重庆某集装箱码头结构设计

毕业设计任务书（某港高桩码头结构设计）（港口航道与海岸工程专业）上海海事大学2015年1月设计任务一、毕业设计的性质及目的毕业设计是大学本科教育的最后一个教学环节，也是最重要的实践性教学环节。

通过毕业设计，进一步提高和训练学生的工程制图、理论分析、结构计算、计算机应用、文献检索和外语阅读等方面的能力，使学生全面了解本专业工程设计过程，基本掌握设计方法，熟悉有关规范、手册和工具书的查阅与使用方法，为今后较快适应工作奠定基础。

二、毕业设计的基本内容和要求在教师的指导下完成一个码头工程的部分设计，具体内容包括：码头平面布置、基桩及梁格平面布置、码头断面设计、码头内力计算、码头横梁和轨道梁设计等。

码头工程毕业设计一般应达到初步设计的要求。

三、毕业设计的成果毕业设计至少应提交下列成果：1.码头设计说明书2.码头设计计算书3.码头平面布置图4.桩基及梁格平面布置图5.码头纵向视图及横向断面图6.码头横梁及轨道梁配筋图四、毕业设计的时间安排1.毕业实习（调研、现场参观、整理资料）：第1周-第4周2.码头平面布置与工艺设计：第5周3.码头基桩及梁格平面布置：第6周4.码头结构内力计算及码头横梁和轨道梁设计：第7周-第13周5.设计成果整理（撰写设计说明书、整理计算书及图纸）：第14周-第15周6.毕业预答辩、答辩：第16周说明：指导教师将在每个设计阶段末检查本阶段同学的完成情况。

设计基础资料1.地理位置拟建寸滩港区位于长江北岸羊坝滩社、长江航道局重庆修造厂范围，地理座标在X=74600～75050m，Y=65700～66650m。

在建的江北区五桂一级公路通过港区后方，拟建的金山大道与港区相邻，港区后方1.8km为渝长高速公路，交通条件极为方便。

2.营运资料2.1 货运任务该码头工程为集装箱专用码头，设计年吞吐量为70万TEU/年，按照“一次规划，分期建设”的原则进行建设，一期工程设计为20万TEU/年。

2.2 设计船型根据调查目前长江上集装箱运输船舶，并结合长远发展，设计船型采用190TEU集装箱船，其设计基本尺度如下表1。

3.自然资料3.1 气象⑴风况根据重庆市陈家坪气象站1965年～1985年二十年间的气象资料统计分析，以N、NNE 及NE风向较多，其频率分别为13。

5%、10%和12%，静风频率为33%。

又据重庆市沙坪坝气象站1941年～1961年统计分析资料：最大风速：26.6m/s（1949年7月24日）定时（2分钟）最大风速：20.0m/s（1949年5月26日）瞬间极大风速：27.0m/s（1961年8月4日）⑵降水年平均降雨量：1082mm月最大降雨量：207.5mm年平均降雨日数：153天年最大降雨量：1353.9mm（1970年）年最小降雨量：911.7mm（1971年）年最多降雨日数：174日（1974年）年最少降雨日数：139日（19784年）平均降雪日：1天⑶雾况根据沙坪坝气象站资料（1941年～1961年）历年平均雾日数：129.8日年最多雾日数：205日（1950年）年最多雾日数：56日（1952年）⑷气温历年平均气温：18.3℃最高气温：41.3℃最低气温：－2.3℃根据上述自然状况进行分析，港口不可作业天数见下表2。

