1、广州港番禺港区件杂货码头总平面布置与码头结构设计(3000DWT)摘要广 州 港 番 禺 港 工 程 大 致 地 理 坐 标 为 东 经 1 1 4 2 3 1 8 、 北 纬 2 2 3 6 2 6 , 地 处 洪 奇 沥 水 道 左 岸 , 河 面 宽 约 5 3 0 m。 洪 奇 沥 水 道 是 北 江 的 主 要 出 海 水 道 之 一 , 也 是 广 东 省 骨 干 航 道 网 “ 三 纵 三 横 中 ” 一 纵 的 一 部 分 , 全 长 4 1 k m, 是 一 个 以 径 流 为 主 、 陆 域 来 水 来 沙 比 较 丰 富 的 河 流 。 工 程 所 在 地 陆 路 距 京
2、 珠 高 速 约 1 2 k m, 距 广 州 约 6 0 k m。 陆 路 交 通 较 为 便 利 。本 设 计 通 过 分 析 广 州 港 番 禺 港 区 的 自 然 水 文 条 件 和 营 运 状 况 , 根 据 设 计 分 配 任 务 , 确 定 一 个 3 0 0 0 吨 级 件 杂 货 码 头 的 总 平 面 布 置 和 装 卸 工 艺 。然 后 根 据 当 地 的 地 质 和 水 流 条 件 , 拟 定 高 桩 板 梁 式 码 头 方 案 。 为 了 使 设 计 的 码 头 尺 寸 满 足 受 力 要 求 , 先 对 码 头 各 构 件 的 尺 寸 进 行 估 算 , 确 定 出
3、 较 合 理 的 结 构 尺 寸 。 然 后 进 行 结 构 内 力 计 算 , 包 括 面 板 、 装 卸 桥 轨 道 梁 和 横 向 排 架 的 内 力 计 算 ,从 而 得 出 承 载 能 力 极 限 状 态 和 正 常 使 用 极 限 状 态 下 的 效 应 组 合 , 为 构 件 的 配 筋 提 供 依 据 。关键词: 总 平 面 布 置 ; 装 卸 工 艺 ; 高 桩 板 梁 式 码 头 ; 内 力 计 算 。T H E G ENER A L L A Y O U T A ND T H E W H A R F S T R U C T U R EDES IG N O F A 3000
4、DW T G R O C ER Y P O R T O F F A NG Y U P O R T IN F O S H A N C IT YAbstr a ctPort of Gu a ng zhou Fa n g y u H ong e ng i neering rou g hl y g eog ra phic coordi na te s for 2 2 de g re e s ea st long i tu d e 1 1 4 d e g re e s 2 3 1 8 , north l a ti tu d e 3 6 2 6 , i s l oca te d in the hong q
5、iliw a terw a y on the l e ft ba nk . T he w i dth of the r iv er a bou t 5 3 0 m . H o ng qi l i w a terw a y i s the r iv erm a i n sea cha nnel one, a l so i n Gu a ng d ong Prov i nc e ba ck bone rou te net thre e v erti ca l a ndthre e hori zonta l a v erti ca l pa rt, fu l l - l eng th 4 1 k m
6、 i s a ri v er ru noff, ru noff a nd l a nd sa nd i s ri c h.T he si te of the proje ct i s a bou t 1 2 k m , a bou t, a bou t 6 0 k m from Gu a ng z hou . L a nd tra nsporta tio n i s m ore conve ni e nt.T hrou g h the a na l y s i s of the de s i g n of port of Gu a ng z h ou F a ng y u Di stri ct
7、 na tu ra l hy drol og i ca l co nditi ons a nd opera ti ng c ond i ti ons, a c cordi ng t o th e d e si g n a s si g nm e nt,de term ine a 3 0 0 0 ton g enera l ca rg o w ha r f of g enera l l a y ou t, loa di ng a nd u nl oa di ng proc e s s.A c cordi ng to the loca l g e olog i ca l a nd w a ter
8、flow conditi ons, the sc h em e of hi g h p i l ed sla b bea m w ha r f i s proposed . In ord er to m ee t the re qu i re m e nts of the term i na l si z e of the d es i g n, th e si z e of ea ch m e m ber of the w ha r f i s e sti m a te d, a nd the rea sona b l e stru c tu re si z e i s de term in
9、e d. A n d then proc ee d to ca l cu l a te the in terna l forc e of the stru c tu re , inclu d ing the pa nel , cra ne ra i l bea m a nd l a tera l row fra m e i nterna l force ca l cu l a tion, so tha t the b ea ri ng ca pa city l i m i t sta te a nd servi c ea b i l i ty l i m i t sta te u nd er
10、the e ffe ct of c om bi na tion, for the rei nforc e m e nt of the c om ponent prov i d e s the ba s i s.Ke y wor d :g enera l l a y ou t ; pa ck u nloa d cra ft ; hig h p e g qu a y w i th g i rd er boa rd; i nterna l force ca l cu l a tion目录1 总 论 11 . 1 概 述 11 . 2 设 计 原 则 11 . 3 工 程 技 术 可 行 性 21 .
