天津港2.5万吨集装箱码头毕业设计样本.doc

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目录

第一章 总论 1
1.1 概述 1
1.2 设计依据 1
第二章 设计资料 2
2.1 工程位置 2
2.2 自然条件 2
2.2.1 气温 2
2.2.2 降水 2
2.2.3 雾 3
2.2.4 相对湿度 3
2.2.5 风 3
2.2.2 水文 4
2.2.2.1 潮位 4
2.2.2.2 波浪 6
2.2.2.3 海流 6
2.2.3 海冰 7
2.2.4 作业天数 7
2.2.4.1 码头作业标准 7
2.2.4.2 统计结果 8
22.5 泥沙淤积 8
2.2.6 地质 9
2.2.6.1 土层分布 9
2.2.7 地震 10
第三章 运量与船型 11
3.1 年运量 11
3.2 设计船型 11

第四章 总平面布置 12
4.1 总平面布置原则 12
4.2 泊位数的确定 12
4.3 码头水域布置 14
4.3.1码头前沿设计水深 14
4.3.2 船舶制动水域 15
4.3.3 船舶回旋水域 15
4.3.4 码头前沿停泊水域 15
4.3.5港池布置 16
4.3.6锚地布置 16
4.3.7 航道尺寸与布置 17
4.3.7.1 航道水深 17
4.3.7.2 航道有效宽度 18
4.4 码头陆域尺度 19
4.4.1码头泊位长度 19
4.4.2 码头前沿高程 19
4.4.2.1码头前沿顶高程 19
4.4.2.2码头前沿底高程 19
4.4.3 码头前沿作业地带 20
4.4.4 库场面积 20
4.4.4.1集装箱堆场面积 20
4.4.4.2集装箱码头拆装箱库所需容量 21
4.4.5集装箱码头大门所需车道数 22
4.4.6 港区道路布置 23
4.4.6.1港区道路布置要求 23
4.4.7辅助生产和辅助生活建筑物 23
第五章 装卸工艺布置 24
5.1 装卸工艺的设计原则及一般要求 24
5.1.1 设计原则 24

5.1.2 一般要求 24
5.2码头的装卸工艺流程设计 25
5.3 装卸工艺机械方案比选 26
5.4主要机械规格 26
5.4.1岸边集装箱装卸桥 26
5.4.2 轨道式龙门起重机 27
5.4.3 集装箱牵挂车 27
5.4.4 集装箱半挂车 27
5.5 装卸机械数量及司机人数的确定 28
5.6装卸工人数确定 29
第六章 结构方案拟定与比选 30
6.1 设计原则 30
6.2 结构方案的比选 31
第七章 码头结构计算 34
7.1 码头结构设计的一般规定 34
7.2 设计条件 34
7.2.1 结构安全等级 34

7.2.2 设计水位 34
7.2.3设计船型 35
7.2.4 波浪要素 35
7.3 结构尺寸的确定 35
7.3.1 施工水位的确定 35
7.3.2 基础设计 35
7.3.3 沉箱尺寸 36
7.3.4 胸墙尺寸 37
7.3.5 墙后回填 37
7.4材料重度 37
7.5 其它附属设施设计 38
7.6 码头结构计算 38
7.6.1 设计状况 38
7.6.2 作用分类 38
7.6.3 作用效应组合 38
7.7 作用计算 39
7.7.1 永久作用 39
7.7.1.1结构自重力 39
7.7.1.2 填料土压力 44
7.7.1.3 贮仓压力 47
7.7.1.4 剩余水压力 49
7.7.2 可变作用 49
7.7.2.1 船舶荷载 49
7.7.2.2 堆货荷载所产生的土压力 52
7.7.2.3门机荷载所产生的土压力 53
7.7.2.4 波浪力计算 55
7.7.3 沉箱沉放时面板所受水压力计算 58
7.8 码头荷载标准值汇总 60
7.9 码头稳定性验算 61
7.9.1作用效应组合 61
7.9.2码头沿基床顶面的抗滑稳定性验算 61
7.9.3码头沿基床顶面的抗倾稳定性验算 65
7.9.4 基床承载力验算 68
7.9.5 沉箱浮游稳定性验算 71
第八章 沉箱结构内力计算 75
8.1 一般规定 75
8.1.1 沉箱结构内力计算的图式规定 75
8.2 承载能力极限状态下的内力计算 75
8.2.1 沉箱前壁板 75
8.2.2 沉箱前底板计算 77
8.2.3 内力计算 79
8.3 正常使用极限状态下的内力计算 79
8.3.1沉箱前壁板 79
8.3.2 沉箱前底板计算 81
8.3.3内力计算 82
8.4 构件承载力计算 82
8.5构件裂缝宽度验算 83
参考文献 90
致谢 91

