廣西防城港20000噸級件雜貨碼頭設計

1、 廣西防城港20000噸級件雜貨碼頭設計第一章 總論最近，港城一體化的發(fā)展，密切了港城關系。世界上大多數(shù)港口城市都十分重視港口的發(fā)展，并制定以港興城的發(fā)展戰(zhàn)略，鼓勵和扶持港口的發(fā)展，港城關系更加密切。港口已經(jīng)成為這些城市不可分割的重要組成部分和新經(jīng)濟增長點。 我國城市現(xiàn)有的許多港口的規(guī)模已經(jīng)跟不上城市的發(fā)展腳步，本次設計的廣西防城港就是因為港口泊位少，泊位噸級不能滿足大噸位、超大噸位船舶的進港要求。為了更好的促使城市的經(jīng)濟發(fā)展，廣西防城港進行擴建，在原有碼頭的基礎上擬建萬噸級泊位幾個，主要有件雜貨碼頭、散貨碼頭、集裝箱碼頭、金屬碼頭、糧食碼頭等等。本次設計的主要內(nèi)容包含：自然條件分析，總平面布

2、置，裝卸工藝的選定，兩個碼頭結構方案的選定及比選，工程概預算，推薦方案的結構計算等等根據(jù)營運資料和船型資料的分析，確定擬建20000噸件雜貨碼頭一個，含4個泊位；散貨碼頭一個，含一個泊位；集裝箱碼頭一個，含一個泊位。確定了碼頭及泊位后，對碼頭的總平面布置進行了水域和陸域兩部分的計算和布置。碼頭泊位采用連續(xù)布置，并根據(jù)貨種的不同來進行上下風向的泊位布置。并根據(jù)營運資料，進行了碼頭后方倉庫及堆場面積的計算和布置。同時根據(jù)設計規(guī)范計算確定了碼頭面高程，前沿設計水深，航道寬，回旋水域，錨地等。裝卸工藝的確定主要包括：工藝流程的設計，機械設備選型，機械數(shù)量的確定，裝卸工人和機械司機人數(shù)的確定，主要經(jīng)濟指

3、標的確定。在機械設備選型上，不要的裝卸船機械選定為起重量為10噸的門座起重機，軌距選用10.5m，水平搬運機械主要選定為叉式裝卸車，每條作業(yè)線上配備兩臺。庫場拆碼垛幾裝卸機械選定為橋式起重機和移動式起重機。接下來進行結構方案的選定及比選。根據(jù)碼頭的結構形式分類主要有重力式、板樁式和高樁式。碼頭結構型式的選用主要取決于使用要求與自然條件（特別是地質(zhì)條件）。就地質(zhì)條件而言，結構型式必須和地質(zhì)條件相適應，否則會增加造價，甚至產(chǎn)生過大的位移或沉降，影響碼頭的正常使用。在基巖、砂礫、和硬粘土低級條件較好的區(qū)域可選用重力式碼頭，并利用其自重抗滑和抗傾，抗衡船撞擊和其它外力的作用；在中等密實的地基，埋深適宜

4、的區(qū)域且下部無較堅硬的持力土層時，采用板樁碼頭；在淤泥等軟基上軟土層較厚情況下則廣泛采用高樁碼頭。在外海深水開敞式碼頭中，基本采用鋼樁做基礎的高樁或鋼管樁導管式碼頭。為適應波浪和風浪大且方向多變的情況，已由單一固定方向的高樁碼頭發(fā)展為二個和多方向的平面布置的型式。在深水油碼頭和液化散礦碼頭更有單點系泊碼頭，以適應風、浪、流的變化。參考本次設計的防城港的地基條件，本設計選用重力式沉箱結構和重力式空心方塊結構進行方案比選。經(jīng)過比選，把重力式沉箱結構作為推薦方案，把空心方塊結構作為比較方案。對沉箱碼頭結構進行了結構內(nèi)力計算，主要有沉箱結構在各種荷載下各件承載能力極限狀態(tài)和正常使用狀態(tài)下的作用效應組合

5、，面板和底板的內(nèi)力計算和配筋。第二章 自然條件2.1 工程建設地點擬建的防城港深水泊位碼頭位于防城港總體布局規(guī)劃二區(qū)內(nèi)，即東灣暗埠江口的南端，從11#、12#泊位順延建設。2.2 自然條件2.2.1地形、地貌防城港所在的防城灣，三面丘陵環(huán)抱，灣口朝南，口門寬約10.4km，由于受地質(zhì)構造影響及海水長期浸蝕，陸域兩翼突出，東為企沙半島，西為白龍尾半島，灣內(nèi)有東北西南走向的漁漫島將防城灣分成外灣、內(nèi)灣兩部分，水域呈“丫”型。白龍尾半島與漁漫島之間形成內(nèi)灣，水域面積約40km2，漁漫島與企沙半島之間形成外灣，水域面積約120km2。防城港深水泊位碼頭在防城港總體布局規(guī)劃二區(qū)內(nèi)建設，從12#泊位末端往

