张家港码头扩建工程设计.doc

张家港海力2#码头扩建设计 严 浩，100630331
张家港港区海力2#码头改扩建工程设计

（河海大学，港口航道与海岸工程专业，100630331)

摘要：张家港海力码头有限公司所处优越地理位置，为配合园区内企业，特别是园区内沙钢、浦项制铁、华尔润集团等重点企业产品结构调整后对港区吞吐能力提出的新的要求，同时结合周边其它企业发展的需要，张家港海力码头有限公司拟实施苏州港张家港港区冶金工业园作业区海力2#码头改扩建工程，以适应形势发展需要，将现有海力2#码头向下游延长275m，延长段码头为一个50000DWT件杂货泊位，码头宽度为25.0m；延长段码头平台通过2座引桥与后方陆域相连接，引桥分别布置在码头下端和中部，上游利用现有沙钢集团海力2号码头引桥作为通道。引桥平面尺度分别为63.2m×12.0m、86.6m×12m。
本工程建设规模为1个50000DWT件杂货泊位，设计年吞吐量为220万吨，其中热卷板150万吨/年，上坯、下材70万吨/年。本次设计码头及引桥均采用高桩梁板结构，水工建筑物等级为Ⅱ级。

关键词：张家港港区；改建；总平面布置；方案比选；内力计算

目 录
一、 设计基本条件和依据 1
1.1工程概况 1
1.2设计依据 1
1.2.1 主要设计依据 1
1.2.2 所用规范 1
1.2.3 所用文献 2
1.3设计任务 2
二、营运资料 3
2.1货运任务 3
2.2船舶资料 3
2.3装卸工艺资料 3
三、港口自然条件 4
3.1工程地理位置 4
3.2水文条件 4
3.2.1水文 4
3.2.2波浪 4
3.2.3潮流 5
3.3气象条件 5
3.3.1气温 5
3.3.2雨 5
3.3.3风 6
3.3.4雾 6
3.3.5雷暴 6
3.4地形、地貌与工程泥沙 6
3.4.1地形，地貌 6
3.4.2地质条件 6
3.4.3水文地质条件 7
四、总平面布置 8
4.1 总平面布置原则 8
4.2 水域主尺度 8
4.2.1码头泊位长度确定 8
4.2.2泊位宽 8
4.2.3设计水位 9
4.2.4码头及桥面设计高程 9
4.2.5码头前沿设计水深 9
4.2.6码头前沿设计泥面高程 10
4.2.7码头前沿停泊水域 10
4.2.8船舶回旋水域 10
4.3 总平面布置方案 10
4.3.1水域布置 10
4.3.2码头平面布置 11
4.4装卸工艺 11
4.4.1主要设计参数 11
4.4.2工艺方案与流程 12
4.4.3机械设备选型 12
4.5泊位通过能力 13
4.6堆场面积 13
4.7装卸作业人员 14
五、水工建筑物结构设计 14
5.1主体结构设计 14
5.1.1桩基设计 14
5.1.2上部结构 15
5.1.3附属设施 15
5.2结构耐久设计 15
5.2.1结构使用年限，环境类别及其作用等级 15
5.2.2钢管防腐设计 15
5.3码头前沿疏浚 15
5.3.1码头前沿挖泥 16
5.3.2码头前沿抛石护底 16
5.4岸坡稳定计算 17
六．码头结构设计 17
6.1建筑物主要尺度 17
6.1.1尺度表 17
6.1.2工艺荷载 17
6.2结构方案 18
6.3主要外力计算 20
6.3.1船舶荷载 20
6.3.2地震力 20
6.4作用与作用效应组合 20
6.4.1码头平台排架计算作用效应组合 21
6.4.2引桥排架计算作用效应组合 21
6.4.3轨道梁计算作用效应组合 21
6.4.4纵梁计算作用效应组合 21
6.5结构计算 21
6.5.1计算内容 21
6.5.2计算方法 21
6.5.3计算结果 22
6.6结构方案比选 24

