2700 港件雜貨港區(qū)總平面布置與碼頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),雜貨,港區(qū),平面布置,碼頭,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 1 頁 共 85 頁第一章 總論1.1 港口基本情況港口是水陸聯(lián)運(yùn)的樞紐。港口水工建筑物是港口的主要組成部分，一般包括碼頭防波堤、護(hù)岸船臺(tái)滑道和船塢。碼頭是供船舶停靠、裝卸貨物和上下旅客 的水工建筑物，它是港口的主要組成部分。建國初期，我國只有 6 個(gè)港口，泊位 233 個(gè)，其中萬噸級(jí)泊位 61 個(gè)，年吞吐量 1000 多噸級(jí)。50 多年來，我國水運(yùn)工程建設(shè)始終得到黨和國家的重視和關(guān)懷。1973 年周恩來總理發(fā)出了“三年改變港口面貌的號(hào)召，使我國港口、航道的建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期。黨的十一屆三中全會(huì)以來，黨的改革開放政策極大的促進(jìn)了港口建設(shè)的步伐，使我國沿海主要港口的大型化、機(jī)械化和專業(yè)化方面進(jìn)入了世界水平。到 1995 年底，我國擁有深水泊位 400 多個(gè)，總吞吐量超過了 7 億噸。50 多年代來，依靠科技進(jìn)步，水運(yùn)交通基礎(chǔ)設(shè)施的面貌產(chǎn)生了深刻變化。港口水工建筑物的結(jié)構(gòu)型式也有了很大發(fā)展，由起初的短樁小跨、實(shí)體重型逐漸采用長樁大跨、空心輕型和預(yù)制安裝結(jié)構(gòu)；并取得了一系列重大科技成就和具有國際水平的創(chuàng)新成果：如大型格形鋼板樁結(jié)構(gòu)、大型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁結(jié)構(gòu)和大圓筒的應(yīng)用、爆炸法處理水下軟基和夯實(shí)水下拋石基床、土工合成材料和粉煤灰在港口工程的應(yīng)用、大型沉箱的防浪設(shè)計(jì)和預(yù)制出運(yùn)等。隨著我國自然條件較好的海灣和海岸逐步開發(fā)，今后建港將更多地處于各種復(fù)雜的條件下，或浪大流急，或海灣平緩，或地基土質(zhì)松軟。同時(shí)在適應(yīng)新的裝卸工藝、提高裝卸效率、綜合利用水資源等方面也對(duì)港口水工建筑物的建設(shè)提出了新的要求。港口水工建筑物主要分為設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)階段，其中設(shè)計(jì)又可分為工程可靠性研究，初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)程序。本設(shè)計(jì)主要對(duì)重力式碼頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括：作用及其效應(yīng)組合的的確定、結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置與構(gòu)造、建筑物的穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算等。水運(yùn)系統(tǒng)自 70 年代初開始應(yīng)用計(jì)算至今，已有初期的編制和應(yīng)用單一功能、單一結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算程序，發(fā)展到能研制建立軟件包、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。目前對(duì)港口水工建筑物中采用各種計(jì)算假定、各種計(jì)算方法、各種結(jié)構(gòu)型式的梁、板、排價(jià)差不多都有一些應(yīng)用程序提供服務(wù)。三維問題的計(jì)算，程序的集成化、智能化，結(jié)構(gòu)與介質(zhì)的相互作用等問題的研究和應(yīng)用正在進(jìn)一步發(fā)展。過去由于計(jì)算機(jī)條件的限制而不得不采用各種簡(jiǎn)化，現(xiàn)在可采用較精確的方法。我國的水運(yùn)工程系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平總體上還不高，優(yōu)化設(shè)計(jì)、工程數(shù)據(jù)庫和規(guī)范庫的建立還有待進(jìn)一步開發(fā)。要加快步伐趕上國際水平。港口水工建筑物是港 口工程的 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 2 頁 共 85 頁一項(xiàng)主體工程。本設(shè)計(jì)的目的是：掌握港口水工建筑物計(jì)算的基本原理和構(gòu)造知識(shí)，為今 后從事港口水工建筑物的設(shè)計(jì)工作打下牢固的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)需用其他課程（如土力學(xué)、水力學(xué)、水文學(xué)、建筑材料、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和工程施工規(guī)范等課程）的有關(guān)知識(shí)；對(duì)港口水工建筑物的經(jīng)濟(jì)性、安全性、使用要求和施工條件等方面進(jìn)行綜合考慮，并通過實(shí)踐來對(duì)計(jì)算整理編寫設(shè)計(jì)書、繪制施工圖紙。