南京港铜井港区件杂货码头总平面布置与结构设计8000DWT计算书Word文档下载推荐.doc

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5装卸工艺设计 22

5.1设计原则 22

5.2主要技术参数 22

5.2.1吞吐量 22

5.2.2船型 22

5.2.3台时效率 22

5.2.4泊位年营运天数 22

5.2.5作业班次 23

5.2.6其他技术参数 23

5.3装卸工艺确定（方案一） 23

5.3.1装卸机械选型 23

5.3.2装卸工艺流程 24

5.3.3装卸机械台时效率 24

5.3.4装卸机械设备台套数 25

5.3.5各操作环节的效率 26

5.3.6装卸工人数和机械司机人数 26

5.3.7装卸工人和机械司机的劳动生产率 28

5.3.8装卸一艘设计船型时间 28

5.4装卸工艺确定（方案二） 29

5.4.1装卸机械选型 29

5.4.2装卸工艺流程 30

5.4.3装卸机械台时效率 30

5.4.4装卸机械设备台套数 31

5.4.5各操作环节的效率 32

5.4.6装卸工人数和机械司机人数 32

5.4.7装卸工人和机械司机的劳动生产率 33

5.4.8装卸一艘设计船型时间 34

5.5装卸工艺方案比选 34

5.6主要技术经济指标 34

5.7工艺布置 35

6结构方案设计 37

6.1码头结构选型论证 37

6.1.1码头结构型式的选择原则 37

6.1.2设计条件 39

6.1.3码头结构型式的选择 39

6.2板梁式高桩码头结构方案拟定 41

6.2.1荷载计算 41

6.2.2板梁式高桩码头的结构布置设计 51

6.2.3板梁式高桩码头的结构尺寸估算 56

7结构计算 90

7.1面板计算 90

7.1.1计算原则 91

7.1.2计算跨度 91

7.1.3作用 92

7.1.4作用效应分析 93

7.1.5作用效应组合 96

7.1.6剪力计算 98

7.2纵梁计算 99

7.2.1计算原则 100

7.2.2计算跨度 100

7.2.3作用 101

7.2.4作用效应分析 102

7.2.5作用效应组合 105

7.3横向排架计算 111

7.3.1计算原则 111

7.3.2计算跨度 111

7.3.3结构断面特性 112

7.3.4桩的支承系数 112

7.3.5作用 114

7.3.6作用效应分析 115

7.3.7横梁内力计算 119

8配筋计算 129

8.1面板配筋计算 129

8.1.1材料 129

8.1.2配筋计算 129

8.2门机梁配筋计算 131

8.2.1材料 131

8.2.2截面尺寸验算 132

8.2.3正截面受弯承载力下的纵向配筋计算 133

8.2.4斜截面受剪承载力下的抗剪配筋计算 135

8.3门机梁正常使用极限状态验算 138

8.3.1抗裂验算 138

8.3.2钢筋混凝土构件裂缝宽度验算 139

参考文献 142

致谢 143

附件

附件1开题报告（文献综述）

附件2外文翻译及原文影印件

附图

附图1总平面布置图

附图2装卸工艺流程图

附图3码头结构断面图

附图4码头结构平面图

附图5码头结构立面图

附图6结构构件配筋图

附图7手绘图

1总论

1.1概述

南京港是我国沿海主要港口之一，经过改革开放以来的快速发展，已发展成为集江海转运、长江转运、铁水联运、管水联运为一体的综合运输枢纽，初步形成公用、工业港区相结合，“一江两岸、大桥上下”各具特色的总体格局。

