港西港区呢液体化工码头工程设计重力式沉箱结构.doc
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1、xx港西港区液体化工码头工程设计重力式沉箱结构Design for Liquid Chemical Wharf Enginnering of West Harbor of Yantai PortGravity Caisson Structure摘 要本设计是根据设计任务书的要求和港口与航道工程规范汇编的规定,对xx港集装箱码头进行方案比选和设计,并对沉箱部分进行了结构内力计算。通过对本码头相关地质情况进行分析并结合各种码头形式的优缺点,确定本集装箱码头采用重力式沉箱结构。在设计中,首先进行总平面布置,分为陆域和水域两部分。陆域部分主要是根据重力式码头总平面布置原则确定集装箱堆场的面积和拆装箱库
2、场的面积;水域部分则是确定航道设计尺度、码头前沿停泊水域尺度和回旋水域尺度。然后在此基础上绘出总平面布置图。在结构设计中,先初步确定沉箱的外形尺寸和沉箱内填石高度,然后进行作用分析,按永久作用、可变作用、偶然作用列出码头荷载的标准值,在此基础上进行稳定性验算,根据验算结果对沉箱外形尺寸和沉箱内填石高度进行修改。最后进行作用效应组合和沉箱的浮游稳定性验算,并对沉箱前面板和底板进行了配筋计算和抗裂验算。本设计的全部图纸采用AUTO CAD绘制,另外论文还翻译了港口设计规划指导的英文文献。关键词:重力式码头;沉箱;波浪力;沉箱的浮游稳定;ABSTRACTThis port is a place wh
3、ere the port is being developed, now has a considerable scale of operation. The hinterland transport, benefit significantly, traffic has increased steadily. To meet the transport requirements of the development, promotion of port development is conducive to the rational distribution of ports for por
4、t operations and create greater social and economic benefits, the new berth is very important. Of the terminals plan selection and design, and part of the caisson structure calculation of internal forces. Related to the terminal through the analysis of geological conditions and combined with the adv
5、antages and disadvantages of various terminal forms to determine the gravity of the container terminal by caisson structure. In design, the first for general layout, divided into two parts, Land and water. Land part of the main terminal in accordance with the general layout of gravity principle to d
6、etermine the size and removable container yard box library market area; water channel in port is to determine the size, scale and water berthing pier Foreword water scale swing. On this basis, then draw the general layout plan. In the structural design, first determine the initial size and shape cai
7、sson height within the filling, then the role of analysis, by the permanent effect, variable effect, accidental effect of the standard load out terminal value based on the stability of this checking , according to the results, the size and shape of the caisson caisson height within the filling to be