1.2 主要設(shè)計(jì)結(jié)論本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有資料分析、總平面布置、裝卸工藝、碼頭結(jié)構(gòu)方案擬定、設(shè)計(jì)概算、結(jié)構(gòu)計(jì)算部分?？偲矫娌贾冒ㄋ蚝完懹騼刹糠值牟贾们闆r。水域設(shè)計(jì)部分包括進(jìn)港航道，港池及碼頭前沿水深、回旋水域、錨地等的尺度和水深。陸域部分包括碼頭前沿線確定，泊位長度，斷面寬，高（即碼頭頂面高程-港池底高程） ，碼頭坡度的尺度計(jì)算及泊位的布置順序。泊位布置順序應(yīng)根據(jù)泊位性質(zhì)（如共同使用機(jī)械） 、后方布置（如共同使用堆場(chǎng)） 、風(fēng)向、鐵路等因素綜合評(píng)估設(shè)計(jì)。裝卸工藝部分包括工藝流程設(shè)計(jì)，機(jī)械數(shù)量，主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。工藝流程設(shè)計(jì)根據(jù)泊位調(diào)整，工藝擬定做出多用途泊位的工藝流程設(shè)計(jì)。機(jī)械數(shù)量包括機(jī)械和人員數(shù)量。主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有設(shè)計(jì)年通過能力、泊位數(shù)目、庫場(chǎng)面積、裝卸工人及機(jī)械司機(jī)人數(shù)、勞動(dòng)生產(chǎn)率、裝卸一艘船所需時(shí)間等。由于從地質(zhì)資料知地基條件較好，不易選擇高樁，易選用重力式碼頭。方案設(shè)計(jì)部分對(duì)方塊和扶壁兩部分進(jìn)行斷面設(shè)計(jì)，抗滑抗傾穩(wěn)定驗(yàn)算，對(duì)地基承載力驗(yàn)算，整體穩(wěn)定驗(yàn)算。根據(jù)使用要求、自然條件、施工條件對(duì)兩個(gè)方案進(jìn)行比選。結(jié)構(gòu)選型后對(duì)推薦方案進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算并配筋。由于方塊的整體穩(wěn)定性不適用于大型碼頭，本設(shè)計(jì)推選扶壁為優(yōu)選方案并進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算和配筋。1.3 項(xiàng)目背景天津港騰運(yùn)有限公司由于業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，為解決原料及產(chǎn)品的運(yùn)輸問題，集團(tuán)需配套建設(shè)專用的運(yùn)輸碼頭。擬建 5000 噸幾件雜貨碼頭泊位及水文航道、港口配套的堆場(chǎng)等設(shè)施。由于騰運(yùn)有限公司主產(chǎn)變壓器等，所以件雜貨按鋼鐵計(jì)算。 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 3 頁 共 85 頁第二章 自然條件2.1 氣象2.1.1 氣溫年平均氣溫 12℃平均最高氣溫 16.1℃平均最低氣溫 8.70℃極端最高氣溫 39.9℃（1995 年 7 月 24 日）極端最低氣溫 -18.3℃（1953 年 1 月 17 日）冬季，12 月平均氣溫-1.2℃，1 月平均氣溫-4.3℃，2 月平均氣溫-1.7℃。2.1.2 風(fēng)春秋季多偏南風(fēng)，夏季多偏東風(fēng)，冬季多北至西北風(fēng)，最大風(fēng)力 7～8 級(jí)，一般2～5 級(jí)。常風(fēng)向 SW，頻率 9.9％，次常風(fēng)向 SE，頻率 8.44％，強(qiáng)風(fēng)向 NW，該風(fēng)向 6～7級(jí)風(fēng)出現(xiàn)頻率為 0.29％。臺(tái)風(fēng)很少進(jìn)入渤海直接在天津沿海登陸，但亦有之。詳見風(fēng)玫瑰圖。 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 4 頁 共 85 頁2.1.3 降水年平均降水量 602.9 mm年最大降水量 1083.5 mm（出現(xiàn)于 1964 年）年最小降水量 278.4 mm（出現(xiàn)于 1968 年）日最大降水量 191.5 mm（出現(xiàn)于 1975 年）每年降水多集中在 7～8 月，占全年的 62.8％；每年 4～10 月份為主要降水月份，占全年 95.1％。據(jù)有關(guān)年降水資料統(tǒng)計(jì)各種雨量平均累計(jì)時(shí)間：小雨 24.5d，中雨 3d，大雨 5d，合計(jì) 32.5d。 2.1.4 霧霧多出現(xiàn)在冬季，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，能見度小于 1km 的大霧平均為 39 h，多發(fā)生在一月?？紤]霧后恢復(fù)作業(yè)，每年取影響作業(yè)天數(shù)為 2.5d。2.2 水文2.2.1 潮位1、基準(zhǔn)面換算關(guān)系當(dāng)?shù)仄骄Ｆ矫?.56m大沽零點(diǎn)1.00m天津港理論最低潮面2、潮型本區(qū)潮汐性質(zhì)為不正規(guī)半日潮，每日兩潮，滯后 45min，一般漲潮時(shí)間為 5.5h，退潮時(shí)間為 7h，一般潮差為 2～3m，最大可達(dá) 4m。