天津港2.5万吨集装箱码头毕业设计

天津港2.5万吨集装箱码头毕业设计第一章总论1.1 概述天津港是世界等级最高、中国最大的人工深水港、吞吐量世界第四的综合性港口，位于滨海新区。

服务和辐射京津冀及中西部地区的14个省市自治区，总面积近500万平方公里，占全国面积的52%，是蒙古国等内陆国家的主要出海口，航线通达世界180多个国家和地区的500多个港口。

天津在渤海西岸的盐碱滩涂上建成的吞吐量两亿吨的第二港口天津南港于2011年08月31日开港试通航，也称天津港的南港区。

本设计在天津南疆港区26＃泊位处，拟建2个2.5万吨级集装箱码头。

1.2 设计依据本次设计内容为天津港2.5万吨级集装箱码头。

设计包含工程总平面布置、装卸工艺、结构尺寸等。

设计按交通部颁发的有关规范进行，具体如下：（1）港区总平面布置、装卸工艺流程设计参照《海港总平面设计规范》、《海港工程设计手册》中规定进行确定。

（2）码头计算荷载按《港口工程荷载规范》中规定进行确定。

（3）混凝土和钢筋混凝土构件的结构系数和弹性模量等按《水工钢筋混泥土结构》中规定进行确定。

（4）设计图纸按港口工程技术规范、港口工程制图标准绘制。

第二章设计资料2.1 工程位置本工程位于天津港南疆港区规划的26#泊位处，东侧为大型石化码头区，天津港主航道里程约12+000。

2.2 自然条件根据天津塘沽海洋站2000-2006年实测值进行特征值的统计与分析。

2.2.1 气温年平均气温 13.1℃年平均最高气温 16.4℃年平均最低气温 10.9℃极端最高气温 40.9℃极端最低气温 -13.5℃（注1953年1月17日曾出现最低气温-18.3℃）2.2.2 降水年平均降水量 363.7mm年最大降水量 491.1mm年最小降水量 196.6mm一日最大降水量 157.2mm（注1975年7月30日曾出现一日最大降水量191.5mm）降水强度≥小雨平均每年65.2个降水日降水强度≥中雨平均每年9.7个降水日降水强度≥大雨平均每年3.7个降水日降水强度≥暴雨平均每年1.0个降水日本区降水有显著的季节变化，雨量多集中于每年的7、8月份，该两个月的降水量为全年降水量的58%，而每年的12月至翌年的3月降水极少，4个月的总降水量仅为全年降水量的3%左右。

2.2.3 雾能见度＜1km的大雾平均每年为16.6个雾日，雾多发生在每年的秋冬季，每年12月份大雾日约为全年大雾日的30%左右，最长的延时可达24小时以上。

按大雾实际出现时间统计，平均每年为8.7天。

2.2.4 相对湿度年平均相对湿度 67%2.2.5 风风是气象要素中不稳定的一个要素，年与年之间观测统计值有一定的差异，为了更真实地反映天津港的风况，我们统计1996～2005年（共计10年）每日24次风速、风向观测资料：统计表明港区常风向为S向，次常风向为E 向，出现频率分别为9.89%、9.21%。

