港口布置与规划_课程设计

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1、港口航道与海岸工程系港口规划与布置课程设计书指导老师：班级： A10港航组别： 1姓名：港口规划与布置课程设计一、设计基本资料3（一）吞吐量、集疏运方式3（二）船型3（三）营运系数3（五）集疏运条件3（六）水文与气象条件3二、港口总平面设计4（一）港口主要建设规模的确定41、泊位数量的确定42、集装箱堆场容量：53、集装箱码头堆场总面积5（二）码头有关设计尺度的确定51、码头前沿高程的确定52、码头前沿设计水深的确定6（三）水域规模的确定81、船舶回旋水域的确定82、港池尺度的确定93、进港航道94、锚地的布置11三、建港条件与环境的分析12（一）经济条件与环境12（二）自然条件与环境12四、

2、港口整体布局及依据13（一）陆域规划131、码头平面布置依据132、码头平面布置133、堆、库场布置134、集疏运路线14（二）水域规划141、航道142、防波堤143、口门144、锚地15五、附件1532一、设计基本资料（一）吞吐量、集疏运方式内容吞吐量集疏运方式进口（ 80%入场、杂20%出场）30 万 TEU铁路占 60%，公路占 40%货出口（ 50%入场、20 万 TEU50%出场）注：未来二十年，杂货吞吐量可能有成倍增长。（二）船型船型载重量集装箱2 万载重量利用系数0.9（三）营运系数单位集装箱码头月通过能力万吨2.1 万 TEU堆场堆存量吨/平方米库场堆存量吨/平方米堆存期天7

3、运量月不平衡系数1.2面积利用率0.750.8（四）地形、地质地质条件沙质黏土年回淤量（厘米 / 年）25（五）集疏运条件疏运 年疏运年工疏运强工 具 载日 需往 返所需共需工具量 （ 万作 天度（吨 /量（吨）运力日期完 好数吨）数天）运力铁路50车辆803422340504747节 /日汽车80342234054680.5234260驳船803202500500542022（六）水文与气象条件潮型：为正规半日潮型，潮差2.77 米潮位：平均高潮位 3.85 米，平均低潮位 1.08 米，最高高潮位 5.36 米， 最低低潮位 0.70 米。3港口规划与布置课程设计抗震设防烈度： 6 级，基

4、本地震加速度为0.05g风况统计资料见附录2根据风资料判断强波向为SE方向恶劣天气 12 天年营运天： 350 天二、港口总平面设计由原始资料知，本港口货种为杂货、矿石、煤炭。本规划将设计三种类型码头，一类为多用途杂货码头，一类为矿石专用码头，一类为煤炭专用码头。根据 JTJ211-99海港总平面设计规范附录A：设计船型尺度及典型船舶尺度有：设计船型尺度（ m)船型载重量（吨）总长 L型宽 B满载吃水 T集装箱2 万18327.610.5（一）港口主要建设规模的确定1、泊位数量的确定根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：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式中

5、:QPtQ 码头年作业量（ t），指通过码头装卸的 货物数量 ,包括船舶作业的货物数根量据，设计吞吐量和过操程作确定。Pt一 个 泊 位 的 年 通 过（能t）力N泊位数；通过能力可由设计基本资料得知。Q50N2P12 2.134港口规划与布置课程设计2、集装箱堆场容量：E yQhtdc K Bk30 80%20 50% 1.2 7/3 5 0 0.8 1 6TykN SEy0.816 / 5 / 60%0.2 7万2N1 AS式中 :Ey 集装箱堆场容量（T E U）；Qh 集装箱码头年运量（ T E U）；tdc 到港集装箱平均堆存期（d）；K BK堆场集装箱不平衡系数；Tyk集装箱堆场年

6、工作天数（ d）；Ns 集装箱码头堆场所需要地面箱位数（TEU）；N1堆场设备堆箱层数；As堆场容量利用率（ %）。3、集装箱码头堆场总面积根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：每个 20ft 箱平面箱位所需面积依据装卸系统一般在22.728.8m2 万 t；A122.70.2 7 2 6.2万m2A128.80.2 7 2 7.8万m2箱型重箱空箱冷藏箱特种箱堆场容量52255221223242381堆层（层）4521（二）码头有关设计尺度的确定1、码头前沿高程的确定根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：35港口规划与布置课程设计有掩护的码头前沿高程为计算水位与超高值之和，应