3、潮位特征值歷年最高高潮位 5.81m （1992 年 9 月 1 日）歷年最低低潮位 -1.08m （1957 年 12 月 18 日） 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 5 頁 共 85 頁歷年平均高潮位 3.77m歷年平均低潮位 1.34m歷年最大潮差 4.37m歷年平均潮差 2.43m平均漲潮歷時(shí) 5h27min平均落潮歷時(shí) 7h05min4、設(shè)計(jì)水位設(shè)計(jì)高水位 4.30m設(shè)計(jì)低水位 0.50m極端高水位 5.88m極端低水位 -1.295、乘潮水位根據(jù)塘沽海洋站 1990、1992、1995 和 1997 年觀測(cè)資料，全年乘潮水位和冬季乘潮水位分別見表 2-1 和表 2-2：表 2-1 全年乘潮水位 單位：m 乘潮延時(shí) 70% 75% 80% 85% 90%1h 3.49 3.43 3.36 3.26 3.142h 3.39 3.32 3.26 3.16 3.043h 3.24 3.18 3.12 3.01 2.894h 3.05 3.00 2.93 2.82 2.71表 2-2 冬季（12 月、1 月、2 月）乘潮水位表 單位：m乘潮延時(shí) 70% 75% 80% 85% 90%1h 3.32 3.26 3.19 3.05 2.912h 3.23 3.15 3.08 2.94 2.813h 3.09 3.01 2.94 2.82 2.684h 2.91 2.84 2.76 2.63 2.50 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 6 頁 共 85 頁2.2.2 波浪表 2-3 50 年一遇波浪要素水位(m)泥面標(biāo)高(m)重現(xiàn)期(a)浪向 H1%(m) H4%(m) H5%(m) H13%(m) H(m) (s)TL(m)5.88 50 ENE 3.92 3.43 3.34 2.90 1.96 8.10 65.424.30 50 ENE 3.24 2.83 2.76 2.40 1.63 8.10 59.535.88 50 E 4.01 3.51 3.43 2.98 2.02 7.60 60.644.30 50 E 3.47 3.05 2.98 2.61 1.79 7.60 55.325.88 50 ESE 4.12 3.61 3.52 3.06 2.09 7.60 60.644.30 50 ESE (3.78) 3.36 3.29 2.89 2.02 7.60 55.325.88 50 SE 3.30 2.86 2.78 2.39 1.58 5.80 42.954.30 50 SE 3.05 2.66 2.60 2.25 1.52 5.80 39.835.88 50 SSE 3.31 2.86 2.79 2.40 1.59 5.80 42.954.30 50 SSE 3.07 2.68 2.62 2.27 1.53 5.80 39.835.88 50 S 3.59 3.12 3.04 2.63 1.76 5.57 40.624.30 50 S 3.26 2.86 2.79 2.43 1.65 5.57 37.795.88 50 SSW 2.93 2.52 2.45 2.10 1.37 5.24 37.234.30 50 SSW 2.57 2.22 2.17 1.86 1.23 5.24 34.835.88 50 SW 3.22 2.78 2.71 2.32 1.54 6.13 46.274.30 50 SW 2.70 2.34 2.28 1.96 1.31 6.13 42.725.88 50 WSW 1.89 1.60 1.56 1.31 0.84 4.37 28.084.3-250 WSW 1.63 1.39 1.35 1.14 0.73 4.37 26.83水位(m)泥面標(biāo)高(m)重現(xiàn)期(a)浪向 H1%(m) H4%(m) H5%(m) H13%(m) H(m) (s)TL(m)5.88 50 ENE 3.65 3.20 3.13 2.72 1.86 8.10 61.814.30 50 ENE 2.94 2.59 2.53 2.21 1.52 8.10 55.205.88 50 E 3.72 3.27 3.19 2.78 1.90 7.60 57.394.30-150 E 3.15 2.78 2.72 2.39 1.66 7.60 51.38 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 7 頁 共 85 頁5.88 50 ESE 3.92 3.45 3.37 2.95 2.04 7.60 57.394.30 50 ESE (3.18) (3.18) 3.15 2.80 1.99 7.60 51.385.88 50 SE 3.15 2.73 2.66 2.30 1.54 5.80 41.074.30 50 SE 2.89 2.54 2.48 2.17 1.48 5.80 37.365.88 50 SSE 3.16 2.75 2.68 2.31 1.55 5.80 41.074.30 50 SSE 2.92 2.57 2.51 2.19 1.50 5.80 37.365.88 50 S 3.53 3.09 3.01 2.62 1.78 5.57 38.924.30 50 S (3.18) 2.82 2.76 2.43 1.69 5.57 35.525.88 50 SSW 2.84 2.46 2.39 2.05 1.36 5.24 35.804.30 50 SSW 2.48 2.15 2.10 1.81 1.22 5.24 32.865.88 50 SW 3.05 2.65 2.58 2.23 1.48 6.13 44.134.30 50 SW 2.53 2.20 2.15 1.86 1.25 6.13 39.985.88 50 WSW 1.80 1.53 1.48 1.25 0.80 4.37 27.364.3 50 WSW 1.52 1.30 1.26 1.07 0.69 4.37 