2007年货物吞吐量为10859万吨，集装箱106万TEU。

目前南京港主要有新生圩港区、龙潭港区、仪征港区、浦口港区、大厂港区、栖霞港区、板桥港区、上元门港区、梅子洲港区以及下关港区。

“一江两岸”：

长江北岸依托鲁宁管线、津浦铁路形成以原油、液体散货、煤炭下水及地方物资运输为主的规模化公用港区，依托南钢、扬子、南化等企业形成连片发展的工业港区。

长江南岸的主城区岸线段分布了以客运、城市运输服务为主的下关、上元门港区。

主城区岸线以外依托深水岸线资源优势，形成新生圩、龙潭外贸深水海轮公用港区和板桥、栖霞等成规模的工业港区。

“大桥上下”：

受南京长江大桥通航净空的限制，南京港成为万吨级海轮进江的终点。

大桥下游港口利用长江南京以下深水海轮航道的优势，以服务海进江物资及江海转运为主，重点建设深水码头。

大桥上游码头主要是为南京及周边地区物资运输及长江转运服务。

至2007年生产性泊位236个，其中：

万吨级以上泊位42个，67万TEU，滚装36万辆，客运400万人次。

码头年通过能力1.32亿吨，（其中：

集装箱67万TEU）。

铜井港区在南京港总体规划的功能定位为综合运输枢纽港区，主要为江宁区和马鞍山地区的生产、生活物资运输服务。

在南京长江大桥以上的右岸的梅子洲、板桥和铜井三个港区中，梅子洲和板桥港区主要是与后方大型临港产业结合，综合运输枢纽港区的功能是很小的，因此，铜井港区是南京南部区域（以江宁区为主）和马鞍山地区唯一的综合运输枢纽港区，至今尚未形成港口生产规模，港口生产的支持系统还不够完善，因此，加快铜井港区的开发建设速度是十分必要的。

2自然条件

2.1港区地理位置

本项目建设地点位于长江下游新济洲河段凡家矶水道南岸铜井河口下游，上与马鞍山河段相接，距芜湖港54km，距马鞍山港6km，下与南京河段相连，距南京新生圩港区约40km，距上海港432km，河段江心有新生洲、再生洲、新济洲，对岸为安徽省巢湖地界。

本工程背靠南京江宁滨江经济技术开发区，北邻上海宝钢集团梅山冶金公司，南接马鞍山，东依国家级江宁经济技术开发区，地处江苏、安徽两省交界处。

地理坐标为东经118°

31′38″，北纬31°

48′37″。

2.2气象

南京地区属亚热带气候，四季分明，雨量充沛。

根据南京市气象台1905-2000年断续观测资料统计结果，本地区气象特征如下：

2.2.1气温

年最高气温43.0℃（1934年7月13日）

年最低气温-14.0℃（1955年1月6日）

多年平均气温15.4℃

最高月平均气温（7月）27.9℃

最低月平均气温（1月）2.0℃

2.2.2降水

年最大降水量1621.3mm（1915年）

年最小降水量567.6mm（1978年）

多年平均降水量1015.0mm

最大月降水量608.4mm（1969年7月）

最大日降水量198.5mm（1931年7月24日）

降水量³

25mm的日数9.8d

50mm的日数3.2d

2.2.3风况

南京地区全年主导风向为NE向，春、夏季多SE向风，秋、冬季以NE和NNE向风为主。

常风向NE和ENE～SE向

强风向NE向

最大风速16m/s

瞬时极大风速39．9m/s

≥8级风速天数：

年最多大风日数24d

年最少大风日数5d

年均大风日数11.4d

2.2.4雾

沿江以平流雾为主，一般多出现在冬、春季节的清晨，雾的延时较短。

能见度£

1000m的大雾天数统计如下：

年最多雾日数69d

年最少雾日数12d

多年平均雾日数28.2d

2.2.5雷暴

年最多雷暴日数54d

多年平均雷暴日数32.2d

2.3水文

2.3.1特征水位（黄海高程，下同）

铜井港区处于长江下游的新济洲河段凡家矶水道，属于感潮河段，水情主要受长江迳流控制，汛期以上游流域来水为主，枯季则受河口潮汐一定程度的影响。

洪水位一般发生在每年5～9月份，11月至翌年4月份为枯季。

全年潮差较小，枯季潮差大于汛期，但全年水位差较大，可达7m以上。

据南京下关水位站资料统计，平均落潮历时约8小时40分，平均涨潮历时约3小时45分。

拟建通用码头距离下游南京下关水文站约38km，距离下三山水文站约18km。

下关水文站1950～1998年实测水位资料以及下三山水文站1950～1961年实测水位资料特征值见表2-1。

表2-1南京下关、下三山特征水位统计表

站名

内容

下关水位站

下三山水位站

水位（m）

年-月-日

年最高水位

8.31

1954.8.17

8.73

1954.8.19

年最低水位

-0.37

1956.1.9

-0.31

多年平均高水位

5.52

1950-1991

3.49

1950-1961

多年平均低水位

3.61

2.98

最大潮差

1.56

1962

1.51

1951

最小潮差

1965

－

多年平均潮差

0.52

2.3.2设计水位

根据长江水利委员会（85）长规字第211号、江苏省水利厅苏水设（85）07号文，长江下游的防洪标准为1954年洪水，南京市防洪设计洪（潮）水位为8.69m，港址河段在下关水位站上游大约38km。