7、按表中的基本标准和复核标准分别计算，并取大值。码头前沿高程基本标准复核标准计算水位超高值（ m）计算水位超高值（ m）极端高水位（重现期设计高水位（高潮累1.0 ?1.5为 50 年的年极值高0?0.5计频率 10%的潮位）水位）按设计高水位：码头前沿高程H4.341.54.84m ；按极端高水位：码头前沿高程H5.430.55.93m H=5.43+0.5=5.93m。则：取码头前沿高程5.93m。2 、码头前沿设计水深的确定根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：码头前沿设计水深，是指在设计低水位一下的保证设计船型在满载吃水况下安全停靠的水深。其深度可按下式确定：DTZ1Z2Z3Z4

8、Z2KH 4%Z1式中 : D码头前沿设计水深（m）；T设计船型满载吃水（m）；Z1龙骨下最小富裕深度（m）， 错误！未找到引用源。Z2波浪富裕深度K系数，顺浪取0.3，横浪取 0.5；错误！未找到引用源。 码头前允许停泊的波高（m），波列累积频率为4%的波高，有掩护的水域通常小于1.0m；36港口规划与布置课程设计Z 3船舶应配载不均匀而增加的船尾吃水值（m ），杂货船可不计，散船和油船可取0.15 mZ4备淤富裕深度（ m），根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备的性能确定，不小于0.40m。龙骨下最小富裕深度Z1海底底质Z1(m)淤泥土0.20含淤泥的沙，含沙土的沙和松沙土0.30含沙或

9、含粘土的块状土0.40岩石土0.60注：对重力式码头，Z1 应按岩石土考虑。本设计中的地基为含沙的块状土地基，故取Z10.4m 。由于本设计码头前水域为有掩护的水域，故Z2KH 4%Z10.3 10.4= -0.1m，所以 Z20集装箱码头停靠 2 万吨级第二代集装箱船，故：DTZ1Z 2Z3Z410.5000.410.9m ；3 、码头泊位长度的确定根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：码头泊位长度，应满足船舶安全靠离作业和系缆的要求。对有掩护港口的通用码头，其单个泊位长度可按下式确定：LbL2d式中 :错误！未找到引用源。头泊位长度（ m）；L设计船长（ m）；d富裕长度（ m），

10、采用下表中的数值。富裕长度 dL (m)4 041-8586-150151-200201-230230d (m)58-1012-1518-2022-2530注：装作船码头可参照表中数值37港口规划与布置课程设计泊位长度满足平面布置的条件下， 可采用首尾系揽墩及引桥连接方式， 其泊位长度由系揽墩外侧边缘计算；专业化码头的泊位长度，尚应满足装卸工艺要求当在同一码头线上连续布置泊位时， 其码头总长度宜根据到港船型尺度的概率分布模拟确定，也可按下式确定：端部泊位LbL1.5d中间泊位LbLd注： 端部泊位尚应考虑带缆操作的安全要求；上述泊位长度的计算不适合用于油品码头和其他危险码头两相邻泊位船型不同，

11、d 值应按较大船型选取。故：端部泊位 LbL 1.5d1831.5 20 213m ；泊位总长度 Lb2L b2 213426m 。（三）水域规模的确定根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：港内水域包括船舶制动水域、回旋水域、码头前停泊水域、港池、连接水域以及航道、锚地等。各水域应根据具体情况组合设置，必要时可单独设置。1、船舶回旋水域的确定根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：船舶回旋水域应设置在进出港口或方便船舶靠离码头的地点。其尺度应考虑当地风、浪、水流等条件和港作拖船配备、定位标志等因素， 可按表 确定。回旋水域的设计水深可取航道设计水深。对货物流向单一的专业码头，经论

