天津港集装箱码头结构设计与施工组织设计共79页.doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上东疆港区集装箱码头2号泊位工程设计梁板式高桩码头结构Dongjiang Port No.2 Container Terminal Berth DesignBeam Piling Wharf Structure专心-专注-专业摘 要本次设计的港址是位于天津港东疆港区。码头类型为集装箱码头。根据设计工艺要求,码头总长度为660米,码头前沿停泊水域宽70米,最大可安全地停靠第三代集装箱船。仓库和堆场面积及分布根据货物量决定。码头前沿设计水深13.11米。码头分为10段,每段长63m。前方桩台长30m,后方桩台长38m。该码头为整体装配梁板式高桩码头。面板采用预制板,搭接在纵
2、梁上。纵梁分为装卸桥轨道梁、一般纵梁和边纵梁,纵梁搭在桩帽上。纵梁按刚性支撑连续梁计算。横向排架间距为7米,横梁采用钢筋混凝土叠合梁。重点部分是横向排架计算,采用桩两端为铰接柔性桩台的计算方法。对横梁、面板进行内力、配筋计算和抗裂验算。桩采用的是预制预应力空心方桩,对桩的承载力进行验算。关键词: 集装箱; 高桩码头; 结构布置; 横向排架 ABSTRACTThe design of the port site is located in Tianjin Dongjiang Port.The type of pier is container terminal. According to the
3、 design process requirements,the pier is 660 meters in length ,the water front parkof the pier is 70 meters,calling at maximum security to the third generation of container ships. Warehouse and yard area and volume of distribution of the decision of the goods.The front design depth of the pier is 13
4、11 meters,but just 12.5m is required,so not digging it.The pier assembly as a whole beam piling wharf. Panel is prefabricated panels, overlapping in the longitudinal beam. Stringer into crane beam, the general longitudinal and side rails, rails resting on pile cap. Due to time constraints of the de
5、sign only to go out and cantilever crane track the specific parts and general longitudinal calculation. Longitudinal support beam by rigid calculation. Transverse distance of 7 meters of reinforced concrete beams using composite beam. Personal key part of Transverse using pile hinged at both ends of
6、 the calculation method for the specific calculations, see later. Pile with the precast hollow, because the design of the relatively long pile, the pile of reinforced concrete need to do further research, so do not go into detail here, piles of Reinforcement.KEY WORDS:Container; piled wharf; Plane L
7、ayout; lateral row frame目 录第1章 设计背景1.1 工程概述规划建设中的天津港东疆港区位于天津港东北部,北临永定新河口,南临天津港主航道,西临规划反“F”航道,东临渤海湾海域,为浅海滩涂人工造陆形成的三面环海半岛式港区。港区南北长约10公里,东西宽3公里,总面积约30平方公里。它是天津港的重要组成部分,也是东疆保税港区的坐落地,是天津市建设中国北方国际航运中心和国际物流中心、发展港口经济和海洋经济的重要载体,也是推进天津滨海新区开发开放和改革试验的重点区域。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
8、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,方便管理,节省投资。1.3 设计依据主要遵循交通部高桩码头设计与施工规范、海港总平面设计规范、港口工程荷载规范、港口工程混凝土结构设计规范、港口工程桩基规范、港工建筑物、海港工程设计手册、建筑结构静力计算手册、港口规划与布置等。1.4 设计任务(1) 设计内容1) 码头平面布置及码头结构设计;2) 根据资料初步设计的码头结构断面;3) 结构计算;4) 完成设计说明书,计算书;5) 完成施工图6) 完成配筋图等图
9、纸的绘制。(2) 提交成果1) 设计说明书和计算书,毕业设计摘要(汉译英),约300600字左右(限一页);2) 码头结构设计图纸,断面图,平面图投影正确;3) 外文翻译,翻译与本专业毕业设计(论文)相关的外文资料,不少于2000汉字,并附原文。(3) 质量要求1) 研究报告内容完整,表述清晰,公式、图表齐全,必须按学校统一格式和要求装订。2) 用绘制结构设计图纸,图纸要符合工程绘图规范要求,尺度齐全,布局合理,信息充足。3) 毕业设计、论文要规范化。第2章 设计资料2.1 地形条件天津港位于渤海湾沿岸海河入海口,地形地势平坦开阔,为港口设备、建筑及城市规划提供了广大的陆域空间2.2 气象条件
10、1)气温年平均气温 12.3 年平均最高气温 16.2 年平均最低气温 9.1 极端最高气温 39.9(1955年7月24日) 极端最低气温 -18.3(1953年1月17日)(2)降水年平均降水量 586.0mm年最大降水量 1083.5mm(1964年)年最小降水量 278.4mm(1968年)一日最大降水量 191.5mm(1975年7月30日)(3)风本区常风向为E向,出现频率为11.71%;次常风向为S向,频率为10.34%;强风向为E向,该向6级风的频率为1.96%,全年各向6级风所出现的频率为3.65%。 (4)雷暴年平均雷暴日数为27.5天,多发生在67月份。(5)雾能见度1