6、南延伸建設。岸線西面接現(xiàn)已動工興建的五萬噸級進港航道，并與該航道平行。岸線以東（后方）為退潮時淺露的沙灘。2.2.2 工程地質(zhì)1）、地質(zhì)特征概述防城港深水泊位工程地質(zhì)鉆探共布置283個鉆孔，據(jù)鉆探揭示，場地巖土層由第四系人工堆積層（Qml）、第四系海陸交互沉積層（Qmc）、第四系殘積層（Qel）（包括人工炸礁碎渣）、侏羅系基巖（J）組成。2）、港區(qū)地質(zhì)分層及物理力學指標按從上到下層序描述如下： 第四系人工堆積層（Qml）：多為碎石，混淤泥、砂土等，為挖泥船卸土，成分為泥巖、泥質(zhì)砂巖等，已軟化，呈松散狀。進出港航道以東區(qū)域地表零星有分布，通常上覆薄層浮泥。按疏浚巖土分類標準（JTJ/T32096

7、）表4.2.3劃分，該層巖土類別定為11級。 第四系海陸交互沉積層（Qmc）：按巖性可分為淤泥、粘土、砂土、碎石土四種類型，分別描述如下：（1）淤泥：部分混砂土，呈灰黑色，流塑軟塑狀。標準貫入試驗實測錘擊數(shù)15擊，平均1.8擊。分布廣，場地各區(qū)域均有揭示，以進出港航道及以東區(qū)域分布較多，局部以透鏡體分布于砂土層中。該層巖土類別定為2級。頂面高程3.5m，平均厚度3.7m。（2）粘土：呈黃色、紫紅色，以軟塑狀為主，局部呈流塑或可塑狀。標準貫入試驗實測錘擊數(shù)19擊，平均4.1擊。常以透鏡體產(chǎn)出。該層巖土類別定為4級。平均厚度5.2m。（3）砂土：部分混淤泥、貝殼或卵礫石等，以灰白色為主，其次為灰黑

8、色，多呈松散狀，局部呈稍密或中密狀。標準貫入試驗實測錘擊數(shù)114擊，平均7.1擊。平均粒徑d50=0.45mm，不均勻系數(shù)CU=8,曲率系數(shù)Cc=0.89，屬中等均勻性土。分布廣，場地各區(qū)域均有揭示，局部以透鏡體分布于淤泥層中。該層巖土類別定為8級。平均厚度2.9m。（4）碎石土：為卵、礫石，成分為砂巖、石英，磨圓度高，通常混砂土，局部混粘土，多呈密實狀，部分呈稍密或中密狀。標準貫入試驗實測錘擊數(shù)1932擊，平均23.4擊。平均粒徑d50=8.1mm，不均勻系數(shù)CU=83,曲率系數(shù)Cc=0.84，屬不均勻性土。多分布于（Qmc）底部。該層巖土類別定為13級。平均厚度2.3m。 第四系殘積層（Q

9、el）：按巖性可分為粘土和碎石土兩種類型，分別描述如下：（1）粘土：紫紅色或黃色，以可塑狀為主，局部呈軟塑狀。該層巖土類別定為4級。平均厚度3.8m。（2）碎石土：為碎石，包括風化碎石和人工炸礁碎渣。成分為泥巖、泥質(zhì)砂巖及砂巖等，人工炸礁碎渣層多呈松散狀，其余呈中密密實狀。該層巖土類別定為12級。平均厚度2.1m。 侏羅系基巖（J）：巖性有泥巖、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖和砂巖。根據(jù)巖石極限抗壓強度劃分，除砂巖為硬質(zhì)巖外，其余為軟質(zhì)巖。根據(jù)風化程度劃分強風化層和中風化層。綜合巖性、工程特性，把基巖分為三層，即三種巖土類別：（1）強風化泥巖：紫紅色，結構大部分破壞，鉆進快，巖芯手感軟，手可掰開，用鍬鎬可挖

10、掘。標貫擊數(shù)小于50擊。該層分布范圍小，厚度較薄，通常分布于基巖上層。該層巖土類別定為14級。平均厚度3.3m。（2）強風化泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、砂巖和中風化泥巖、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖。按風化特征分述如下：a 強風化泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、砂巖：結構大部分破壞，風化裂隙很發(fā)育，巖體破碎，鉆進稍不平穩(wěn)，巖芯易散碎，多呈碎石狀，用鎬可挖掘，但較困難。標貫擊數(shù)大于50擊。b 中風化泥巖：巖體完整，鉆進平穩(wěn)，巖芯呈長柱狀，手感較軟，手用力可折斷。標貫擊數(shù)大于50擊。天然抗壓強度0.11.0MPa,平均0.38MPa。平均厚度2.9m。c 中風化泥質(zhì)砂巖、粉砂巖：結構部分破壞，裂隙稍發(fā)育，部分巖體較完整，鉆進平穩(wěn)，巖