11、 4 设 计 依 据 22 自 然 条 件 22 . 1 气 象 32 . 2 水 文 52 . 3 地 形 、 地 貌 与 工 程 泥 沙 63 营 运 资 料 83 . 1 吞 吐 量 预 测 83 . 2 船 型 84 总 平 面 布 置 94 . 1 港 区 布 置 原 则 94 . 2 高 程 及 水 深 确 定 1 04 . 3 泊 位 数 的 计 算 1 14 . 4 库 场 规 模 确 定 1 24 . 5 水 域 布 置 1 34 . 6 泊 位 长 度 及 码 头 岸 线 长 度 1 54 . 7 进 港 道 路 、 港 内 道 路 的 布 置 1 65 装 卸 工 艺 设
12、 计 1 75 . 1 设 计 原 则 1 75 . 2 装 卸 机 械 的 选 择 1 85 . 3 装 卸 机 械 台 时 效 率 1 95 . 4 装 卸 设 备 机 械 台 套 数 2 05 . 5 各 操 作 环 节 的 效 率 2 05 . 6 装 卸 工 人 数 和 机 械 司 机 人 数 2 15 . 7 港 区 总 人 数 及 辅 助 生 产 建 筑 指 标 2 16 结 构 方 案 设 计 2 26 . 1 码 头 结 构 选 型 论 2 26 . 2 码 头 结 构 方 案 拟 定 2 67 结 构 计 算 4 87 . 1 面 板 计 算 4 87 . 2 纵 梁 计
13、算 5 57 . 3 横 向 排 架 计 算 6 58 配 筋 计 算 7 18 . 1 面 板 配 筋 计 算 7 18 . 2 门 机 轨 道 梁 配 筋 计 算 7 38 . 3 门 机 轨 道 梁 正 常 使 用 极 限 状 态 验 算 7 6 参 考 文 献 7 9致 谢 8 0附 件附 件 1 开 题 报 告 ( 文 献 综 述 ) 附 件 2 外 文 翻 译 及 原 文附 图附 图 1 番 禺 港 码 头 总 平 面 布 置 图附 图 2 番 禺 港 件 杂 货 码 头 装 卸 工 艺 流 程 图 附 图 3 高 桩 码 头 结 构 断 面 图附 图 4 高 桩 码 头 平 面
14、立 面 图 附 图 5 高 桩 码 头 面 板 配 筋 图附 图 6 高 桩 码 头 轨 道 梁 配 筋 图附 图 7 高 桩 码 头 横 向 排 架 包 络 图1 总论1 总论1. 1 工程概述本 工 程 大 致 地 理 坐 标 为 东 经 1 1 4 2 3 1 8 、 北 纬 2 2 3 6 2 6 , 地 处 洪 奇 沥 水 道 左 岸 , 河 面 宽 约 5 3 0 m。 洪 奇 沥 水 道 是 北 江 的 主 要 出 海 水 道 之 一 , 也 是 广 东 省 骨 干 航 道 网 “ 三 纵 三 横 中 ” 一 纵 的 一 部 分 , 全 长 4 1 k m, 是 一 个 以 径
15、流 为 主 、 陆 域 来 水 来 沙 比 较 丰 富 的 河 流 。 工 程 所 在 地 陆 路 距 京 珠 高 速 约 1 2 k m, 距 广 州 约 6 0 k m。 陆 路 交 通 较 为 便 利 。1. 2 设计原则1 . 总 体 设 计 符 合 当 地 经 济 发 展 规 划 和 总 体 部 署 ,遵 循 当 地 和 行 业 有 关 工 程 建 设 法 规 、 政 策 和 规 定 。2 . 结 合 当 地 情 况 ,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