11、km的大雾多年平均为16.5个雾日,雾多发生在秋冬季节,日出后很快消散。根据资料统计,能见度1km的大雾实际出现天数为5.0天。(6)相对湿度平均相对湿度 65% 最大相对湿度 100% 最小相对湿度 3%2.3 水文条件(1)潮位本区潮汐类型为不规则半日潮型,其(HO1+HK1)/HM2=0.53。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: 当地平均海面 大沽零点 2.56m 1.00m 天津港理论最低潮面潮位特征值根据塘沽海洋站1963年1999年资料统计,(以天津港理论最低潮面起算,下同):历年最高高潮位 5.81m(1992年9月1日)历年最低低潮位 -1.03
12、m(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乘潮水位全年乘潮水位见表2-3-1表2-1 全 年 乘 潮 水 位 表 频率(%)延时 潮位(m)808590乘潮一小时3.363.263.14乘潮二小时3.263.163.04乘潮三小时3.123.012.89乘潮四小时2.932.822.71考虑到我国北方海区潮位季节
13、变化,冬三月(12月、1月、2月)乘潮水位见表2-3-2。表2-2 全 年 乘 潮 水 位 表 频率(%)延时 潮位(m)808590乘潮一小时3.193.052.91乘潮二小时3.082.942.81乘潮三小时2.942.822.68乘潮四小时2.762.632.50(2)波浪波浪概况塘沽海洋站曾在外海进行过波浪观测,测点的地理坐标为11749E、3834N,85年以后就终止了观测。根据实测资料统计,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
14、0m的波高频率为2.24%。表2-3 塘沽海洋站波高(H4%)频率统计表波高波向 频率(%)0.1-0.7(m)0.8-1.2(m)1.3-1.5(m)1.6-1.9(m)2.0(m)合计N2.821.130.580.430.155.12NNE2.851.040.370.250.184.69NE4.531.650.670.250.617.72ENE4.722.211.410.740.619.68E5.702.510.740.250.349.53ESE8.000.830.150.129.10SE6.000.280.156.43SSE3.980.374.35S3.370.063.43SSW7.5
15、41.418.95SW6.740.980.150.037.90WSW3.650.370.034.04W1.260.181.44WNW1.930.310.060.032.33NW1.930.490.180.120.182.91NNW3.161.070.610.520.315.67C6.716.71合计74.8814.895.182.822.24100设计波浪要素计算本工程在天津港南北防波堤的掩护之内,经推算50年一遇设计波要素如表2-3-4。表2-4 码头前沿50年一遇波要素重现期极端高水位设计高水位设计低水位H1%(m)H13%(m)T(s)H1%(m)H13%(m)T(s)H1%(m)H13
16、m)T(s)50年一遇1.91.34.21.91.34.21.91.34.2(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,严重冰期年平均为10天,正常年份海冰对港口营运及船舶航行无影响。2.4 泥沙条件天津港自建港以来,港口的泥沙回淤一直深受世人瞩目。通过几十年的研究和采取工程措施,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/吞吐吨)90年代下降至0.080.09,低于荷兰鹿特丹港80年代0.115的比值。 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,相反每年数百万方的回淤土已
17、成为港内造陆的重要资源。可以预料,今后随着港口泥沙环境的进一步改善与有效治理措施的实施,港口泥沙淤积情况将进一步好转。2.5 地质条件表2-5 各土层地基容许承载力及桩基参数土层编号土层名称IL标准贯入击数N(击)土层厚度土层深度桩侧极限摩擦力标准值qf (kpa)淤泥土14.34.804.8071淤泥质粘土0.6116.2015.95143淤泥质粘土0.62.33.719.65444粘性土混碎贝壳0.84.11.220.85371粘土0.661.4522.30472粉质粘土0.49.21.9324.23723粉质粘土0.423.23.0027.2395粉细沙密实45.13.5030.7312
18、02.6 地震条件根据国家地震局、建设部颁发的中国地震烈度区划图(1990年)和中国地震烈度区划图(1990)使用规定的文件精神震发办(1992)160号,天津市城乡建设委员会(1992)建抗566号文件确定塘沽区的地震基本烈度为七度,设计基本地震加速度值为0.15g。2.7 荷载条件针对工程使用要求,分析确定作用于水工建筑物上的主要荷载,并给出相应标准值。2.8 施工条件(1) 施工条件:施工单位具备码头施工所需要的的各种机具和钢筋混凝土构件的预制厂,施工单位的技术力量雄厚,施工经验丰富。工程施工现场的“三通一平”条件好,即供水供电有保障,道路畅通,施工场地平整,为工程施工带来了方便。(2)
19、 材料供应:当地石料丰富,水泥,砂,钢材和木材可由水路或铁路运入。第3章 设计成果3.1 总体设计成果本工程为45000吨级的集装箱码头,共有2个泊位。集装箱泊位长度267米,码头总岸线长为660米。码头前沿停泊水域宽度为70米,码头前沿回旋水域半径为540米,设计航道为双向航道,宽度为236.6米,航道水深为14.258米,码头顶高程6.0,码头前沿水底高程为-13.11。集装箱泊位的年通过能力为35万TEU,需要堆场面积将近10万。散货泊位采用的是10t门机,为满足吞吐量要求,配置了4台门机。集装箱泊位则配置3台40t装卸桥。3.2 结构方案成果本码头的结构形式为梁板式高桩码头,上部结构主
20、要由板、纵梁,横梁、桩帽和靠船构件组成,下部结构主要有桩。板为预制钢筋混凝土板,梁为叠合梁,桩采用预应力混凝土方桩。结构安全等级为二级。作用在水工建筑物上的主要荷载有堆货荷载、装卸桥荷载、正面吊、拖挂车以及船舶荷载。3.3 施工图设计成果施工期:板简支板计算;梁的计算分两种情况,一种按简支梁计算,一种按连续梁计算。试用期:板按双向连续板计算;梁按连续梁计算。主要技术参数有桩的轴向刚性系数、纵向刚性系数、混凝土轴心抗拉强度、抗压强度、钢筋抗拉及抗压强等。横向排架计算方法时采用结构力学的力法得出五弯矩方程求解梁的内力。经计算和验算,码头的稳定性、结构强度以及抗裂都满足。主要施工图有横梁配筋图、板的
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