12、证后，其部分回旋水域可按船舶压载吃水计算。船舶回旋水域尺度适用范围回旋圆直径（ m）有掩护的水域，港作拖船条件好，可借岸标定位2.0L无掩护的开敞水域或缺乏港作拖船的港口2.5L允许借码头或转头墩协助转头的水域1.5L38港口规划与布置课程设计受水流影响较大的港口，垂直水流方向的回旋水域宽度为(1.5 2.0)L;沿水流方向的长度为 (2.5 3.0) L注： 回旋水域可占用航行水域，当船舶进出频繁时，经论证可单独设置； L为设计船长（ m）本设计中取回旋半径R2.0LR2. 01833。662、港池尺度的确定根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：顺岸码头前沿港池，当考虑船舶转头要求时

13、，其宽度不小于1.5 倍的设计船长。对多泊位连续布置的顺岸码头，当水域狭窄或疏浚困难时， 经技术经济论证，可在码头两端设置回旋水域，但码头前沿港池宽度不应小于0.8 倍设计船长。3、进港航道（1）航道宽度的确定根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：航道有效宽度由航迹带宽度、船舶间富余宽度和船舶与航道底边间的富余宽度组成。单、双航道宽度可分别按下式确定。当航道较长，自然条件较差和船舶定位困难时，可适当加宽；在自然条件有利的地点，经论证可适当缩窄。双向航道 W2 Ab2cAn( L s i nB)满载船舶漂移倍数n 和风，流压偏角r 值风力横风 7级横流 V（m/s ）V 0.250.25

14、V0.50.50v 0.750.7566666C（ m）0.50B0.75B0.75BBB1.50B本港设计为单向航道，则：2 万吨级集装箱船An(LsinB)1.45(1830.24227.6)104.23m ；C0.75B0.7527.620.7mW2AB 2C104.23 227.620.7 2277.46m（2）航道设计水深的确定根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：航道设计水深按下式计算：DTZ1Z2Z3Z4式中 :D 航道设计水深（ m）；Z0 船舶航行时船体下沉值（ m），按图2 采用；其余符号意义和码头前设计水深一致，但错误！未找到引用源。还需考虑船舶吨级大小，故采用表

15、 1 中的数值。航行时龙骨下最小富裕深度土质特征5000 DWT10000DWT5OO0船舶吨级（ t ）淤泥土0.200.20含淤泥的砂，含粘土的0.300.30砂和松砂Z1 (m)10000DWT50000DWT50000100000100000DWT3000000.30.40.40.400.500.60103港口规划与布置课程设计含砂或含粘土的块状土0.400.400.500.600.60岩石土0.500.600.600.800.80图 2 船舶航行时船体下沉值曲线则: D T Z0 Z1 Z2 Z3 Z4 10.5 0.1 0.5 0 0.4 11.5m ；4、锚地的布置（1）锚地规模

16、和数量根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：对新建港口的锚地， 其锚位数可根据港口的重要性， 按在港船舶保证率90%95%相应推算。本设计中规划设计一个锚地。（2）锚地位置根据 JTJ211-99海港总平面设计规范有：锚地的边缘距航道边缘边线的安全距离：港外锚地不应小于2-3 倍设计船长，港内锚地采用单锚或单浮筒时不应小于1 倍设计船长，采用双浮筒时不应 小于 2 倍设计船宽。港外锚地水深不应小于设计船型满载吃水的1.2 倍。当波高超过2m 时，113港口规划与布置课程设计尚应增加波浪富裕深度。港内锚地水深应与码头前沿设计水深相同。锚地底质以泥质及泥沙质次之。应避免在硬粘土、 硬砂土、

17、多礁石地区设置锚地。应避免在横流较大的地区设置双浮筒锚地。具体布置见设计图1.（3）锚泊方式及面积本规划锚地采用单浮筒系泊，则根据JTJ211-99海港总平面设计规范有：系泊半径RLrle ，式中 R 单浮筒水域系泊半径（m）；L设计船长（ m）；l 系 缆 的 水 平 投 影 （ m）， DWT10000t 时 ， 取 20m，10000t30000t 可适当增大；e船尾与水域边界的富裕距离，一般取0.1L ；r 潮差引起的浮筒水平偏位，每米潮差可按1m计算。则：RLrle1832.77251830.4283.97m本设计中不考虑港外锚地。三、建港条件与环境的分析（一）经济条件与环境1 、港

