【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 極做好港口的發(fā)展規(guī)劃，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更方便的平臺(tái)。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 2 設(shè)計(jì)依據(jù) （ JTJ 21220xx）； 重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范（ JTS 167220xx）； 港口工程 地基 規(guī)范 （ JTS 147120xx）； 港口工程荷載規(guī)范 （ JTS 144120xx）； 碼頭附屬設(shè)施技術(shù)規(guī)范（ JTJ29720xx）。 設(shè)計(jì)背景 中國(guó)的五個(gè)糧食基地中，松嫩平原和三江平原都在東北地區(qū)，東北人口相對(duì)較為稀疏，因此，大量的糧食需要輸出到南方人口眾多的省市，一方面是國(guó)家經(jīng)濟(jì)宏觀調(diào)控的手段，另一方面也是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。隨著人口流動(dòng)性的增加，陸上運(yùn)輸更多的需要承擔(dān)客流量的運(yùn)輸，而水上運(yùn)輸作為一種歷史悠久的糧食運(yùn)輸路線，再次在交通運(yùn)輸中起到了重大的作用。為了增加糧食運(yùn)輸?shù)闹苻D(zhuǎn)速度，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，需建設(shè)一個(gè) 76 104t 級(jí)的專用糧食碼頭。建 設(shè)此糧食碼頭能夠暫時(shí)貯存運(yùn)輸?shù)礁劭诘募Z食，同時(shí)能更快地對(duì)糧食進(jìn)行裝卸，大大緩解了陸上交通運(yùn)輸?shù)膲毫?，加快了運(yùn)輸?shù)乃俣取? 此外，內(nèi)河水運(yùn)是綜合運(yùn)輸體系和水資源綜合利用的重要組成部分，內(nèi)河水運(yùn)具有占地少、運(yùn)能大、能耗低、污染小的優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源。完善綜合運(yùn)輸體系，促進(jìn)水資源綜合開發(fā)利用，積極倡導(dǎo)發(fā)展內(nèi)河水運(yùn)，符合建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求。 近年來，內(nèi)河航道、港口設(shè)施建設(shè)取得了顯著成績(jī)，內(nèi)河水運(yùn)貨運(yùn)量持續(xù)增長(zhǎng)，運(yùn)輸船舶大型化、標(biāo)準(zhǔn)化趨勢(shì)明顯，水運(yùn)市場(chǎng)日趨活躍，內(nèi)河水運(yùn)進(jìn)入 了快速發(fā)展的較好時(shí)期。我國(guó)對(duì)內(nèi)河港口建設(shè)的重視與日俱增，加快內(nèi)河港口建設(shè)也將對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要意義。在這樣的背景下，根據(jù)地方水運(yùn)建設(shè)的需要建設(shè)該港口。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 3 設(shè)計(jì)內(nèi)容概述 本碼頭的設(shè)計(jì)需要做出陸域、水域的平面布置，裝卸工藝的確定，碼頭結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)計(jì)算，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算，需要繪制出碼頭的平面布置圖、碼頭平立面圖、碼頭斷面圖，碼頭組織施工形式的確定，最后需要做出概預(yù)算。 重力式碼頭簡(jiǎn)介 概念 重力式碼頭（ Gravity quaywall），是一種靠自身的結(jié)構(gòu)和墻后回填料的重力來 保持穩(wěn)定的碼頭。重力式碼頭的主要組成部分包括墻身和胸墻、基礎(chǔ)、墻后回填土、碼頭設(shè)備四個(gè)部分 【 2】 。 重力式碼頭建筑物的結(jié)構(gòu)形式可以分為方塊結(jié)構(gòu)、沉箱結(jié)構(gòu)、扶壁結(jié)構(gòu)、大圓筒結(jié)構(gòu)、格型鋼板樁結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)、砌筑結(jié)構(gòu)和混合式結(jié)構(gòu)。本碼頭選用的是方塊碼頭形式。 重力式碼頭多采用水下安裝預(yù)制結(jié)構(gòu)的施工方法，其工序?yàn)椋? 