港口布置与规划-课程设计.doc

(完整word版)港口布置与规划_课程设计港口航道与海岸工程系港口规划与布置课程设计书 指导老师： 班 级：A10港航 组 别：1 姓 名： 2016.01.153一、设计基本资料3（一）吞吐量、集疏运方式3（二）船型3（三）营运系数3（五）集疏运条件3（六）水文与气象条件3二、港口总平面设计4（一）港口主要建设规模的确定41、泊位数量的确定42、集装箱堆场容量：53、集装箱码头堆场总面积5（二）码头有关设计尺度的确定51、码头前沿高程的确定52、码头前沿设计水深的确定6（三）水域规模的确定81、船舶回旋水域的确定82、港池尺度的确定93、进港航道94、锚地的布置11三、建港条件与环境的分析12（一）经济条件与环境12（二）自然条件与环境12四、港口整体布局及依据13（一）陆域规划131、码头平面布置依据132、码头平面布置133、堆、库场布置134、集疏运路线14（二）水域规划141、航道142、防波堤143、口门144、锚地15五、附件15233一、设计基本资料 （一）吞吐量、集疏运方式内容吞吐量集疏运方式杂货进口（80%入场、20%出场）出口（50%入场、50%出场）30万TEU20万TEU铁路占60%，公路占40%注：未来二十年，杂货吞吐量可能有成倍增长。 （二）船型船型载重量集装箱2万载重量利用系数0.9 （三）营运系数 单位集装箱码头月通过能力万吨2.1万TEU堆场堆存量吨/平方米库场堆存量吨/平方米堆存期天7运量月不平衡系数1.2面积利用率0.750.8 （四）地形、地质地质条件沙质黏土年回淤量（厘米/年）25 （五）集疏运条件疏运工具年疏运量（万吨）年工作天数疏运强度（吨/天）工具载量（吨）日需运力往返日期所需完好运力共需数铁路车辆80342234050474750节/日汽车80342234054680.5234260驳船803202500500542022 （六）水文与气象条件 潮型：为正规半日潮型，潮差2.77米 潮位：平均高潮位3.85米，平均低潮位1.08米，最高高潮位5.36米， 最 低低潮位0.70米。 抗震设防烈度：6级，基本地震加速度为0.05g 风况统计资料见附录2 根据风资料判断强波向为SE方向 恶劣天气12天 年营运天：350天二、港口总平面设计 由原始资料知，本港口货种为杂货、矿石、煤炭。本规划将设计三种类型码头，一类为多用途杂货码头，一类为矿石专用码头，一类为煤炭专用码头。 根据JTJ211-99海港总平面设计规范附录A：设计船型尺度及典型船舶尺度有：船型载重量（吨）设计船型尺度（m)总长L型宽B满载吃水T集装箱2万18327.610.5（一）港口主要建设规模的确定 1、泊位数量的确定 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 泊位数应根据码头年作业量、泊位性质和船型等因素按下式计算： 式中: 通过能力可由设计基本资料得知。 2、集装箱堆场容量： 式中: 3、集装箱码头堆场总面积 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 每个20ft箱平面箱位所需面积依据装卸系统一般在22.728.8m2万t； 箱型重箱空箱冷藏箱特种箱堆场容量52255221223242381堆层（层）4521（二）码头有关设计尺度的确定 1、码头前沿高程的确定 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 有掩护的码头前沿高程为计算水位与超高值之和，应按表4.3.3中的基本 标准和复核标准分别计算，并取大值。 码头前沿高程基本标准复核标准计算水位超高值（m）计算水位超高值（m）设计高水位（高潮累计频率10%的潮位）1.01.5极端高水位（重现期为50年的年极值高水位）00.5 按设计高水位： 码头前沿高程 ； 按极端高水位： 码头前沿高程 H=5.43+0.5=5.93m。 则：取码头前沿高程5.93m。 2、码头前沿设计水深的确定 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 码头前沿设计水深，是指在设计低水位一下的保证设计船型在满载吃水况下安全停靠的水深。