16、快 , 获 得 较 好 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 。3 . 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( 1 ) 设 计 任 务 书( 2 ) 有 关 规 范 海 港 水 文 规 范 ( J TJ 2 1 3 - 2 0 1 3 ) 海 港 总 体 设 计 规 范 ( J TJ 2 1 1 - 2 0 1 3 ) 港 口 工 程 荷 载 规 范 ( J TJ 1 4 4 - 1 - 20 1 0 ) 港 口 工 程 地 基 规 范 ( J TJ 1 4 7 - 1 - 20 1 0 ) 重
17、力 式 码 头 设 计 与 施 工 规 范 ( J TS 1 6 7 - 2 - 2 0 0 9 ) 水 运 工 程 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 ( J TS 1 5 1 - 2 0 1 1 ) 开 敞 式 码 头 设 计 与 施 工 技 术 规 程 ( J TJ 2 9 5 - 2 0 0 0 ); 装 卸 油 品 码 头 防 火 设 计 规 范 ( J TJ 2 3 1 ); 疏 浚 工 程 技 术 规 范 ( J TJ 3 1 9 - 9 9 );( 3 ) 设 计 参 考 资 料 ,1 ) 港 口 平 面 布 置 与 规 划 第 - 19 - 页 共 108 页2 ) 港 口
18、水 工 及 海 岸 建 筑 物 3 ) 土 力 学 4 ) 水 工 钢 筋 混 凝 土 学 5 ) 建 筑 结 构 内 力 计 算 手 册 ( 第 二 版 )6 ) 工 程 水 文 学 1. 4 工程技术可行性工 程 区 域 自 然 条 件 比 较 理 想 , 水 深 条 件 优 越 , 常 年 不 冻 , 水 文 气 象 等 因 素 均 能 满 足 使 用 要 求 。方 案 设 计 上 , 本 工 程 在 码 头 的 装 卸 工 艺 、 总 平 面 布 置 、 水 工 结 构 及 配 套 设 施 工 程 的 方 案 论 证 中 , 采 用 使 用 可 靠 的 设 计 方 案 和 成 熟 的
19、施 工 艺 , 其 建 筑 物 和 建 筑 类 型 在 港 口 工 程 中 广 泛 使 用 , 并 充 分 考 虑 当 地 的 内 外 部 条 件 , 从 而 保 障 工 程 的 顺 利 实 施 。施 工 条 件 上 , 工 程 区 域 的 水 运 较 为 便 利 , 有 利 于 施 工 材 料 和 设 备 运 输 ; 区 域 后 方 可 提 供 足 够 的 施 工 场 地 。 施 工 材 料 供 应 充 足 。因 此 本 工 程 在 工 程 技 术 上 是 可 行 的 。2 自然条件工 程 地 点 无 实 测 气 象 资 料 ,主 要 采 用 广 州 气 象 站 的 气 象 资 料 作 统
20、计 分 析 ,并 参 考 、 补 充 番 禺 相 关 气 象 资 料 , 使 统 计 的 成 果 更 具 有 代 表 性 。拟 建 码 头 下 游 约 1 6 5 m 左 岸 处 有 冯 马 庙 潮 水 位 站 , 下 游 约 3 . 5 k m 有 万 顷 沙 西 潮 水 位 站 。 两 站 分 别 为 珠 江 水 利 委 员 会 和 省 水 文 局 的 测 站 ,资 料 可 靠 并 且 潮 汐 类 型 、 特 征 极 为 相 似 , 其 中 万 顷 沙 西 水 位 站 有 较 长 的 观 测 系 列( 从 1 9 5 2 年 建 站 至 今 ),可 作 为 本 工 程 潮 水 位 的 计
