港口航道與海岸工程專業年吞吐量70萬噸集裝箱碼頭設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 了；由于在靠船構件下設置靠船樁，這就大大減小了前排樁基的內力(根據寸灘研究報告)，從而可以防范前排樁基和前排立柱的偏壓破壞。根據第三章工程估算表也可看出，本設計方案較經濟合理。在結構計算上，本設計先采用手算算出加載到結構上的荷載，然后借助商業大型通用軟件 ABAQUS 進行結構內力計算。 當然，由于初次做這樣全面的設計，又沒有任何的實際工作經驗，只能憑借一點點的理論知識和自己對施工比較模糊、膚淺的理解來完成這份設計，其中的疏漏錯誤之處敬請各位老師和同學們指正和改進。第 1 章 設計資料 地理位置擬建寸灘港區位于長江北岸羊壩灘社、長江航道局重慶修造廠范圍，地理座標在X=74600～75050m，Y=65700～66650m。在建的江北區五桂一級公路通過港區后方，擬建的金山大道與港區相鄰，港區后方 為渝長高速公路，交通條件極為方便。 營運資料 貨運任務該碼頭工程為集裝箱專用碼頭，設計年吞吐量為 70 萬 TEU/年，按照“一次規劃，分期建設”的原則進行建設，一期工程設計為 20 萬 TEU/年。 設計船型根據調查目前長江上集裝箱運輸船舶，并結合長遠發展，設計船型采用 190TEU集裝箱船，其設計基本尺度如下表 1。表 1 設計船型基本尺度 設 計 主 要 尺 度（ m）船 型型長 型寬 型深 滿載吃水備 注190TEU 集裝箱船 90 兼顧 220TEU集裝箱船 自然資料 氣象⑴風況根據重慶市陳家坪氣象站 1965 年～1985 年二十年間的氣象資料統計分析，以N、NNE 及 NE 風向較多，其頻率分別為 13。5%、10%和 12%，靜風頻率為 33%。又據重慶市沙坪壩氣象站 1941 年～1961 年統計分析資料：最大風速： （1949 年 7 月 24 日）定時（2 分鐘）最大風速： （1949 年 5 月 26 日）瞬間極大風速： （1961 年 8 月 4 日）⑵降水年平均降雨量： 1082mm月最大降雨量： 年平均降雨日數： 153 天年最大降雨量： （1970 年）年最小降雨量： （1971 年）年最多降雨日數： 174 日（1974 年）年最少降雨日數： 139 日（19784 年）平均降雪日： 1 天⑶霧況根據沙坪壩氣象站資料（1941 年～1961 年）歷年平均霧日數： 日年最多霧日數： 205 日（1950 年）年最多霧日數： 56 日（1952 年）⑷氣溫歷年平均氣溫： ℃最高氣溫： ℃最低氣溫： －℃根據上述自然狀況進行分析，港口不可作業天數見下表 2。表 2 港口不可作業天數分析計算表 序號 影響作業天數 不可作業天數 備注1 大風 10~12 天2 降水（雨、雪、雷暴） 20 天3 霧 7~8合計 35 天 考慮風雨霧出現 過程的重疊由表 2 可知，擬建工程作業天數可定為 330 天。 水文（黃海高程系，下同）寸灘河段處于低山丘陵區，河道比較寬闊，水量充沛。水情變化主要受金沙江、岷江及嘉陵江來水變化影響。據多年統計資料，在 1～3 月處于枯水平穩時期，從 4月下旬起出現小峰并逐漸進入中高水時期，7～9 月多為洪水時期，11 月以后，呈緩慢降落狀態。年內低水位常出現在 2 月中旬至 3 月下旬。天然狀況下每年各月份的平均水位如下表 3 所示。表 3 天然狀況下每年各月份的平均水位表（黃海高程，m）1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 擬建港區下游 處設有寸灘水文站，上游 6Km 處有重慶水文站。兩站均有較長系列的水沙實測資料。港區設計水位的推算主要依據以寸灘水文站實測資料為主，并參考上游重慶水文站的水文資料。港區水位特征值及設計水位值如下（黃?；鶞拭妫?。