港口工程课程设计计算说明书

《港口工程学》课程设计计算说明书

学生姓名：

学号：

指导教师：

交通学院港航系

二○一○年九月

目录

1设计目的和要求 (3)

2设计资料 (3)

3设计内容 (5)

3.1集装箱堆场面积计算 (5)

3.2总平面布置 (6)

3.2.1船型尺度 (6)

3.2.2高程设计 (6)

3.2.3总平面布置方案 (7)

3.3水工建筑物设计 (8)

3.3.1码头前沿堆货荷载标准值 (8)

3.3.2码头堆场荷载标准值 (8)

3.3.3装卸机械设备荷载标准值 (8)

3.3.4作用效应组合 (9)

4结构计算 (9)

4.1设计条件 (10)

4.2作用的分类及计算 (10)

4.3码头稳定性验算 (14)

4.4强度计算 (19)

1设计目的和要求

本课程具有较强的工程实践性。本课程的目的是为学生将来从事港口工程设计、施工及管理等工作打下坚实的专业基础。课程设计是理论联系实际、培养学生解决实际问题能力的重要环节之一。通过设计，要求达到：

巩固已学过的有关《港口工程》的基本理论知识，培养正确的设计思想，初步掌握正确的设计方法和设计程序，提高学生计算、编写说明书和制图的技能，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。本次《港口工程》课程设计任为凤阳县鸿运港总平面布置方案与结构方案设计研究。

2设计资料

凤阳县鸿运港通过建设多用途码头，可以满足凤阳及其园区企业对港口集装箱水运的需求；同时作为招商引资平台，可以提高工业园区对企业入住的吸引力，更好地促进工业园区和风阳县地方经济的可持续发展。

拟建工程位于凤阳县板桥镇霸王城，淮河右岸。水路上距蚌埠市35km，下距五河县42km；公路距凤阳县城约10km，铁路距此约2km有临淮关站。水路、公路、铁路交通便利。

多用途码头位于凤阳板桥霸王城港区，主要服务凤阳工业园区。多用途泊位以装卸集装箱为主，兼顾部分件杂货的接卸。本次工程可行性研究的对象是多用途（件杂货与内河集装箱）码头，设计吞吐量：内河集装箱13.935万TEU /年，其中出口量13.935万TEU /年；件杂货吞吐量为70万吨（其中出口20万吨，进口50万吨）；参见表1-1。拟建码头按3个500吨级（兼顾1000吨级）泊位和4个500吨级泊位设计。

多用途码头预测吞吐量一览表

表1-1

(1)设计代表船型选用：

300t驳船： 35.0×9.2×1.3m (长×宽×吃水)

500t驳船： 45.0×10.8×1.6 m (长×宽×吃水)

1000t集装箱船（60TEU）： 65.0×10.6×2.5 m（长×宽×吃水）

(2)设计水位

设计高水位： 19.76m（洪水频率10％）

设计低水位： 11.20m（综合历时保证率90％）

(3) 土层物理力学性质指标

拟建码头泊位的重力式挡墙基础约在标高8.0m以下，在北部以第③工程地质层粉质粘土为主，南部以第⑤工程地质层强风化花岗斑岩为主，均可作为天然地基持力层及下卧层。但在ZK3、ZK4孔一带应做好沉降缝。

以上各土层物理力学性质指标，见表1-2、表1-3。

各工程地质层承载力特征值fak及压缩模量平均值E s̅̅̅一览表表1-2

根据当地地质条件、施工条件和施工经验，在进行码头结构选型采用折线墙背砼半重力式结构和空箱悬臂重力式结构两个方案。

方案一：采用折线墙背砼半重力式。采用现浇挡墙墙身和钢筋砼底板，底板下设砼及片石基床垫层。优点为施工方便，结构基础经济；缺点为混凝土方量大。

方案二：采用空箱悬臂重力式。优点是混凝土量少、地基应力低。缺点是用钢量大、模板用量大。

港区陆域分为前方作业区、后方堆箱区和后方综合服务区。 D1、D2号泊位采用起重能力为20t ，轨距为18m 的行车进行装卸船作业；

D3、D4、D5号泊位码头前沿采用起重能力为40t ，轨距为40m 的轨道式岸边龙门吊进行装卸船作业；

D6、D7号泊位采用16t 固定吊进行装卸船作业。

3 设计内容

3.1 集装箱堆场面积计算

堆场所需平面箱位数和面积大小决定于运量、堆存时间、堆箱层数和装卸系统等因素。 集装箱堆场面积F 4可按下列公式计算：

F 4＝M ×E (m 2)

式中：M ——平面箱位数，个； E ——每一平面箱位面积，m 2；

D ——年堆放集装箱量，个；

K t ——不均衡系数； T ——集装箱平均堆存期； T m ——年工作天数，d

；

H ——堆码层数，集装箱平均堆码层数一般不超过4层；

g

m t K H T T K D M ⋅⋅⋅⋅=

K g——高度利用系数。

M=139350×1.3×10

365×4×1

=1240.8个

一个标箱的面积是15m2,堆场利用率0.7 所以E=15/0.7=21.4m2

F4=M×E=1240.8×21.4=26588.6m2拆装箱库所需容量：据河港工程总体规范4.11.8

E w=Q h K c q t K BW

T yk

t dc

Q h=13.935×104TEU K c=25% q t=8t K BW=1.3 T yk=365d t dc=5d

E w=13.935×104×25%×8×1.3

365

×5=4963.15 t

拆装箱库面积

4963.15

8

×15=9306m2

临时堆场的面积：三艘集装箱船（60TEU）每个TEU的面积15m2

3×60×15=2700m2

3.2总平面布置

3.2.1船型尺度

300t驳船： 35.0×9.2×1.3m (长×宽×吃水)

500t驳船： 45.0×10.8×1.6 m (长×宽×吃水)

1000t集装箱船（60TEU）： 65.0×10.6×2.5 m（长×宽×吃水）

3.2.2高程设计

设计水位

设计高水位： 19.76m（洪水频率10％）

设计低水位： 11.20m（综合历时保证率90％）

码头前沿设计高程:

据河港工程总体规范3.4.2码头前沿设计高程应为码头设计高水位加超高，超高值宜取

0.1～0.5m 19.76+0.1~0.5=19.86~20.26m 取20m