其深度可按下式确定： 式中: D码头前沿设计水深（m）； T设计船型满载吃水（m）； K系数，顺浪取0.3，横浪取0.5； 码头前允许停泊的波高（m），波列累积频率为4%的波高，有 掩护的水域通常小于1.0m； 备淤富裕深度（m），根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥 设备的性能确定，不小于0.40m。 龙骨下最小富裕深度海底底质淤泥土0.20含淤泥的沙，含沙土的沙和松沙土0.30含沙或含粘土的块状土0.40岩石土0.60 注：对重力式码头，应按岩石土考虑。 本设计中的地基为含沙的块状土地基，故取。由于本设计码头前水域为有掩护的水域，故，所以 集装箱码头停靠2万吨级第二代集装箱船，故： ； 3、码头泊位长度的确定 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 码头泊位长度，应满足船舶安全靠离作业和系缆的要求。对有掩护港口的通用码头，其单个泊位长度可按下式确定： 式中:头泊位长度（m）； L设计船长（m）； d富裕长度（m），采用下表中的数值。 富裕长度d41-8586-150151-200201-23023058-1012-1518-2022-2530注：装作船码头可参照表中数值 泊位长度满足平面布置的条件下，可采用首尾系揽墩及引桥连接方式，其泊位长度由系揽墩外侧边缘计算； 专业化码头的泊位长度，尚应满足装卸工艺要求 当在同一码头线上连续布置泊位时，其码头总长度宜根据到港船型尺度的 概率分布模拟确定，也可按下式确定：端部泊位 中间泊位 注： 端部泊位尚应考虑带缆操作的安全要求； 上述泊位长度的计算不适合用于油品码头和其他危险码头 两相邻泊位船型不同，d值应按较大船型选取。 故：端部泊位 ； 泊位总长度。 （三）水域规模的确定 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 港内水域包括船舶制动水域、回旋水域、码头前停泊水域、港池、连接 水域以及航道、锚地等。各水域应根据具体情况组合设置，必要时可单独设 置。 1、船舶回旋水域的确定 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 船舶回旋水域应设置在进出港口或方便船舶靠离码头的地点。其尺度应 考虑当地风、浪、水流等条件和港作拖船配备、定位标志等因素，可按表4.2.3 确定。回旋水域的设计水深可取航道设计水深。对货物流向单一的专业码头， 经论证后，其部分回旋水域可按船舶压载吃水计算。 船舶回旋水域尺度适用范围回旋圆直径（m）有掩护的水域，港作拖船条件好，可借岸标定位 无掩护的开敞水域或缺乏港作拖船的港口 允许借码头或转头墩协助转头的水域 受水流影响较大的港口，垂直水流方向的回旋水域宽度为沿水流方向的长度为 注： 回旋水域可占用航行水域，当船舶进出频繁时，经论证可单独设置； 本设计中取回旋半径 2、港池尺度的确定 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 顺岸码头前沿港池，当考虑船舶转头要求时，其宽度不小于1.5倍的设计 船长。对多泊位连续布置的顺岸码头，当水域狭窄或疏浚困难时，经技术经济 论证，可在码头两端设置回旋水域，但码头前沿港池宽度不应小于0.8倍设计 船长。 3、进港航道 （1）航道宽度的确定 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 航道有效宽度由航迹带宽度、船舶间富余宽度和船舶与航道底边间的富 余宽度组成。单、双航道宽度可分别按下式确定。当航道较长，自然条件较 差和船舶定位困难时，可适当加宽；在自然条件有利的地点，经论证可适当 缩窄。 双向航道 满载船舶漂移倍数n和风，流压偏角r值风力横风7级横流V（m/s）V0.250.25V0.50.50v0.750.7566666C（m）0.50B0.75B0.75BBB1.50B 本港设计为单向航道，则： 2万吨级集装箱船 ； （2）航道设计水深的确定 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 航道设计水深按下式计算： 式中:D航道设计水深（m）； ，按图4.8.82采用； 其余符号意义和码头前设计水深一致，但还需考虑船舶吨级大小， 故采用表4.8.81中的数值。 