一、设计基本条件和依据

1.1工程概况
苏州港张家港港区冶金工业园作业区海力2#码头改扩建工程位于江苏省张家港市沿江经济开发区锦丰镇境内，长江澄通河段浏海沙水道右岸的一干河至十一圩岸段。
本工程主要建设内容为将现有海力2#码头向下游延长275m，延长段码头为一个50000DWT件杂货泊位，码头宽度为25.0m；延长段码头平台通过2座引桥与后方陆域相连接，引桥分别布置在码头下端和中部，上游利用现有沙钢集团海力2号码头引桥作为通道。引桥平面尺度分别为63.2m×12.0m、86.6m×12m。
本工程建设规模为1个50000DWT件杂货泊位，设计年吞吐量为220万吨，其中热卷板150万吨/年，上坯、下材70万吨/年。本次设计码头及引桥均采用高桩梁板结构，水工建筑物等级为Ⅱ级。
1.2设计依据
1.2.1 主要设计依据
（1）《苏州港张家港港区冶金工业园作业区海力2#码头改扩建工程初步设计》，中交上海港湾工程设计研究院有限公司，2010年07月。
（2）江苏省交通运输厅《关于苏州港张家港港区冶金工业园作业区海力2#码头改扩建工程初步设计的批复》，苏交港【2010】71号，2010年08月。
（3）业主提供的最新水下地形图，2010年06月。
（4）南京大学建筑规划设计研究院岩土工程研究所作的本工程岩土工程勘察报告，2008年09月。
1.2.2 所用规范
(1）《海港码头总平面设计规范》（JTJ211-99）及局部修订；
（2）《高桩码头设计与施工规范》（JTJ291-98）；
（3）《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）；
（4）《港口工程荷载规范》（JTJ215-98）；
（5）《港口工程混凝土结构设计规范》（JTJ267-98）；
（6）《供配电系统设计规范》（GB50052-95）；
（7）《水运工程节能设计规范》（JTS150-2007）；
（8）《码头附属设施技术规范》（JTJ297-2001）；
（9）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）；
（10）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
（11）《港口工程环境保护设计规范》（JTJ149-1-2007）；
（12）《港口工程劳动安全卫生设计规定》（JTJ320-1997）；
（13）交通运输部颁发的《港口工程初步设计文件编制规定》（JTS110-4-2008）；
（14）国家、交通部及相关行业现行标准及规范。
1.2.3 所用文献
《港口水工建筑物》
《港口规划与布置》
《土力学》
《结构力学》
《港口航道与海岸工程专业毕业设计指南》
《水工钢筋混凝土结构学》
《港口装卸工艺》
1.3设计任务
单体码头工程的设计，设计范围以防汛大堤作为分界，包括码头区的总平面布置、水工建筑物、装卸工艺、给排水、消防、供电、照明、通信、环保、节能、安全、劳动卫生、工程概算和经济效益分析等。
本工程建设规模为1个50000DWT件杂货泊位，设计年吞吐量为220万吨，其中热卷板150万吨/年，上坯、下材70万吨/年。

二、运营资料
2.1货运资料
根据园区总体规划及张家港海力码头有限公司规划，改扩建工程位置处原有的1#～4#浮码头主要承担沙钢棒材、线材出口，吞吐能力为100万吨/年，此部分产品的出口将由于沙钢产品结构的调整而取消。改扩建后的海力钢铁2#码头新增吞吐能力主要用于满足江苏扬子江国际冶金工业园内沙钢和华尔润集团成品外运的需要，因此海力2#码头改扩建后，在现有废钢、上坯下材吞吐量130万吨/年的基础上新增热卷板150万吨/年、成品玻璃45万吨/年，通过本次改扩建，海力2#码头拟安排吞吐量将达到325万吨/年。

2.2船舶资料
船 型
主尺度（长×宽×型深×吃水）(m)
备 注
5000DWT杂货船
124×18.4×10.3×7.4
兼靠船型
10000DWT杂货船
146×22.0×13.1×8.7
兼靠船型
30000DWT杂货船
192×27.6×15.5×11.0
兼靠船型
40000DWT杂货船
200×32.2×19.0×12.3
设计船型
50000DWT散货船
223×32.3×17.9×12.8
设计船型
设计船型尺度表 表2-2-1

2.3装卸工艺资料
装卸工艺流程如下：
热卷板：
钢材堆场→30t-40m龙门吊→60t大平板车→60t门机→杂货船
上坯、下材：
杂货船←→60t门机←→牵引车、平板车←→原钢材堆场
玻璃：
玻璃堆场→10t轮胎吊→牵引车、平板车→16t～40t门机→杂货船