21、算 分 析 依 据 。2. 1 气象气 象 主 要 根 据 广 州 气 象 站 的 资 料 。 该 站 位 于 北 纬 2 3 0 8 ; 东 径 1 1 3 1 9 , 观 测 场 海 拔 高 度 为 6 . 3 m。属 亚 热 带 海 洋 性 季 风 气 候 ,日 照 时 间 长 ,雨 量 充 沛 ,常 年 温 暖 湿 润 。 夏 季 自 4 月 中 旬 至 1 0 月 下 旬 , 长 达 半 年 多 。2 . 1 . 1 气 温多 年 平 均 气 温 : 2 1 . 8 C, 月 平 均 最 高 气 温 2 8 . 3 C( 七 月 )历 年 最 高 气 温 : 3 8 . 7 C,(
22、发 生 于 1 9 5 3 年 8 月 1 2 日 )历 年 最 低 气 温 : 0 . 0 C,( 发 生 于 1 9 5 7 年 2 月 1 1 日 ) 日 最 高 气 温 3 0 度 的 日 数 有 1 3 2 . 8 d日 最 高 气 温 3 5 度 的 日 数 仅 有 6 . 1 d 2 . 1 . 2 降 水 量工 程 所 在 地 区 4 9 月 是 雨 季 , 各 月 平 均 降 雨 量 都 在 2 0 0 mm 以 上 , 其 间 的 降 雨 量 占 年 总 降 雨 量 的 8 2 %。 5 、 6 月 份 的 平 均 降 雨 量 都 超 过 2 6 0 mm, 2 个 月 的
23、 降 雨 量 占 年 总 雨 量 的 3 4 %。多 年 平 均 降 雨 量 : 1 6 8 0 . 5 mm最 大 月 平 均 降 雨 量 : 3 3 6 . 9 mm( 5 月 )月 最 大 降 雨 量 : 6 1 8 . 4 mm( 发 生 于 1 9 6 7 年 4 月 )日 最 大 降 雨 量 : 2 8 4 . 9 mm( 发 生 于 1 9 5 5 年 6 月 6 日 ) 降 雨 日 数 : 1 5 0 . 5 d全 年 有 暴 雨 日 数 : 6 . 5 d ( 雨 季 各 月 平 均 每 月 约 有 1 天 )。 2 . 1 . 3 相 对 湿 度本 地 区 年 平 均 湿
24、度 在 7 8 左 右 , 各 月 平 均 相 对 湿 度 在 6 8 8 6 之 间 , 春 、 夏 最 大 相 对 湿 度 在 9 5 %以 上 ,秋 、冬 最 小 相 对 湿 度 不 足 1 0 %。1 1 月 至 翌 年 1 月 的 相 对 湿 度 较 小 , 4 9 月 份 较 高 。表 1 各 月 平 均 相 对 湿 度 ( %)月 份1234567891 01 11 2年相 对 湿度6 97 88 38 48 58 68 48 38 07 26 96 88 02 . 1 . 4 风1 .一 般 风 况广 州 地 区 风 向 风 力 随 季 节 性 变 化 显 著 ,自 9 1 0
25、 月 起 ,秋 冬 多 偏 北 风 ,风 向 较 稳 定 , 一 般 风 力 2 3 级 , 以 寒 潮 南 下 时 风 力 最 大 。 寒 潮 一 般 每 年 2 4 次 , 多 的 可 达 6 次 , 其 中 强 寒 潮 每 年 1 2 次 , 以 1 月 为 强 盛 , 1 2 月 次 之 , 2 月 又 次 之 , 寒 潮 出 现 大 风 降 温 , 风 力 6 7 级 , 阵 风 8 级 , 偶 有 9 级 。春 夏 3 4 月 开 始 转 偏 南 风 , 风 向 不 够 稳 定 , 除 台 风 , 雷 雨 阵 风 以 外 , 一 般 风 力 较 小 , 特 点 是 海 陆 风 较
26、显 著 , 白 天 从 海 洋 吹 向 大 陆 , 夜 间 风 从 大 陆 吹 向 海 洋 。 具 体 的 风 要素 特 征 值 如 下 :常 风 向 北 风 ( N): 频 率 1 6 %;次 常 风 向 东 南 风 ( ES ): 频 率 1 0 %; 无 风 或 风 向 不 定 : 频 率 2 6 %;历 年 平 均 风 速 : 2 . 1 m/ s ;强 风 向 NE, 最 大 风 速 2 2 m/ s , 瞬 时 极 大 风 速 达 3 5 . 4 m/ s ; 历 年 6 级 大 风 的 天 数 每 年 平 均 为 6 7 d ;历 年 8 级 大 风 的 天 数 每 年 平 均