下关站设计洪水成果见表2-2。

表2-2设计洪水表

频率

水位

0.5%

1%

2%

5%

10%

20%

25%

8.85

8.59

7.91

7.56

7.15

7.00

按《内河航道与港口水文规范》（JTJ214-2000）规定，本码头设计高水位重现期为50年，受淹损失类别采用一类标准。

根据南京下关水位站1947～1998年（共计52年）实测高水位极值资料，采用P－Ⅲ曲线计算得下关站重现期为50年一遇（p=2%）高水位值，再建立下关～下三山两地水文站水位的相关关系，经推算得拟建码头工程点的设计高水位值。

另外，根据下关水位站1950～1971年逐日最低水位资料，统计得保证频率98％的水位值为0.32m，参考邻近码头工程设计低水位计算值以及当地航行基准面，确定本工程设计低水位。

拟建码头工程的设计水位如下：

设计高水位8.81m（五十年一遇p=2%）

设计低水位0.20m（保证频率98%）

以上设计水位与本港区一期、二期和三期工程是一致的。

2.3.3径流、泥沙

根据长江下游径流控制站大通水文站资料统计，径流、泥沙特征值如下：

最大洪峰流量92660m3/s

最小枯水流量4620m3/s

多年平均流量28700m3/s

多年平均含沙量0.499kg/m3

2.4河势

2.4.1河道概况

拟建码头工程位于南京河段新济洲汊道段新生洲右汊南岸，上承马鞍山河段，下连南京河段梅子洲段，河道特征见表2-3。

表2-3河道基本特征表

河段

名称

平面形态

长度（km）

平均面积（m2）

平均河宽（m）

平均水深（m）

新生洲汊道

左汊

微弯

7.3

15290

1819

8.43

右汊

8.9

19327

1123

17.83

新济洲汊道

7.6

14651

1223

12.12

基本顺直

23270

1805

14.04

水位：

平滩水位4.5m

上游马鞍山河段，上起东西梁山，下至慈姆山，干流长31.25km，河道平面形态两端束窄，中间放宽，系顺直分汊河型。

自上而下有江心洲、小黄洲两个主要汊道，其中江心洲左汊为主汊，小黄洲右汊为主汊。

新济洲汊道起始端和尚港（慈湖河口）为苏皖两省分界点，河宽为2.5km，终端下三山河宽为1.85km，干流长25km。

河段为顺直分汊河型，中部河身宽阔，最宽处达4.6km，河段内洲滩发育演变频繁，水流分散，从上而下分布着新生洲、新济洲、子母洲和新潜洲。

河段内左岸有石跋河、驻马河，右岸有慈湖河、铜井河、立山河注入长江，各河均为小河流，对长江流量基本没有影响。

河段内河漫滩相对狭窄，除末端左岸七坝上下约7km江岸于70年代起陆续进行抛石护岸工程外，基本处于自然演变状态。

新济洲汊道段的分流段，从小黄洲尾0m线至新生洲头0m线长约1.0km，这一段既是小黄汊道的汇流段，又是新生洲汊道的分流段，其河床形态宽浅，断面呈“W”型，两岸为缓坡，流速分布较为均匀。

新生洲汊道左汊顺直宽浅，长约7.3km，宽约1.3km；

右汊微弯，长约8.9km，上窄下宽,入汊处宽1.6km，中部最窄处仅760m左右。

新济洲汊道左右汊长度相差不大,均在7.6km左右，右汊在新济洲尾右侧有一小洲—子母洲，该处江宽达2.1km；

左汊平均河宽约为1.1km。

目前,新生洲与新济洲有一夹江（中汊）存在。

新济洲尾至下三山为汇流段，长约7km，江面宽阔达3km，主流傍左岸，20世纪50年代末江中出现雏形心滩并迅速淤长为新潜洲。

新济洲河段左岸七坝江岸自20世纪70年代以来进行了抛石及沉排护岸工程，右岸于20世纪90年代后在铜井河口附近实施了应急抛石工程，2004年后拟建码头附近又进行了沉排护岸工程。

这些整治工程增强了主流转折部位的抗冲能力，对稳定新济洲河段局部岸线起到了一定的作用。

但全河段的河道整治工程尚未实施，洲滩的变化相对较大，基本上处于自然演变状态。

2.4.2河段演变概况

猫子山～梅子洲头河道的历史演变可以概括为：

1865年以来下三山以上河道内洲滩消长频繁，主要反映在石跋河边滩从发展到切割，新生洲的淤长，新济洲头分水鱼咀的形成以及中汊的发展，新济洲尾至下三山汇流段的河道展宽，潜洲的滋生与发展，下三山以下河道形态变化不大。