三、港口自然条件
3.1工程地理位置
拟建苏州港张家港港区冶金工业园作业区海力2#码头改扩建工程位于江苏省张家港市沿江经济开发区锦丰镇境内，长江澄通河段浏海沙水道右岸的一干河至十一圩岸段。该处水路距上海吴淞口约115km，公路距上海约173km，至苏州约113km，至无锡57km。
3.2水文条件
3.2.1水位
本河段潮汐为半日浅海潮，潮位每日两涨两落，日潮不等现象比较明显。每年春分至秋分为夜大潮，秋分至次年春分为日大潮。最高潮位出现在8～9月份。在长江径流的顶托下和河道的约束下，涨潮受阻，落潮较顺，潮波变形十分明显，前坡陡直，后坡平缓，涨潮历时大大缩短，落潮历时延长。
拟建工程所处河段上下游分别设有江阴肖山水文站和南通天生港水文站，经对两站多年实测潮位资料的统计、分析，拟建码头区域潮位特征值如下（85国家高程）：
历年最高潮位 5.24m
历年最低潮位 -1.39m
多年平均高潮位 1.97m
多年平均低潮位 -0.02m
平均潮位 0.94m
最大潮差 4.01m
平均潮差 1.86m
设计水位如下：
设计高水位 2.99m（高潮累积频率10%的潮位）
设计低水位 -0.44m（低潮累积频率90%的潮位）
极端高水位 4.92m（五十年一遇高潮位）
极端低水位 -1.41m（五十年一遇低潮位）

3.2.2波浪
拟建工程处江面开阔，受夏季台风及冬季寒潮的影响，码头前沿水域将产生风成浪，根据当地气象站多年实测风速资料，按海港水文规范推算出码头前沿设计高水位时的设计波要素值如下：
表3-1 设计波要素（重现期五十年一遇）
波要素
波向
H1%
(m)
T P
(m)
L
（m）
WNW～NW
1.70
4.1
26.18
NE～ENE
1.85
4.2
27.70

3.2.3潮流
多年资料表明：长江潮流界随径流强弱和潮差大小等因素的变化而变动，枯季潮流界可上溯到镇江附近，洪季潮流界则下移至西界港附近。根据实测资料分析，当大通流量在10000m3/s左右时，潮流界在江阴以上，大通流量在40000m3/s左右时，潮流界在如皋沙群一带，大通流量在60000m3/s左右时，潮流界下移至芦泾港～西界港一带。
本河段主槽落潮流大于涨潮流，洪季（大通流量＞34500m3/s）大潮平均涨潮流速小于0.4m/s，平均落潮流速为0.7～1.1m/s，洪季小潮涨潮流很小，平均落潮流为0.5～1.0m/s；枯季（大通流量(16300m3/s)潮汐作用较强，涨潮流速相对较大，大潮平均涨潮流可达0.6m/s，平均落潮流速为0.6～0.9m/s。落潮流是本河段主要动力因素，对泥沙运动及河床演变起主导作用。
3.3气象
本区属亚热带季风区，临江近海、气候温和、四季分明、雨水丰沛，“梅雨”、“台风”
等地区性气候明显，一月为最冷月，平均气温在2.3℃左右。根据张家港当地气象台的风向观测，本区域冬季盛行西北风和东北风，夏季以东南方向的海洋季风为主，春、秋季为过渡期，以偏东风为主。对张家港气象站多年实测资料分析，工程区域各气象特征如下：
3.3.1 气温
多年平均气温 15.2℃
极端最高气温 38℃
极端最低气温 -14℃
全年35°C及以上的高温天数：年平均5.1d
3.3.2 雨
多年平均降雨量 1025.5mm
历年平均降雨天数＞0.1mm 124d
＞5.0mm 50d
＞10.0mm 30d
＞50.0mm 3d
历年一小时最大降雨量 93.2mm
历年10分钟最大降雨量 26.2mm
最长连续降雨日数 14d
3.3.3风
长江下游由于地处平原，冬春有寒潮入侵，夏秋有台风袭击，风力远较长江中上游为大。根据该区域沿江的江阴、张家港气象站多年观测资料分析，本区域冬季盛行西北风和东北风，夏季以东南方向的海洋季风为主，春秋季为过渡期，以偏东风为主。
影响当地的台风平均2～3次/年，风向多为NE向，风力常在6～8级。
3.3.4雾况
多年平均雾日数 28.7d
年最多雾日数 66d
最长一次雾连续时间 71小时32分钟
3.3.5雷暴
多年平均雷暴日 30.9d