11、芯多呈柱狀，較硬，用力互擊方可擊斷。飽和抗壓強度122.5MPa,平均10.0MPa。平均厚度4m。該層巖土類別定為15級。（3）中風化砂巖：結構部分破壞，裂隙稍發(fā)育，部分巖體較完整，鉆進平穩(wěn)，進尺較慢，巖芯多呈塊狀，部分呈柱狀，堅硬，不易擊碎。飽和抗壓強度16.389.1MPa,平均41.4MPa。該層巖土類別定為16級。各土巖層物理力學指標見下表。其中把Qmc（粘土）與Qel（粘土）、Qmc（碎石土）與Qel（碎石土）合并統(tǒng)計。 表21各土層物理力學指標 指 參標數(shù)土巖層名稱及編號土的密度標準值粘聚力標準值內(nèi)摩擦角標準值水下休止角壓縮模量標準值基床摩擦系數(shù)承載力容許值鉆孔樁極限端阻力標準值

12、極限側阻力標準值g/cm3kPaMPakPakPakPa淤泥1.626.132.72.274713粘土2.0612.2519.39.3311345砂土1.90135313312050碎石土2.10340.4400140基巖2.300.4535090基巖12.440.550084022.440.58001200基巖2.410.615003000注：1包括：強風化泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、砂巖和中風化泥巖；2包括：中風化泥質(zhì)砂巖、粉砂巖。2.2.3 水文據(jù)防城港19761991年實測潮位資料統(tǒng)計，其潮位特征值如下（以理論深度基準面起算，下同）：最高潮位 5.54m （1986.7.22）最低潮位 -0.2

13、9m （1990.11.12）平均潮位 2.27m平均高潮位 3.67m平均低潮位 1.12m最大潮差 5.39m平均潮差 2.55m根據(jù)1986、1989、1990年潮位資料統(tǒng)計分析：設計高水位：4.64m （潮峰累積頻率10）設計低水位：0.30m （潮谷累積頻率90）據(jù)1979年1991年的最高最低潮位系列進行分析得：極端高水位：5.69m （重現(xiàn)期為50年一遇）極端低水位：-0.73m （重現(xiàn)期為50年一遇）2.2.4 波浪本港無長期波浪觀測資料，港址ENW向為陸域所環(huán)抱，該向波浪是小風區(qū)所生成的，其浪不大。唯有SSWSSSE方向，向北部灣海域敞開，外海波浪在高潮時可以越過淺灘傳至港區(qū)

14、，因此，本港區(qū)主要受該向波浪影響。設計波浪要素，其重現(xiàn)期按50年一遇，根據(jù)南京水利科學研究院2001年10月的防城港水域波浪計算，設計高水位時的主波要素為：SW向：H1=2.57m，T=7.4s2.2.5 地震根據(jù)建筑抗震設計規(guī)范（GB500112001）附錄A資料，防城港屬6度抗震設防烈度、設計地震第一組，地震動峰值加速度值為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35s。第三章 貨運量和船型3.1船型資料表31船型尺度表船型噸級DWT船長(米)船寬(米)型深(米)滿載吃水(米)雜貨150001622213.39.8雜貨200001752414.410.4集裝箱和多用途300002173018

15、.910.7集裝箱和多用途500002943521.813.3集裝箱400002703321.212.5散貨300001902614.610.8散貨500002303217.512.7散貨700002533519.313.83.2 吞吐量資料表31吞吐量一覽表貨種吞吐量出口進口小計外貿(mào)內(nèi)貿(mào)小計外貿(mào)內(nèi)貿(mào)合計（萬噸）1370122095027015011040鋼鐵（萬噸）255520155水泥、化肥（萬噸）454545糧食（萬噸）551010452025非金屬礦石（萬噸）900900700200金屬礦石（萬噸）20020015050集裝箱（萬TEU）83.53.54.54.5其他件雜貨（萬噸）65

16、25205403010注：1TEU按10噸進行換算。3.3 施工條件防城港屬南亞熱帶海洋氣候，高溫多雨，季風盛行，夏季風浪較大。除受臺風影響期間外，大型施工船舶基本可以全年施工。3.3.1水文潮汐：防城港潮汐為不正規(guī)全日潮，最高潮位5.54m，最低潮位0.29m，最大潮差5.39m，平均高潮位3.67m，平均低潮位1.12m，施工水位取2.0m。波浪：參照白龍尾海洋站資料，據(jù)19751984年的實測波浪資料統(tǒng)計：常浪向為NNE，頻率為20.41，平均波高0.47m，次常浪向為SE，頻率為15.87，平均波高0.53m，強浪向為SSE向，最大波高7.0m，次強浪向為SE，最大波高為6.0m，均為

