涪陵港黄旗集装箱码头工程—3000吨级架空直立式码头结构设计

涪陵港黄旗集装箱码头工程—3000吨级架空直立式码头结构设计内容摘要：

前部 175m高程以下，从北至南含砂量增大 ,厚度 ~。 ③冲洪积粉土 (Q4al+pl)：软塑 ~可塑 ~硬塑状，多分布于场地中前部一级阶地及冲沟两侧，厚度 ~。 ④残坡积粉质粘土 (Q4el+dl)：可塑 ~硬塑状，稍有光泽，干强度及韧 性中等，分布于场地北侧 175m 高程以上，厚度 － ，一般厚度小于 3m。 ⑤冲洪积砂土 (Q4al+pl+):近水边多为细砂。 主要成分为长石及少量云母，颗粒细而均匀，含泥量 10－ 30％，局部见透镜状粘土。 稍湿，浅部松散，中部稍密 中密，下部为密实。 主要分布于场地南部近水边大部分地段，厚度。 ⑥冲洪积卵石土 (Q4al+pl)：灰色，稍密实，由细砂与卵石组成，卵石成份为花岗岩、石英岩等，呈椭圆、扁圆状，直径 20250mm，含量 5575％，分布于场地长江沿岸一带。 厚 度。 ⑦侏罗系中统沙溪庙组 (J2s) Ⅰ 泥岩：紫红色夹灰绿色，泥质结构，厚层状构造，成份以粘土矿物为主，含不均匀分布的粉砂。 见粉砂顺层分布构成的水平层理。 钻探揭露最厚。 Ⅱ 砂岩：浅黄灰色、灰色、浅灰色，细粒结构，厚层状构造，成份以长石、石英为主，显水平及斜层理。 泥质、钙质胶结。 钻探揭露最厚。 设计荷载 （ 1） 系缆力 按兼顾 300TEU 集装箱船考虑。 赵云龙：涪陵港黄旗集装箱码头工程 — 3000 吨级架空直立式码头结构设计 6 （ 2） 撞击力 按兼顾 3000DWT集装箱船满载排水量及靠船法向速度 Vn=选 型和布置，确定船舶撞击力。 （ 3） 水流力 按码头前最大流速。 （ 4） 装卸工 艺 荷载 ★集装箱装卸桥 ★集装箱岸边起重机： 32 个轮子，最大轮压标准值 250KN，轨距 16m，基距。 ★ 流动机械荷载 ★ 40 英尺集装箱半挂车（牵引车 +底盘车）。 底盘车横向中心轴距 ，轮距，最大轴压标准值 220KN。 （ 5）均 布荷载 码头均布标准值 30KN/m2。 （ 6） 人行荷载 人行荷载标准值按 3KN/m2。 地震基本烈度 本工程按抗 设 防烈度Ⅵ度 进 行抗震 设 防。 设计标 准及规范 ⑪本工程港工建筑物等级Ⅱ级。 ⑫设计依据规范 ★《港口工程荷载规范》（ JTJ21598） ★《高桩码头设计与施工规范》（ JTJ29198） ★《港口工程混凝土结构设计规范》（ JTJ26798） ★《港口工程地基规范》（ JTJ25098） ★《 河港工程总体设计规范》（ JTJ2122020） ； ★《水运工程抗震设计规范》（ JTJ22598） ★《港口工程嵌岩桩设计与施工规范》（ JTJ2852020） ★《港口工程桩基规范》（ JTJ25498） 2020 届港口航道与海岸工程专业毕业设计（论文） 7 材 料供应 (1)人工工资单价 建筑工人工资： 元 /工日；船员工资 元 /工日；司机 元 /工日 （ 2） 材料供应 当地有丰富的建筑材料。 主要材料价格如下： 水泥： 360元 /吨； 400 元 /吨； 440 元 /吨； 钢材： 4500 元 /吨； 型钢： 5850 元 /吨； 砂： 50元 /m3 ； 碎石： 60元 /m3 ； 板材： 1300 元 /m3 ； 施工条件 拟建码头处施工场地四通（水、电、路及通讯）一平（场地平整），条件良好，施工时有专业的施工队伍，技术力量雄厚 ，施工机具设备齐全，性能先进，尤其对装备式整体码头结构的施工经验丰富。 设计任务 ⑪码头规模确定及平面方案布置（两个及以上）； ⑫码头结构方案（两个及以上）拟定及方案比选； ⑬推荐方案结构（横向排架等内力计算）及构件（纵梁等构件内力计算）内力计算； ⑭主要受力构件配筋计算； ⑮绘制推荐方案结构图及主要构件配筋图； ⑯初步编制施工组织流程图； ⑰编制设计说明书。 