3.4地形、地貌与工程泥沙
3.4.1 地形、地貌
拟建码头位于张家港锦丰镇张家港海力码头有限公司港区内，泊位总长度为275m。码头区江面宽阔，沿江构筑有江堤，该区域地属长江河口三角洲地区，主要地貌单元为长江下游冲击成因的河漫滩，后方陆域场地开阔。
3.4.2 地质条件
场区为长江岸边水域，根据水工建筑物荷载及场地土工程地质特性，不宜采用天然地基，亦不宜采用地基处理方案，建议采用桩基础，用第⑥层粉细砂作为桩基持力层。
根据有关规范，综合勘察成果，码头区岸坡稳定计算土质指标标准值如表2-2，桩基承载力计算指标如表

岸坡稳定性验算指标推荐值
单元土体编号及名称
天然重度γ
（kN/m3）
快 剪
固 快
C(kPa)
φ（度）
C(kPa)
φ（度）
① 淤泥质粉质粘土
17.7
—
—
11
15.8
② 粉砂
18.6
7
30.5
6
33.5
③ 粉土
17.7
12
23.8
13
26.4
④ -A
17.5
15
13.9
20
17.7
④
17.8
15
13.9
20
17.7
⑤中粗砂
19.6
—
—
5
35.0
⑥粉细砂
18.6
7
29.8
7
32.5

桩基承载力计算指标表
单 元 土 体
[f]（kPa）
预制打入桩
钻孔灌注桩
qf（kPa）
qR（kPa）
qfi（kPa）
q0(kPa)
②粉砂
130
40

36

③粉土
100
36

36

③-A淤泥质粉质粘土
70
12

26

④淤泥质粉质粘土夹砂
80
12

28

⑤中粗砂
290
90

56

⑥粉细砂
180
60
5000
48
2200

3.4.3水文地质条件
根据《水质分析报告》，按《岩土工程勘察规范》GB50021-2001规范第12.2条的规定判定，地表水、地下水对混凝土结构无腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋，在长期浸水及干湿交替环境下无腐蚀性；对钢结构有弱腐蚀性。

四、总平面布置
4.1总平面布置原则
（1）因地制宜，合理、充分利用现有岸线资源。
（2）妥善处理拟建码头与已建码头之间的关系，充分利用现有码头结构的有关设施，减小工程投资。
（3）根据工程区域流场情况及已建码头确定改扩建工程码头前沿线位置。
（4）在进行平面布置时应根据后方堆场和道路情况，统筹考虑码头与后方陆域衔接，合理确定引桥位置。
（5）码头平面布置应符合装卸工艺要求，做到经济、方便，同时可提高装卸效率。
（6）遵循国家有关对环境保护的规范、规定及要求，总平面布置应做到使码头建设最大限度减小对周围环境的影响和污染，同时满足防尘、降噪和美化环境的要求。
4.2水域主尺度
4.2.1码头泊位长度确定
现有海力2#码头设计代表船型为2个5000吨级件杂货船，拟扩建平台设计代表船型为50000吨级散货船（兼杂货船），根据港口工程设计规范，码头泊位长度计算如下：
Lb=d+L+d
其中：Lb——码头泊位总长度；
L—— 设计代表船型型长；
d—— 富裕长度，根据设计代表船型型长确定如下表；

表4-1 泊位富裕长度表

按50000吨级散货船计算：Lb=24+223+24=271m；
现有海力2#码头下游系缆墩拆除后，码头长度为269.8m，因此拟扩建码头平台长度为273.2m，本次设计取码头平台长度为275.0m。
4.2.2码头泊位宽度
本工程采用架空结构形式，码头宽度根据装卸工艺设备选型、码头装卸货物种类、结构布置需要等综合因素确定。
方案一：
码头配置轨距16.0m的60吨门机，根据装卸设备的情况，同时考虑到件杂货码头运输车辆在码头上行驶、会车频繁，装卸件杂货对码头宽度要求较大，因此本方案码头平台宽度考虑采用25m。
方案二：
码头配置轨距10.5m的30吨门机，根据装卸设备的情况，同时考虑到件杂货码头运输车辆在码头上行驶、会车频繁，装卸件杂货对码头宽度要求较大，但考虑到本方案轨距较小，因此本方案码头平台宽度考虑采用22m。
4.2.3设计水位（85国家高程基准面，下同）
拟建工程所处长江河段上、下游分别设有江阴肖山水文站和南通天生港水文站，经对两站多年实测潮位资料的统计、分析，拟建码头设计水位如下：
设计高水位 2.99m（高潮累积频率10%的潮位）
设计低水位 -0.44m（低潮累积频率90%的潮位）
极端高水位 4.92m（重现期五十年高潮位）
极端低水位 -1.41m（重现期五十年低潮位）
4.2.4码头及引桥面设计高程
分别按基本标准和复核标准计算如表4-2。