歷年最高洪水位： 歷年最低枯水位： 常年水位差： 最大水位差： 設計高水位： （重現期二十年）設計低水位： 2022 年以前： （98%保證率）2022 年～2022 年： （最低通航水位）2022 年后： （最低通航水位）施工水位： 從目前擬定的三峽水庫運行方式來看，寸灘重慶河段的水位變化取決于入庫流量的大小。國內科研單位以 175145155M 方案所做的物理模型實驗表明，長壽以下河段處于常年回水區，寸灘至江津重慶河段處于回水變動區。該方案運行初期，汛期寸灘河段基本不受水庫雍水影響；水庫運行 30 年后，在寸灘 Q=30000m3/s 流量時，水位雍高值為 2～3 米，隨著水庫運行的時間推移，汛期水位雍高值還將會有所增加，水庫建成后，寸灘港區每年各月份的平均水位如下表 4 所示。表 4 三峽水庫建成后每年各月份的平均水位表（黃海高程，m）1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 結合本河段水文條件在三峽水庫建設營運的情況以及以后工程建設計劃，寸灘一期工程的設計低水位采用 ，設計高水位則按水庫運行 30 年后本河段的水位情況來考慮。這樣，本工程建成后，可適應三峽水庫蓄水初期和正常蓄水后的各種變化情況。 河勢擬建港區位于寸灘鎮上游約 處，距上游長江與嘉陵江匯合口約 6Km。港區所處河段微彎平順，河道左岸為凹岸，港區處于凹岸中部，附近一帶區域岸坡較陡，深水傍岸；河道右岸為砂卵石灘，從上至下有草鞋磧、蠻子磧和母豬磧依次排列，中洪水磧體淹沒。天然情況下，本河段主流偏向港區一側，常年深水傍岸，寸灘石嘴有斜流。由于枯水期草鞋磧、蠻子磧出露水面，迫使水流偏向左岸港區一側；中洪水時，磧體淹沒，主流移向江心。港區下游約 3Km 的黃角灘是重慶河段的淺灘之一，淺區自三家灘至斗套石，長約 1Km。相比之下，港區附近一段水域條件較好，能適合碼頭、船舶正常作業。據不同年代測圖比較，寸灘河段河床基本穩定，岸坡亦無較大變化。汛期在河床上發生的淤積，在汛后基本上被沖刷下移。本河段無累積性淤積現象。礙航情況也很少發生。枯水期該河段最小水深一般為 3m 左右，深槽平均 10～20m，洪水期都在 30m以上，有的窄深河段可達 50～60m。本河段下游不遠處是川江有名的銅鑼峽，峽長約3Km，寬超過 300m。兩岸山巖陡峭，河谷窄深，斷面呈“V”型，其過水斷面積隨水位上升而增加的速率與開闊河段相比要小得多。中洪水時，銅鑼峽因峽谷過水斷面積較上游寸灘河段小，致使峽谷河槽來水作用加強，形成卡口，對上游產生雍水作用，故寸灘河段在汛期大流量時，流速相對較緩，這對船舶靠離碼頭比較有利。三峽工程建庫后，重慶寸灘港區基本處于變動回水區的中上段，按照水庫年內運的行方式，本河段既有天然河道又有水庫的兩種屬性，即汛期壩前防洪限制水位較低，本河段雖受一定的雍水影響，但仍處于暢泄狀態，基本上保持天然河道的特性；汛后蓄水期受水庫蓄水的影響，又呈現水庫的特點，致使成庫后的水位歷時過程與天然的情況發生明顯的變化，來水來沙條件也不同于天然情況。水庫蓄水后，抬高了侵蝕基面，改變了原河道的水流特性，過水斷面增大，比降減少，流速降低，水流挾沙能力削弱，泥沙在庫區落淤。庫區河道將在新的侵蝕基面的基礎上，塑造新河道。新河道的塑造過程，也是水庫淤積末端的發展過程。影響淤積末端的因素很多，來水量、來沙量、來沙組成及沿時程的變化，變動回水河谷形態、河床組成、水庫運行方式、壩前水位等，都將影響淤積末端的位置。一些研究成果表明：就 175145155 方案，各單位研究得出的 80 年末重慶河段淤積總量雖有較大差別，但航道與港區演變和改善情況的總規律是基本一致的。泥沙淤積部位總的分布是：兩岸邊灘、回流區、彎道凸岸、江心洲的支叉和峽谷河段上下嬸沱區。從淤積的橫段面形態看，起特點是兩岸邊灘淤高擴寬，深槽雖有淤積，但無論從淤積數量還是淤積速度均小得多，成為高灘深槽的河床形態。同一水位下，淤積后的河寬小于天然狀態下的河面寬度，呈現高灘深槽的端面形態，總的趨勢是河道繼續向窄深、順直、微彎方向發展。在正常蓄水位 175m 時，寸灘港區淤積后采用人工疏浚方式加以解決，不會出現大的礙航影響。 