赵云龙：涪陵港黄旗集装箱码头工程 — 3000 吨级架空直立式码头结构设计 8 基本要求 ⑪结构（横向排架）内力计算须采用手算，并利用计算机计算进行校核； ⑫提交设计图纸（含方 案图、结构图、构件配筋图等）不少于 7 张，且须有 2 张采用手工绘制； ⑬设计说明书应按学校统一格式进行编制，内容应清楚、简洁、完善，编排应规范、合理，文本采用计算机进行编排。 本次毕业设计时间共计 12 周（即第 5 周～第 16 周），根据上述内容，本次毕业设计工作日程安排建议如下表 5。 答辩时间： 6 月 1 1 18 日 工作日程安排建议表 表 5 项次 工 作 内 容 估 计时 间 预计绘图数 量 完成期限 备注 1 码头规模确定及总平面布置 周 2~3 张 4 月 8 日 2 结构方案拟定及比选 周 2~3 张 4 月 22 日 3 推荐方案结构及构件内力计算 周 5 月 9 日 4 主要受力构件配筋算 周 5 月 23 日 5 绘制主要受力构件结构图 周 2~3 张 6 月 2 日 6 绘制初步施工组织流程图及 编制设计说明书 周 6 月 11 日 7 答辩准备及毕业设计答辩 周 6 月 18 日 2020 届港口航道与海岸工程专业毕业设计（论文） 9 第 2 章 码头规模确定 及总平面布置 码头的营运资料 该码头工程为集装箱专用码头，设计年吞吐量为 36 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。 设计船型基本尺度 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 300TEU 集装箱船，其设计基本尺度如下表 1。 表 1－ 1 设计船型基本尺度 船 型 设 计 主 要 尺 度（ m） 备 注 型长 型宽 型深 满载吃水 300TEU集装箱船 112 17． 2 5 4 装卸工艺设计 装卸工艺设计原则 ⑪ 装卸工艺设计方案应技术先进、能耗低、效率高、环境污染小、安全可靠、综合效益好； ⑫ 码头、库场和船岸作业机械衔接配套，生产能力相互平衡，保证装卸作业连续不断地进行； ⑬ 装卸工艺应尽量简化工艺流程、减少作业环节，作业程序尽量合并，以尽快地集疏运货物，降低运输成本； ⑭ 防止环境污染，降低劳动强度，保证安全生产作业。 赵云龙：涪陵港黄旗集装箱码头工程 — 3000 吨级架空直立式码头结构设计 10 主要设计参数 (1) 货种及运量：集装箱， 20 万 TEU/年 ； (2) 设计代表船型：详见本报告 章节。 (3) 年营运天数： 码头： 330 天 ，堆场： 360 天。 (4) 工作班制： 3 班 /昼夜。 (5) 平均堆存天数：到港集装箱平均存期为 8 天。 (6) 码头设计主要依据： 《 河港工程总体设计规范》（ JTJ2122020） 《河港装卸工艺设计手册》 《内河港口机械设备手册》 交通部 2020 年 30 号文件《川江及三峡库区船型尺度表》以及各类现行的规范和手册等。 工艺方案 完善工程集装箱泊位装卸工艺方案主要包括两个部分：一为集装箱从船、岸间垂直提升运输；二为集装箱在库、场间的水平运输。 垂直提升运输利用岸边 吊进行集装箱的垂直提升。 码头前沿采用拖挂车，后方堆场采用龙门吊，空箱堆场采用空箱堆高机。 装卸机械设备的选型 集装箱码头采用直立式码头型式，设 2 个泊位。 岸边吊配置 2 台，起重量 40t，轨距为 16m进行装卸作业。 堆场作业均采用 6 台起重量 （吊具下）、轨距 40m的轨道集装箱龙门起重机。 拆装箱采用叉车作业，陆上场地之间的水平运输采用集装箱拖挂车。 空箱作业采用空箱堆高机 1 台。 工艺流程 采用 岸边吊 进行装卸作业，具体工艺流程如下： 船 岸边吊 牵引拖挂车 堆场 堆场 拆装箱场 岸边吊 牵 引拖挂车 叉车 拆装箱场 2020 届港口航道与海岸工程专业毕业设计（论文） 11 装卸机械设备 集装箱码头装卸机械设备详见表 2。 