表4-2 码头前沿设计高程计算表
标 准
计算水位（m）
超高值（m）
码头前沿高程（m）
基本标准
2.99
1.0～1.5
3.99～4.49
复核标准
4.92
0～0.5
4.92～5.62

考虑拟建码头与港区已建泊位码头面高程的协调，拟建工程码头面高程确定为5.60m。引桥在与码头平台连接处高程与码头面相同。本工程后方沿江路路面标高5.70m，引桥在与后方沿江路连接处高程与路面相同，中间采用斜坡过渡。
4.2.5 码头前沿设计水深
为方便船舶靠泊，拟建工程码头按50000DWT散货轮设计前沿水深，码头前沿设计水深计算如下：
码头前沿设计水深D=T+Z1+Z2+Z3+Z4
式中： D——码头前沿设计水深（m）；
T——设计船型满载吃水（m），（海轮进江尚应增加2.5%）；
Z1——龙骨下最小富裕深度（m），Z1=0.6m；
Z2——波浪富裕深度（m），Z2=0.5×1.5-0.6=0.15m；
Z3——船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值（m），Z3=0.15m；
Z4——备淤富裕深度（m），Z4=0.4m。
则：D=13.12+0.6+0.15+0.15+0.4=14.42m。
4.2.6码头前沿设计泥面高程
拟建工程码头包括50000DWT泊位1个，码头前沿泥面标高按下式计算：
码头前沿设计泥面高程=码头设计低水位-码头前沿设计水深，则码头前沿设计泥面高程为：
-0.44-14.42=-14.86m。
根据计算结果，本工程码头前沿泥面高程取为-15.0m。
4.2.7码头前沿停泊水域
码头前沿停泊水域按规范取为2倍设计船型宽度，本工程按照设计最大靠泊船型50000DWT散货轮计算，停泊水域宽度为64.6m，设计水深为14.42m，码头前沿水域宽阔，能满足停泊水域要求。码头前沿局部地区水深小于停泊水域水深要求需要进行适当疏浚。
4.2.8 船舶回旋水域
（1）回旋水域尺度设计
码头前沿回旋水域设在码头前方，回旋水域沿水流方向的长度取2.5倍船长，宽度为1.5倍船长。50000DWT船舶回旋水域沿水流方向的长度为557.5m，垂直水流方向的宽度为334.5m。
（2）回旋水域水深设计
经计算，本工程50000DWT船舶回旋水域设计水深D=14.92m，回旋水域设计泥面高程为-15.36m。拟建码头前方江面水域宽阔，水深条件良好，可满足设计靠泊船型靠离泊作业回旋水域使用要求。回旋水域范围内局部泥面较高的位置采用疏浚方式处理。
4.3总平面布置方案
4.3.1 水域布置
本工程为改扩建工程，根据业主的要求和现有自然条件，本工程拟进行扩建的平台布置在现有海力2#码头下游，与现有海力2#码头作业平台连接，其前沿线与现有海力2#码头作业平台前沿线一致。
4.3.2码头平面布置
根据码头区域长江岸线情况、水下地形条件和水文条件结合工艺设计方案、装卸货种情况和后方厂区道路、堆场的布置，本工程总平面布置做两个方案进行比较：
方案一：
本方案对应工艺布置方案一。将现有海力钢铁2号码头下游系缆墩拆除，本扩建工程码头顺岸布置在现有海力2号码头平台下游，与现有海力2号码头平台连接。扩建工程码头平台前沿线与现有海力2号码头前沿线平齐并在一直线上。
根据装卸货物种类、工程区域自然条件和建设单位对码头的使用要求，本工程码头平台采用连片式引桥接岸布置形式，码头平台平面尺度为275.0m×25.0m。
本工程为进行件杂货装卸作业的码头，为提高作业效率，本工程码头共设置引桥2座，分别布置在码头平台的中部和下游端，码头上游则利用现有海力钢铁2号码头下游引桥作为通道，新建引桥长度分别为63.2m和86.6m。
根据本工程可行性研究报告专家审查意见，本工程引桥宽度由原来的8.0m修改为12.0m，引桥排架间距则根据水利部长江水利委员会的审查意见由工可阶段的12.0m调整为15.0m。引桥宽度虽然进行了修改，但引桥排架间距相应增加，且本工程引桥与上游引桥对孔布置、引桥排架与水流方向基本一致，因此引桥宽度增大对水流的阻力几乎不会增加。
根据装卸工艺布置要求，本方案码头面配置2台60t门机，码头面设置QU100钢轨2根，轨距16m，其中前沿轨道离码头前沿3.0m。
方案二：
本方案对应工艺布置方案二，码头位置及码头前沿线的布置位置同方案一。
根据工艺布置方案二，本方案码头面配置的装卸设备为轨距10.5m的30吨门机，因此为减小工程投资，本方案码头平台平面尺度设计为275.0m×22.0m，码头面设置QU80钢轨2根，轨距10.5m，其中前沿轨道离码头前沿3.0m。