27、为 6 d 。 风 向 玫 瑰 图 如 下 图 所 示 。频率广州地区风向玫瑰图NNNW20151050NNENWNEWNWENEWEWSWESESWSESSWSSES图 2 . 1广 州 地 区 风 向 玫 瑰 图2 . 热 带 气 旋热 带 低 压 、 热 带 风 暴 和 台 风 统 称 热 带 气 旋 , 它 是 产 生 于 西 太 平 洋 和 南 海 海 面 上 的 风 暴 。 热 带 气 旋 影 响 的 次 数 和 初 、 终 时 间 年 际 变 化 较 大 。 每 年 的 6 1 0 月 份 为 热 带 气 旋 多 发 季 节 , 常 受 热 带 风 暴 、 强 热 带 风 暴 和
28、 台 风 影 响 。 根 据 1 9 4 9 1 9 9 4 年 资 料 统 计 , 在 珠 江 三 角 洲( 台 山 惠 东 )登 陆 影 响 广 州 的 热 带 气 旋 共 5 3 次 ,平 均 每 年 1 . 1 5 次 ,其 中 7 9 月 出 现 次 数 最 多 ,共 3 7 次 ,占 7 0 %。一 年 内 热 带 气 旋 登 陆 珠 江 三 角 洲 次 数 最 多 的 是 1 9 6 4 年 , 共 有 5 次 。 热 带 气 旋 影 响 时 , 风 力 一 般 为 6 9 级 , 阵 风 1 1 级 。 台 风 袭 击 时 , 瞬 时 最 大 风 速 超 过 4 5 m/ s
29、。台 风 的 特 点 是 狂 风 、 暴 雨 、 暴 潮 , 强 台 风 在 登 陆 后 , 往 往 造 成 严 重 灾 害 。 台 风 带 来 暴 雨 , 日 降 水 量 在 2 0 0 3 0 0 mm 的 特 大 暴 雨 , 基 本 上 都 是 台 风 所 致 。 台 风 登 陆 往 往 引 起 暴 潮 , 如 遇 洪 水 , 还 会 出 现 异 常 水 位 。2 . 1 . 5 雾本 地 区 统 计 资 料 表 明 , 每 年 1 2 月 份 至 次 年 5 月 份 为 雾 季 , 年 平 均 雾 日 ( 能 见 度 小 于 1 0 0 0 m) 有 2 8 d , 其 中 3 月 份
30、 雾 最 多 , 月 平 均 雾 日 为 7 . 9 d , 最 多 达 1 3 d , 1 0 、 11 月 份 最 少 , 雾 日 一 般 持 续 2 3 d 。2. 2 水文2 . 2 . 1 基 面拟 建 工 程 的 水 位 起 算 基 面 为 珠 江 基 面 , 理 论 最 低 潮 面 与 各 基 面 的 换 算 关 系 如 图 2 。理 论 最 低 潮 面 与 各 基 面 的 换 算 关 系 如 图 2 。珠 江 基 面0 . 58 6m1 . 114 m0 . 744 m0 . 37 m0 . 158m1 95 6 黄 海 基 面19 85 国 家 高 程 基 准 当 地 理 论
31、 最 低 潮 面图 2 . 2 理 论 最 低 潮 面 与 各 基 面 的 换 算 关 系 示 意 图2 . 2 . 2 潮 位 特 征 值历 年 最 高 潮 位 :2 . 5 8 m历 年 最 低 潮 位 :- 1 . 7 4 m 多 年 平 均 高 潮 位 : 0 . 6 6 m 多 年 平 均 低 潮 位 : - 0 . 5 2 m 涨 潮 最 大 潮 差 :2 . 7 9 m落 潮 最 大 潮 差 :3 . 2 0 m多 年 平 均 潮 差 :1 . 1 7 m 多 年 平 均 涨 潮 历 时 : 5 : 1 3多 年 平 均 落 潮 历 时 : 7 : 1 72 . 2 . 3 设