碼頭上的作用 本碼頭上的作用主要分為兩種：一種是永久作用，包括建筑物的自重力、門機(jī)自重力、墻后回填料產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力；一種是可變 作用，包括堆貨荷預(yù)制墻身構(gòu)件 澆筑胸墻 開挖基床 拋填塊石基床 基床夯實(shí)和整平 在拋石基床上安裝墻身預(yù)制件 拋填墻后塊石棱體 鋪設(shè)倒濾層 碼頭后回填 安裝碼頭設(shè)備 鋪設(shè)路面 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 4 載、碼頭面可變作用產(chǎn)生的土壓力、船舶荷載。 重力式碼頭的基本計(jì)算 1） 碼頭的穩(wěn)定性驗(yàn)算 （ 1）碼頭的抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 （ 2）碼頭的抗傾穩(wěn)定性計(jì)算 2） 承載力驗(yàn)算 （ 1）基床承載力驗(yàn)算 （ 2）地基承載力驗(yàn)算 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 第 2 章 碼頭基本資料 自然條件 地理位置 富饒港位于我國(guó)北方黑龍江水系，地處松花江中游右岸，哈爾濱市區(qū)北偏東方向，地理位置優(yōu)越，集水路、公路、鐵路三邊優(yōu)勢(shì)于一身，交通發(fā)達(dá)，后方哈爾濱是黑龍江的經(jīng)濟(jì)、政治、文化中心，地緣、地域優(yōu)勢(shì)明顯。 地形地貌 富饒港地處哈爾濱、雙城地區(qū)的平原之中，地勢(shì)平坦、低洼，陸面高程在 20m以上，本段河床由于長(zhǎng)期受到水流沖刷，逐漸演變成為條帶狹窄的高漫灘。 設(shè)計(jì)水位 設(shè)計(jì)高水位： ； 設(shè)計(jì)低水位： ； 施工水位： ； 工程地質(zhì)條件 本港地區(qū)的地層大體分為四層，最上面是河底淤泥質(zhì)粘土，土層較薄，厚度在 1m 左右，然后是厚度為半米的細(xì)砂層， 其質(zhì)的 黃色、稍密、稍濕，粒徑均勻，允許承載力為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 140kPa，重度 3/18 mkN?? ，內(nèi)摩擦角 ??32? ， 細(xì)砂層之下為圓礫，厚度較大，質(zhì)地 黃色、中密，顆粒均勻，顆粒成分主要是長(zhǎng)石，允許承載力為 300kPa， 重度 3/18 mkN?? ，內(nèi)摩擦角 ??33? ， 是承擔(dān)碼頭結(jié)構(gòu)的主要持力層，最下面一層由石灰系片麻巖構(gòu)成，遍及全港。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 本地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，地層的密實(shí)度、抗壓能力和承載力都比較強(qiáng)。 水文情況 黑龍江水系屬于封凍河流 ，一般 11 月下旬封凍，直到第二年 4 月中旬開江，封凍期持續(xù)時(shí)間 5 個(gè)多月，暢流期超過 200 天。冰層厚度 ~，冰凍和流冰對(duì)港口水工建筑物影響很大。 氣象條件 ：富饒港區(qū)地處中高緯度，屬寒溫帶大陸性氣候，冬季受極地冷氣團(tuán)的影響，常為強(qiáng)大的蒙古高壓縮控制，嚴(yán)寒而干燥，夏季受熱帶海洋氣團(tuán)影響，常為東南季風(fēng)所控制，溫?zé)岫嘤?，由于地?shì)影響，小氣候變化明顯，低溫、早霜時(shí)有發(fā)生。 ：常風(fēng)為西北風(fēng)，次常風(fēng)為西風(fēng)。強(qiáng)風(fēng)向?yàn)槲髂?，但七?jí)以上的大風(fēng)基本不出現(xiàn)。 ：歷年平均降水量 ，最大 年降水量 ，最小年降水量 ，最大日降水量 。降水量主要集中在 69 月份，占全年降水量的 80%以上。 ：歷年平均氣溫為 ℃，累年各月平均最高氣溫 28℃，發(fā)生在 7月份，累年各月平均最低氣溫 ℃，發(fā)生在 1 月份，極端高氣溫為 ℃，極端低氣溫為 42℃。 ：歷年各月平均相對(duì)濕度為 64%，平均最高 值 78%，發(fā)生在 8 月份，平均最低值 46%，發(fā)生在 5 月份。在通航期間，出現(xiàn) 3 級(jí)以上的霧的累計(jì)時(shí)間平均為 ，多出現(xiàn)在 6~9 月份，對(duì)港口的裝卸作業(yè)無影響，對(duì) 船舶的進(jìn)出港和港區(qū)作業(yè)有輕微影響 . 地震烈度 地震烈度為 Ⅵ 度，不考慮抗震設(shè)防。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 吞吐量及船型 貨種及運(yùn)量 碼頭 為專用的糧食碼頭，貨種為糧食，主要為袋裝大米、黃豆。