表 2 装卸机械设备表 序号 名称及规格 单位 数量 备注 1 岸边吊 台 2 Q=40t 2 集装箱自动伸缩吊具 台 6 Q= 4 集装箱拖挂车 台 12 40/ 5 空箱堆高机 台 1 25KB 6 叉车 台 8 码头 主要建 设规 模的确定 （根据 《河港工程总体设计规范》 ，以下简称《河规》） 码头 泊位数的确定 该码头工程是集 装箱专用码头 ,设计年吞吐量为 36 万 TEU/年 ,按照 “ 一次规划 ,分期建设 ” 的原则进行建设 ,一期工程设计的年运量为 20 万 . 根据《河规》 ，泊位数目，应根据年吞吐量、泊位货种和船型等因素按下式计算： N=tnPQ 式中： nQ —— 根据货物类别确定的年吞吐量（ TEU），设计年吞吐量为 20万 TEU； tP —— 泊位年通过能力（ TEU） N —— 泊位数 目。 泊位年通过能力的计算（根据《内河架空直立式集装箱码头结构型式研究》 ） 泊位通过能力计算： ytzfd s dTGPttt t t 其中： pGtz  赵云龙：涪陵港黄旗集装箱码头工程 — 3000 吨级架空直立式码头结构设计 12 z G 3 0 0t 9 . 0 2（3 小 时 ）P 3 3 . 25  式中： Ty—— 码头作业天数，取 330天；  —— 泊位利用率（ %），取 ； G—— 集装箱单船装卸箱量（ TEU），取 300TEU； tz —— 纯装卸作业时间； st —— 昼夜泊 位非生产时间 ，取 5 小时 dt —— 昼夜小时数 ，取 24 小时； ft —— 一艘船装卸辅助及靠离泊时间之和，取 小时； P—— 设计船时效率 （ TEU/小时）； n—— 前方装卸船设备台数， n=1台 /泊位； 1P —— 桥吊装卸桥台时效率（ 25TEU/小时）； 1K —— 集装箱标准箱折算系数， 1K = 2K —— 装卸船设备同时作业率（ %）， 2 K = 1 1 2 1 2 5 1 . 4 0 . 9 5 3 3 . 2 5( / 小 时 )P n P K K T E U      则：一个泊位通过能力： 330 300 3 114 287 .6 9( ) 23 24 5 24tP TEU   需要的泊位数： 42 0 1 0 9ntQN P   ，取 N＝ 2个 所以，建设 2个泊位即可满足码头年吞吐量 20万 TEU 的要求。 两个泊位的年通过能力为： nPP t  ＝ 2＝ (TEU) 堆 场 容量及面 积计 算 （ 1）集装箱码头地面箱位数计算 : ykBKdchy T KtQE  SyS ANEN1 式中： yE — 集装箱堆场容量； NS—— 集装箱码头堆场所需地面箱位数； Qh —— 集装箱码头年运量（ TEU）， Qh=20万 TEU/年； dct —— 到港集装箱平均堆存期（天）， 取 7天 2020 届港口航道与海岸工程专业毕业设计（论文） 13 KBK —— 堆场集装箱不平衡系数， KBK =； Tyk —— 堆场年营运天数， Tyk =360天； N1 —— 堆场设备堆箱层数，重箱 (65%)取 4层 、空箱 (35%)取 6层； sA —— 堆场容量利用率（ %）， s A 取 =65%。 计算如下 : 库场计算 ： 2 0 0 0 0 0 1 . 4 7 5 4 4 5( )360yE T E U 重箱： 0. 65 54 45 35 39 ( T EU )  Ey 空 箱： 0. 35 54 45 19 06 ( T EU )  Ey 重箱地面箱位数：s 3539N 1 3 6 2 ( T E U )4 0 .6 5 空 箱地面箱位数：s 1906N 4 8 9 ( T E U )6 0 .6 5 取 Ns=1362 )(TEU 所需地面面积： 2136 2 58 38 201 16( m )   （ 2）拆装箱所需的容量： 按照规范及实际经验，需要拆、装的集装箱按重箱的 30%考虑； 并且，拆、装箱分为在库中和在露天中两种情况，考虑到河港的实际。