表2 港口不可作业天数分析计算表由表2可知，拟建工程作业天数可定为330天。

3.2 水文（黄海高程系，下同）寸滩河段处于低山丘陵区，河道比较宽阔，水量充沛。

水情变化主要受金沙江、岷江及嘉陵江来水变化影响。

据多年统计资料，在1～3月处于枯水平稳时期，从4月下旬起出现小峰并逐渐进入中高水时期，7～9月多为洪水时期，11月以后，呈缓慢降落状态。

年内低水位常出现在2月中旬至3月下旬。

天然状况下每年各月份的平均水位如下表3所示。

表3 天然状况下每年各月份的平均水位表（黄海高程，m）拟建港区下游1.5Km处设有寸滩水文站，上游6Km处有重庆水文站。

两站均有较长系列的水沙实测资料。

港区设计水位的推算主要依据以寸滩水文站实测资料为主，并参考上游重庆水文站的水文资料。

港区水位特征值及设计水位值如下（黄海基准面）。

历年最高洪水位：189.96m历年最低枯水位：156.62m常年水位差：25.0m最大水位差：33.5m设计高水位：190.92m（重现期二十年）设计低水位：157.60m2006年以前：157.06m（98%保证率）2006年～2009年：157.62m（最低通航水位）2009年后：158.02m（最低通航水位）施工水位：159.62m从目前拟定的三峡水库运行方式来看，寸滩重庆河段的水位变化取决于入库流量的大小。

国内科研单位以175-145-155M方案所做的物理模型实验表明，长寿以下河段处于常年回水区，寸滩至江津重庆河段处于回水变动区。

该方案运行初期，汛期寸滩河段基本不受水库雍水影响；水库运行30年后，在寸滩Q=30000m3/s流量时，水位雍高值为2～3米，随着水库运行的时间推移，汛期水位雍高值还将会有所增加，水库建成后，寸滩港区每年各月份的平均水位如下表4所示。

表4 三峡水库建成后每年各月份的平均水位表（黄海高程，m）结合本河段水文条件在三峡水库建设营运的情况以及以后工程建设计划，寸滩一期工程的设计低水位采用157.62m，设计高水位则按水库运行30年后本河段的水位情况来考虑。

这样，本工程建成后，可适应三峡水库蓄水初期和正常蓄水后的各种变化情况。

3.3 河势拟建港区位于寸滩镇上游约1.5Km处，距上游长江与嘉陵江汇合口约6Km。

港区所处河段微弯平顺，河道左岸为凹岸，港区处于凹岸中部，附近一带区域岸坡较陡，深水傍岸；河道右岸为砂卵石滩，从上至下有草鞋碛、蛮子碛和母猪碛依次排列，中洪水碛体淹没。

天然情况下，本河段主流偏向港区一侧，常年深水傍岸，寸滩石嘴有斜流。

由于枯水期草鞋碛、蛮子碛出露水面，迫使水流偏向左岸港区一侧；中洪水时，碛体淹没，主流移向江心。

港区下游约3Km的黄角滩是重庆河段的浅滩之一，浅区自三家滩至斗套石，长约1Km。

相比之下，港区附近一段水域条件较好，能适合码头、船舶正常作业。

据不同年代测图比较，寸滩河段河床基本稳定，岸坡亦无较大变化。

汛期在河床上发生的淤积，在汛后基本上被冲刷下移。

本河段无累积性淤积现象。

碍航情况也很少发生。

枯水期该河段最小水深一般为3m左右，深槽平均10～20m，洪水期都在30m以上，有的窄深河段可达50～60m。

本河段下游不远处是川江有名的铜锣峡，峡长约3Km，宽超过300m。

两岸山岩陡峭，河谷窄深，断面呈“V”型，其过水断面积随水位上升而增加的速率与开阔河段相比要小得多。

中洪水时，铜锣峡因峡谷过水断面积较上游寸滩河段小，致使峡谷河槽来水作用加强，形成卡口，对上游产生雍水作用，故寸滩河段在汛期大流量时，流速相对较缓，这对船舶靠离码头比较有利。

三峡工程建库后，重庆寸滩港区基本处于变动回水区的中上段，按照水库年内运的行方式，本河段既有天然河道又有水库的两种属性，即汛期坝前防洪限制水位较低，本河段虽受一定的雍水影响，但仍处于畅泄状态，基本上保持天然河道的特性；汛后蓄水期受水库蓄水的影响，又呈现水库的特点，致使成库后的水位历时过程与天然的情况发生明显的变化，来水来沙条件也不同于天然情况。