25.65水位(m)泥面標(biāo)高(m)重現(xiàn)期(a)浪向 H1%(m) H4%(m) H5%(m) H13%(m) H(m) (s)TL(m)5.88 50 ENE 3.35 2.95 2.88 2.52 1.74 8.10 57.774.30 50 ENE (2.58) 2.31 2.26 1.99 1.39 8.10 50.265.88 50 E 3.43 3.02 2.96 2.59 1.79 7.60 53.734.30 50 E (2.58) (2.58) (2.58) 2.31 1.65 7.60 46.865.88 50 ESE (3.53) 3.30 3.23 2.85 2.00 7.60 53.734.30 50 ESE (2.58) (2.58) (2.58) (2.58) 2.00 7.60 46.865.88 50 SE 2.99 2.61 2.55 2.21 1.50 5.80 38.844.30 50 SE (2.58) 2.42 2.37 2.09 1.47 5.80 34.415.88 50 SSE 3.01 2.63 2.57 2.23 1.52 5.80 38.844.30 50 SSE (2.58) 2.45 2.40 2.12 1.49 5.80 34.415.88 50 S 3.35 2.95 2.88 2.52 1.74 5.57 36.894.30 50 S (2.58) (2.58) (2.58) 2.33 1.67 5.57 32.785.88 50 SSW 2.62 2.28 2.22 1.91 1.28 5.24 34.054.30050 SSW 2.23 1.96 1.91 1.66 1.13 5.24 30.42 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 8 頁 共 85 頁5.88 50 SW 2.71 2.36 2.30 1.99 1.33 6.13 41.624.30 50 SW 2.16 1.89 1.85 1.60 1.09 6.13 36.725.88 50 WSW 1.59 1.36 1.32 1.12 0.72 4.37 26.384.3 50 WSW 1.30 1.11 1.08 0.92 0.59 4.37 24.082.2.3 海流本區(qū)基本為往復(fù)流型，漲潮主流向 NW，落潮主流向 SE，漲潮流速大于落潮流速，流速小于 0.4m/s 的累積頻率為 96.4%。2.2.4 冰凌本區(qū)每年冰期一般在 90～110d 左右（12 月至翌年 3 月初） ，固定冰范圍一般為0.1～0.5km，冰厚 0.1～0.25m；流冰一般距岸 10～20km，流冰厚 0.1～0.3m，流速0.3m/s 左右。2.3 地形、地貌及工程泥沙2.3.1 地形現(xiàn)有海岸為人工堤岸，大神堂至蟶頭沽堤岸為石質(zhì)，局部外加木樁。大神堂至澗河堤岸為土質(zhì)。2.3.2 海岸地貌漢沽區(qū)地處渤海灣沿岸濱海平原區(qū)，地勢(shì)低平，坡度一般在 0.3‰～1.6‰之間。海岸線長度約 32km。區(qū)內(nèi)僅有一條河流—薊運(yùn)河，在區(qū)內(nèi)的長度約 26km，一般寬度為190～300m，蓄水能力為 0.5316 億 m3，年均入海水量為 5.9 億 m3。漢沽海域位于渤海灣中部，東起澗河西側(cè)至大神堂段為緩慢淤積段，灘面以粉沙、粘土質(zhì)粉沙為主。灘面寬闊，達(dá) 3500～5000m，坡度平緩，為 0.58‰～1.13‰，年淤積厚度約為 11.5cm。大神堂至蟶頭沽段為沖刷型海岸，坡度為 1.31‰～1.41‰，海岸年蝕退約 16～56m。天津市海岸帶海岸類型為堆積型平原海岸，即典型的粉砂、淤泥質(zhì)海岸。其特點(diǎn)是岸線平直，地貌類型比較簡(jiǎn)單，淺灘寬度平坦，岸灘變化動(dòng)態(tài)十分活躍。一級(jí)海岸類型。漢沽區(qū)大神堂至南堡海岸屬緩慢淤積型海岸。岸灘特征是，淺灘寬（3500～7000m） ，平緩（坡降 0.41～1.41‰） ，分帶現(xiàn)象不明顯，龜裂發(fā)育；沉積物主要為粘土質(zhì)粉砂、粉砂；灘面普遍淤積，岸灘大部向海延伸，灘面淤積速度 2～11.5cm/年。在蟶頭沽至大神堂岸段，海岸灘面寬度?。?400～3500m） ，坡度大（坡降 1.13～1.41‰） ，沖刷帶直抵岸堤，岸堤有沖刷淘蝕現(xiàn)象；沉積物以粘土質(zhì)粉砂為主，在該岸段的水下岸 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 9 頁 共 85 頁坡沖淤變化是零未線普遍沖刷，零未等深線沖淤速度為 12～56cm/年，-2.0m 線則淤積較快，-5.0m 以外則淤積緩慢。2.4 地質(zhì)條件2.4.1 土層描述及分布特征本工程勘察區(qū)主要分布有五層，按力學(xué)性質(zhì)可進(jìn)一步劃分為 9 個(gè)亞層，自上而下依次為：1、第四系全新統(tǒng)中組海相沉積層（Q 42m）厚度 16.00～19.20m，底板標(biāo)高-15.44～-19.95m。該層從上而下可分為 5 個(gè)亞層。第一亞層，淤泥為主（力學(xué)分層號(hào)① 1）：位于場(chǎng)地頂面，厚度一般為0.40～1.00m。呈灰色，流塑狀態(tài)為主，無層理，含貝殼、有機(jī)質(zhì)、腐殖物，屬高壓縮性土。局部為流泥。第二亞層，粉質(zhì)粘土為主（力學(xué)分層號(hào)① 2）：厚度一般為 1.80～3.00m，1、2、3號(hào)孔附近厚度較大，達(dá) 6.10～7.50m 左右，呈灰色，流塑～軟塑狀態(tài)，有層理，含蚌殼，屬高壓縮性土。局部頂部夾淤泥質(zhì)土。