设计计算书(共24页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 本科生毕业设计计算书广西防城港7万吨级码头设计学院（部）：海洋环境与工程学院专 业：港口航道与海岸工程班 级：学 号：姓 名：指导教师：完成日期：摘 要200字左右 行距固定值22磅关键词：关键词之间用逗号隔开Abstract英文翻译Key words: 目 录前言1 1.1 1.22 2.1 2.23 3.1 3.2结论参考文献第一章 自然条件1.1 港口地理位置1.2 气象条件1.2.1 气 温1.2.2 降 水1.2.3 雾 况1.2.4 风 况1.3 水文条件1.3.1 潮 汐1.3.2 波 浪1.4 工程地质条件1.5 地 震第二章 货运量与船型2.1 营

2、运资料2.2 设计船型第三章 总平面布置3.1 总平面布置原则3.2 泊位数确定3.2.1 初步拟定泊位数：3.2.2 泊位数计算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：N= （31） 式中：N泊位数； Q码头年作业量（t），指通过码头装卸的货物总量；P一个泊位的年通过能力（t）；泊位年通过能力应根据泊位性质和设计船型按下式计算：P= （32）式中：T年日历天数，取365（天）；G设计船型的实际载货量（t），实载率取0.85；t装卸一艘设计船型所需要的时间（h），t= （33）p设计船时效率（t/h），由拟定的机械采用；t昼夜时间（h），取24小时；昼夜非生产时间之和（h），

3、取4小时；t船舶的装卸辅助作业时间、技术作业时间以及船舶靠离泊间隔时间之和（h）。当无统计资料时，部分单项作业时间可按表31选取；表31 部分单项作业时间 项 目靠泊时间离泊时间开工准备结 束公 估联 检时间（h）0.51.00.50.750.751.00.751.01.52.01.02.0泊位利用率（%），取钢铁泊位水泥化肥等泊位数的计算（将计算结果统计于下表中）表32泊位数目计算表参 数货种年吞吐量（104t）年日历天数（d）船舶载重量（104t）船舶载重利用率（%）船舶实际载重量（104t）设计装卸效率（t/h）装 卸 作 业 时 间（h）昼夜非生产作业时间（h）装卸辅助及技术作业时间（

4、h）计算所需泊位数（n）实际泊位数（n）泊位利用率%备注钢铁水泥化肥粮食散货多用途3.3 码头平面尺度3.3.1 水域尺度（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。D=T+Z+Z+Z+Z (34)Z=KHZ (35)式中： T设计船型满载吃水（m），考虑到今后港口的发展，取T15.2m；Z龙骨下最小富裕深度，由所给资料知，根据海港总平面设计规范选取；Z波浪富裕深度；Z船舶因配载不均增加的船尾吃水，散货船取Z=0.15m；Z备淤富裕深度，根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备确定，不小于0.4m；（2）码头前沿水底高程=设计低水位D；

5、（3）航道通航水深及航道设计水深D=T+Z+ Z+Z+Z (38)D= D+ Z (39)式中： D航道通航水深 D 航道设计水深Z船舶航行时船体下沉增加的富裕水深（m），由海港总平面设计规范船舶航行时船体下沉值曲线查得； Z船舶航行时龙骨下最小富裕深度，根据海港总平面设计规范中表4.8.8-1查得； Z波浪富裕深度，根据海港总平面设计规范中表4.8.8-2得; Z船舶装载纵倾富裕深度，散货船取0.15 m；Z备淤富裕深度，根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备确定，不小于0.4m；（4）航道有效宽度航道有效宽度由航迹带宽度、船舶富裕宽度和船舶与航道底边线间的富裕宽度组成。为进出港方便，可采用

6、双向航道。由于设计资料有限，可采用典型双向航道宽度 W=8B (310)式中：B为船型宽（5）港池宽度及水深（6）船舶的回旋水域（7）锚地3.3.2 陆域尺度（1）码头前沿高程有掩护港口的码头前沿高程为计算水位与超高值之和基本标准：设计高水位+超高值(1.01.5)复核标准：极端高水位+超高值（00.5）在以上这两者中取大值得码头前沿高程 （2）码头泊位长度，端部泊位Lb=L+1.5d (312)中间泊位Lb=L+d (313)式中：码头泊位长度（m）； L设计船长（m）； d富裕长度（m），相应的设计船长采用下表相应的富裕长度：表32 富裕长度 L （m）404185861501512002