强风向为E向，次强风向为ENE向，≥7级风出现的频率分别为0.32%、0.11%。

详见风玫瑰图和风频率统计表3-1。

造成本海区的大风天气过程，主要是冬、春季的寒潮和夏、秋季的台风（气旋），根据塘沽气象站资料统计，寒潮大风较为频繁，台风（气旋）大风出现频率较少。

本海区历年平均风速4.5m/s，最大风速26.5m/s，风向E，出现在1971年6月26日。

图1 风玫瑰图 2.2.2 水文2.2.2.1 潮位本区潮汐类型为不规则半日潮型，其（HO1+HK1）/HM2=0.53。

2.2.2.1.1 基准面关系天津港理论最低潮面与大沽零点及当地平均海平面的关系如下图：当地平均海面大沽零点2.56m 1.00m天津港理论最低潮面图2 零点及当地平均海平面的关系2.2.2.1.2 潮位特征值（以天津港理论最低潮面起算，下同）根据塘沽海洋站1963年～1999年资料统计：历年最高高潮位 5.81m（1992年9月1日）历年最低低潮位 -1.03m（1968年11月10日）注：1957年12月18日出现最低低潮位-1.08m历年平均高潮位 3.74m历年平均低潮位 1.34m历年平均海平面 2.56m历年最大潮差 4.37m（1980年10月）历年平均潮差 2.40m2.2.2.1.3 设计水位设计高水位 4.30m设计低水位 0.50m极端高水位 5.88m极端低水位 -1.29m2.2.2.1.4 乘潮水位全年乘潮水位见表2-1。

表2-1 全年乘潮水位表频率（%）80 85 90延时潮位（m）乘潮一小时 3.36 3.26 3.14乘潮二小时 3.26 3.16 3.04乘潮三小时 3.12 3.01 2.89乘潮四小时 2.93 2.82 2.71考虑到我国北方海区潮位季节变化，冬三月（12月、1月、2月）乘潮水位见表2-2。

表2-2 冬三月（12月、1月、2月）乘潮水位表频率（%）延时潮位（m）808590乘潮一小时 3.19 3.05 2.91乘潮二小时 3.08 2.94 2.81乘潮三小时 2.94 2.82 2.68乘潮四小时 2.76 2.63 2.502.2.2.2 波浪2.2.2.2.1 波浪概况用塘沽海洋站波浪实测资料统计，本区常浪向ENE和E，频率分别为9.68%和9.53%，强浪向ENE，该向H4%＞1.5m的波高频率为1.35%，T≥7.0s的频率仅为0.33%，各方向H4%≥1.6m的波高频率为5.06%，H4%≥2.0m的波高频率为2.24%，详见波玫瑰图。

2.2.2.2.2 设计波浪当防波堤口门位于航道里程16+000时，拟建码头前50年一遇波要素值见表2-3。

表2-3 码头前50年一遇波要素表水位波要素H1%（m）H13%（m）T（s）极端高水位 2.4 1.6 7.6设计高水位 2.0 1.4 7.62.2.2.3 海流为了港口的发展需要有关部门对该海区进行了多次大范围的海流观测。

据1999年全潮观测资料分析（图1），-5m等深线以外海域涨、落潮流比较集中，属往复流性质，涨潮流向为280°～310°，落潮流向为100°～120°；该区潮段平均流速（99年4#站），涨潮流速为0.21m/s，落潮流速为0.13m/s；最大涨潮流速为0.53m/s，最大落潮流速为0.26m/s。

-5m等深线以内流向比较分散，涨潮流向为245°～350°，落潮流速为55°～170°；该区的潮段平均流速，涨潮为0.15～0.23m/s，落潮为0.14～0.19m/s；最大涨潮流速为0.48m/s，最大落潮流速为0.45m/s，分布规律基本是涨潮流速大于落潮流速。

2.2.3 海冰本港区海域每年有不同程度的海冰出现，初冰日在12月下旬，终冰日在2月下旬，总冰期约60天，多年资料统计，严重冰期年平均仅为10天，正常年份海冰对港口营运及船舶航行无甚影响。

2.2.4 作业天数2.2.4.1 码头作业标准风：风速≤6级雨：降水强度≤中雨雾：能见度≥1.0km波浪：横浪H≤1.2m T≤8s4%≤1.5m顺浪H4%2.2.4.2 统计结果按上述作业标准，通过对观测资料进行统计分析，综合考虑码头作业天数为345天。