本方案引桥设置同方案一，新建引桥平面尺度分别为66.2m×12.0m和89.6m×12.0m。
4.4装卸工艺
4.4.1主要设计参数
海力2#码头改扩建段装卸货种为热卷板和玻璃，这两种货物单件吨位差距较大，热卷板单件重30t，玻璃组件重5t左右，因此装卸设备选择难以适合，而现有的海力2#码头的装卸货物为废钢、上坯、下材等，上坯、下材单件重在15t～30t之间，已配备的装卸设备有16t～40t门机4台，为了更合理、更有效地利用码头资源，可将现有海力2#码头的部分货种即上坯、下材调整到海力2#码头改扩建段上进行装卸作业，而本次新增货种华尔润的成品玻璃调整到现有海力2#码头上进行装卸作业。
码头年营运天数：330天；
堆场年营运天数：350天；
作业班次：三班/昼夜；
日工作小时数：20h。
港口生产不平衡系数：1.3；
钢材等堆存天数10天；玻璃堆存天数7天
4.4.2工艺方案与流程
方案一（1）本工程为50000DWT件杂货码头，泊位数1个。
（2）装卸工艺流程
热卷板：钢材堆场→30t-40m龙门吊→60t大平板车→60t-37m门机→杂货船
上坯下材：杂货船←→60t门机←→牵引车+平板车←→原海力2#码头钢材堆场
玻璃：玻璃堆场→电动轮胎起重机→牵引车+平板车→16t～40t门机→杂货船
（3）工艺方案
海力2#码头改扩建段主要进行的装卸货种为沙钢产品热卷板和上坯、下材，热卷板单件重30t，上坯、下材单件重在15t～30t之间，码头前沿布置2台60t-38m门机，轨距16m。为提高装卸效率，60t门机热卷板可采取2卷1吊的装卸方式，上坯、下材可成组装卸。热卷板水平运输由60t大平板车完成，上坯、下水平运输及堆取方式等继续采用原海力2#码头运输设备及堆场设备。
现有的海力2#码头已配备有1台16t门机，2台25t门机，1台40t门机，除了要装卸华尔润的玻璃，还要继续装卸废钢等原先货物。玻璃组件的水平运输由牵引车+平板车完成。废钢的水平运输及堆取方式继续采用原海力2#码头运输设备及堆场设备。
新增货物堆场布置：根据张家港海力码头有限公司港区总体布置要求，本改扩建工程后方堆场拟利用位于港区沿江公路南侧紧邻二干河大桥部位现有堆场设施，堆场距码头作业区水平运输距离约900m，堆场场地总面积约26560m2。热卷板堆场装卸作业配备1台30t-40m龙门吊；玻璃堆场装卸作业配备2台10t电动轮胎起重机。
方案二（1）本工程为50000DWT件杂货码头，泊位数1个。
（2）装卸工艺流程
热卷板：钢材堆场→30t-40m龙门吊→60t大平板车→30t-35m门机→杂货船
上坯下材：杂货船←→30t门机←→牵引车+平板车←→原海力2#码头钢材堆场
玻璃：同方案一。
（3）工艺方案
海力2#码头改扩建段前沿布置3台30t-35m门机，轨距10.5m。热卷板单重为30t，因此30t门机装卸作业为1卷1吊；上坯、下材采用30t门机成组装卸，所有货物水平运输及堆场布置同方案一。
调整到现有海力2#码头上的玻璃组件，装卸、水平运输及堆场布置同方案一。
4.4.3机械设备选型
本工程装卸工艺方案选用操作环节少、劳动强度低、装卸安全可靠的工艺流程
4.5泊位通过能力
根据《海港总平面设计规范》有关公式，码头通过能力按照下式计算：
式中：
Ty：泊位年营运天数330（天）；
G：设计船型的实际载货量（t）；
tz：装卸一艘设计船型所需的时间（h）
tf：船舶的装卸辅助作业、技术作业时间及船舶靠离泊时间之和
td：昼夜小时数，取24h
∑t：昼夜非生产时间之和，取4h
KB：港口生产不平衡系数
由于新增玻璃货种调整到现有海力2#码头上，现有海力2#码头上的上坯下材调整到海力2#码头改扩建段上，因此需要计算二个泊位的通过能力，经计算：
方案一：
海力2#码头改扩建段248万吨/年，其中热卷板167万吨（占泊位时间0.55），上坯、下材81万吨（占泊位时间0.45）。满足220万吨/年的吞吐量的要求。
现有海力2#码头115.5万吨：其中玻璃50.1万吨（占泊位时间0.55），废钢65.4万吨（占泊位时间0.45）。满足105万吨/年的吞吐量的要求。
二个泊位总的通过能力为363.5万吨/年，满足325万吨/年的吞吐量的要求。
方案二：
海力2#码头改扩建段247万吨/年，其中热卷板168万吨（占泊位时间0.65），上坯、下材79万吨（占泊位时间0.35）。满足220万吨/年的吞吐量的要求。
现有海力2#码头115.5万吨：同方案一。
二个泊位总的通过能力为362.5万吨/年，满足325万吨/年的吞吐量的要求。
4.6堆场面积
根据《海港总平面设计规范》有关公式，件杂货堆场所需容量按照下式计算：