第一章 总论

1.1 概述
天津港是世界等级最高、 中国最大的人工深水港、 吞吐量世界第四的综合性港口, 位于滨海新区。服务和辐射京津冀及中西部地区的14个省市自治区, 总面积近500万平方公里, 占全国面积的52%, 是蒙古国等内陆国家的主要出海口, 航线通达世界180多个国家和地区的500多个港口。天津在渤海西岸的盐碱滩涂上建成的吞吐量两亿吨的第二港口天津南港于 08月31日开港试通航, 也称天津港的南港区。本设计在天津南疆港区26＃泊位处, 拟建2个2.5万吨级集装箱码头。
1.2 设计依据
本次设计内容为天津港2.5万吨级集装箱码头。设计包含工程总平面布置、 装卸工艺、 结构尺寸等。
设计按交通部颁发的有关规范进行, 具体如下:
( 1) 港区总平面布置、 装卸工艺流程设计参照《海港总平面设计规范》、 《海港工程设计手册》中规定进行确定。
( 2) 码头计算荷载按《港口工程荷载规范》中规定进行确定。
( 3) 混凝土和钢筋混凝土构件的结构系数和弹性模量等按《水工钢筋混泥土结构》中规定进行确定。
( 4) 设计图纸按港口工程技术规范、 港口工程制图标准绘制。

第二章 设计资料

2.1 工程位置
本工程位于天津港南疆港区规划的26#泊位处, 东侧为大型石化码头区, 天津港主航道里程约12+000。
2.2 自然条件
根据天津塘沽海洋站 - 实测值进行特征值的统计与分析。
2.2.1 气温
年平均气温 13.1℃
年平均最高气温 16.4℃
年平均最低气温 10.9℃
极端最高气温 40.9℃
极端最低气温 -13.5℃
( 注1953年1月17日曾出现最低气温-18.3℃)
2.2.2 降水
年平均降水量 363.7mm
年最大降水量 491.1mm
年最小降水量 196.6mm
一日最大降水量 157.2mm
( 注1975年7月30日曾出现一日最大降水量191.5mm)
降水强度≥小雨平均每年65.2个降水日
降水强度≥中雨平均每年9.7个降水日
降水强度≥大雨平均每年3.7个降水日
降水强度≥暴雨平均每年1.0个降水日
本区降水有显著的季节变化, 雨量多集中于每年的7、 8月份, 该两个月的降水量为全年降水量的58%, 而每年的12月至翌年的3月降水极少, 4个月的总降水量仅为全年降水量的3%左右。
2.2.3 雾
能见度＜1km的大雾平均每年为16.6个雾日, 雾多发生在每年的秋冬季, 每年12月份大雾日约为全年大雾日的30%左右, 最长的延时可达24小时以上。按大雾实际出现时间统计, 平均每年为8.7天。
2.2.4 相对湿度
年平均相对湿度 67%
2.2.5 风
风是气象要素中不稳定的一个要素, 年与年之间观测统计值有一定的差异, 为了更真实地反映天津港的风况, 我们统计1996～ ( 共计 ) 每日24次风速、 风向观测资料: 统计表明港区常风向为S向, 次常风向为E向, 出现频率分别为9.89%、 9.21%。强风向为E向, 次强风向为ENE向, ≥7级风出现的频率分别为0.32%、 0.11%。详见风玫瑰图和风频率统计表3-1。造成本海区的大风天气过程, 主要是冬、 春季的寒潮和夏、 秋季的台风( 气旋) , 根据塘沽气象站资料统计, 寒潮大风较为频繁, 台风( 气旋) 大风出现频率较少。本海区历年平均风速4.5m/s, 最大风速26.5m/s, 风向E, 出现在1971年6月26日。