8、 modified. Finally, the role of effect combinations and checking the stability of floating caissons, and the caissons were front and bottom reinforcement calculation and crack checking. The design drawings using AUTO CAD drawing all.KEY WORDS:terminal gravity;caisson;wave force;stability目 录第1章 设计背景1
9、1.1 工程概述11.2 设计原则11.3 设计依据11.4 设计任务1第2章 设计资料22.1 地形条件22.2 气象条件22.3 水文条件22.4 地质条件22.5 地震条件22.6 荷载条件32.7 施工条件3第3章 设计成果43.1 总体设计成果43.2 结构方案成果43.3 施工图设计成果43.4 关键性技术要求43.5 设计成果评价4第4章 总平面设计54.1 工程规模54.2 布置原则54.3 设计船型54.4 作业条件54.5 总体尺度64.5.1 码头泊位长度64.5.2 码头前沿高程64.5.3 码头前沿停泊水域尺度74.5.4 码头前船舶回旋水域尺度74.5.5 陆域设计
10、高程74.5.6 航道设计尺度74.6 平面方案比选74.7 装卸工艺设计8第5章 结构选型95.1 结构型式95.2 构造尺度95.2.1 沉箱外形尺寸95.2.2 箱内隔墙设置105.2.3 沉箱构件尺寸105.2.4 胸墙尺寸115.2.5 基床尺寸125.3 作用分析125.3.1 永久作用125.3.2 可变作用215.3.3 偶然作用335.3.4 码头荷载标准值汇总33第6章 结构计算356.1 稳定性验算356.1.1 作用效应组合356.1.2 抗滑稳定性验算356.1.3 抗倾稳定性验算386.1.4 基床承载力验算406.2 构件设计426.2.1 计算图式426.2.2
11、 作用效应组合426.2.3 内力计算426.2.4 承载力与抗裂验算516.2.5 沉箱浮游稳定验算60致谢63参考资料及设计规范64外文资料及译文66毕业设计任务书72设计进度计划表7678第1章 设计背景第1章 设计背景1.1 工程概述该工程地处xx开发区大季家东北海域、陆域范围东起八角东岛咀五哥石,西至九曲河口,东部作业区后方以疏港路为界,北部作业区后方以疏港路南500米为界,陆域纵深约1公里,规划陆域总面积为29.7平方公里。此次拟建四个泊位:其中两个件杂货码头,预计吞吐量90万吨;两个集装箱码头,预计吞吐量为100万吨。该港区将逐步建设成为以集装箱业务,国际中转(保税),大进大出为
12、发展方向,建设现代化,具有专业特色,开放型,国际性深水大港。规划期内,以铁矿石、煤炭等大宗散货和液体化工品运输为主,兼顾一般散杂货运输,逐步发展成为xx港大宗散货的主要转运基地,并为船舶,电力等各类临港产业发展提供必要的运输服务。远期将依托大型集装箱深水港区建设,实现xx港集装箱运输向更高层次发展。1.2 设计原则(一) 总体设计符合国家、地方经济发展规划和总体部署,遵循国家和行业有关工程建设法规、政策和规定。(二) 结合国情,采用成熟的技术、设备和材料,使工程设计安全可靠、使用方便、工程量少、总造价低、施工进度快,获得较好的经济效益和社会效益。(三) 注重工程区域生态环境保护,不占用土地,方
13、便管理,节省投资。1.3 设计依据设计依据主要有港口航道工程规范汇编、港口规划与平面布置、港工建筑物、港口工程钢筋混凝土结构等。1.4 设计任务根据使用要求,设计文件的深度应能达到确定港内外配套项目的建设规模,水陆域总平面布置,装卸工艺,设备选型和数量,水工及其他主要建筑物的结构型式等。第2章 设计资料第2章 设计资料本部分分析项目的工程环境和条件对工程设计、建设、运行的可能影响。在港口航道与海岸工程的设计工作中,设计资料主要包括地形、地质、水文、气象、施工、地震以及与设计相关的标准、规范、手册、参考书等。2.1 地形条件本工程位于xx港西港区。2.2 气象条件计算风速取22m/s。按照码头前
14、船舶作业标准,根据当地实测风、雨、雾、雷暴、波浪等影响因素的资料统计,并扣除各因素相互重叠的影响天数后,5万吨船舶作业天为339天,2000吨船舶作业天为309天。2.3 水文条件(一) 设计水位设计高水位:2.46m;设计低水位:0.25m;极端高水位:3.56m;极端低水位:-0.95m。(二) 波浪要素表2-1 码头前沿(五十年一遇)波浪要素表水位/波向/波要素极端高水位设计高水位设计低水位H1%H13%H1%H13%H1%H13%NNE4.43.19.64.43.19.64.33.19.6E4.73.37.74.73.37.74.63.37.7注:H(m),(s)潮流条件:水流设计流速