式中：
E：堆场所需容量；
Qh：堆场年货运量：热卷板150万吨，玻璃45万吨；
KBK：堆场不平衡系数：取1.3；
Kr：货物最大入堆场百分比：取100%；
Tyk：堆场年营运天数：取350天；
tdc：货物在堆场平均堆存期：钢材堆场10天，玻璃堆场取7天；
αk 堆场容积利用系数：取1；
q：单位或有效面积的货物堆存量（t/m2）：
热卷板以单卷重30t计，按10t/m2考虑，玻璃取1.5t/m2；
A：所需堆场面积；
Kk：堆场总面积利用率；取70%；
计算得：热卷板堆场面积：A=7959m2；玻璃堆场面积：A=11143m2。
热卷板堆场实际布置面积：10000m2；玻璃堆场实际布置面积：11840 m2。
4.7装卸作业人员
装卸作业人员仅对海力2#码头扩建段进行配备，装卸工人按泊位和作业线进行三班配备，机械司机按专机专人配备，考虑出勤率的影响，以上配工增加10%为最后定员。
方案一：工艺总定员117人，其中装卸工人28人，机械司机89人。
方案二：工艺总定员169人，其中装卸工人42人，机械司机127人。

五.水工建筑物结构设计
5.1主体结构设计
码头采用高桩梁板式结构，基本排架间距8.0m，分段长度分别为51.0m、61.0m、51.0m、61.0m和51.0m，共有排架37榀。上部结构为现浇横梁、预制纵向梁系、叠合面板。
引桥采用高桩梁板结构，基本排架间距采用15m。引桥的上部结构由现浇横梁、预制预应力混凝土空心板和现浇面层组成。
5.1.1桩基设计
码头桩基除8#～15#排架前沿4根桩采用Φ1000mm钢管桩外，其余桩基均采用Φ1000mmPHC管桩（C型桩），PHC管桩要求按照上海市建筑标准设计《先张法预应力混凝土管桩（DBJT08-92-2000）》中的相关技术要求制作；PHC桩的砼强度等级均为C80，且每节桩桩顶的螺旋加固筋范围必须增加到L=4m。钢管桩制作要求严格按照《港口工程桩基规范》中有关条款执行。
每榀排架下布置7根桩，其中包括2对斜度为4.5:1的叉桩和3根直桩，所有桩的桩顶均伸入横梁底部以上100mm，即其顶标高均为2.10m。码头桩基持力层为⑥层粉细砂层。
引桥江侧水深段桩基采用φ1000PHC管桩（C型桩）、近岸水深较浅段采用φ1000mm钻孔灌注桩。引桥每榀排架下布置3根桩（喇叭口处为4～5根桩），均为直桩（喇叭口处为斜桩，斜度8:1）。桩基持力层为⑥层粉细砂层。
5.1.2上部结构
码头主体宽度为25m，上部结构自下而上依次为预制靠船构件、现浇横梁、预制纵向梁系和叠合面板。码头现浇横梁中下横梁标准断面尺寸为1800mm宽×1300mm高、梁底标高为2.0m，上横梁断面尺寸为1200mm宽×1790mm高。下横梁上为预制安装的“T”形钢筋混凝土轨道梁、纵梁、排水明沟梁及边梁，其中预制轨道梁断面为800mm宽×1780mm高，纵梁断面为600mm宽×1780mm高，排水明沟梁断面为800mm宽×1480mm高，边梁断面为400mm宽×1480mm高。