1865年时和尚港下游近岸江中有三个顺列沙滩，当时的河道形态较为顺直，上段宽、下段窄，右岸猫子山以下有大片边滩，边滩右侧是一个倒套，主流在左岸。

1916年时，河段中泥沙成形淤积体形成江心洲，即当时的救济洲，洲头在和尚港附近，洲尾在仙人矶附近，洲长约10km，最大洲宽3.3km，左汊是主汊，平均河宽1150m，右汊河宽一般在680m左右，铜井河口附近最窄处河宽不足300m，同时在仙人矶附近出现子母洲。

1923年时，在石跋河附近出现大边滩，主流逼近救济洲头，使洲头崩退，洲尾淤积下延，驻马河至大箭山（骚狗山）一带江岸则大幅度崩退，左汊趋向弯曲，而右汊有了较大的发展。

子母洲下移且淤展，汇流段左岸冲刷，右岸淤长。

1923～1937年，洲头持续崩退，左汊口门-5m槽淤塞，口门出现沙坝，石跋河边滩上部冲刷，下部淤长，进入救济洲左汊的水流更趋弯曲，水流阻力加大，为边滩切割创造了条件。

同期右汊发展，-10槽贯通，平均河宽增加到1041m，右汊成为主汊。

子母洲左缘则由于右汊的发展而有所冲刷，汇流段左岸继续崩退，右岸则仍为淤积。

1937～1941年，石跋河边滩切割，另外在新济洲上游又淤长出一个长3200m、宽500m的江心洲体，此时的右汊仍处于发展之中。

1941～1953年，新济洲上首的洲体迅速发展，洲长6700m，最大洲宽达1400m，定名为新生洲。

与此同时，原石跋河边滩切割下来的心滩冲刷，尾部与新济洲合并，该心滩消失，新济洲头形成分水鱼咀，中汊发展，此时新济洲左汊更趋萎缩，右汊进一步发展，汇流段左岸则大幅度崩退，河宽增大，潜洲心滩雏形出现。

下三山以下河道变化不大，北岸基本上为淤积，南岸基本上为冲刷，河道略向南移。

1959年以来，在水流的作用下，小黄洲左汊弯顶以下大黄洲岸线在不断地崩退，小黄洲尾不断下延，逐渐改变了左汊河道走向和出流方向，从而使得两汊主流于1991年以后在汇流段分离，分流段水沙结构发生自我调整。

大黄洲岸线的崩退直到1999年后大黄洲江岸实施隐蔽工程和护岸整治工程才得以控制，但已无法改变分流段的水沙结构。

20世纪90年代，大黄洲江岸崩退下来的泥沙淤积在小黄洲尾和分流段，加之1998年长江大洪水长江下游河道洲滩普遍淤积，1991～1998年小黄洲尾0m线下延1.1km，新生洲头0m线上延2.0km（与小黄洲尾相距1.4km），到2003年新生洲头0m线与小黄洲尾0m线相距1.06km，分流段的河床断面从单一型转化为复式断面。

上游小黄洲汊道右汊的流量分配自20世纪70年代中期逐渐减小，20世纪90年代后基本稳定在75%，相反新生洲汊道右汊流量分配自20世纪70年代开始逐渐增大，20世纪90年代后期始终保持在60%左右。

因此，分流段水沙结构的调整和新生洲汊道流量分配的相对稳定，对稳定新济洲河段的河势起到了一定作用。

2.5地形地貌及地质构造

南京勘察工程公司受江苏远锦滨江港港务有限公司的委托，对其拟建的南京港铜井港区码头工程及岸坡工程进行工可阶段的岩土工程勘察。

2.5.1地形地貌

拟建场地位于长江下游东岸，南京市江宁区铜井镇铜井村北部，港区中心线上距铜井河1.6km，下距牧龙河1.2km，地貌类型为长江漫滩。

场区为农田、鱼塘及二道防洪堤，农田地表标高一般为5.5～8.2m，临江防洪子堤顶标高约8.5～9.5m，防洪大堤堤顶标高一般为10.2～10.5m。

2.5.2水文地质

拟建场区内对本工程有影响的地下水类型为孔隙潜水和微承压孔隙水，孔隙潜水主要赋存于①层填土及②-1、②-2层土中，微承压孔隙水赋存于②-3层粉砂中，水量大。

施工期间测得稳定地下水埋深在1.10～3.20m之间，相应标高为3.33～5.50m，其水量、水位主要受大气降水及长江水位影响。

根据长江下关段水文地质资料：

历史最高水位10.22米，最低水位1.54米，年平均水位5.31米（以上均为吴淞高程），本地段的最高水位可参照10.22米进行设计。

根据水质检测报告，地下水及土对砼及钢筋砼结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。

2.5.3地质构造

拟建场地地质构造分层如下：

①层素填土:

黄褐色,稍湿,可塑状态,土质较疏松。

场区普遍分布。

该层层厚1.00～5.60m，层底埋深1.00～5.60m。

②-1层粉质粘土:

灰黄,湿,软塑状态,含铁锰质氧化物,韧性、干强度一般,稍有光泽。

场区大部分地段分布。

该层层厚0.90～3.80m，层底埋深2.60～8.40m。

②-2层粉质粘土夹薄层粉砂:

灰色,软塑状态,局部为流塑，局部粉质粘土相变为淤泥质粉质粘土，稍有光泽,有轻微摇震反应,韧性、干强度中～低。

粉砂呈薄层状,其单层厚度<

2mm,量约10%左右。

该层层厚2.30～12.90m，层底埋深7.10～17.50m。

②-3层粉砂:

灰,很湿，稍～中密,级配一般,局部夹软塑薄层粉质粘土,土质不均匀,粉质粘土单层厚度约1～5mm不等,量约10～15%。

场区局部地段分布。

该层层厚4.0～16.70m，层底埋深16.40～24.90m。

③-1层粉质粘土:

灰绿色,湿,可塑状态,局部软塑，韧性、干强度中等,稍有光泽,土质较均匀。

该层层厚2.00～5.80m，层底埋深18.50～25.00m。

③-2层粉质粘土:

灰黄色,湿,可塑状态,局部软塑。

韧性、干强度中等,稍有光泽,土质较均匀。

该层层厚3.50～6.50m，层底埋深22.50～27.30m。

③-3层粉质粘土夹粉砂:

灰,湿,粉质粘土呈可塑状态,局部软塑，粉砂呈稍密状态,量占20～25%,土质不均匀。

该层层厚0.90～4.90m，层底埋深27.40～30.80m。

③-4层粉质粘土:

灰,灰黄色,稍湿,可塑状态,局部软塑，韧性中等,稍有光泽,切面光滑,土质不均匀。

该层层厚4.00～6.30m，层底埋深28.30～31.90m。

⑤-1层强风化凝灰岩:

灰绿,灰黄色,呈碎块状,裂隙发育,风化强烈,岩体较破碎。

该层层厚1.00～4.00m，层底埋深29.60～33.50m。

⑤-2层中风化凝灰岩:

灰绿,灰黄色,块状构造,岩芯呈长柱状，较完整。

该层未穿透。

2.6地震

根据中华人民共和国国家标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），拟建工程地区动力地震峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期值为0.40s，对应于地震基本烈度为Ⅵ度。

2.7工程地质评价

场地地层分布基本稳定，场区无活动性断裂通过，拟建场地在自然条件下是稳定的，适宜建筑。

3营运资料

3.1设计船型

设计代表船型的选择，首先必须考虑货物的流向、批量及船队的现有情况，其次要考虑航道的水文、波浪、进出港航道条件、同时还要考虑船舶的营运经济性等因素。

本码头工程选用的设计船型见表3-1。

表3-1运输船型表

船型（DWT）

船长L（m）

型宽B（m）

型深（m）

满载吃水（m）

8000

131

20.6

10.3

7.7

3.2设计吞吐量

表3-2铜井港货物流量、流向表

货种

吞吐量

进口

出口

合计

件杂货（万t）

30

20

50

4总平面布置

4.1港区布置原则

（1）港口应按客运量、吞吐量、货种、流向、集疏运方式、自然条件、安全和环保等因素，合理地划分港区。

（2）在布置港区时，应考虑风向及水流流向的影响。

对大气环境有较大污染的港区宜布置在港口全年强风向的下风侧；

对水环境有严重污染的港区或危险品港区宜布置在港口的下游，并与其它码头或港区保持一定的安全距离。

（3）港区总平面布置，应根据港口总体布局规划，结合装卸工艺要求，充分利用自然条件，远近结合、合理布置港区的水域、陆域，并应符合下列要求。

①装卸作业对大气环境产生较大污染的货种的泊位，应布置在港区常风向的下风侧；

装卸作业对水环境产生严重污染的货种的泊位，应布置在港区的下游岸段，并应注意水流