第三亞層，粉土為主（力學(xué)分層號(hào)① 3）：厚度變化較大，一般為 1.00～5.50m，呈灰色，稍密～中密狀態(tài)，局部呈密實(shí)狀態(tài)，無層理，含蚌殼，屬中壓縮性土。夾粉質(zhì)粘土透鏡體。第四亞層，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主（力學(xué)分層號(hào)① 4）：厚度變化較大，一般在 6.00m左右，呈灰色，流塑狀態(tài)，有層理，含蚌殼，屬高壓縮性土。該層土以粘性大淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，局部為淤泥質(zhì)粘土。第五亞層，粉質(zhì)粘土為主（力學(xué)分層號(hào)① 5）：厚度一般為 4.50m 左右，呈灰色，流塑～軟塑狀態(tài)，有層理，含蚌殼，屬中等壓縮性土。總體以粉質(zhì)粘土為主，局部為粘土，夾中密～密實(shí)狀態(tài)粉土透鏡體。2、第四系全新統(tǒng)下組沼澤相沉積層（Q 41h）厚度一般為 0.90～3.00m，頂板標(biāo)高-15.44～-19.95m。主要由粉質(zhì)粘土（力學(xué)分層號(hào)②）組成，局部為粘土，呈灰黑色～淺灰色，可塑狀態(tài)為主，無層理，一般頂部含較多腐殖物、有機(jī)質(zhì)、屬中壓縮性土。局部夾粉土透鏡體。3、第四系全新統(tǒng)下組陸相沖積層（Q 41al）厚度一般為 6.50m 左右，頂板標(biāo)高一般為-17.94～-20.87m。主要由粉質(zhì)粘土（力學(xué) 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 10 頁 共 85 頁分層號(hào)③）組成，局部為粘土，呈灰黃色～褐黃色，可塑狀態(tài)，無層理，含鐵質(zhì)，局部含蚌殼及礓石，屬中壓縮性土。夾粉土及粉砂透鏡體。4、第四系上更新統(tǒng)第五組陸相沖積層（Q 3eal）厚度 4.50m 左右，頂板標(biāo)高一般為-24.87～-27.04m，主要由粉質(zhì)粘土（力學(xué)分層號(hào)④）組成，呈褐黃色，可塑狀態(tài)，無層理，含鐵質(zhì)，屬中壓縮性土。局部分布粉土透鏡體。5、第四系上更新統(tǒng)第四組海相沉積層（Q 3dmc）本次勘察 35.00m 未穿透該層，揭示厚度 5.00m 左右，頂板標(biāo)高一般為-29.71～-30.96m，主要由粘土（力學(xué)分層號(hào)⑤）組成，以灰色為主，局部呈黃灰色，軟塑～可塑狀態(tài)，無層理，含少量貝殼，屬中壓縮性土，局部夾粉質(zhì)粘土透鏡體。2.4.2 各土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表 2-42.5 地震抗震設(shè)防烈度為 8 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 0.2g。2.6 地理位置天津港是首都北京及天津市的海上門戶，踞海河下游及入海口處，地處渤海西部海岸中心位置，距天津市區(qū) 66 公里，距北京市 170 余公里，同世界上 160 多個(gè)國家和地區(qū)的300 多個(gè)港口有航運(yùn)業(yè)務(wù)往來。 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 11 頁 共 85 頁 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 12 頁 共 85 頁表 2-4壓縮系數(shù)壓縮模量固結(jié)系數(shù)直剪快剪 直剪固結(jié) 快剪CV（×10 -3cm2/s） CH（×10-3cm2/s）巖土編號(hào)巖土名稱天然含水量ω（%）質(zhì)量密度ρg/cm3天然孔隙比 e液限ω L(%)塑限ω p(%)塑性指數(shù)IP液性指數(shù)ILα0.1-0.2（1/MPa）ES0.1-0.2(MPa)φ度CKPaφ度CKPaP=50P=100P=200P=400P=50P=100P=200P=400承載力容許值f（KPa）① 1 淤泥 57.5 1.64 1.639 42.2 22.7 18.6 1.93 1.127 2.35 7.7 4.5 12.1 5.5 0.54 0.78 0.96 1.21 0.40 0.47 0.65 0.81 55① 2 粉質(zhì)粘土 31.0 1.90 0.868 28.7 16.7 12.0 1.20 0.356 5.30 22.8 10.8 24.7 13.3 3.32 3.53 3.77 4.53 3.09 4.55 3.96 4.65 100① 3 粉土 27.1 1.94 0.758 27.7 17.7 8.9 0.96 0.138 12.94 29.0 8.0 31.3 10.5 3.88 3.98 4.79 6.36 6.61 6.46 5.84 6.58 100① 4 淤泥質(zhì)粉質(zhì) 粘土 41.4 1.80 1.152 37.2 20.2 16.9 1.20 0.749 2.95 10.9 9.5 17.1 12.7 1.54 1.27 1.32 1.71 2.18 2.00 2.10 2.47 85① 5 粉質(zhì)粘土 29.5 1.91 0.789 33.1 18.8 13.8 0.76 0.283 5.81 20.8 10.3 22.2 13.8 3.26 3.00 3.38 4.06 3.46 2.82 3.18 3.62 130② 粉質(zhì)粘土 31.4 1.90 0.864 38.4 21.4 15.9 0.65 0.322 5.12 25.5 13.0 20.7 23.0 0.54 0.49 0.58 0.56 0.40 1.14 1.97 1.38 140③ 粉質(zhì)粘土 25.3 2.00 0.694 29.8 17.3 12.3 0.61 0.285 5.98 19.9 13.2 25.8 17.4 5.74 5.43 6.17 6.16 5.05 5.02 4.94 5.22 150④ 粉質(zhì)粘土 28.2 1.94 0.791 32.0 18.0 14.0 0.77 0.294 6.45 27.8 16.0 3.21 2.48 2.24 2.22 2.15 2.95 2.61 2.07 180⑤ 粘土 37.5 1.85 1.046 43.6 23.5 20.6 0.69 0.315 5.49 160 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 13 頁 共 85 頁第三章 貨運(yùn)量及船型3.1 貨運(yùn)量設(shè)計(jì)年吞吐量 200 萬噸。