17、臺風襲擊時產(chǎn)生。3.3.2氣象全年平均氣溫22.2，月平均最高氣溫28.4，極端最高氣溫為35.4，月平均最低氣溫為14.2，極端最低氣溫2.8，全年沒有霜凍；年平均降水量為2362.6mm，多集中在69月份，占全年降水總量的71，而11月至翌年3月，只占全年降水總量的6.4。本港建設區(qū)域屬季節(jié)性地區(qū)，冬季多偏北風，夏季多偏南風，春秋季節(jié)是南北風向轉換季節(jié)，全年常風向NNE，次常風向為SSW，強風向為E，次強風向為NNE，本區(qū)為臺風頻繁活動地區(qū)，平均每年約受1次最多3次臺風或熱帶低壓影響。年平均霧日22.2天，一般延續(xù)23小時。 年平均相對濕度達81。統(tǒng)計受到風、雨、霧、浪等自然因素影響施工的

18、天數(shù)為32.25天，考慮到碼頭距離現(xiàn)有港區(qū)達7km的航程，每年施工有效作業(yè)天數(shù)取300天。3.3.3 材料及工程施工現(xiàn)場用水、用電本工程建筑材料主要有鋼材、水泥、砂、碎石、塊石等，均可從防城港市或防城直接采購，回填砂則從附近海域撈取，通過汽車或船將材料運抵預制場或工程現(xiàn)場。碼頭施工用水和用電直接可從12#泊位接入,非常方便。第四章 總平面布置4.1總平面布置原則4.1.1 港口應按照貨場、吞吐量、裝卸特點、泊位分工及客運量等因素因地制宜合理地劃分作業(yè)區(qū)，對于危險品及污染性較大的貨物，宜單獨分區(qū)。4.1.2 作業(yè)區(qū)布置時，應考慮風向及水流流向的影響。污染性貨物碼頭或作業(yè)區(qū)在主導風向的下風側，危險

19、品的碼頭或作業(yè)區(qū)應布置在港口的下游，并與其他的碼頭或作業(yè)區(qū)保持一定的安全距離。4.1.3 順岸式碼頭的前沿線一般沿水流方向及地形等高線布置并應考慮擴建時經(jīng)濟合理的連成順直岸線的可能。碼頭前有可供船舶運轉或回旋的水域，同時必須考慮碼頭建成后對水流的改變，河床沖淤變化及岸坡穩(wěn)定等影響。4.1.4 布置陸域時，要節(jié)約用地，不占或少占良田，少拆遷，陸域前方應布置生產(chǎn)性構件物及必要的生產(chǎn)輔助建筑。所需房屋應盡量合理的合并組合，生活區(qū)的布置應符合城鎮(zhèn)規(guī)劃的要求并宜接近作業(yè)區(qū)。4.1.5 作業(yè)區(qū)內(nèi)部，應根據(jù)裝卸工藝流程和所需的碼頭、庫場、鐵路、道路及其他建、構筑物的數(shù)量與布置上的要求，按照以近期為主，并考慮

20、到發(fā)展的可能性合理布置。4.1.6作業(yè)區(qū)中建、構筑物的布置應力求緊湊，但其相互間的距離必須符合先行的建筑設計防火規(guī)范及其相關專業(yè)規(guī)范的要求。4.2泊位計算4.2.1初步擬定泊位數(shù) 鋼鐵25萬噸 共計190萬噸 水泥、化肥45萬噸20000噸件雜貨碼頭 糧食55萬噸 其他件雜貨65萬噸 非金屬礦石900萬噸 共計1100萬噸 金屬礦石200萬噸20000噸散貨碼頭 集裝箱8萬TEU 共計80萬噸 30000噸集裝箱碼頭4.2.2泊位數(shù)初步確定 - 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)設計吞吐量和操作過程確定。 Pt一個泊位的年通過能力

21、泊位年通過能力應根據(jù)泊位性質(zhì)和設計船型按下式計算： - 式中：T年日歷天數(shù)。取365 G設計船型的實際載貨量（t） 裝卸一艘設計船型所需要的時間（h） P設計船時效率（t/h），按年運量、貨艙、船艙、船舶性能設備能力，作業(yè)線和管理等因素綜合考慮晝夜小時數(shù)，取24小時晝夜非生產(chǎn)時間之和（h），包括工間休息、吃飯和交接班時間，應根據(jù)各港的實際情況確定，可取24h，取4h。泊位利用率船舶的裝卸輔助作業(yè)、技術作業(yè)時間以及船舶靠離泊時間之和（h），取7h。 （參見下表）表41部分單項作業(yè)時間項目靠泊時間離泊時間開工準備結束公估聯(lián)檢時間（h）0.51.00.50.750.751.00.751.01.52.

