【正文】 防城港的海流主要有潮流和防城河流以及風(fēng)浪流共同影響構(gòu)成。其中約有6天出現(xiàn)2個高潮和低潮。本區(qū)為臺風(fēng)頻繁活動地區(qū)，平均每年約受1次臺風(fēng)或熱帶低壓影響，臺風(fēng)襲擊時，風(fēng)力可達(dá)12級以上，常伴有暴雨或大暴雨。港內(nèi)有群山環(huán)繞，風(fēng)力不大，多年平均風(fēng)速為5 m/s，強風(fēng)風(fēng)速一般為20 m/s。全年常風(fēng)向為NNE，%，次常風(fēng)向為SSW，%。霧氣一般發(fā)生在冬末春初之間的清晨及夜晚，濃度較薄，晨霧一般維持2～3小時，日出霧氣消散。（出現(xiàn)在1980年9月3日），日降水量≥25mm的日數(shù)平均為27天。而11月至翌年3月，%，其中以2月份降水量最少。表21 各月平均氣溫表月份平均氣溫（℃）月份平均氣溫（℃）172839410511612全年，（出現(xiàn)在1973年），（出現(xiàn)在1974年）。根據(jù)1968年～1982年實測資料統(tǒng)計：，（出現(xiàn)在7月），（出現(xiàn)在1976年9月19日），（出現(xiàn)在1月），（出現(xiàn)在1977年1月31日）。本港屬于亞熱帶氣候，季風(fēng)明顯。防城港位于我國南海北部灣，廣西境內(nèi)防城灣內(nèi)。根據(jù)自然條件和相關(guān)規(guī)范，設(shè)計碼頭尺寸、船型、堆場面積，以滿足吞吐量要求。（三）注重工程區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)，不占用土地，方便管理，節(jié)省投資。（一）總體設(shè)計應(yīng)符合國家、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和總體部署，遵循國家和行業(yè)有關(guān)工程建設(shè)法規(guī)、政策和規(guī)定。其擁有20萬噸級礦石碼頭和西部地區(qū)唯一的專業(yè)集裝箱碼頭等一批現(xiàn)代化大型港口設(shè)施設(shè)備，可建萬噸級以上泊位200多個。目 錄第一章 設(shè)計背景 1 1 1 1 3第二章 設(shè)計資料 4 4 4 4 4 5 6 6 7 7 8 9 11 11 11 1地貌及泥沙運動 13 13 14 15 15 15 16 16第三章 設(shè)計成果 17 17 17 17 18 18第四章 總平面設(shè)計 19 19 19 20 20 21 21 21 24 24 25 25 25 27 27 28 28 29第五章 結(jié)構(gòu)選型 30 30 31 31 31 31 31 33 35 35 35 36 36 55 75 75第六章 結(jié)構(gòu)計算 77 77 77 77 82 83 87 89 89 91 91 106 120第一章 設(shè)計背景第一章 設(shè)計背景防城港是我國沿海地區(qū)的12個主樞紐港口之一，是西部的第一大港，也是我國重要的鐵礦石、建材以及煤炭等重要戰(zhàn)略物資的中轉(zhuǎn)基地。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，根據(jù)碼頭前沿水深以及規(guī)范要求初步確定了沉箱的外形尺寸，在考慮了地基基床抗滑與抗傾后，確定了沉箱的前倉與后倉填石高度。陸域部分主要是根據(jù)重力式碼頭總平面布置原則來確定碼頭泊位長度、碼頭前沿及陸域高程、集裝箱堆場以及拆裝箱庫場的面積；水域部分則是確定碼頭前沿停泊水域尺度、回旋水域尺度以及航道設(shè)計尺度。根據(jù)該港區(qū)自然依據(jù)和發(fā)展前景，通過對本碼頭相關(guān)地質(zhì)情況進(jìn)行分析并結(jié)合各種碼頭形式的優(yōu)缺點，碼頭的安全、經(jīng)濟(jì)、適用性等多方面的比較，確定本碼頭采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)。