18、口状况 : 该港口直接依托于青岛市， 腹地范围包括山东省及河南， 河北，山西，陕西等广大中西地区。 年吞吐量不大 , 且停靠船舶吨位较小 , 但要注意的是集装箱的吞吐量在未来二十年可能成倍增长 , 故其泊位和堆、库场及其它相关设施应留有发展余地。2 、各港码头均有铁路相连，有利于港内运输系统与港外交通运输系统的衔接，且城市附近也有环胶州湾高等级公路与济青高速公路相接， 利于进出港货车不需经市区，不会给当地交通造成较大的压力。3 、当地政府有意大力发展水运业。（二）自然条件与环境1 、港口港址地北部海岸线较曲折，南部海岸线较顺直，且水深变化均匀，深度较深。若在北部布置码头，填方量较大，施工较困难

19、，所以适宜在南部布置123港口规划与布置课程设计码头。2 、水深条件好，是天然的深水良港，可减少码头泊位的建设费用，坡度较小，纵深大，利于建港。3 、常风向为 SE，最大风速 25m/s，须考虑风对进港船舶、港口水域稳度、泥沙淤积的影响，适当布置防波堤及口门方位。4、常年天气状况良好，恶劣天气仅1 2 天，全年营运天数为350。5 、资料统计可知：历史累计频率 1%的潮位为 3.85 米，历史累计频率 98% 的潮位为 1.08 米。且港口为半日潮型，平均潮差 2.77 米。6 、年回淤量为 25 厘米，在考虑富裕水深时应注意。7 、港口港址为沙质块状土地基，无需作相关的地基处理。本设计采用高

20、桩码头。四、港口整体布局及依据（一）陆域规划1、码头平面布置依据专业化的集装箱码头，均采用封闭式管理，要求在平面布置上便于与周边其他作业区建筑物实现隔离。 集装箱码头装卸作业地带一般包括： 码头前沿作业地带集装箱堆场拆装箱库， 货运站大门， 港内道路，通道及调度管理中心。码头前沿作业地带至集装箱堆场， 除特殊情况下布置变电所外， 无其他固定建筑物。大门及检查桥通常是港区的唯一出入口， 调度管理中心集中设置在大门的一侧，大门外与交通干道的连接段， 应尽可能留一定的空间， 供集装箱车辆进入大门前的临时等待。拆，装箱库设于大门的一侧，其内侧为待拆，装集装箱的停靠区，靠港外一侧为汽车的装卸线。本港主要

21、货源为内贸、近洋集装箱，故设计集装箱码头来装卸此类货物。集装箱码头设计泊位 2 个，预留 1 个泊位。2、码头平面布置由于该港口规模不大， 可利用的岸线较多， 水域宽度有限， 为利于船舶作业和陆上货物集疏运、 存储作业等运营条件， 本规划采用顺岸式布置， 这样工程量小，泊位可占用的陆域面积较大，便于仓库，堆场以及其他辅助设施的设置，大型装卸机械可以灵活调度，适合于集装箱作业。13港口规划与布置课程设计3、堆、库场布置由设计资料可知， 港区后方陆域面积充足， 且采用传统集装箱装卸工艺，因此集装箱码头的堆场本规划采用顺岸式布置。其优点在于后方有较大的陆域面积，以便于布置各类堆场及其他辅助设施，装卸

22、工艺的配置，生产作业的组织，码头交通流的安排等比较成熟。4、集疏运路线由设计资料可知，集装箱的集疏运是由公路和铁路共同承担的，其分别占40%及 60%，故铁路和公路平行布置，这样有利于当公路运力紧张时铁路可以缓解运输压力，反之亦然。（二）水域规划1、航道（1）本规划中常风向为SE，故航道如图所布置，这样航道轴线就能避免与大于 7 级风力的、频率较高的风向正交；（2）为了防止船舶进入防波堤口门前发生事故，本规划中的航道在防波堤口门外设有一段不小于船舶制动距离的直线段；（3）为了便于船舶靠离码头或进出港口，本规划设计直径为四倍船长的回旋水域与船舶进口门后的制动段相接，便于船舶停靠。2、防波堤（1）