22、01.02.0表42裝卸工藝（初定）貨種裝卸機械臺數(shù)臺時效船時效鋼鐵10噸級門座起重機1100100水泥、化肥10噸級門座起重機2100200糧食10噸級門座起重機2100200其他件雜貨10噸級門座起重機3100300非金屬礦石移動式裝船機160006000金屬礦石移動式裝船機160006000集裝箱集裝箱裝卸橋12030箱x812噸1603604.3專業(yè)碼頭一（件雜貨碼頭）4.3.1 鋼鐵 ： 符合泊位利用率4.3.2 水泥、化肥 ： 符合泊位利用率4.3.3 糧食 ： 符合泊位利用率4.3.4 其他件雜貨 符合泊位利用率4.4 專業(yè)碼頭二（散貨碼頭） 4.4.1 散貨 ： 符合泊位利用率

23、4.5 專業(yè)碼頭三（集裝箱碼頭）4.5.1 集裝箱 符合泊位利用率表43 泊位計算列表項目貨種設計船型吞吐量（萬噸）年日歷天數(shù)船時效臺數(shù)N泊位數(shù)鋼鐵1500025365100127.524471418628.20.5971水泥化肥150004536520063.7524472802370.10.561糧食150005536520063.7524472802370.10.6851其他件雜貨150006536530042.5244731153822.30.5631散貨200001100365120001.4224472170936640.6431集裝箱30000803652502447114738

24、2.940.5414.6 碼頭面高程： 式中：E碼頭面高程 HWL設計高水位 取1.01.5 所以 m 取5.9m4.7碼頭前沿水深 ： - 式中：D碼頭前沿設計水深（m） T設計船型滿載吃水（m） 龍骨下最小富裕深度（m），取0.20.6mK系數(shù)，順浪取0.3，橫浪取0.5碼頭前沿允許停泊的波高（m），波列累計頻率為4%的波高船舶因配載不均勻而增加的船尾吃水值（m），件雜貨船可不計，散貨船和油船取0.15m 備淤富裕水深（m），根據(jù)回淤強度，維護挖泥間隔期及挖泥設備的性能確定，不小于0.4m4.7.1件雜貨碼頭： （雜貨忽略） m D=9.8+0.3+0.98+0.5=11.48m4.7.2

25、 散貨碼頭： m D=10.8+0.3+0.98+0.15+0.5=12.734.7.3 集裝箱碼頭 m D=12.5+0.3+0.98+0.5=15.06 最后碼頭前沿水深取15.06m 港底標高為-0.3-14.9=-15.244.8 碼頭泊位長度： - 式中： 碼頭泊位長度m L設計船長 D富裕長度m表44 參考規(guī)范得下表：L（m）230d (m )5810121518202225304.8.1 鋼鐵碼頭： m4.8.2水泥化肥：=198m4.8.3 糧食 ： =198m4.8.4 其他件雜貨 ：=198m4.8.5 散貨 ：4.8.6 集裝箱： 碼頭采用連續(xù)布置，總碼頭線長度為： 4.

26、9 通航水深和設計水深 航道寬度4.9.1通航水深： - 設計水深： 式中： 航道通航水深 T設計水深滿載吃水 船舶航行時船體下沉值（m） 航行時龍骨下最小富裕深度 波浪富裕深度（m） 船舶裝載縱傾富裕深度，雜貨船和集裝箱可不計，油船和散貨取0.15m 航道設計水深 備淤富裕深度（m），不宜小于0.4m 通航水深： 設計水深：4.9.2航道寬： （缺資料，采用經(jīng)驗公式計算） 4.10 錨地：采用單錨，采用規(guī)范公式計算。 - 式中：R水域系泊半徑 L設計船長 r 有潮差引起的浮筒水平偏位（m），每米潮差可按1m計算 系纜的水平投影長度。 取20m， 取25m， 可增大。 e 船尾與水域邊界的富裕

27、距離（m），取0.1L 所以：R=230+2.55+25+0.1230=280.55m4.11 回旋水域： R=2L=2230=460m 碼頭前沿停泊水域寬：取兩倍設計船寬，L=222=44m4.12庫場面積計算 倉庫堆場所需容量： - 式中：E倉庫堆場所需的容量（t） 年貨運量（t） 倉庫（堆場）不平衡系數(shù) 月最大貨物堆存噸天（t.d） 月平均貨物堆存噸天（t.d） 貨物最大庫（場）百分比 倉庫（堆場）年營天（d），一般取350365d 貨物在庫（場）的平均堆存期（d） 倉庫（堆場）總面積可按下式計算 式中：A庫場總面積（） q 單位有效面積的貨物堆存量（t/） 庫場總面積利用率，為有效面積

28、占總面積的百分比4.12.1水泥、化肥 ： 4.12.2 鋼鐵 ： 4.12.3金屬 ： 4.12.4非金屬： 4.12.5 糧食 ： 4.12.6其他件雜貨： 4.12.7集裝箱 ： 集裝箱出口： 集裝箱進口： 表45庫場面積計算列表貨種年貨運量（萬t）不平橫系數(shù)年營運天數(shù)平均堆存期容積利用系數(shù)單位有效面積堆存量總面積利用系數(shù)%最大入庫百分比%所需容量總面積水泥化肥451.5360101.01.9701001875014000鋼鐵251.55360101.05.0809510225.72556.43金屬礦石2001.436070.82.080955172232326.3非金屬礦石9001.4