集裝箱碼頭工程設(shè)計集裝箱碼頭工程設(shè)計防城港是我國沿海12個主樞紐港之一，是我國重要的鐵礦石、建材及煤炭等重要戰(zhàn)略物資的中轉(zhuǎn)基地。本次設(shè)計按照設(shè)計任務(wù)書所提出的具體要求，嚴(yán)格遵守《港口與航道工程規(guī)范》的各項規(guī)定，對防城港集裝箱碼頭1號工程進(jìn)行設(shè)計。在設(shè)計中，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書首先進(jìn)行總平面布置，分為陸域和水域兩部分。然后在此基礎(chǔ)上繪制碼頭總平面布置圖。按照永久作用、可變作用、偶然作用列出了碼頭荷載的各項標(biāo)準(zhǔn)值，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行了穩(wěn)定性驗算和承載力驗算，并對前面板與前底板進(jìn)行了配筋計算和抗裂驗算，最后進(jìn)行了沉箱的浮游穩(wěn)定性驗算，最終完成整個工程設(shè)計。港口現(xiàn)有的碼頭泊位為36個，其中萬噸級以上的深水泊位有22個。防城港已開通至香港、海防、新加坡、釜山、東京的多條國際集裝箱航線，與80多個國家和地區(qū)的220多個港口通航。（二）結(jié)合國情，采用成熟的技術(shù)、設(shè)備和材料，使工程設(shè)計安全可靠、使用方便、工程量少、總造價低、施工進(jìn)度快，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。[1] （JTJ21199）[2] （JTS14412010）[3] （JTJ21598）[4] （JTJ21398）[5] （JTS16722009）[6] （JTJ29898）[7] （JTJ26798）[8] （JTS14712010）[9] （JTJ22598）[10] （JTJ2972001）[11] [12] （JTS 16522009）[13] （JTJ3002000）[14] （JTJ2752000）[15] （JTJ23194）[16] （JTJ24097）[17] （JTJ22198）[18] （上冊）[19] （中冊）[20] （下冊）[1]《港口平面布置與規(guī)劃》[2]《港工建筑物》[3]《土力學(xué)》擬建一集裝箱碼頭。129第二章 設(shè)計資料第二章 設(shè)計資料碼頭結(jié)構(gòu)安全等級為Ⅱ級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。地理坐標(biāo)為北緯，東經(jīng)，距離北海62nmile，距湛江港294nmile，距廣州519nmile，距海口174nmile，距香港476nmile，距越南海防港151nmile。港區(qū)無長期氣象觀測資料，現(xiàn)港區(qū)氣象觀測站建于1991年5月，觀測年限短，不足以反映港區(qū)的氣象情況，考慮建港的需要，現(xiàn)采用港區(qū)西南約16km的白龍尾氣象站觀測資料，該站位于白龍尾半島南端海邊，地理坐標(biāo)為東經(jīng)，北緯，據(jù)分析，對于港區(qū)的氣象情況有良好的代表性。各月平均氣溫見表21。降水大都集中在6～9月，該4個月的降水量占全年降水量的71%，其中尤以8月份降水量為集中。各月平均降水量見表22。表22 各月平均降水量表月份平均氣溫（℃）月份平均氣溫（℃）172839410511612全年霧天較少，最多23天，最少4天。本港區(qū)屬季風(fēng)性地區(qū)，冬季多偏北風(fēng)，夏季多偏南風(fēng)，春秋季風(fēng)是南北風(fēng)系轉(zhuǎn)換季節(jié)。強風(fēng)向為E，該向最大風(fēng)速為36m/s，次強風(fēng)風(fēng)向為NNE，其最大風(fēng)速為27m/s。各向最大風(fēng)速，平均風(fēng)速和頻率見表23。