3.2 設(shè)計(jì)船型表 3-1 設(shè)計(jì)船型尺度表船型 長（米） 寬（米） 型深（米） 滿載吃水（米）5000 噸級(jí)件雜貨船112 17 9.2 7.0第四章 港區(qū)主要建設(shè)規(guī)模的確定4.1 泊位數(shù)目的確定泊位數(shù)應(yīng)根據(jù)碼頭年作業(yè)量、泊位性質(zhì)和船型等因素按下式計(jì)算：(4-1)ntQNP?式中　N—泊位數(shù)；Q—碼頭年作業(yè)量（t） ，指通過碼頭裝卸的貨物數(shù)量，包括船舶外擋作業(yè)的貨物數(shù)量，根據(jù)設(shè)計(jì)吞吐量和操作過程而定；—一個(gè)泊位的年通過能力。tP件雜貨碼頭泊位年通過能力計(jì)算 ：(4-2)t fzdTGPt?????(4-3)ztp式中　 —碼頭年日歷天數(shù)，取 365 天；T－設(shè)計(jì)船型的實(shí)際載貨量（t） ，取 4500t；G－裝卸一艘設(shè)計(jì)船型所需的時(shí)間（h） ， ；z 45012.36zth? 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 14 頁 共 85 頁p－設(shè)計(jì)船時(shí)效率（t/h） ，按年運(yùn)量、貨艙、船舶性能、設(shè)備能力、作業(yè)線數(shù)和管理等因素綜合考慮，取 180 t/h（2 臺(tái) 360t/h） ?！獣円剐r(shí)數(shù)，取 24h；dt—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)?各港實(shí)際情況，故取 4h；—泊位利用率，取 0.65；?—船舶的裝卸輔助作業(yè)、技術(shù)作業(yè)時(shí)間以及船舶靠離泊時(shí)間之和（t） ，船f舶的裝卸輔助作業(yè)、技術(shù)作業(yè)時(shí)間指在泊位上不能同裝卸作業(yè)同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)作業(yè)時(shí)間，取 5h。36540.651283.12.tPt?????.8.3N取 2 個(gè)泊位。碼頭線長度計(jì)算：＝2L+3dbL式中 —碼頭泊位長度（m） ；bLL－設(shè)計(jì)船長（ m） ，112m ；d－富裕寬度（m） ，根據(jù)表 4—1 取 14m。表 4—1 富裕長度 dLL(m)>230dD(m) 508~10212~15818~20522~25330碼頭線總長度： 。123426bLm????4.2 倉庫、堆場(chǎng)面積　　 4.2.1 件雜貨倉庫所需容量：hBKrydcykQEtT??(4-4) 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 15 頁 共 85 頁式中 —倉庫所需容量（t） ；yE—年貨運(yùn)量， ；hQ20ht?—倉庫不平衡系數(shù)，取 1.20；BkK—貨物最大入倉庫百分比（%） ，取 80%；r—倉庫或堆場(chǎng)年?duì)I運(yùn)天數(shù)，取 360 天；ykT—貨物在倉庫或堆場(chǎng)的平均堆存天期（d） ；取 10 天；ct—堆場(chǎng)容積利用系數(shù)，對(duì)件雜貨取 1.0。K?201.085336Et???4.2.2 堆場(chǎng)總面積 件雜貨堆場(chǎng)總面積可按下式計(jì)算(4-5)KEAq?式中 A—堆場(chǎng)的總面積( )；2mq—單位或有效面積的貨物堆存量( )，取 5.0 ；2/t2/tm—堆場(chǎng)總面積利用率，為有效面積占總面積的百分比(%)，取 80%。K 253140.8A??設(shè)置四個(gè) 100 米長，寬 35 米的堆場(chǎng)。 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 16 頁 共 85 頁第五章 港區(qū)總平面設(shè)計(jì)5.1 總平面布置原則1.平面布置應(yīng)以港口發(fā)展規(guī)劃為基礎(chǔ)，合理利用自然條件、遠(yuǎn)近結(jié)合和合理分區(qū)，并應(yīng)留有綜合開發(fā)的余地。各類碼頭的布置既應(yīng)避免相互干擾，也應(yīng)相對(duì)集中，以便于綜合利用港口設(shè)施和集疏運(yùn)系統(tǒng)。2.新建港區(qū)的布置應(yīng)與原有港區(qū)相協(xié)調(diào)，并有利于原有港區(qū)的改造，同時(shí)應(yīng)減少建設(shè)過程中對(duì)原有港區(qū)生產(chǎn)的干擾。3.港口平面布置，應(yīng)力求各組成部分之間的協(xié)調(diào)配合，有利于安全生產(chǎn)和方便船舶及物流運(yùn)轉(zhuǎn)。4.