图1 风玫瑰图
2.2.2 水文
2.2.2.1 潮位
本区潮汐类型为不规则半日潮型, 其( HO1+HK1) /HM2=0.53。
2.2.2.1.1 基准面关系
天津港理论最低潮面与大沽零点及当地平均海平面的关系如下图:
当地平均海面
大沽零点
2.56m 1.00m
天津港理论最低潮面
图2 零点及当地平均海平面的关系
2.2.2.1.2 潮位特征值( 以天津港理论最低潮面起算, 下同)
根据塘沽海洋站1963年～1999年资料统计:
历年最高高潮位 5.81m( 1992年9月1日)
历年最低低潮位 -1.03m( 1968年11月10日)
注: 1957年12月18日出现最低低潮位-1.08m
历年平均高潮位 3.74m
历年平均低潮位 1.34m
历年平均海平面 2.56m
历年最大潮差 4.37m( 1980年10月)
历年平均潮差 2.40m
2.2.2.1.3 设计水位
设计高水位 4.30m
设计低水位 0.50m
极端高水位 5.88m
极端低水位 -1.29m
2.2.2.1.4 乘潮水位
全年乘潮水位见表2-1。
表2-1 全年乘潮水位表
频率( %)
延时 潮位( m)
80
85
90
乘潮一小时
3.36
3.26
3.14
乘潮二小时
3.26
3.16
3.04
乘潮三小时
3.12
3.01
2.89
乘潮四小时
2.93
2.82
2.71
考虑到中国北方海区潮位季节变化, 冬三月( 12月、 1月、 2月) 乘潮水位见表2-2。
表2-2 冬三月( 12月、 1月、 2月) 乘潮水位表
频率( %)
延时 潮位( m)
80
85
90
乘潮一小时
3.19
3.05
2.91
乘潮二小时
3.08
2.94
2.81
乘潮三小时
2.94
2.82
2.68
乘潮四小时
2.76
2.63
2.50