水库蓄水后，抬高了侵蚀基面，改变了原河道的水流特性，过水断面增大，比降减少，流速降低，水流挟沙能力削弱，泥沙在库区落淤。

库区河道将在新的侵蚀基面的基础上，塑造新河道。

新河道的塑造过程，也是水库淤积末端的发展过程。

影响淤积末端的因素很多，来水量、来沙量、来沙组成及沿时程的变化，变动回水河谷形态、河床组成、水库运行方式、坝前水位等，都将影响淤积末端的位置。

一些研究成果表明：就175-145-155方案，各单位研究得出的80年末重庆河段淤积总量虽有较大差别，但航道与港区演变和改善情况的总规律是基本一致的。

泥沙淤积部位总的分布是：两岸边滩、回流区、弯道凸岸、江心洲的支叉和峡谷河段上下婶沱区。

从淤积的横段面形态看，起特点是两岸边滩淤高扩宽，深槽虽有淤积，但无论从淤积数量还是淤积速度均小得多，成为高滩深槽的河床形态。

同一水位下，淤积后的河宽小于天然状态下的河面宽度，呈现高滩深槽的端面形态，总的趋势是河道继续向窄深、顺直、微弯方向发展。

在正常蓄水位175m时，寸滩港区淤积后采用人工疏浚方式加以解决，不会出现大的碍航影响。

3.4 工程地质条件⑴地形、地貌工程场地地貌为构造剥蚀浅丘地貌单元及长江河漫滩、一级阶地河流地貌单元。

场地整体地形呈北西高南东低斜坡状，集装箱堆场区中部发育一条冲沟，冲沟切割深度为10～20m，冲沟的汇水面积约1.0km2，常年流水。

为上游电镀厂和红星造纸厂排放的生活废水。

拟建集装箱堆场及泊位区内东西两侧地势较高，中间为冲沟，地形起伏较大，坡面坡度为10°～20°，地面高程为153.60(水下)～222.56m，相对高差为68.96m；场地西部的河漫滩及一级阶地范围，地形相对平缓，地面坡度为5°～10°，后缘山体斜坡地形坡度较陡，为30°～45°，地面高程为157.60～208.12m，相对高差为50.52m。

⑵地质构造根据本码头工程岩土工程勘察报告，拟建工程区域地质构造位于龙王洞背斜南东翼倾末端，其间又发育一次级向斜，向斜轴部沿冲沟展布。

⑶地层经钻探揭露，勘区范围内地基土分布较为稳定。

按其工程地质特性，分为五个工程地质层六个亚层，由上至下分述如下：①素填土层(Q4m1)杂色，主要由粘性土及砂泥岩碎块石组成，属人工抛填形成，局部含少量砖瓦块等建筑垃圾和生活垃圾，层厚为0.30m～3.10m，分布于勘察区居民点附近。

②粉质粘土(Q4el+dl)褐红色，成份较均匀，底部含少量风化岩块，顶部含有植物根系。

可塑～硬塑状，无摇震反应，干强度中等，柔性中等，稍光泽。

该层分布于场地内耕地、农田范围。

层厚为O.OOm～3.60m。

③细砂土(Q4a1)；褐黄色，颗粒级配良好，局部含少旱砂岩碎屑。

该层呈松散，稍湿～湿状。

分布于场地内河漫滩及一级阶地局部范围。

层厚为O.OOm～6.10m。

④碎石土(Q4co1)杂色，由砂、泥岩块石组成，细砂土充填，硬质物粒径为20～500mm。

该层呈松散状，饱和状。

分布于长江常年水位以下范围，钻探揭露厚度为O.OOm～5.50m。

⑤中侏罗统沙溪庙组(J2S)Ⅰ、泥岩紫红色或褐红色，由粘土矿物组成，局部砂质含量较高，泥质结构，巨厚层状构造。

强风化层岩石破碎，裂隙发育，层厚为0.6～3.80m；中等风化层岩石较完整。

该层分布于场地内绝大部份范围，为场地的主要岩层。

Ⅱ、砂岩褐黄色～灰白色，矿物成份以长石、石英为主，白云母碎片次之，含少量暗色矿物，偶夹泥质条带或团斑。