29、36070.82.08095232750145468.8糧食551.6360101.02.0759523222.215481.5其他件雜貨651.55360121.02.07510033583.322388.87集裝箱出口351.23605N=4705833.33554.6進口451.236010N=470150009142.5第五章 裝卸工藝（件雜貨）5.1選型及配備原則1）根據(jù)裝卸工藝方案選型的裝卸機械應兼顧先進性、通用性和經(jīng)濟性的原則，以適應件雜貨碼頭的特點。2）裝卸船的機械選型是應根據(jù)船型和貨物種類的特點和要求進行選擇，并且在機械配備上應注意發(fā)揮船機的作用。3）水平運輸機械的選型，一般

30、情況下，在運距在100150m以內(nèi)時，以選用叉車為宜；運距較遠時，以采用牽引平板車為宜。4）裝卸機械選型要求堅持節(jié)能原則，目前在港口所使用的裝卸機械應優(yōu)先選用電動機械和柴油機驅動的流動機械。5).機械選型要求力求選用標準型機械，機械配備時應盡可能簡化機型，統(tǒng)一規(guī)格，以便維修和備件的儲備。5.2裝卸機械選型1） 裝卸船機械門座起重機，軌距選用10.5m，起重量10噸2） 水平搬運機械叉式裝卸車，數(shù)量：每條作業(yè)線配2臺3） 庫（場）拆碼垛幾裝卸機械叉式裝卸車（3t）、橋式起重機、移動式起重機5.3工藝流程布置（見圖） 件雜貨碼頭的裝卸工藝主要是通過門座式起重機，將貨物從船舶到臨時堆場，或者通過船吊

31、將貨物運到駁船，如是成組的件雜貨也可通過門機直接將貨物裝卸到汽車上直接運出碼頭。通過門機裝卸在臨時堆場的貨物，通過輪胎吊或者叉車運送至后方倉庫或者運送至火車（汽車）直接運出碼頭。5.4機械數(shù)量的確定參照港口工程設計手冊件雜貨碼頭設備組合表裝卸船機械為四個件雜貨碼頭共10噸級門座起重機共8臺，則需叉車16臺。庫（場）拆碼垛幾裝卸機械為輪胎式起重機。5.5件雜貨碼頭勞動人員配置5.5.1主要件貨種作業(yè)線每班定員 鋼鐵泊位每條作業(yè)線每班定員811人，取10人 糧食泊位每條作業(yè)線每班定員1217人，取15人 水泥泊位每條作業(yè)線每班定員1217人，取15人非金屬、金屬泊位每條作業(yè)線每班定員1217人，取

32、15人全部裝卸工定員=平均每條作業(yè)線配工人數(shù)平均每工班作業(yè)線數(shù)工作班次（1+輪休后備系數(shù)）/出勤率 式中：平均每條作業(yè)線配工人數(shù)按取值加權平均計算得到 平均每工班作業(yè)線數(shù)一定時期內(nèi)加權平均計算得出每工班平均作業(yè)線數(shù) 工作班次一班制取1，二班制取2，三班制取3，四班三運轉取4。本次設計取3 輪休后備系數(shù)指年制度休息工時/年制度工作工時。其中密周實行40小時工作制的四班三運轉崗位輪休后備系數(shù)取0.05。本次設計取0.05 出勤率取0.95 則：全部定員=5.5.2裝卸機械司機全部定員 全部定員=單機每班定員機械使用臺數(shù)工作班次（1+輪休后備系數(shù)）/出勤率 則：全部定員=5.5.3裝卸調(diào)度員 1)

33、值班調(diào)度主任每班人，三班需3人 2) 值班調(diào)度 2人 3) 裝卸調(diào)度計劃員 2人 4) 裝卸調(diào)度統(tǒng)計員 2人 5) 船舶貨物裝卸指導員，每船每班需1人，共需12人 6) 貨運業(yè)務員 10人 7) 港口理貨員 10人 8) 衡器理貨員，每個泊位一臺衡器，每臺每班2人，共需24人 9) 裝卸機械修理人員 25人 11) 裝卸工具修制工，按裝卸工的3%5%配備 取12人 12) 裝卸工具收發(fā)工，按裝卸工的3%5%配備 取10人 13) 港口系纜工，每個泊位每班0.81人 取12人 14) 裝卸機械運行技術人員 取3人 15) 隊（車間）生產(chǎn)管理人員 取4人 16) 現(xiàn)場安全監(jiān)督員，每班12人，取6人