2.2.2.2 波浪
2.2.2.2.1 波浪概况
用塘沽海洋站波浪实测资料统计, 本区常浪向ENE和E, 频率分别为9.68%和9.53%, 强浪向ENE, 该向H4%＞1.5m的波高频率为1.35%, ≥7.0s的频率仅为0.33%, 各方向H4%≥1.6m的波高频率为5.06%, H4%≥2.0m的波高频率为2.24%, 详见波玫瑰图。
2.2.2.2.2 设计波浪
当防波堤口门位于航道里程16+000时, 拟建码头前50年一遇波要素值见表2-3。
表2-3 码头前50年一遇波要素表
水位 波要素
H1%( m)
H13%( m)
( s)
极端高水位
2.4
1.6
7.6
设计高水位
2.0
1.4
7.6
2.2.2.3 海流
为了港口的发展需要有关部门对该海区进行了多次大范围的海流观测。
据1999年全潮观测资料分析( 图1) , -5m等深线以外海域涨、 落潮流比较集中, 属往复流性质, 涨潮流向为280°～310°, 落潮流向为100°～120°; 该区潮段平均流速( 99年4#站) , 涨潮流速为0.21m/s, 落潮流速为0.13m/s; 最大涨潮流速为0.53m/s, 最大落潮流速为0.26m/s。-5m等深线以内流向比较分散, 涨潮流向为245°～350°, 落潮流速为55°～170°; 该区的潮段平均流速, 涨潮为0.15～0.23m/s, 落潮为0.14～0.19m/s; 最大涨潮流速为0.48m/s, 最大落潮流速为0.45m/s, 分布规律基本是涨潮流速大于落潮流速。
2.2.3 海冰
本港区海域每年有不同程度的海冰出现, 初冰日在12月下旬, 终冰日在2月下旬, 总冰期约60天, 多年资料统计, 严重冰期年平均仅为10天, 正常年份海冰对港口营运及船舶航行无甚影响。
2.2.4 作业天数
2.2.4.1 码头作业标准
风: 风速≤6级
雨: 降水强度≤中雨
雾: 能见度≥1.0km
波浪: 横浪H4%≤1.2m ≤8s
顺浪H4%≤1.5m
2.2.4.2 统计结果
按上述作业标准, 经过对观测资料进行统计分析, 综合考虑码头作业天数为345天。
2.2.5 泥沙淤积
1、 天津港泥沙回淤程度的总体评价
天津港自建港以来, 港口的泥沙回淤一直深受世人瞩目。经过几十年的研究工作并采取了相应的工程措施( 主要有海河修建挡潮闸、 修整南北防波堤、 堵塞北堤缺口、 修建吹填围埝等) , 取得了良好的减淤效果。天津港年挖泥量与年吞吐量的比值( 方/每吞吐吨) , 50年代平均为3.58; 60年代平均为1.67; 70年代平均为0.89; 80年代平均为0.55; 进入90年代则下降至0.08～0.09。最新的研究成果表明, 天津港已属轻淤港, 泥沙回淤已经不再是港口发展的制约因素。
2、 天津港泥沙回淤趋势分析
天津港在半个世纪的建设发展过程中, 泥沙回淤状况逐渐好转, 从建港初期的严重淤积状态逐步转变成当前的轻淤积状态。能够预料, 今后随着港口泥沙环境的进一步改进与有效治理措施的实施, 港口泥沙淤积情况将进一步好转。根据天津港务局和天科所在1994～1998年完成的天津港回淤程度评价与淤强分布规律研究成果, 天津港泥沙回淤主要趋势体现在以下三个方面: 1、 随着天津港周边泥沙环境的改进, 港内减淤措施的实施和其规模的不断扩大, 入港泥沙逐渐减少, 淤积形态发生变化, 回淤强度降低, 淤积部位外移; 2、 随着滩面物质的粗化, 波浪掀沙作用减弱, 水体中的含沙浓度降低, 进港沙量减少。
根据《天津港防波堤延伸工程模型试验研究》( 交通部天津水运科学研究所, 10月) , 待天津港防波堤延伸工程建成后, 口门位于16+0处, 天津港港池年淤积量为262万m3, 本工程位置( 12+300) 淤强约为0.6m。
2.2.6 地质
本工程拟建码头处尚无详细的地质资料, 本阶段以附近的南疆东部港区北围埝、 天津港30万吨级油码头工程的地质资料作为参考。该处地质情况详述如下:
2.2.6.1 土层分布
勘察区内所揭露的土层分布按其沉积成因可分为三个大层:
1、 海相沉积层: 包括①1淤泥、 ①2淤泥质粘土、 ①3粘性土混贝壳
2、 海陆交互相沉积层: ②1粉土
3、 陆相、 河口三角洲相沉积层: 包括1粉质粘土、 ③2粉土、 ④粉细砂、 ⑤1粉质粘土、 ⑤2粉土
土层分布情况自上而下依次描述如下:
①1淤泥
灰色、 褐灰色, 流塑状, 高塑性, 局部夹少量砂斑, 偶见贝壳碎屑、 含有机质, 土质较均匀, 该层分布连续, 层位稳定, 厚度在7.80m～10.0m之间, 底标高在-11.74m～-14.10m之间。
①2淤泥质粘土
褐灰色、 灰色, 软塑状, 高塑性, 夹少量砂斑, 含少量有机质、 该层分布连续, 厚度0.50m～1.30m之间。Y1及Y10孔缺失。
①3粘性土混贝壳
灰色、 灰褐色, 为粉质粘土、 粉土或淤泥质粘土混夹多量碎贝壳, 软塑状, 中～中可塑性, 厚度在0.70 m～1.80m, 底标高在-14.21m～-15.90m之间。
②1粉土
灰色, 含云母, 中密状, 含少量碎贝壳, 夹粉质粘土薄层, 该层在区内分布不连续, 以透镜体形式存在, 厚薄不均。
③1粉质粘土
褐色、 褐灰色, 可塑状, 中塑性, Y6、 Y7孔缺失, 分布较为连续, 底标高在-19.01m～-21.05m之间。在该层和②1粉土层之间不均匀夹有厚薄不等的粘土和粉砂透镜体。
③2粉土
褐灰色 灰色, 混砂, 夹粘性土薄层, 中密状～密实状, 该层层位稳定, 分布连续, 仅Y8孔缺失该层。底标高在-19.71m～-29.14m之间。
④粉细砂
褐灰色、 灰色, 局部夹少量云母及碎贝壳, 夹粉质粘土、 粉土薄层, 密实状, 局部中密状。该层层位稳定, 分布连续, Y3孔以西砂层出露顶标高在-21.60m～-21.94m之间, 以东出露顶标高在-20.19m～-24.62m之间, 底标高在-49.52m～-57.88m。在Y3孔以西各孔中有多量粘土、 粉质粘土及份土透镜体。
⑤1粉质粘土
褐黄色, 灰黄色, 硬塑状, 中塑性, 局部夹砂斑和粉砂与粉土透镜体, 该层层位稳定, 在区内广泛分布, 顶标高在-49.22m～-57.88m之间。区内Y2、 Y5孔未穿透该层。
⑤2粉土
褐色, 褐黄色, 密实状, 夹粘性土薄层, 该层层位稳定, 分布较为连续。Y2～Y5孔未揭露该层。
2.2.7 地震
根据国家《建筑抗震设计规范》( GB50011- ) —中国主要城镇抗震设防烈度、 设计基本地震加速度和设计地震分组, 本工程所处位置其抗震设防烈度为6度, 设计基本地震加速度值为0.15g。