7、01230230d （m）581012151820222530根据计算结果画出泊位布置图（3）库场面积件杂货、散货的仓库或堆场所需的容量可按下式计算：E= (314)式中：年货运量（t）；仓库或堆场不平衡系数；货物最大入仓库或堆场百分比，取100%仓库或堆场年营运天（d），取（350365）d；货物在仓库或堆场的平均堆存期（d）；堆场容积利用系数，件杂货取1.0，散货取0.70.9；件杂货仓库或堆场的总面积可按下式计算：A= (315)式中：q单位有效面积的货物堆存量（t/）； K仓库或堆场总面积利用率（%）；（4）集装箱堆场面积集装箱码头堆场所需容量及地面箱位数可按下式计算：E (316)

8、(317)式中：E集装箱堆场容量（TEU）； 集装箱码头年营运量（TEU）； 货物在库平均堆存期（d）； 堆场集装箱不平衡系数，在无资料时可取1.11.3，取1.3； 集装箱堆场年工作天数（d），取350365d；N集装箱码头堆场所需地面箱位数（TEU）；N堆场设备堆箱层数； A堆场利用率（%），A=70%（堆场设备选用轮胎龙门吊）；（5）集装箱拆装箱库容计算公式为： (418)式中：E拆装箱库所需容量（t）； 集装箱码头年营运量（TEU）； 货物在库平均堆存期（d），在无资料时可取35d，本设计取4d；拆装箱比例（15%），取=10%；拆装箱库货物不平衡系数，=1.2；拆装箱库年工作天数（d

9、），取350365d，本设计取360d；3.3.3 总平面布置方案（1）泊位布置（2）库场布置 钢铁堆场的布置（确定堆场的长度X宽度） 集装箱堆场的布置（确定堆场的长度X宽度） 其他货种仓库的布置 散货堆场的布置 辅助生产和辅助生活建筑物布置港区辅助生产建筑物，可根据生产需要设置办公楼、侯工室、小型流动机械库、宿舍、加油站、消防站、派出所、门卫、厕所等。第四章 装卸工艺4.1装卸工艺的设计原则4.2 装卸工艺流程（给出装卸工艺设计流程图）4.3 机械设备选型（给出机械设备选型）表4-1 机械设备选型表 机械设备名称型 号主要技术参数4.4 机械数量的确定根据港口工程技术规范（1987）上卷中的

10、第3.8.20条确定各种机械数量，按下式计算： （41）式中， N 机械数量（台）； 某种装卸机械分货种的年起重运输吨（t），此设计为散货码头，年起运吨为1100万吨； 机械利用率，采用三班制，取值为0.40.5，此处取0.5； 各类机械按不同的操作过程装卸或搬运不同货种的台时效率 t/（台h）；4.5 主要技术经济指标4.5.1 设计堆场通过能力 （42）式中，堆场所需容量（t）堆场不平衡系数堆场年营运天（d）货物在库（场）的平均堆存期4.5.2 装卸一艘船所需时间4.5.3 库（场）面积将散货码头各主要技术经济指标汇总于下表中： 表42 主要技术经济指标汇总表 序 号项 目单 位数 量1年

11、吞吐量万吨2泊位数个3码头年通过能力吨4堆场容量设计需要容量m2实际布置容量m25设计堆场通过能力t/年6装卸一艘船所需时间h9.92第五章 码头结构方案设计5.1 设计依据5.1.1 建筑物的种类和等级5.1.2 建筑物主要尺度5.1.3 水文地质条件 （1）设计船型 （2）水位（3）地质条件（给出计算中用到的简单的地质条件）5.2 荷载确定5.2.1 建筑物自重表521 材料重度和内摩擦角标准值表材料名称重度（）内摩擦角混凝土胸墙2414钢筋混凝土2515块 石1811455.2.2 堆货荷载堆货荷载标准值按港口工程荷载规范中表5.1.1-1和表5.1.3中选取5.2.3 船舶荷载（计算系