34、 17) 現(xiàn)場貨運質(zhì)量監(jiān)督員，每班12人，取6人第六章 空心方塊結構方案設計6.1碼頭結構型式比選按碼頭的結構型式分類主要有重力式、板樁式和高樁式。重力式碼頭是我國分布較廣，使用較多的一種碼頭結構型式，其結構堅固耐久，抗凍性和抗水性較好，能承受較大的地面荷載和船舶荷載，對較大的集中荷載以及碼頭地面超載和裝卸工藝變化適應性較強，施工比較簡單，維修費用少，是港務部門和施工單位常用的碼頭結構。板樁碼頭主要靠板樁沉入地基來維持工作，結構簡單，材料用量小，施工方便，施工速度快，主要構件可以預制，但結構耐久性不如重力式碼頭，施工過程一般不能承受較大的波浪作用高樁碼頭是應用廣泛的主要碼頭結構型式，為透空結構

35、，結構輕，減弱波浪的效果好砂石料用量省，對于挖泥超深的適應性強，使用于可以沉樁的各種地基特別使用與軟土地基，但對地面荷載和裝卸工藝的適應性差，耐久性不如重力和板樁式碼頭，構件易破損且難修復。塊體結構優(yōu)點是耐久性好，施工簡單且不需要復雜的施工設備。缺點是水下工作量大，施工速度慢，結構整體性和抗震性能差。塊體碼頭一般適用于地基良好，當?shù)赜写罅渴?，但缺少鋼材以及冰凌嚴重的地區(qū)。沉箱結構的優(yōu)點是施工速度快，水下工作量小，結構整體性好，抗震性能好。缺點是需要鋼材多，耐久性能不如方塊碼頭，專門的預制水下設備。沉箱結構適用于當?shù)赜谐料漕A制場或工程量較大的大型碼頭。扶壁結構的優(yōu)缺點介于塊體結構和沉箱結構兩者

36、之間?；炷僚c鋼材用量比沉箱結構少，施工速度快。主要缺點是結構整體性不好，對地基的不均勻沉降適應性差。大直徑圓筒的優(yōu)點是構造簡單，混凝土與鋼材用料少，施工速度快且造價低。但要求在碼頭前設計水底下不深處有承載力較高的持力層和大型起重和運輸設備。由于扶壁結構對地基不均勻沉降適應性差，大直徑圓筒結構要求有大型起重及運輸設備，都不宜使用。而方塊結構耐久性好，適應性強，砂、石料均可以從防城港市采購，回填砂可從附近海域撈取，汽車或船可以到達預制廠或施工現(xiàn)場，因此適宜采用?？招姆綁K與實心方塊相比，載重量相同的情況下，空心塊體的外形尺寸比實心塊體大，可節(jié)約混凝土的用量?？招膲K體可用塊石填充，這些塊石可增加碼頭

37、抗滑工作，還可部分參加抗傾工作，進一步減少混凝土的用量。碼頭結構型式的選用主要取決于使用要求與自然條件（特別是地質(zhì)條件）。就地質(zhì)條件而言，結構型式必須和地質(zhì)條件相適應，否則會增加造價，甚至產(chǎn)生過大的位移或沉降，影響碼頭的正常使用。在基巖、砂礫、和硬粘土低級條件較好的區(qū)域可選用重力式碼頭，并利用其自重抗滑和抗傾，抗衡船撞擊和其它外力的作用；在中等密實的地基，埋深適宜的區(qū)域且下部無較堅硬的持力土層時，采用板樁碼頭；在淤泥等軟基上軟土層較厚情況下則廣泛采用高樁碼頭。在外海深水開敞式碼頭中，基本采用鋼樁做基礎的高樁或鋼管樁導管式碼頭。為適應波浪和風浪大且方向多變的情況，已由單一固定方向的高樁碼頭發(fā)展為

38、二個和多方向的平面布置的型式。在深水油碼頭和液化散礦碼頭更有單點系泊碼頭，以適應風、浪、流的變化。為了提高碼頭的耐久性，提高碼頭承載能力和承擔裝卸機械的巨大輪壓，各種碼頭都采取措施，以充分利用地基承載能力。樁基礎采用長樁或先張法、后張法預應力樁提高樁身強度和耐久性。鋼樁及剛性嵌巖樁等廣泛應用。板樁碼頭也加大了樁的深度，格形板樁結構進入深水碼頭，將板樁碼頭轉換成為重力式碼頭。在軟基上采用深層水泥拌合法加固地基以提高地基承載能力，建設重力式碼頭。大直徑薄殼圓筒結構更以其古老的形式、創(chuàng)新的結構和地基設計理論適應多種地基條件而對碼頭結構形式發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。參考本次設計的防城港的地基條件，本設計選用