码头叠合面板总厚度为500mm，包括300mm厚的预制部分和200mm的现浇部分，码头面设有20mm～50mm的磨耗层。码头面层设400mm×470mm的排水明沟和2个6800mm×3300mm×1440mm的集水池，码头污水经集水池收集后，送至后方场区集中处理。
引桥宽12m，上部结构自下而上依次为现浇横梁、预制预应力混凝土空心板和和现浇面层。引桥现浇横梁下横梁标准断面尺寸为1600mm宽×1190mm高，上横梁断面尺寸为1000mm宽×860mm高。引桥预制预应力砼空心板厚700mm，现浇面层厚150mm，引桥面设有20mm～50mm的磨耗层。
结构砼强度除码头预制预应力砼轨道梁及引桥预制预应力砼空心板采用C40外，其余均为C30。
5.1.3附属设施
根据系泊及装卸工艺要求，在码头上部结构设置的工艺设施主要包括：
在码头面布置有轨距16m的QU100门机钢轨两条，前轨距码头前沿3.0m，在前轨外侧设置深100mm、宽350mm的电缆沟；在码头面门机轨道两端各设两座车档，另在码头中部的选定位置布设门机的锚定及顶升检修基础。
系船柱：在码头前沿设1500kN单柱系船柱。
橡胶护舷：每榀排架前沿竖向布设2条DA-B800H×2000L橡胶护舷（带防冲板），在各排架间横向布设3条GD300H×1500L橡胶护舷（锚链铁梯处为2条）。
5.2结构耐久性设计
5.2.1结构使用年限、环境类别及其作用等级
本工程码头结构所处环境类别及作用等级为Ⅰ-C等，设计使用年限为50年。
5.2.2钢管桩防腐设计
在外界环境条件下，钢结构若不加防护，极易受到侵蚀而发生破坏。为此，本工程对钢管桩防腐蚀采取以下措施：
（1） 除锈：Sa2.5级。
（2）涂料：桩顶至泥面以下10m范围，除锈后涂H06-1环氧富锌底漆二道（每道干膜厚度50μm），H53-4厚浆环氧煤沥青防腐面漆二道（每道干膜厚度125μm）。
5.3码头前沿疏浚
5.3.1码头前沿挖泥
本工程码头前沿靠泊船型为50000DWT散货船，码头前沿设计泥面高程为-15.0m，根据最新水下地形图显示，本工程码头所处水域水深变化较大，码头前沿泥面高程从-8.5m～-28.0m，为保证码头结构安全和船舶正常靠泊，本次设计对码头前沿泥面高程高于设计泥面的位置进行削坡处理。为确保码头及岸坡的整体稳定，首先将泥面开挖至-17.0m处，向岸侧以1：5坡度与自然泥面交接，然后回填2m厚块石护底（坡），使码头前沿线位置的泥面高程达到本次设计泥面高程-15.0m的要求。

5.3.2码头前沿抛石护底
根据对本工程河段坡度分析，在码头前沿水深较深处，需要进行抛石（砂）护底。护底结构设计顶面高程在码头前沿处为-18.0m，采用三级护底，每级包括平台及斜坡两部分。
护底结构采用下层水下抛填砂袋、上层抛块石压顶的方案，即分两次施工，在工程桩基施工前先进行水下抛填砂袋，待桩基施工结束后再次抛石护底。压顶抛石厚度2.0m。
5.4岸坡稳定计算
根据本工程地质报告，本次岸坡稳定计算分别选取了削坡开挖及抛砂石回填两种断面进行计算，考虑施工期打桩及