2.2.5 泥沙淤积1、天津港泥沙回淤程度的总体评价天津港自建港以来，港口的泥沙回淤一直深受世人瞩目。

通过几十年的研究工作并采取了相应的工程措施（主要有海河修建挡潮闸、修整南北防波堤、堵塞北堤缺口、修建吹填围埝等），取得了良好的减淤效果。

天津港年挖泥量与年吞吐量的比值（方/每吞吐吨），50年代平均为3.58；60年代平均为1.67；70年代平均为0.89；80年代平均为0.55；进入90年代则下降至0.08～0.09。

最新的研究成果表明，天津港已属轻淤港，泥沙回淤已经不再是港口发展的制约因素。

2、天津港泥沙回淤趋势分析天津港在半个世纪的建设发展过程中，泥沙回淤状况逐渐好转，从建港初期的严重淤积状态逐步转变成目前的轻淤积状态。

可以预料，今后随着港口泥沙环境的进一步改善与有效治理措施的实施，港口泥沙淤积情况将进一步好转。

根据天津港务局和天科所在1994～1998年完成的天津港回淤程度评价与淤强分布规律研究成果，天津港泥沙回淤主要趋势体现在以下三个方面：1、随着天津港周边泥沙环境的改善，港内减淤措施的实施和其规模的不断扩大，入港泥沙逐渐减少，淤积形态发生变化，回淤强度降低，淤积部位外移；2、随着滩面物质的粗化，波浪掀沙作用减弱，水体中的含沙浓度降低，进港沙量减少。

根据《天津港防波堤延伸工程模型试验研究》（交通部天津水运科学研究所，2005年10月），待天津港防波堤延伸工程建成后，口门位于16+0处，天津港港池年淤积量为262万m3，本工程位置（12+300）淤强约为0.6m。

2.2.6 地质本工程拟建码头处尚无详细的地质资料，本阶段以附近的南疆东部港区北围埝、天津港30万吨级油码头工程的地质资料作为参考。

该处地质情况详述如下：2.2.6.1 土层分布勘察区内所揭露的土层分布按其沉积成因可分为三个大层：1、海相沉积层：包括①1淤泥、①2淤泥质粘土、①3粘性土混贝壳2、海陆交互相沉积层：②1粉土3、陆相、河口三角洲相沉积层：包括1粉质粘土、③2粉土、④粉细砂、⑤1粉质粘土、⑤2粉土土层分布情况自上而下依次描述如下：①1淤泥灰色、褐灰色，流塑状，高塑性，局部夹少量砂斑，偶见贝壳碎屑、含有机质，土质较均匀，该层分布连续，层位稳定，厚度在7.80m～10.0m之间，底标高在-11.74m～-14.10m之间。

①2淤泥质粘土褐灰色、灰色，软塑状，高塑性，夹少量砂斑，含少量有机质、该层分布连续，厚度0.50m～1.30m之间。

Y1及Y10孔缺失。

①3粘性土混贝壳灰色、灰褐色，为粉质粘土、粉土或淤泥质粘土混夹多量碎贝壳，软塑状，中～中可塑性，厚度在0.70 m～1.80m，底标高在-14.21m～-15.90m之间。

②1粉土灰色，含云母，中密状，含少量碎贝壳，夹粉质粘土薄层，该层在区内分布不连续，以透镜体形式存在，厚薄不均。

③1粉质粘土褐色、褐灰色，可塑状，中塑性，Y6、Y7孔缺失，分布较为连续，底标高在-19.01m～-21.05m之间。

在该层和②1粉土层之间不均匀夹有厚薄不等的粘土和粉砂透镜体。

③粉土2褐灰色、灰色，混砂，夹粘性土薄层，中密状～密实状，该层层位稳定，分布连续，仅Y8孔缺失该层。

底标高在-19.71m～-29.14m之间。

④粉细砂褐灰色、灰色，局部夹少量云母及碎贝壳，夹粉质粘土、粉土薄层，密实状，局部中密状。

该层层位稳定，分布连续，Y3孔以西砂层出露顶标高在-21.60m～-21.94m之间，以东出露顶标高在-20.19m～-24.62m之间，底标高在-49.52m～-57.88m。