39、重力式沉箱結構和重力式空心方塊結構進行方案比選。6.2設計條件6.2.1設計船型設計船型：船廠寬型深滿載吃水=1752414.410.4，載重量20000T。6.2.2結構安全等級結構安全等級為二級。6.2.3自然條件1）設計水位設計高水位：4.64m潮鋒累積頻率10%設計低水位：0.30m潮谷累積頻率90%極端高水位：5.69m重現(xiàn)期為50年一遇極端低水位：-0.73m重現(xiàn)期為50年一遇施工水位：2.0m2）波浪要素重現(xiàn)期50年，設計高水位主波要素為：SW向：=2.57m T=7.4s；設計低水位：=2.45m；極端高水位：=2.60m。 3） 地基土物理力學指標（見設計資料上表）4）地震設

40、計烈度為六級6.2.4碼頭作用標準值1、堆存荷載：2、剩余水壓力：由于墻后回填是棱體，不存在水壓力，故不需要計算。6.2.5材料重度與內(nèi)摩擦角標準值表6-1材料重度與內(nèi)摩擦角標準值名 稱容重（噸/）內(nèi)摩擦角水上水下鋼筋混凝土24.514.5砼C3023.513.5基床拋石1811混凝土倒濾層1711人工回填沙（中沙）189.53.26.3空心方塊結構方案設計6.3.1斷面尺寸擬定根據(jù)規(guī)范要求和本碼頭受力情況，本方案采用橫截面形式的日字型的鋼筋混凝土有底空心塊體?？招姆綁K長度取10m，寬度為14m（包括前、后趾各1m的懸臂）。壁板厚度50cm，底板厚度50cm ，空心塊體內(nèi)回填塊石。碼頭在墻后拋

41、填10100kg棱體，拋石棱體坡度采用1：1.5。鋼筋混凝土卸荷板懸臂長度1.5米，厚度1米。由于原始水深小于本碼頭設計水深，故拋石基床采用暗基床形式。碼頭結構斷面圖見附圖6.3.2作用的分類及計算碼頭抗傾抗滑穩(wěn)定性驗算時，高水位情況是較危險，故本方案擬定時只進行高水位的計算。一）結構自重力（永久作用）自重力計算圖示見圖6-3-1。圖6-3-1自重力計算圖示1.設計高水位情況（）1）自重力：計算見表（以單寬m計）表6-2自重力計算結果（KN）層號第一層第二層第三層重量368.5889.22130.7本層以上368.51257.73387.42）力臂：計算見表表6-3 力臂計算結果（m）層號第一

42、層2.6第二層2.08.8第三層3.09.87.03)穩(wěn)定力矩：，計算結果見表表6-4 力矩計算結果（）層號第一層915.4915.4第二層728.67824.68553.2第三層1092.38713.814915.224721.3二）波浪力（可變作用）計算碼頭墻前波谷時的波浪壓力及計算底層面的波浪浮托力標準值。1.設計設計高水位（）1）確定波態(tài)：按海港工程水文規(guī)范8.1.1確定。md2H，故為立波。2）波浪壓力強度查海港工程水文規(guī)范附錄G淺水波高、波速和波長與相對水深關系表得： 根據(jù)海港工程水文規(guī)范第8.1.3.2條計算波谷作用下的立波作用力。水底處波浪壓力強度按下式計算：靜水面處：P=0靜

43、水面以下： 3）波浪作用的合力計算（以單寬m計）：(1)水平合力的計算結果見表表6-5水平合力的計算結果（kN）層號第一層第二層第三層47.534.0244.2本層以上合力47.581.5305.7(2)力臂計算結果見表表6-6 力臂計算結果(m)層號第一層0.914第二層2.4050.757第三層17.40515.7588.391(3)波浪壓力產(chǎn)生的傾覆力矩，計算結果見表表6-7傾覆力矩計算結果（）層號第一層41.49641.496第二層109.18722.147131.334第三層790.187505.8261795.463091.473(4)波浪浮托力及其產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩，波浪浮托力示意圖

44、見圖6-3-4。計算結果見表表6-8 及計算結果層號第一層第二層第三層(Kn/m)23.322.1510.47計算面底寬b(m)5.015.51458.25171.66373.29合力作用點距前趾距離1.6675.1674.66797.10886.98324.04三）土壓力標準值計算主動土壓力系數(shù)計算：根據(jù)重力式碼頭設計與施工規(guī)范第3.5.1.2條對無粘性土填料，當?shù)孛鏋樗綍r，在鉛直墻背上土壓力系數(shù)可近似按下式計算： 對墻身為L型情況，墻趾垂面土壓力系數(shù)可近似按下式計算：查重力式碼頭設計與施工規(guī)范表B.0.3-3,得單一填料內(nèi)產(chǎn)生主動土壓力時的破裂角卸荷板以下墻背，按重力式碼頭設計與施工規(guī)范3.5.2條規(guī)定：取查重力式碼頭設計與施工規(guī)范表B.0.3-1,水平土壓力系數(shù):豎直土壓力系數(shù):1. 墻后塊石棱體產(chǎn)生的土壓力標準值（永久作用）：設計高水位情況(1)土