第三章 运量与船型

3.1 年运量
拟定年吞吐量为400万吨。
3.2 设计船型
表3-1 设计船型
船型
总长L( m)
型宽B( m)
型深( m)
满载吃水(m)
载箱量( TEU)
集装箱船
217
30
18.9
10.7
1500

第四章 总平面布置

4.1 总平面布置原则
1. 平面布置应以港口发展规划为基础, 合理利用自然条件, 远近结合和合理分区, 并应留有综合开发的余地。各类码头的布置既应避免相互干扰, 应相对集中, 以便于综合利用港口设施和集疏运系统。
2. 新建港区的布置应与原有港区相协调, 并有利于原有港区的改造。同时应减少建设过程中原有港区生产的干扰。
3. 港口平面布置应力求各组成部分之间的协调配合, 有利于安全生产和方便船舶及物流运转。
4. 平面设计应考虑方便施工, 并根据建设条件注意施工场地的安排。
5. 港口建设应考虑港口水域交通管理的必要设施, 并应留有口岸检查和检验设施布置的适当位置。
4.2 泊位数的确定
依照《海港总平面设计规范》JTJ211-99进行港口主要建设规模的确定。
初步拟定本港口年经过能力为=40 万TEU( 400万吨) 。
集装箱码头的泊位年经过能力可按照下列公式进行计算
( 4-1)
( 4-2)
式中: Pt—集装箱码头泊位年经过能力( TEU)
Ty —泊位年营运天数。根据设计资料取345天;
Aρ—泊位有效利用率, 可取0.50—0.70, 泊位数少可取低值, 泊
位数多的可取高值, 本次设计取0.5;
P —设计船时效率( TEU/h) ;
Q—集装箱单船装卸箱量( TEU) , 按本港历年统计资料确定, 若
无资料时, 依照规范采用表5.8.4-1中的数值取1200 TEU;
—昼夜装卸作业时间( h) , 取22—24h, 本设计取23h;
t—船舶的装卸辅助作业及船舶靠离泊时间之和( h) , 可取3—
5h, 本设计取4h ;
t—昼夜小时数; 取24h;
—岸边集装箱装卸桥台时效率( 自然箱/h) , 按规范5.8.4-3
取24 TEU/h;
n—岸边集装箱装卸桥配备台数, 按规范可取3台;
—集装箱标准箱折算系数, 取1.2—1.6, 本设计按规范表
5.8.4-3取1.6;
—岸边集装箱装卸桥同时作业率( %) , 本设计依照规范表
5.8.4-3取0.85;
—装卸船作业倒箱率( %) , 本设计依照规范表5.8.4-3取
0.05。
由以上数据可得:

=
=

=
因此本设计泊位数需要2个。

4.3 码头水域布置
港内水域是由船舶制动水域、 、 回旋水域、 码头前沿停泊水域、 港池、 连接水域以及航道、 锚地等部分组成。各水域布置应按照具体情况进行布置, 在必要的情形下能够单独设置。港口水域的协调布置, 即是各水域组成部分的水深、 面积充分, 位置合理, 流态良好, 有利于船舶在港内锚泊、 调度、 靠离码头及进出港口方便。本设计依照《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)进行水域布置:
4.3.1码头前沿设计水深
码头前沿设计水深是指在设计低水位以下的保证设计船型在满载吃水情况下安全停靠的水深。依照规范《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)4.3.5-1进行计算:
( 4-3)
(4-4)
式中: —码头前沿设计水深( m) ,
—设计船型满载吃水,本设计船型满载吃水T = 10.7m;
—龙骨下最小富裕深度( m) , 本设计主要是含淤泥的砂, 含粘土的
砂, 和松砂土, 根据规范表4.3.5取0.3m;
—波浪富裕深度( m) ;
—系数, 依据设计资料顺浪取0.3, 横浪取0.5;
—码头前允许停泊的波高( m) , 本设计资料顺浪时=1.5m,
横浪=1.2m;
—船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值( m) , 杂货与集装箱船
可忽略;
—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, 本设计依照当地情况Z4取0.4;
依据以上数据可得:
顺浪时: Z2=0.31.5-0.3=0.15m;
横浪时: Z2=0.51.2-0.3=0.3m;
取大值Z2=0.3m
D= 10.7+0.3+0.3+0+0.4=11.7m
4.3.2 船舶制动水域
本设计是天津港南疆区海域部分, 海域比较宽敞, 因此本设计制动水域使用直线布置形式, 布置在渤海上其长度依据规范《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)为4倍设计船长, 即:
2174=868m
4.3.3 船舶回旋水域
依照当地的实际情况, 船舶回旋水域一般设置在进出港口或方便船舶靠离码头的位置。本设计依据天津港南疆港区的风, 浪, 水流等设计资料, 和港作拖船设备, 定位标志等因素。船舶回旋水域的布置尺寸依照《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)表4.2.3可得, 有掩护的水域, 港作拖船条件优越, 能够依靠岸标进行定位;
因此回旋圆直径: 2.0L=2217=434m。
4.3.4 码头前沿停泊水域
本设计码头前沿停泊水域依照规范《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)表4.24中的相关规定, 取位于码头前水域的2倍设计船宽的水域范围;
d=2B=230=60m
4.3.5港池布置
依照《港口规划与布置》( 第三版) 可知突堤码头的港池长度, 取决于码头一侧连续布置的泊位数, 本设计码头一侧为1个泊位, 港池长度即为泊位长度( 见后方泊位长度的计算其长度为265m) ; 根据当地的设计资料, 其宽度为1.5倍船宽1.5217=325.5m, 取330m;
港池的水深与航道设计水深一致为13.0m( 见4.3.7计算) ;
4.3.6锚地布置
港口锚地根据位置可划分为港外锚地与港内锚地。
港外供船舶候潮、 待泊、 联检及避风使用, 有时进行水上装卸作业。港外锚池宜采取锚泊。
港内锚地供船舶待伯或水上装卸作业使用, 宜采用锚泊或设置系船浮筒、 系船簇桩等设施。
锚地位置应选在靠近港口, 天然水深适应、 海底平坦、 锚地抓力好、 水域开阔, 风、 浪和水流较小, 便于船舶进出航道, 并远离礁石、 浅滩以及具有良好定位条件的水域。
(1) 港外的锚地不应小于2—3倍设计船长; 港内锚地采用单锚或单浮筒系泊时, 不应小于1倍设计船长, 取1倍船长即217m。
（2） 港内锚地水深不应小于设计船型满载吃水的1.2倍。港内锚地水深应与码头前沿设计水深相同( 即11.7m) 。
（3） 依据本设计的设计资料, 采用单浮筒系泊。
单浮筒系泊水域的系泊半径可按式:
( 4-5)
式中: R—单浮筒水域系泊半径;
L—设计船长( m) , 本设计的设计船长L为217m;
r—由于潮差引起的浮筒水平偏位, 每米潮差可按一米计算, 本设
计平均潮差为2.4m, 取r为2.4;
l—系缆的水平投影长度, , 取20m;
, 取25m; 可适当增加,
本设计取25m;
e—船尾与水域边界的富裕距离( m) , 取0.1L=21.7(m);
依据以上数据可得:
, 取R=267m。
4.3.7 航道尺寸与布置
4.3.7.1 航道水深
航道水深分为通航水深与设计水深, 依照规范《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)中规定, 其可分别按下列公式进行计算:
计算公式: ( 4-6)
( 4-7)
式中: —航道通航水深 ( m) ;
—航道设计水深( m) ;
—船舶航行时船体下沉水深( m) , 集装箱的船舶航行速度较快,
一般在22~25 KN , 本次设计取 = 1.0m;
—航行时龙骨下最小富裕水深,由于本次设计船舶为2.5万吨,
土质特性为淤泥的砂、 含粘土的砂和松砂, 依照规范《海港
总平面设计规范》(JTJ 211-99)表4.8.8-1, 故本次设计取
0.4m;
—波浪富裕深度( m) , 依据本设计4.3.1, 得=0.3m;
—船舶装载纵倾富裕深度 m) , 件杂货和集装箱可不计, 油船、
散货可取0.15m, 故本设计取0;
—备淤富裕深度( m) , 应根据两次挖泥间隔的淤积量确定, 不
宜小于0.4m, 本设计取0.6m;
依据以上数据可得:

4.3.7.2 航道有效宽度
依据《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)可知, 航道有效宽度由航道迹带宽度、 船舶之间富裕宽度和船舶与航道底边之间的富裕宽度组成。航道有效宽度示意图如图4-1;

图4-1 航道有效宽度示意图
依据设计资料, 本次设计采用双向航道布置。
计算公式: ( 4-8)
( 4-9)
式中: —航道的有效宽度( m) ;
—航迹带宽度( m) ;
—船舶漂移倍数, 采用《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)
中表4.8.7.1中数值, 取1.81;
—风、 流压缩角( °) , 采用《海港总平面设计规范》(JTJ
211-99) 中表4.8.7.1中数值, 取3°;
—船舶与航道底边间的富裕宽度( m) , 取设计船宽30m;
—设计船宽。
—船舶与航道底边间富裕宽度( m) , 采用《海港总平面设计
规范》(JTJ211-99) 表4.8.7.2中, 取0.75B=0.7530=22.5m;
依据以上数据可得:

取=224m。
4.4 码头陆域尺度
4.4.1码头泊位长度
本设计平面布置形式为突堤式, 且天津港南疆港区为有掩护的码头, 且单个泊位长度可按规范《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)中式4.3.6进行泊位长度计算;
计算公式:
Lb=L+2d ( 4-10)
式中: Lb—码头泊位长度;
L—设计船长;
d—富裕长度, 采用规范《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)
. 表4.3.6数值取d=24( m) ;
表4-1 富裕长度d
L ( m)
＜40
41～85
86～150
151～200
201～230
＞230
d ( m)
5
8～10
12～15
18～20
22～25
30
由以上数据可得: Lb=217+224=265(m)
4.4.2 码头前沿高程
4.4.2.1码头前沿顶高程
根据本设计的设计资料, 天津港南疆港区为有掩护水域, 参考《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)知码头前沿顶高程依据下列公式进行计算:
( 1) 基本标准值: 设计高水位+超高值( 1.0～1.4m)
=4.3+1.4=5.7m
复核标准值: 校核高水位+超高值( 0～0.5m)
=5.88+0.5=6.38m
两者取大值即码头前沿顶高程为6.38m。
4.4.2.2码头前沿底高程
E=设计低水位-码头前沿设计水深
=0.5-11.7=-11.2m。
4.4.3 码头前沿作业地带
岸边集装箱装卸桥工艺布置, 其布置参考《海港工程设计手册( 上) 》
（1） 岸边集装箱装卸桥运行在平行于码头前沿线上, 其轨距为16m;
（2） 岸边集装箱装卸桥海测轨道至码头前沿距离, 本设计取3m;
（3） 岸边集装箱装卸桥舱盖板堆放区, 本设计取12m;
（4） 舱盖板外侧车通行道, 本设计取8m;
本设计平面布置形式为突堤式布置形式, 突堤两边各布置其一个泊位, 其突堤长度为265m, 宽度为70m。
4.4.4 库场面积
4.4.4.1集装箱堆场面积
集装箱码头堆场所需的容量及地面箱位数根据《海港总平面设计规范》(JTJ 211-99)可按下式计算:
( 4-11)
( 4-12)
式中: —集装箱堆场容量( TEU) ;
—集装箱码头年运量( TEU) ;
—到港集装箱平均堆存天数( 天) ;
—堆场集装箱不平衡系数, 可取1.1—1.3;
—集装箱堆场年工作天数( 天) , 取350—365天;
—集装箱码头堆场所需地面箱位数( TEU) ;
—堆场设备堆箱层数;
—堆场容量利用率( %) 。
由已知资料及查表可得:
=40万TEU; 其中有15万TEU出口, 有25万TEU进口, 堆场作业设备拟定为轨道式集装箱龙门起重机。
① 出口贸易:
=15万TEU; =5层; =60%;
=5天; =1.3; =355天。
由上数据可得,
=2747TEU =916TEU
② 进口贸易,
=25万TEU; =5层; =60%;
=7天; =1.3; =355天。
依据上数据可得,
=6409TEU