港口 設(shè)計(jì)年吞吐量為 76104t。 船型 設(shè)計(jì)船型為 1000t 的駁船，其船長(zhǎng)為 ，船寬為 13m，型深為 ，滿載吃水為 。 碼頭年運(yùn)營(yíng)天數(shù) 碼頭的作業(yè)受天氣、機(jī)械設(shè)備、調(diào)度等因素的影響。根據(jù)氣象資料，富饒港不受冰封影響的天數(shù)為 215d，受七級(jí)以上大風(fēng)影響的天數(shù)為 Tf=0，三級(jí)以上霧日的累計(jì)平均天數(shù)為 Tu=。根據(jù)規(guī)范，年運(yùn)營(yíng)天數(shù)按以下公式計(jì)算： Ty=(365Tf Tu) K1 K2 式中 :K 1 為機(jī)械完好率，取 ； K2 為調(diào)度等綜合因素，取 ； 則 Ty=（ ） =200d， 故年運(yùn)營(yíng)天數(shù)按 200d 計(jì)算。 泊位數(shù)的確定 泊位年通過能力 泊位年通過能力 Pt 按下式計(jì)算 【 1】 ： ?? st PP ?1 () 式中：α —— 各類船舶年裝載不同貨物的數(shù)量占泊位年裝卸總量的百分比（ %），因本碼頭為專用的糧食碼頭，故α取值為 1； 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 8 sP —— 與α相對(duì)應(yīng)的泊位年通過能力（ t）。 Bsdfzys KGtttt TP ???? 式中： Ty—— 泊位年運(yùn)營(yíng)天數(shù)，根據(jù)計(jì)算，取 200 天； tz —— 裝卸一艘設(shè)計(jì)船型所需的時(shí)間 (h)； pGtz? P—— 設(shè)計(jì)的船時(shí)效率（ t/h），按運(yùn)量、貨種、船舶性能、作業(yè)線數(shù)和管理等因素綜合分析確定，每個(gè)泊位設(shè)計(jì)用兩臺(tái) 10t 的門機(jī)起重機(jī)，且袋裝糧食按件雜貨取值，船時(shí)效率取 100t/（ h臺(tái)），則： 100 2=200t/h； G—— 設(shè)計(jì)船型在本港的裝載量，為 1000t； tf —— 船舶的輔助作業(yè)、技術(shù)作業(yè)時(shí)間以及船舶靠離泊位時(shí)間之和（ h），取值為 ； dt —— 晝夜法定工作小時(shí)數(shù)（ h），本碼頭取三班制 24h； st —— 晝夜非生產(chǎn)時(shí)間之和（ h）。包括工間休息、吃飯及交接班時(shí)間。應(yīng)根據(jù)本港實(shí)際情況而定， 晝夜泊位非生產(chǎn)時(shí)間之和取 ； BK —— 港口生產(chǎn)不平衡系數(shù)，參照規(guī)范取 。 得 到該泊位年通過能力 Pt=PS= 105t。 碼頭所需泊位數(shù) 所需泊位數(shù) t??? P nQN 一個(gè)泊位年通過能力 碼頭年通過能力 個(gè)，所以需要三個(gè)泊位才能滿足要求。 本章 小結(jié) 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 9 本章對(duì)碼頭設(shè)計(jì)的基本資料進(jìn)行了闡述，計(jì)算出了碼頭的泊位年通過能力，從而確定了碼頭所需的泊位數(shù)，為下一章的平面布置做好準(zhǔn)備。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 10 第 3 章 碼頭總平面布置 總平面布置原則 、種類、集疏運(yùn)方式、自然條件等因素合理劃分港區(qū)； 、規(guī)模、裝卸工藝，合理布置水域和陸域； ，因地制宜，并適當(dāng)留有發(fā)展余地； ，合理布置碼頭岸線，以便節(jié)省工程投資； ，陸路接線便利； 相 協(xié) 調(diào)，盡量保護(hù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件； 。 裝卸工藝 裝卸工藝概念 裝卸工藝即按照一定的勞動(dòng)組織形式，運(yùn)用裝卸機(jī)械及其配套設(shè)施等物質(zhì)手段，遵照規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，完成貨物在不同運(yùn)輸方式之間的換裝作業(yè)過程。 裝卸工藝設(shè)計(jì)原則 【 4】 （ 1）裝卸工藝設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，盡量降低營(yíng)運(yùn)成本。 （ 2）應(yīng)從全局出發(fā)，盡量使工藝流程簡(jiǎn)捷，作業(yè)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)，以便于周轉(zhuǎn)。 （ 3）裝卸機(jī)械設(shè)備的選擇應(yīng)考慮技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、能耗低、污染少、維 修簡(jiǎn)便等因素，選擇最優(yōu)的裝卸設(shè)備。 （ 4）裝卸工藝系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，既考慮其投資成本，又考慮運(yùn)營(yíng)成本，兼顧港口自身和社會(huì)的全面效益。 （ 5）裝卸件雜貨宜發(fā)展成組和集裝化，裝卸設(shè)備能力應(yīng)相適應(yīng)。 裝卸設(shè)備 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 ○ 1 門座起重機(jī)； ○ 2 船舶吊桿； ○ 3 流動(dòng)起重機(jī) ○ 1 蓄電池搬運(yùn)車； ○ 2 叉式裝卸車； ○ 3 牽引車掛車； ○ 4 貨車 庫(kù)場(chǎng)內(nèi)堆拆垛和裝卸車輛除了叉車，還可以使用各種流動(dòng)起重機(jī)，如輪胎吊、汽車吊等。 在本碼頭裝卸工藝設(shè)計(jì)中，采用了門式起重機(jī)來進(jìn)行袋糧的裝卸，考慮到袋裝糧食的規(guī)格，在港區(qū)內(nèi)采用牽引車掛車進(jìn)行運(yùn)輸，并采用叉車進(jìn)行袋糧的短距離運(yùn)輸和堆拆垛。 裝卸流程 袋糧通過門式起重機(jī)卸下后，直接裝到牽引車掛車上，然后運(yùn)輸?shù)蕉褕?chǎng)，并由叉車進(jìn)行堆拆垛。從堆場(chǎng)開始，一小部分糧食直接經(jīng)由貨車運(yùn)輸?shù)礁劭谕饬魅胧袌?chǎng)，剩下的大部分則繼續(xù)通過牽引車掛車和叉車 運(yùn)輸?shù)秸峙镆约皞}(cāng)庫(kù)進(jìn)行堆存。其流程如下： （ 1）千噸駁船（經(jīng)門式起重機(jī)）→牽引車掛車（經(jīng)牽引車掛車和叉車）→堆場(chǎng)（經(jīng)貨車）→流入市場(chǎng) （ 2）千噸駁船（經(jīng)門式起重機(jī)）→牽引車掛車（經(jīng)牽引車掛車和叉車）→堆場(chǎng)（經(jīng)牽引車掛車和叉車）→罩棚、倉(cāng)庫(kù) 陸域布置 千噸級(jí)駁船 牽引車掛車 堆場(chǎng) 流入市場(chǎng) 罩棚、堆場(chǎng) 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 12 圖 碼頭平面布置圖 碼頭泊位位置的確定 港口的基本功能在于接納車輛、船舶，以完成貨物及旅客的轉(zhuǎn)運(yùn)工作，因此，一個(gè)優(yōu)良的港址應(yīng)具備下述條件： 、地勢(shì)要平坦、高程要適宜。岸線 要足夠長(zhǎng)，還要有一定縱深的陸域。 ，還要有足夠的水面面積。 ，以便更好地促進(jìn)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 、鐵路接線方便，便于貨物的集散，且要與交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)。 ，以免相互干擾。 哈爾濱工程大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13 本設(shè)計(jì)所選港區(qū)的位置所處這一段的河岸比較順直，河床穩(wěn)定變化較小，水流緩慢，河道較寬且有足夠的水深，且河道中無大中型的水上設(shè)施。港區(qū)后方陸域面積廣闊，海拔較低，地形地勢(shì)比較平坦，且有省內(nèi)干道經(jīng)過，與城市距離較近，交通便利。碼頭的貨種只有糧食，造成的 污染較小，所以港區(qū)內(nèi)的風(fēng)向?qū)Σ次?、堆?chǎng)的影響較小。整個(gè)港區(qū)的坡度為 %，這樣設(shè)置可以使碼頭內(nèi)的積水自動(dòng)流向河流，減少了排水設(shè)施的工程量和開支。 碼頭設(shè)計(jì)高程 碼頭的前沿面頂高程應(yīng)充分考慮到貨物的種類、設(shè)計(jì)船型、裝卸工藝、前后方高程銜接條件、地形地貌、碼頭布置形式、工程投資等因素，碼頭前沿面頂高程應(yīng)為碼頭設(shè)計(jì)高水位加超高，超高取值 ，設(shè)計(jì)高水位為，故碼頭前沿面頂高程為 。 碼頭泊位長(zhǎng)度及碼頭岸線長(zhǎng)度 本碼頭需要設(shè)置三個(gè)泊位。根據(jù)河口港的設(shè)計(jì)規(guī)范，直立式碼 頭的泊位長(zhǎng)度和碼頭長(zhǎng)度，應(yīng)該滿足船舶安全靠離、系纜和裝卸作業(yè)的要求。 對(duì)于端部泊位： Lb =L+ （ ） 對(duì)于中間泊位： Lb =L+d （ ） 當(dāng)泊位數(shù)目為三時(shí)，泊位的總長(zhǎng)度為 :