航行时龙骨下最小富裕深度土质特征船舶吨级（t）DWT5OO0淤泥土0.200.200.30.40.4含淤泥的砂，含粘土的砂和松砂0.300.300.400.500.60含砂或含粘土的块状土0.400.400.500.600.60岩石土0.500.600.600.800.80图4.8.82 船舶航行时船体下沉值曲线 则:； 4、锚地的布置 （1）锚地规模和数量 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 对新建港口的锚地，其锚位数可根据港口的重要性，按在港船舶保证率90% 95%相应推算。 本设计中规划设计一个锚地。 （2）锚地位置 根据JTJ211-99海港总平面设计规范有： 锚地的边缘距航道边缘边线的安全距离：港外锚地不应小于2-3倍设计 船长，港内锚地采用单锚或单浮筒时不应小于1倍设计船长，采用双浮筒时不 应 小于2倍设计船宽。 港外锚地水深不应小于设计船型满载吃水的1.2倍。当波高超过2m时，尚应增加波浪富裕深度。港内锚地水深应与码头前沿设计水深相同。 锚地底质以泥质及泥沙质次之。应避免在硬粘土、硬砂土、多礁石地区设置锚地。 应避免在横流较大的地区设置双浮筒锚地。 具体布置见设计图1. （3）锚泊方式及面积 本规划锚地采用单浮筒系泊，则根据JTJ211-99海港总平面设计规范 有：系泊半径 ，式中 R单浮筒水域系泊半径（m）；L设计船长（m）；l系缆的水平投影（m），DWT10000t时，取20m，10000t30000t可适当增大；e船尾与水域边界的富裕距离，一般取0.1L；r潮差引起的浮筒水平偏位，每米潮差可按1m计算。 则： 本设计中不考虑港外锚地。三、建港条件与环境的分析 （一）经济条件与环境 1、港口状况:该港口直接依托于青岛市，腹地范围包括山东省及河南，河北，山西，陕西等广大中西地区。年吞吐量不大,且停靠船舶吨位较小,但要注意的是集装箱的吞吐量在未来二十年可能成倍增长,故其泊位和堆、库场及其它相关设施应留有发展余地。 2、各港码头均有铁路相连，有利于港内运输系统与港外交通运输系统的衔接，且城市附近也有环胶州湾高等级公路与济青高速公路相接，利于进出港货车不需经市区，不会给当地交通造成较大的压力。 3、当地政府有意大力发展水运业。（二）自然条件与环境 1、港口港址地北部海岸线较曲折，南部海岸线较顺直，且水深变化均匀，深度较深。若在北部布置码头，填方量较大，施工较困难，所以适宜在南部布置码头。 2、水深条件好，是天然的深水良港，可减少码头泊位的建设费用，坡度较小，纵深大，利于建港。 3、常风向为SE，最大风速25m/s，须考虑风对进港船舶、港口水域稳度、泥沙淤积的影响，适当布置防波堤及口门方位。 4、常年天气状况良好，恶劣天气仅12天，全年营运天数为350。 5、资料统计可知：历史累计频率1%的潮位为3.85米，历史累计频率98%的潮位为1.08米。且港口为半日潮型，平均潮差2.77米。 6、年回淤量为25厘米，在考虑富裕水深时应注意。 7、港口港址为沙质块状土地基，无需作相关的地基处理。本设计采用高桩码头。四、港口整体布局及依据 （一）陆域规划 1、码头平面布置依据 专业化的集装箱码头，均采用封闭式管理，要求在平面布置上便于与周边其他作业区建筑物实现隔离。集装箱码头装卸作业地带一般包括：码头前沿作业地带集装箱堆场拆装箱库，货运站大门，港内道路，通道及调度管理中心。码头前沿作业地带至集装箱堆场，除特殊情况下布置变电所外，无其他固定建筑物。大门及检查桥通常是港区的唯一出入口，调度管理中心集中设置在大门的一侧，大门外与交通干道的连接段，应尽可能留一定的空间，供集装箱车辆进入大门前的临时等待。拆，装箱库设于大门的一侧，其内侧为待拆，装集装箱的停靠区，靠港外一侧为汽车的装卸线。本港主要货源为内贸、近洋集装箱，故设计集装箱码头来装卸此类货物。集装箱码头设计泊位2个，预留1个泊位。 2、码头平面布置 由于该港口规模不大，可利用的岸线较多，水域宽度有限，为利于船舶作业和陆上货物集疏运、存储作业等运营条件，本规划采用顺岸式布置，这样工程量小，泊位可占用的陆域面积较大，便于仓库，堆场以及其他辅助设施的设置，大型装卸机械可以灵活调度，适合于集装箱作业。 3、堆、库场布置 由设计资料可知，港区后方陆域面积充足，且采用传统集装箱装卸工艺，因此集装箱码头的堆场本规划采用顺岸式布置。其优点在于后方有较大的陆域面积，以便于布置各类堆场及其他辅助设施，装卸工艺的配置，生产作业的组织，码头交通流的安排等比较成熟。 