工程地質條件⑴地形、地貌工程場地地貌為構造剝蝕淺丘地貌單元及長江河漫灘、一級階地河流地貌單元。場地整體地形呈北西高南東低斜坡狀，集裝箱堆場區中部發育一條沖溝，沖溝切割深度為 10～20m，沖溝的匯水面積約 ，常年流水。為上游電鍍廠和紅星造紙廠排放的生活廢水。擬建集裝箱堆場及泊位區內東西兩側地勢較高，中間為沖溝，地形起伏較大，坡面坡度為 10176?！?0176。，地面高程為 (水下)～，相對高差為 ；場地西部的河漫灘及一級階地范圍，地形相對平緩，地面坡度為 5176?！?0176。，后緣山體斜坡地形坡度較陡，為 30176?！?5176。，地面高程為 ～，相對高差為。⑵地質構造根據本碼頭工程巖土工程勘察報告，擬建工程區域地質構造位于龍王洞背斜南東翼傾末端，其間又發育一次級向斜，向斜軸部沿沖溝展布。⑶地層經鉆探揭露，勘區范圍內地基土分布較為穩定。按其工程地質特性，分為五個工程地質層六個亞層，由上至下分述如下：①素填土層(Q 4m1)雜色，主要由粘性土及砂泥巖碎塊石組成，屬人工拋填形成，局部含少量磚瓦塊等建筑垃圾和生活垃圾，層厚為 ～，分布于勘察區居民點附近。②粉質粘土(Q 4el+dl)褐紅色，成份較均勻，底部含少量風化巖塊，頂部含有植物根系?？伤堋菜軤睿瑹o搖震反應，干強度中等，柔性中等，稍光澤。該層分布于場地內耕地、農田范圍。層厚為 ～。 ③細砂土(Q 4a1)；褐黃色，顆粒級配良好，局部含少旱砂巖碎屑。該層呈松散，稍濕～濕狀。分布于場地內河漫灘及一級階地局部范圍。層厚為 ～。④碎石土(Q 4co1)雜色，由砂、泥巖塊石組成，細砂土充填，硬質物粒徑為 20～500mm。該層呈松散狀，飽和狀。分布于長江常年水位以下范圍，鉆探揭露厚度為 ～。⑤中侏羅統沙溪廟組(J 2S)Ⅰ、泥巖紫紅色或褐紅色，由粘土礦物組成，局部砂質含量較高，泥質結構，巨厚層狀構造。強風化層巖石破碎，裂隙發育，層厚為 ～；中等風化層巖石較完整。該層分布于場地內絕大部份范圍，為場地的主要巖層。Ⅱ、砂巖褐黃色～灰白色，礦物成份以長石、石英為主，白云母碎片次之，含少量暗色礦物，偶夾泥質條帶或團斑。中～細粒結構，鈣泥質混合膠結，巨厚層狀構造。強風化帶巖芯呈砂狀二碎塊狀，層厚為 ～；中等風化帶巖體完整。該層在場地內與泥巖呈互層狀產狀，分布范圍相對較窄。 設計荷載⑴系纜力按兼顧 220TEU 集裝箱船考慮。⑵撞擊力按兼顧 3000DWT 集裝箱船滿載排水量及靠船法向速度 Vn=的選型和布置，確定船舶撞擊力。⑶水流力按碼頭前最大流速 。⑷裝卸工荷載①集裝箱裝卸橋②集裝箱岸邊起重機：32 個輪子，最大輪壓標準值 250KN，軌距 16m，基距。③流動機械荷載④40 英尺集裝箱半掛車（牽引車+底盤車） 。底盤車橫向中心軸距 ，輪距，最大軸壓標準值 220KN。⑸局布荷載碼頭均布標準值 30KN/m2。⑹人行荷載人行荷載標準值按 3KN/m2。 地震基本烈度本工程按抗設防烈度Ⅵ度進行抗震設防。 設計標準及規范⑴本工程港工建筑物等級Ⅱ級。⑵設計依據規范①《港口工程荷載規范》 （JTJ21598）②《高樁碼頭設計與施工規范》 （JTJ29198）③《港口工程混凝土結構設計規范》 （JTJ26798）④《港口工程地基規范》 （JTJ25098）⑤《河港工程設計規范》 （GB5019293）⑤《水運工程抗震設計規范》 （JTJ22598）⑥《港口工程嵌巖樁設計與施工規范》 （JTJ2852022）⑦《港口工程樁基規范》 （JTJ25498） 材料供應及施工條件 材料供應當地有豐富的建筑材料。主要材料價格如下：水泥： 280 元/噸； 340 元/噸； 380 元/噸；鋼材：螺紋鋼筋：4100 元/噸；圓鋼：3850 元/噸；型鋼：5250 元/噸；砂： 35 元/m 3 ；碎石：45 元/m 3 ；板材：1400 元/m 3 ；圓木：1050 元/m 3 ； 施工條件擬建碼頭處施工場地四通（水、電、路及通訊）一平（場地平整