平面設(shè)計(jì)應(yīng)考慮方便施工，并根據(jù)建設(shè)條件，注意施工場(chǎng)地的安排。5.港口建設(shè)應(yīng)考慮港口水域交通管理的必要設(shè)施，并應(yīng)留有口岸檢查和檢驗(yàn)設(shè)施布置的適當(dāng)位置。5.2 作業(yè)條件及標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)≤6 級(jí)雨—中雨以下，既≤25mm霧—能見度＞1km5.2.1 船舶裝卸作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》 （JTJ211-99）4. 3. 12 對(duì)不同載重噸的船舶、不同貨種的碼頭，船舶裝卸作業(yè)的允許波高和風(fēng)力，不宜超過表 4. 3.12 中的數(shù)值。根據(jù)本設(shè)計(jì)情況：順浪 H4%≤0.8m橫浪 H4%≤0.6m5.2.2 碼頭年作業(yè)天數(shù)經(jīng)風(fēng)、雨、霧、浪及重復(fù)天數(shù)的綜合考慮，年碼頭作業(yè)天數(shù)為 330 天。 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 17 頁 共 85 頁5.3 碼頭前沿高程和設(shè)計(jì)水深5.3.1 設(shè)計(jì)水位設(shè)計(jì)高水位 4.30m設(shè)計(jì)低水位 0.50m極端高水位 5.88m極端低水位 -1.29m5.3.2 碼頭前沿高程按有掩護(hù)港口碼頭前沿高程為設(shè)計(jì)高水位與超高值之和，應(yīng)按下表的基本標(biāo)準(zhǔn)和復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)分別計(jì)算，并取大值。表 5—1 碼頭前沿高程基本標(biāo)準(zhǔn) 復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)計(jì)計(jì)算水位超超高值（m）計(jì)計(jì)算水位超超高值（m）設(shè)計(jì)高水位（高潮累積頻率 10%的潮位）1.05:1.0~1.5極端高水位（重現(xiàn)期為 50 年的年極限高水位）0.5:0~0.5基本標(biāo)準(zhǔn)：超高值取 1.2m，4.30+1.2=5.5m；復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)：超高值取 0.12m，5.88+0.12=6.00m；故碼頭前沿高程為 6.00m。5.3.3 碼頭前沿設(shè)計(jì)水深碼頭前沿設(shè)計(jì)水深，是指在設(shè)計(jì)低水位以下的保證設(shè)計(jì)船型在滿載吃水情況下安全?？康乃睢Ｆ渌羁砂聪率酱_定：D＝T+ + + + (5-1)1Z234= (5-2)24%KH?式中　D－碼頭前沿設(shè)計(jì)水深(m)；T－設(shè)計(jì)船型滿載吃水(m)，T=7.0m ； 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 18 頁 共 85 頁－龍骨下最小富裕深度(m)， =0.40m；1Z1Z－波浪富裕深度(m) 當(dāng)計(jì)算結(jié)果為負(fù)值時(shí)，取 ＝0m ；2 2Z－系數(shù)，順岸取 0.3，橫岸取 0.5， ＝0.3；KK－碼頭前允許停泊的波高(m)，波列累計(jì)頻率為 4%的波高，根據(jù)當(dāng)?shù)夭?%H浪和港口條件確定， ；4%0.68Hm?－船舶因配載不均勻而增加的船尾吃水值(m)，雜貨船可不計(jì)；3Z－備淤富裕深度(m), 根據(jù)回淤強(qiáng)度，維護(hù)控泥間隔期，及控泥設(shè)備的性能4確定，不小于 0.4m，取 0.6m。，取 ；20.368.40Z???〈 2Z?D=7.0+0.4+0+0.6=8.0m；碼頭前沿最低高程＝設(shè)計(jì)低水位－D＝ 。.5807.m?5.4 碼頭前水域及港池的寬度及長度5.4.1 碼頭前水域制動(dòng)水域取 3~4 倍的設(shè)計(jì)船長：（3~4）L=（3~4）L 112m=400m?回旋水域直徑取兩倍設(shè)計(jì)船長：2L=2 112=224m?碼頭前停泊水域取兩倍設(shè)計(jì)船寬：2B=2 17=34m5.4.2 港池的寬度及長度寬度：2L=2 112=224m?長度：266 m連接水域取 3 倍設(shè)計(jì)船長：3L=3 112=336m錨地：可分為港外和港內(nèi)錨地,采用單錨系泊時(shí),每個(gè)錨地所占水域?yàn)橐粓A面積，其半徑可按下式計(jì)算：風(fēng)力7 級(jí): R=L+4h+145 (5-4)式中 R－單錨水域系泊半徑(m)；L－設(shè)計(jì)船長(m) ；h－錨地水深，取 h=8.0m。因?yàn)轱L(fēng)力—有效受拉砼截面面積，對(duì)受彎構(gòu)件 ；t 2tAab—受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積；S—荷載效應(yīng)長期組合計(jì)算的構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力；sl?