12、缆力）5.3 码头结构方案选型5.4 沉箱结构方案5.4.1 断面尺寸的拟定(1) 外形尺寸沉箱的高度沉箱的宽度主要由码头的水平滑动及倾覆的稳定性和基床及地基的承载力确定,根据工程经验一般为码头墙高的0.45倍左右。(2) 箱内隔墙的设置(3) 沉箱构件尺寸箱壁厚度底板厚度隔墙的厚度加强角尺寸沉箱间垂直缝的宽度(4) 箱内填料和沉箱的接头型式(5) 胸墙尺寸（确定胸墙的形状以及尺寸）底高程顶宽(6) 基床尺寸（确定基床的类型以及相应的尺寸）基床厚度底宽前肩宽后肩宽5.4.2 结构自重力(永久作用)(1) 极端高水位情况：(2) 设计高水位情况(3) 设计低水位情况(4) 施工期情况5.4.3

13、填料土压力强度计算根据重力式码头设计与施工规范（JTJ290-98）第3.5.1.2条规定墙踵垂面土压力的主动土压力系数可近似按下式计算 则中砂 块石(1) 极端高水位情况(2) 设计高水位情况(3) 设计低水位情况5.4.4堆货荷载产生的土压力 5.4.5 系缆力引起的垂直作用、水平作用和倾覆力矩5.4.6 波浪力波浪力标准值计算按照海港水文规范（JTJ213-98）的有关条款及规定计算。5.4.7 贮仓压力 按重力式码头设计与施工规范(JTJ290-98)规定沉箱内填料对箱壁和底板的作用按贮仓压力计算，各水位计算相同，只计算前仓格的贮仓压力，后仓格贮仓压力计算方法与前仓格相同。5.4.8

14、码头荷载标准值汇总码头荷载汇总于下表表 码头荷载汇总表作用分类荷载情况垂直力（KN/m）水平力（KN/m）稳定力矩倾覆力矩永久作用自重力极端高水位设计高水位设计低水位施工期填料土压力极端高水位设计高水位设计低水位可变作用波谷压力极端高水位设计高水位设计低水位波峰压力施工期堆货土压力船舶系缆力5.4.9 码头稳定性验算 （1） 作用效应组合持久组合I： 极端高水位（永久作用）+堆货（主导可变作用）+波谷压力（非主导可变作用）；持久组合II： 极端高水位（永久作用）+波谷压力（主导可变作用）+堆货（非主导可变作用）；持久组合III：设计高水位（永久作用）+堆货（主导可变作用）+波谷压力（非主导可变

15、作用）；持久组合IV： 设计高水位（永久作用）+波谷压力（主导可变作用）+堆货（非主导可变作用）； 持久组合V： 设计低水位（永久作用）+堆货（主导可变作用）+波谷压力（非主导可变作用）；持久组合VI：设计低水位（永久作用）+波谷压力（主导可变作用）+堆货（非主导可变作用）；短暂组合：设计高水位（永久作用）+波峰压力（主导可变作用）；偶然组合：该地区地震烈度为6度，根据水运工程抗震设计规范（JTJ225-98）第1.0.2条的规定可不进行抗震计算。（2）码头沿基床顶面的抗滑稳定性验算根据重力式码头设计与施工规范（JTJ290-98）第3.6.1条的规定应考虑波浪作用，堆货土压力为主导可变作用时

16、：按（JTJ290-98）中公式（3.6.1-4）计算。 应考虑波浪作用，且波浪力为主导可变作用时：按（JTJ290-98）中公式（3.6.1-3）计。 式中：各分项系数，根据作用效应的不同按（JTJ290-98）第3.6.1条中的规定取值；各作用的标准值按（JTJ290-98）表5-7中对应的数值选取。短暂组合情况，按防波堤设计与施工规范（JTJ298-98）第5.2.7条中公式（5.2.7）计算。 式中各分项系数按（JTJ298-98）表4.2.3-1和表5.2.7-1选取。（3）码头沿基床底面的抗滑稳定性验算（4）码头沿基床顶面的抗倾稳定性验算根据（JTJ290-98）第3.6.3条规定

17、应考虑波浪作用，堆货土压力为主导可变作用时，按（JTJ290-98）中公式（3.6.3-4）计算： 应考虑波浪作用，且波浪力为主导可变作用时，按（JTJ290-98）中公式（3.6.3-3）计算式中：各分项系数，根据作用效应的不同按（JTJ290-98）第3.6.1条中的规定取值；各作用的标准值按（JTJ290-98）表5-7中对应的数值选取。短暂组合情况，按防波堤设计与施工规范（JTJ298-98）第5.2.5条中公式（5.2.7）计算。 式中各分项系数按（JTJ298-98）表4.2.3-1和表5.2.5-1选取。5.4.10 基床承载力验算根据（JTJ290-98）第3.6.6条规定 式