表23 各向最大風(fēng)速、平均風(fēng)速和頻率方向平均風(fēng)速（m/s）最大風(fēng)速（m/s）頻率（﹪）方向平均風(fēng)速（m/s）最大風(fēng)速（m/s）頻率（﹪）NSSWNNE27SW20NE15WSW14ENE13W20E36WNW13ESENW14SE24NNW16SSE18CS20防城港所處地區(qū)的潮汐屬正規(guī)全日潮。防城港的驗潮站建于1976年，位于1號泊位西側(cè)，坐標(biāo)為北緯，東經(jīng)，為井筒式自記驗潮儀。防城灣入海河流主要是防城河，其主流沿漁萬島的西側(cè)經(jīng)牛頭嶺出海，另一支則經(jīng)漁萬島北端海峽流入暗埠江。灣內(nèi)漲潮流速慢，落潮流速快，～，～。經(jīng)實測分析得出，潮流流速對工程影響不大。并且NE側(cè)當(dāng)碼頭建成時形成陸域，波浪被擋。向北部灣海域敞開，外海波浪在高潮時可以越過淺談傳到港區(qū)。外海波浪可以參照白龍尾海洋站的實測資料。白龍尾海洋站位于白龍尾半島南端，坐標(biāo)為北緯，東經(jīng)，采用岸用測波儀測波。強浪向為SSE向。年內(nèi)浪向的分布：一般10月至翌年4月多NNE向浪，5月到9月則多偏S向風(fēng)浪。根據(jù)1970～2003年實測波浪資料統(tǒng)計，各向各波級頻率見表24。表24 各向各波級頻率波向波級02≤（m）3（m）4（m）5（m）6（m）N0NNENE0ENE0E0ESESESSESSSWSWWSW0WWNW0NW0NNW00C防城港地處亞熱帶，無結(jié)冰現(xiàn)象。地層由上到下為：1）全新統(tǒng)海陸交互沉積層第一層：中～粗砂混深灰色淤泥，局部為礫砂、混貝殼碎屑，淤泥含水量大，呈流塑～軟膠狀。砂粒成分以石英為主。第二層：灰黃、灰紅～淺黃紅色亞粘土，淤泥質(zhì)亞粘土，局部夾砂。～，～。其密室度為稍密～中密狀。：紫紅色泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖、淺紫紅色石英砂巖。根據(jù)勘察區(qū)西側(cè)牛頭嶺所出露巖層產(chǎn)狀推測，勘察區(qū)內(nèi)巖層產(chǎn)狀為：傾向～，傾角～?？辈靺^(qū)內(nèi)基巖起伏較大，～。1）強風(fēng)化層泥巖：礦物已強烈風(fēng)化，巖石結(jié)構(gòu)、夠造基本保留。巖芯易碎，基本呈粘土夾巖塊狀，巖塊用手容易捏碎。強風(fēng)化層分布于基巖表層，厚度不一，～。錘擊易碎，巖芯干燥易裂?！稚盎煊倌嗷蛴倌嗷焐霸搶幼鰳?biāo)準(zhǔn)貫入試驗擊數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（125）擊，天然休止角（），其水下休止角標(biāo)準(zhǔn)值為（），容許承載力kPa。該層標(biāo)準(zhǔn)貫入實驗擊數(shù)（21），內(nèi)摩擦角，容許承載力kPa。原始擊數(shù)為擊，天然休止角標(biāo)準(zhǔn)值，水下休止角標(biāo)準(zhǔn)值，允許承載力kPa。泥巖：，容許承載力kPa。、地貌及泥沙運動防城灣三面丘陵環(huán)抱，東為企沙半島，西為白龍尾半島。NESW走向的漁漫島隔與灣中，將防城灣分成東西兩灣，東灣面積為111km2。防城灣屬弱谷式河口灣，岸線曲折，為典型基巖港灣海岸，灣內(nèi)潮灘寬闊，占水域面積較大，灘面比降甚小，組成物質(zhì)多為中細(xì)沙，灣口及稍外發(fā)育兩道攔門沙壩。防城河為山溪性河流，多年平均流量為55m2/s，由于流域范圍地處廣西暴雨區(qū)，山洪爆發(fā)時含沙量劇增，故對防城港區(qū)及航道淤積有一定影響。牛頭嶺以南的老河口三角洲已被海水淹沒。據(jù)中國科學(xué)家海洋研究所對海底表層沉積物的調(diào)查資料，港區(qū)和航道全程，包括牛角沙、西賢沙、三牙沙壩廣大區(qū)域，泥沙主要來源于防城河。攔門沙壩堆積體粗顆粒物質(zhì)為防城河早期輸出的。