32、计 水 位设 计 高 水 位 1 . 4 1 m 设 计 低 水 位 - 0 . 8 6 m 极 端 高 水 位 2 . 5 8 m极 端 低 水 位- 1 . 5 9 m 2 . 2 . 4 潮 流拟 建 工 程 区 没 有 实 测 流 速 资 料 , 仅 以 2 0 0 7 年 7 月 2 3 日 至 2 4 日 ( 小 潮 )、 2 0 0 4 年 7 月 3 1 日 至 8 月 2 日 ( 大 潮 ) 在 洪 奇 沥 、 上 、 下 横 沥 水 道 的 实 测 流 速 资 料 作 为 参 考 。小 潮 时 洪 奇 沥 、 上 横 沥 、 下 横 沥 水 道 都 没 有 出 现 负 流
33、, 小 潮 三 条 垂 线 最 大 落 潮 垂 线 平 均 流 速 在 1 . 0 2 1 . 6 1 m/ s 之 间 变 化 , 其 中 上 横 水 道 流 速 最 大 。 在 大 潮 , 洪 奇 沥 、 上 横 沥 、 下 横 沥 水 道 涨 急 时 垂 线 平 均 流 速 在 0 . 4 0 0 . 7 3 m/ s 之 间 变 化 , 其 中 洪 奇 沥 水 道 涨 急 时 为 最 大 ; 落 急 时 垂 线 平 均 流 速 在 1 . 0 1 1 . 2 5 m/ s 范 围 内 , 仍 然 是 洪 奇 沥 为 最 大 。 洪 奇 沥 水 道 落 急 一 般 发 生 在 高 潮 以
34、 后 5 7 小 时 不 等 ,涨 急 一 般 发 生 在 低 潮 以 后 2 4 小 时 以 后 。2 . 2 . 5 水 流 条 件拟 建 码 头 河 段 地 处 珠 江 三 角 洲 网 河 口 门 河 段 , 径 流 来 量 与 上 游 进 入 三 角 洲 网 河 区 的 水 量 的 多 寡 密 切 相 关 。 西 江 和 北 江 在 思 贤 滘 沟 通 后 进 入 珠 江 三 角 洲 网 河 区 , 思 贤 滘 稍 下 游 的 马 口 站 和 三 水 站 分 别 作 为 三 角 洲 地 区 西 江 和 北 江 的 控 制 性 基 本 水 文 站 ,网 河 区 其 它 都 是 潮 位 测
35、 站 , 仅 有 短 期 测 流 资 料 ( 一 般 1 2 天 ), 并 无 长 系 列 的 实 测 流 量 、 输 沙 量 等 资 料 。2 . 2 . 6 波 浪 条 件本 码 头 所 在 的 洪 奇 沥 水 道 河 段 波 浪 主 要 为 小 风 区 引 起 ,河 道 宽 约 5 5 0 m,水 面 较 窄 , 且 有 效 风 区 又 较 短 , 风 难 以 起 波 涛 , 故 波 浪 作 用 很 小 , 对 船 舶 靠 泊 码 头 影 响 也 很 小 。2. 3 地形、地貌与工程泥沙2 . 3 . 1 工 程 地 质勘 察 区 位 于 广 州 市 南 沙 区 横 沥 镇 洪 奇 沥 水 道 北 岸 , 西 二 涌 水 闸 附 近 。 水 域 泥 面 从 原 有 岸 线 向 河 道 中 心 倾 斜 , 标 高 相 差 约 3 . 5 m, 地 形 较 为 平 坦 。 后 方 陆 域 场 地 未 经 过 平 整 , 主 要 为 菜 地 及 苗 圃 。根 据 本 次 钻 探 结 果 分 析 , 基 岩 上 覆 主 要 土 层 为 近 代 人 工 填 土 层 , 第 四 系 全 新 统 海 陆 相 沉 积 层 、 河 流 相 冲 积 层 主 要 为 淤 泥 类 土 、 粘 性 土 和 砂 类 土 , 下 伏 基 岩 为 燕 山 期 花岗