 算 計算參數(shù) 簡支板 排架間距 7m 板的擱置長度 018m 彎矩計算 取 連續(xù)板 短邊方向 長邊方向 為梁的上翼緣寬度為梁的中心距離 為計算跨度 為凈跨 為板厚 為擱置長度 作用分析 永久作用 結(jié)構(gòu)自重現(xiàn)澆面層 預(yù)制面板 可變作用 短暫狀況可變作用 施工荷載 3KPa 預(yù)制板吊運 預(yù)制板尺寸 預(yù)制板吊運時取動力系數(shù) 預(yù)制面板為四點吊吊環(huán) 3 持