23、港口主风向为 SE，而港口海岸线为东南西北走向，港区北部有一半岛相连形成天然防波堤，所以只在南部一侧布置防波堤。（2）虽说防波堤所包围的水域要适当留有发展余地，应尽可能顾及到港口发展的“极限”和港口极限尺度的船型，可是防波堤越大，可能在大风方向港内自生波浪，这会对港内泊稳条件造成影响，故本规划尽量控制好所谓水域面积，紧筹布置各类水域如：港内锚地，回旋水域等；由于本港属于天然深水良港，防波堤所围水域容易有足够的水深，满足港内船舶进出、停靠、装卸等相关要求。3、口门（1）本设计中口门与强风强浪夹角为3040 度；（2）为了方便船舶出入， 且有足够水域面积布置上述的船舶进港后的制动143港口规划与布

24、置课程设计段和回旋水域， 本规划将口门设置在防波堤突出海中最远、 尽量远离码头、 水深最大的地方；（3）口门方向避免大于7 级横风和大于 0.8kn 的横流，避免强浪对港内水域主要部位的直射， 对泊稳要求高的泊位， 尽量不布置在面向口门外主浪向的位置。船舶进口门时通常航速 46kn，故从口门至码头泊位，一般布置大于 4 倍船长的直线航行水域和回旋圆，以便于船舶进入口门后控制航向，减低航速与拖轮配合或完成紧急转头等操作。当外堤所围的港内水域较大时， 要注意到口门外形成过大的流速可能影响船舶航行，一般控制在 2.5kn 以下，以方便进口船舶的操作。口门轴线的确定应考虑船舶航行安全，使从口门进入的波

25、能尽可能少，以保证水域泊稳要求。当口门外天然水深较浅， 进港航道的开挖相对较深时， 航道边坡对入射波的折射作用非常明显。4、锚地本规划设计了一个港内锚地，为用于集装箱船的待泊，采用单筒系泊。船舶掉头水域，港内锚地与进港航线水域共用。五、附件附件一风向统计表及风玫瑰图附件二潮位统计表急潮位曲线图附件三码头平面布置图（见CAD图）附件四码头断面图（见CAD图）153港口规划与布置课程设计附件一：风向统计表及风玫瑰图表 1：风向统计表风向平均风速频率 %最大风速 m/sm/sN6.41122NNE6.2525NE4.2114ENE4.8120E5.9419ESE5.61016SE4.81216SSE

26、4.6916S4.6618SSW5.5716SW4.9413WSW4.5215W4.9218WNW6.8623NW6.4721NNW6.91123本区风的频率以SN、N、NNW和 ESE方向最多，累年各月的常、次常风向，3-8 月为 ESE SE向，频率为 12%-15%；9-12 月和 1、2 月为 N NNW向，频率为 15%-19%。163港口规划与布置课程设计图 1风向玫瑰图附件二：潮位表和潮位曲线表 2：潮位表潮位间隔出现次数累积频累积频率数4.194.00220.02%3.993.8019210.25%3.793.60861071.29%3.593.401882953.56%3.3

27、83.203396347.65%3.193.00515114913.86%2.992.80608175721.20%2.792.60647240429.01%2.592.40609301336.35%2.392.20501351442.40%2.192.00494400848.36%1.991.80496450454.34%1.791.60486499060.21%1.591.40479546965.99%1.391.20522599172.29%1.191.00527651878.64%0.990.80524704284.97%0.790.60456749890.47%0.590.40355785394.75%173港口规划与布置课程设计0.390.20235808897.59%0.190.00124821299.08% 0.01 0.2057826999.77% 0.21 0.4017828699.98% 0.41 0.6028288100.00%潮位（ m）4.193.830.3598百分量（ %）1100183