細(xì)顆粒懸移質(zhì)擴散遠(yuǎn)，對老港區(qū)和本工程有影響。顯著的泥沙運移主要發(fā)生在雨季防城河山洪爆發(fā)以及臺風(fēng)影響時，泥沙運動有明顯的季節(jié)性。冬季在強勁的北向風(fēng)浪作用下，航道發(fā)生回復(fù)性沖刷，落淤在牛頭、西賢航道段泥沙一部分隨著潮水流逐步移到攔門沙壩外的較深水域。再加上碼頭走向基本與灣外傳入的浪向一致，故泊位區(qū)的回淤量將是輕微的。在攔門沙壩區(qū)，由于沙壩組成物質(zhì)顆粒較粗，故需有5級以上的波浪方可導(dǎo)致泥沙強烈活動和顯著輸移，因此只有在強臺風(fēng)過境，出現(xiàn)大風(fēng)浪時，在大波浪強烈掀動和沖擊下，使航道產(chǎn)生邊坡座淤和相當(dāng)數(shù)量漂沙落淤。根據(jù)中國地震烈度區(qū)劃圖及有關(guān)文件，港址處地震烈度為6度。裝卸橋荷載：，軌距16m。表25 材料重度和內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值表材料名稱重度（kN/m3）內(nèi)摩擦角（176。其材料供應(yīng)、現(xiàn)場施工條件（水、電、運輸）、施工技術(shù)力量及機械性能、混凝土構(gòu)件的預(yù)制能力、水上施工能力等均能滿足施工需要。第三章 設(shè)計成果第三章 設(shè)計成果防城港位于我國南海北部灣，廣西境內(nèi)防城灣內(nèi)，按照設(shè)計要求，設(shè)計了10000噸級的1號集裝箱泊位。采用的裝卸設(shè)備為裝卸橋，裝卸橋軌距為16m。本碼頭采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)，總共設(shè)13個沉箱，其中端部1個為異型沉箱。作用在碼頭上的荷載分為永久作用和可變作用，永久作用為沉箱自重作用、墻后填料產(chǎn)生的土壓力作用、貯倉壓力；可變作用為由碼頭面堆貨荷載和流動機械荷載產(chǎn)生的土壓力作用、船舶系纜力、波浪力。繪制7張圖紙，其中一張為手繪圖，包括碼頭總平面圖、碼頭結(jié)構(gòu)圖、沉箱平面布置圖、沉箱斷面圖、沉箱模板圖、沉箱前面板配筋圖、沉箱前底板配筋圖。在本次的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)中，客觀的考慮了防城港的實際地形與地質(zhì)條件，對搜集的氣象與波浪資料進(jìn)行了詳細(xì)的考證，嚴(yán)格按照施工以及設(shè)計規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計計算時，對可能出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行了作用效應(yīng)組合以及驗算，確保了工程的耐久性。同時也培養(yǎng)了我獨立思考問題和解決問題的能力。防城港是西部第一大港，其運輸腹地廣大，運量穩(wěn)定增加。本次畢業(yè)設(shè)計負(fù)責(zé)防城港集裝箱碼頭1號泊位工程設(shè)計，1號泊位是一個長約170m，設(shè)計船型為10000噸級的大型集裝箱泊位。地理坐標(biāo)為北緯，東經(jīng)，距離北海62nmile，距湛江港294nmile，距廣州519nmile，距?？?74nmile，距香港476nmile，距越南海防港151nmile。（二）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。（四）碼頭及航道布置合理，滿足碼頭、船舶安全作業(yè)要求。根據(jù)港口的使用要求，參考《海港集裝箱碼頭設(shè)計船型標(biāo)準(zhǔn)》（JTS16522009）選取船型[12]。表42 影響作業(yè)天數(shù)統(tǒng)計項目浪風(fēng)雨霧重復(fù)天數(shù)（天）（），從自然條件分析，可作業(yè)天數(shù)為331天。表43 泊位間富裕長度取值表L (m)404