15、0.9m/s,流向与船舶纵轴接近平行。2.4 地质条件拟建码头处地基为陆相沉积的中粗砂层,承载能力设计值为350kPa。2.5 地震条件根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001),本区域地震基本烈度为6度,设计基本地震加速度为0.1g。2.6 荷载条件本工程主要货种为燃料油、石脑油、氯仿、对二甲苯和甲醇等液体化工品,采用船泵卸船,装卸臂或软管装船。码头面均布荷载:码头前沿20m范围内为20Kpa;20m以外为管廊荷载。每个装卸臂荷载:垂直荷载280KN;水平荷载70KN;倾覆力矩780KNm。每座消防炮塔:垂直荷载200KN;水平荷载58.6KN;倾覆力矩875KNm。2.7 施工条件施
16、工所需的构件预制场、施工码头等可依托本港现有设施。本工程属港口扩建,具有良好的“三通一平”条件。本地区砂石料资源丰富,开采运输条件良好,各种规格的砂石料可就近采购,能满足本工程建设需要。第3章 设计成果第3章 设计成果3.1 总体设计成果本工程位于xx港西港区,拟建一个3万吨级泊位的码头(水工结构按停靠5万吨级船设计),兼顾同时停靠两个20005000吨级液体化工船舶。码头面高程为5.5m,码头前沿水深为9m,航道水深为9.878m,船舶回旋水域设在进出港口的地点,方便船舶靠离码头,水深为9.878m,回旋水域直径为465m,航道宽度为202.12m。装卸工艺为:装卸船采用门机,水平运输采用拖
17、挂车。3.2 结构方案成果本码头采用重力式沉箱结构,沉箱长度为20m,宽度为8m,高为12m,总共设15个沉箱(端部沉箱为异型)。沉箱仓格纵向分为5格,横向分为2格,以减少集中应力。作用在码头上的荷载分为永久作用和可变作用,永久作用为沉箱自重作用、墙后填料产生的土压力作用、贮仓压力;可变作用为由码头面堆载和流动机械荷载产生的土压力作用、船舶系缆力、波浪力。3.3 施工图设计成果本设计对沉箱抗滑稳定性、抗倾稳定性进行验算,对基床承载力和地基承载力进行验算均稳定。绘制6张施工图,包括码头总平面布置图、沉箱平面布置图、沉箱前面板配筋图、沉箱底板配筋图、沉箱结构断面图、沉箱各剖面图。3.4 关键性技术
18、要求施工过程采用流水施工即所有施工过程按一定的时间间隔依次投入施工,各个施工过程陆续开工、陆续竣工、使同一施工过程的施工班组保持连续、均衡施工,不同施工过程尽可能平行搭接施工。3.5 设计成果评价本次设计强化了我对基本知识和基本技能的理解和掌握,培养了我收集资料和调查研究的能力,加强了一定的方案比较、论证的能力,一定的理论分析与设计运算能力,进一步提高应用计算机绘图的能力以及编写编制能力。通过重力式码头的设计,使我将以前的知识来了一次大的综合,并且理论结合实际;掌握资料的收集和分析、相关规范的选择和运用;另外对培养我独立思考问题和解决问题的能力,为今后工作做好技术储备。第4章 总平面设计第4章
19、 总平面设计总平面设计主要包括工程规模确定、主要水工建筑物的总体尺度、生产作业工艺设计、平面布置方案比选。4.1 工程规模本工程位于xx港西港区,拟建一个3万吨级泊位的码头(水工结构按停靠5万吨级船设计),兼顾同时停靠两个20005000吨级液体化工船舶。近期通过货种主要为燃料油、石脑油、氯仿、对二甲苯和甲醇等化学品190万吨,其中进口135万吨、出口55万吨,设计年吞吐量190万吨。码头前沿水深为-14.5米,码头顶面高程为5.5米。4.2 布置原则(一) 总平面布置应满足本区域岸线规划的要求,满足港口整体发展的需要,充分与已建工程和将来预留发展工程相协调。(二) 总平面布置与当地的自然条件
20、相适应,结合岸线资源使用现状,远近结合并留有发展余地。(三) 充分利用已有的设施和依托条件,尽量减少工程数量,节省建设投资。(四) 码头及航道布置合理,满足码头、船舶安全作业要求。(五) 符合国家环保、安全、卫生等有关规定。4.3 设计船型根据港口使用要求(未来货物吞吐量水平以及港口装卸能力),参考海港总平面设计规范JTJ21199附录A选取的船型见表4-1。表4-1 5000DWT油船尺度总长L型宽B型深H满载吃水T总长L113m17.8m8.9m7.1m113m4.4 作业条件(一) 风作业天数确定:大风持续天数不足24小时但大于12小时计为一天;不足12小时,但大于6小时计为半天。参考x
21、x港风玫瑰图和港口规划与平面布置“第三章”表6-4可知:引船靠近船舶,引水员上船,拖船对船舶强制引水:0.75%365=3天,除此之外风对作业天数的影响可忽略不计。(二) 雨根据自然条件可知本地区降水强度中雨的天数:13.4+4.2+0.2=18天。(三) 雾根据自然条件可知平均每年大雾实际出现天数为10.9天,约合11天。(四) 灾害性天气根据自然条件可知本区灾害性天气过程主要为台风(含热带风暴,强热带风暴)和寒潮。持续天数约7天。(五) 泥沙本地区泥沙来源很少,泥沙搬运沉积不甚活跃,所以泥沙的影响可忽略不计。(六) 波浪因为此码头设有掩护的防波堤,故波浪因素的影响可忽略不计。综上所诉年作业
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