4、集疏运路线 由设计资料可知，集装箱的集疏运是由公路和铁路共同承担的，其分别占40%及60%，故铁路和公路平行布置，这样有利于当公路运力紧张时铁路可以缓解运输压力，反之亦然。 （二）水域规划 1、航道 （1）本规划中常风向为SE，故航道如图所布置，这样航道轴线就能避免 与大 于7级风力的、频率较高的风向正交； （2）为了防止船舶进入防波堤口门前发生事故，本规划中的航道在防波堤 口门外设有一段不小于船舶制动距离的直线段； （3）为了便于船舶靠离码头或进出港口，本规划设计直径为四倍船长的回 旋水域与船舶进口门后的制动段相接，便于船舶停靠。 2、防波堤 （1）港口主风向为SE，而港口海岸线为东南西北走向，港区北部有一 半岛相连形成天然防波堤，所以只在南部一侧布置防波堤。 （2）虽说防波堤所包围的水域要适当留有发展余地，应尽可能顾及到港口 发展的“极限”和港口极限尺度的船型，可是防波堤越大，可能在大风方向港 内自生波浪，这会对港内泊稳条件造成影响，故本规划尽量控制好所谓水域面 积，紧筹布置各类水域如：港内锚地，回旋水域等；由于本港属于天然深水良 港，防波堤所围水域容易有足够的水深，满足港内船舶进出、停靠、装卸等相 关要求。 3、口门 （1）本设计中口门与强风强浪夹角为3040度； （2）为了方便船舶出入，且有足够水域面积布置上述的船舶进港后的制动 段和回旋水域，本规划将口门设置在防波堤突出海中最远、尽量远离码头、水 深最大的地方； （3）口门方向避免大于7级横风和大于0.8kn的横流，避免强浪对港 内水域主要部位的直射，对泊稳要求高的泊位，尽量不布置在面向口门外主浪 向的位置。 船舶进口门时通常航速46kn，故从口门至码头泊位，一般布置大于4 倍船长的直线航行水域和回旋圆，以便于船舶进入口门后控制航向，减低航速 与拖轮配合或完成紧急转头等操作。 当外堤所围的港内水域较大时，要注意到口门外形成过大的流速可能影 响船舶航行，一般控制在2.5kn以下，以方便进口船舶的操作。 口门轴线的确定应考虑船舶航行安全，使从口门进入的波能尽可能少， 以保证水域泊稳要求。 当口门外天然水深较浅，进港航道的开挖相对较深时，航道边坡对入射 波的折射作用非常明显。 4、锚地 本规划设计了一个港内锚地，为用于集装箱船的待泊，采用单筒系泊。船 舶掉头水域，港内锚地与进港航线水域共用。五、附件 附件一 风向统计表及风玫瑰图 附件二 潮位统计表急潮位曲线图 附件三 码头平面布置图（见CAD图） 附件四 码头断面图（见CAD图） 附件一：风向统计表及风玫瑰图 表1：风向统计表风向平均风速m/s频率%最大风速m/sN6.41122NNE6.2525NE4.2114ENE4.8120E5.9419ESE5.61016SE4.81216SSE4.6916S4.6618SSW5.5716SW4.9413WSW4.5215W4.9218WNW6.8623NW6.4721NNW6.91123 本区风的频率以SN、N、NNW和ESE方向最多，累年各月的常、次常风向，3-8月为ESESE向，频率为12%-15%；9-12月和1、2月为NNNW向，频率为15%-19%。图1 风向玫瑰图 附件二：潮位表和潮位曲线 表2：潮位表潮位间隔出现次数累积频数累积频率4.194.00220.02%3.993.8019210.25%3.793.60861071.29%3.593.401882953.56%3.383.203396347.65%3.193.00515114913.86%2.992.80608175721.20%2.792.60647240429.01%2.592.40609301336.35%2.392.20501351442.40%2.192.00494400848.36%1.991.80496450454.34%1.791.60486499060.21%1.591.40479546965.99%1.391.20522599172.29%1.191.00527651878.64%0.990.80524704284.97%0.790.60456749890.47%0.590.40355785394.75%0.390.20235808897.59%0.190.00124821299.08%0.010.2057826999.77%0.210.4017828699.98%0.410.6028288100.00%