18、中：结构重要性系数，取1.0； 基床顶面最大应力分项系数，可取1.0； 基床顶面最大应力标准值（Kpa）； 基床承载力设计值，可取600Kpa；则（1）基床顶面应力计算作用组合：持久组合：设计低水位（永久作用）+波谷压力（主导可变作用）+堆货（非主导可变作用）；短暂组合：设计高水位（永久作用）+施工期波峰压力（主导可变作用）偶然组合：该地区地震烈度为6度，根据水运工程抗震设计规范（JTJ225-98）第1.0.2条的规定可不进行抗震计算。5.4.11 沉箱浮游稳定性验算根据规范的规定，近程浮运沉箱时，定倾高度（1）无压载时沉箱浮游稳定性验算（2）加水压载后沉箱浮游稳定性验算5.5 大直径薄壳圆

19、筒结构方案 5.5.1 大直径薄壳圆筒结构的尺寸与构造 大直径薄壳圆筒结构的尺寸主要是指：薄壳圆筒的直径D，圆筒高度H和圆筒壳壁的厚度t，圆筒之间竖向安装缝的宽度以及缝隙的处理，垫板的宽度和厚度，胸墙设计5.5.2 结构自重力(1) 极端高水位情况(2) 设计高水位情况(3) 设计低水位情况（4）施工期情况 5.5.3 筒后土压力 由于大圆筒的墙背沿码头岸线方向为曲面，于是在同一深度处的土压力强度沿码头线方向的分布是不均匀的，圆筒后半圆顶出的土压力强度最大，而两相邻圆筒之间的凹入部分逐渐减小。因此，要比较精确的计算墙背土的土压力，较为麻烦。通常采用简化计算方法，即计算时，用一假想平面代替实际曲

20、面，然后按通常的土压力计算方法计算。根据实验和理论研究结果，可取距圆筒中心后面0.4D的面作为假想平面，其中D为圆筒外径，L为圆筒的中心距，L=D+a，a为圆筒间的缝宽。考虑到土与曲面墙背的接触长度比平面墙背长，土与墙背的总摩阻力，因此在按假想平面计算土压力时，土与墙背的摩擦角可取较大值，取=，但不大于30。主动土压力系数 =tg(45 （1）码头后填料土压力强度（永久作用）第n层填料顶层的土压力强度可按下式计算 e 第n层填料底层的土压力强度可按下式计算： e 式中：e墙背上第n层填料顶层的永久作用土压力强度（Ka）；e第n层填料底层的永久作用土压力强度（Ka）； 第i层填料的重度标准值（K

21、N/m）；h第i层填料的厚度标准值（m）；第n层填料的主动土压力系数； 极端高水位情况 设计高水位情况（2）堆货荷载产生的土压力堆货荷载产生的土压力由下式计算： 式中：q 地面上的均布荷载标准值，q=25kpa/m;k地面荷载系数，k=1；k主动土压力系数； 墙背与铅垂线的夹角（），=0。由上式可知，各种水位时，堆货荷载产生的土压力标准值均相同。5.5.4 作用于大直径薄壳圆筒筒体的波浪力（根据海港水文规范计算）（1）极端高水位情况（2）设计高水位情况（L=75.80m；H=2.57m）（3）设计低水位情况（L=70.53m；H=2.30m）5.5.5 系缆力引起的垂直作用、水平作用和倾覆力矩

22、5.5.6 码头荷载标准值汇总码头荷载汇总于下表中表 码头荷载汇总表作用分类荷载情况垂直力（KN/m）水平力（KN/m）稳定力矩倾覆力矩永久作用自重力极端高水位设计高水位设计低水位施工期填料土压力极端高水位设计高水位设计低水位可变作用波浪力极端高水位设计高水位设计低水位堆货土压力船舶系缆力5.5.7 码头稳定性验算（1） 作用效应组合持久组合I： 极端高水位（永久作用）+堆货（主导可变作用）+波谷压力（非主导可变作用）；持久组合II： 极端高水位（永久作用）+波谷压力（主导可变作用）+堆货（非主导可变作用）；持久组合III：设计高水位（永久作用）+堆货（主导可变作用）+波谷压力（非主导可变作用