對(duì)扶壁結(jié)構(gòu)各截面進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果見表 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 82 頁 共 85 頁表 8-4 裂縫寬度驗(yàn)算表立板 底板 尾板跨中 支座 跨中 支座 跨中 支座趾板 肋板(/)MkNm34.46 22.88 116.72 77.50 115.87 76.93 280.94 4497.322SA524 357 1028 654 1028 654 1508 51930()h270 270 470 470 470 470 770 14930slMPa?186 211 274 265 267 252 258 60()sE5102?55102?55102?55102?5 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 83 頁 共 85 頁()cm25 25 25 25 25 25 25 35d12 10 16 12 16 12 16 22teA2（ ）60000 60000 60000 60000 60000 60000 60000 280000te?0.228（0.1） 0.0820.447（0.1）0.189（0.1）0.335（0.1）0.145（0.1）0.335（0.1） 0.024max()W0.17 0.18 0.19 0.18 0.19 0.18 0.17 0.07各構(gòu)件最大裂縫寬度均小于[W]=0.3mm,滿足要求 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 84 頁 共 85 頁參 考 文 獻(xiàn)[1] 韓理安主編.港口水工建筑物. 北京：人民交通出版社編，2000.[2] 陳萬佳主編.港口水工建筑物.北京：人民交通出版社編，1989.[3] 楊克己、韓理安編著.樁基工程.北京：人民交通出版社編，1992.[4] 河海大學(xué)等合編.水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué).北京：中國水利水電出版社,1996. [5] 交通部一航設(shè)計(jì)院編. 港口工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算例 . 北京：人民交通出版社編，1999.[6] 交通部一航設(shè)計(jì)院編. 海港碼頭設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：人民交通出版社編，1994.[7] 交通部二航設(shè)計(jì)院編. 河港裝卸工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) . 北京：人民交通出版社編，1996.[8] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 港口工程技術(shù)規(guī)范 . 北京：人民交通出版社編，1988.[9] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) JTJ211-99. 海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范 . 北京：人民交通出版社編，1999.[10] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) JTJ250-98. 港口工程地基規(guī)范 . 北京：人民交通出版社編，1998.[11] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) JTJ213-98. 海港工程水文規(guī)范 . 北京：人民交通出版社編，1998.[12] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) JTJ290-98. 重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范 . 北京：人民交通出版社編，1998.[13] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) JTJ215-98. 港口工程荷載規(guī)范 . 北京：人民交通出版社編，1998.[14] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) JTJ225-98. 水運(yùn)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 . 北京：人民交通出版社編，1998. 天津港碼頭工程 5000 噸級(jí)件雜貨碼頭設(shè)計(jì)第 85 頁 共 85 頁致謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，指導(dǎo)老師給予了我耐心的指導(dǎo)和講解，同組人員和本班同學(xué)給予了我大量的幫助，在這里我謹(jǐn)表示誠摯的感謝。在本次設(shè)計(jì)中，本人對(duì)本科階段的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的回顧和應(yīng)用；對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)有了更深刻的了解，學(xué)會(huì)了工程中實(shí)際問題的處理方法、處理原則等知識(shí)；在設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)實(shí)事求是、謙虛謹(jǐn)慎的科學(xué)態(tài)度和刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也深深感到所學(xué)知識(shí)的欠缺，這也就要求自己在以后的學(xué)習(xí)工作中進(jìn)一步完善自己的知識(shí)體系，讓自己的水平得到更大的提高。