23、）；持久组合IV： 设计高水位（永久作用）+波谷压力（主导可变作用）+堆货（非主导可变作用）；持久组合V： 设计低水位（永久作用）+堆货（主导可变作用）+波谷压力（非主导可变作用）；持久组合VI：设计低水位（永久作用）+波谷压力（主导可变作用）+堆货（非主导可变作用）；短暂组合：设计高水位（永久作用）+波峰压力（主导可变作用）；偶然组合：该地区地震烈度为6度，根据水运工程抗震设计规范（JTJ225-98）第1.0.2条的规定可不进行抗震计算。（2）码头沿基床顶面的抗滑稳定性验算根据重力式码头设计与施工规范（JTJ290-98）第3.6.1条的规定应考虑波浪作用，堆货土压力为主导可变作用时：按（

24、JTJ290-98）中公式（3.6.1-4）计算。 应考虑波浪作用，且波浪力为主导可变作用时：按（JTJ290-98）中公式（3.6.1-3）计。 式中：各分项系数，根据作用效应的不同按（JTJ290-98）第3.6.1条中的规定取值；各作用的标准值按（JTJ290-98）表5-7中对应的数值选取。短暂组合情况，按防波堤设计与施工规范（JTJ298-98）第5.2.7条中公式（5.2.7）计算。 式中各分项系数按（JTJ298-98）表4.2.3-1和表5.2.7-1选取。 （3）码头沿基床底面的抗滑稳定性验算（4）码头的抗倾覆稳定性验算 5.5.8 大直径薄壳圆筒结构的基底应力计算（2）基底

25、应力计算在保证后趾不出现脱离地基土体条件下，或者保证不发生极限倾覆力矩情况下，筒体基底应力的分布基本上符合直线分布规律。这样，基底应力就可以仍然采用一般偏心受压公式计算，即 其中， 基底的计算面积A和断面系数W可以采用计算宽度等于或稍小于筒径D的折算矩形面积，来代替圆形基础面积。一般可取用0.8D的宽度作为基底的计算宽度进行计算。式中： N筒及填料通过筒壁传到筒底的垂直力的和； A筒体底面积； M所有外力对基底面积形心的力矩。I 极端高水位II设计高水位III设计低水位 5.6 大直径圆筒码头整体稳定性验算（1）根据港口工程地基规范（JTJ-98）的有关规定，土坡和地基的稳定性验算，其危险滑弧

26、满足以下承载能力极限状态设计表达式： 式中：、分别为作用于危险滑动面上滑动力矩的设计值（）和抗滑力矩的标准值（）；抗力分项系数。（2）采用简单条分法验算边坡和地基稳定，其抗滑力矩标准值和滑动力矩设计值分别按下面公式计算： 式中：滑弧半径（m）； 综合分项系数，取1.0； 属永久作用，为第i土条的重力标准值，取均值，零压线以下用浮重度计算； 为第i土条顶面作用的可变作用的标准值，按港口工程荷载规范（JTJ215-98）采用； 第i土条宽度（m）； 第i土条的滑弧中点切线与水平线的夹角（）； 、分别为第i土条滑动面上固结快剪的内摩擦角（）和粘聚力标准值。 第i土条对应弧长（m）.根据经验公式，找出

27、最危险的滑动面、画出整体滑动的圆弧，用简单条分法，计算出稳定系数，如大于1.1则满足要求，否则重新确定码头的尺寸。5.7 结构方案比较对上述两种方案进行技术经济比较,选择一个较好的方案作为推荐方案。参考文献期刊：序号作者. 篇名. 刊名, 出版年份, 卷号(期号): 起止页码.专著：序号作者. 书名. 出版地: 出版社, 出版年份. 起止页码.报纸：序号作者. 篇名. 报纸名, 年 月 日.专利：序号专利所有者. 题名. 国别: 专利号, 年 月 日.标准：序号标准编号, 标准名称.会议：序号作者. 篇名. 会议名（论文集）, 年份, 卷号: 起止页码.学位论文：序号作者. 论文名. 出版地: 作者学校院系, 毕业年份.电子文献：序号主要责任者. 电子文献题名. 电子文献出处或可获得地址, 发表或更新日期/引用日期专心-专注-专业