港口及通航建筑物课程设计任务书2013(码头)

“港口航道工程学”课程设计指导书

某港口沉箱码头初步设计

指导教师 张劲松 田兴参

武 汉 大 学 水利水电学院 2013年1月5日

一、设计目的和要求

本课程设计的目的，是通过对某市和尚岛港区沉箱码头部分水工结构的设计，进一步掌握所学《港口航道工程学》这门课程的主要内容，并初步学会运用有关专业课、技术基础课的理论去解决实际工程问题，训练编写设计说明书、绘制港口水工建筑物图纸的能力和技巧，以及培养正确的设计思想，熟悉有关的设计规范等。

由于时间关系，本设计是在已有勘测规划及部分设计成果的基础上进行的。每个学生必须独立完成和提交所规定的设计成果。说明书应概念明确，简明扼要，计算成果应正确无误，图纸应规范。

二、设计内容 1、确定码头的等级；

2、确定码头的结构形式并拟定其断面尺寸； 3、确定码头的作用荷载； 4、对码头进行稳定性验算。 三、设计成果

1、设计说明书（包括计算部分）一份； 2、码头结构布置剖面图一张（3号图）。 四、设计资料

某市地处辽东半岛最南端，三面环海，气候温和，交通方便，是我国东北的一颗明珠，也是我国的重要港口和旅游城市，工业和旅游业十分发达。

但是，多年来该市一直处于缺煤少电状态，已严重影响了工业生产和人民生活，该市是围绕着老港口发展起来的城市，位于市中心的某些货场（如煤场）等已严重威胁着该市的安全。同时，由于国民经济的蓬勃发展，吞吐量的急骤增加，船舶的停泊时间长，造成政治、经济上不应有的影响和损失。

为缓和本地区能源供应紧张，解决该市缺煤少电状况，并使这些货物有专用装卸码头和库场，国家计委批准兴建和尚岛港区，并列入国家重点工程项目。

（一）概况 1、地理位置

和尚岛港区位于本市海湾北端的红土堆子湾。背靠市第四发电厂，与市经济开发区隔海相望，交通方便，有公路与该市至沈阳公路相接，铁路接东北干线，可达全国各地。港区距市内陆路25公里，水路8海里。

2、自然条件

1

该港区属海洋型气候，平均气温10.2℃，7~8月最高，一般为25?左右，极值达34.4?，1~2月最低，一般为-5~-10℃，极值达-21℃。

红土堆子湾内一般不结冰，只在湾内西北部零米水深线以上的海滩结冰，冰层厚度0.3~0.5米，土层最大冰深0.93米。

由于地处东南亚季风带边缘，基本受季风控制。夏季以ES风为主，冬季以N风为主，常风向为SSE，六级以上的风很少。本地区一般每隔三年有一次台风通过，风力为7~8级，风向多为ESE，最大风速34米/秒。

年降水量为671毫米，平均年降雨日数75天，多集中在7~8月份。降雪不多，年平均降雪天数为20天左右，最大积雪厚度为0.11米。

降雾日较多，年平均雾日40天，三级以下重雾日为40天，一般5~7月为盛雾期，雾的形态多属平层雾。

本区潮型为规则半日潮，涨潮延时6小时04分，落潮延时6小时46分，其潮位特征值（按大连港筑港零点计）为：

多年最高潮位：+4.6米 多年最低潮位：-0.66米 多年平均高潮位：+4.35米 多年平均低潮位：-0.26米 多年平均潮差：2.08米 多年最大潮差：3.93米 多年最小潮差：0.89米

最大潮流流速0.21米/秒，流向与湾内中心轴线接近一致，上、中、下三层流向相同。

该市老虎滩设有海洋站，自1963年开始观测至今，同时，1983年1月该市老港又在和尚岛设立观测站，资料基本齐全。经统计、推算，主波向为SSE、SE及S向，其频率分别为14.31%、9.26%及7.13%，强波向为S及SE向，最大波高为2.2米，小于1米的波高频率为98.61%。其设计水位如下：

设计高水位：+3.81米 设计低水位：+0.62米 校核高水位：+4.83米 校核低水位：-0.85米

施工水位按照当地习惯取+2.50米。

2

港区陆域处丘陵区，山势走向NW，山体呈浑圆状，区内沟谷发育，基岩裸露；海底地形平坦，向ES倾斜。地层构造复杂，属第四系地层，层位不稳定、分布不规则，主要由淤泥、淤泥质亚粘土、粘土、亚粘土、粉细砂混砾石、卵石混砾石等构成。基岩为石灰岩、泥灰岩和页岩，石灰岩为弱风化，泥灰岩、页岩为中等到强风化。岩面起伏变化较大，埋藏标高为-4.1~22.89米。港区水域各土层分布情况为：-91米以上为淤泥、淤泥质亚粘土，-14.8米以上为粘土、粉细砂混砾石等。

港区内有三条NNE向断裂，但不属于金州断裂，为小规模断裂，延伸不远，属不发震斯裂，本区地震基本烈度为八度，设计中考虑了抗震设防。

由上述可知，红土堆子湾风浪小；地处丘陵，不占良田；湾内无天然河流入海，泥沙淤积现象不显著，按自然地貌沉积速度推算，海湾沉积速率为0.3~0.5毫米/年；潮流流速小；气候温和，湾内不结冻，常年可以装卸作业；水深适宜，航道可与大港航道相接，具有建设深水泊位的良好天然条件。

（三）建设规模

本港区水工结构部分建设规模详见表。 （四）港区平面布置及工艺流程简介： 1、港区平面布置：

港区陆域以进港道路的海堤与岸公路相接。进口煤码头、甲一码头为突堤式。甲二码头为顺岸式，并与甲一码头相连，港池宽度320米。工作船码头和出口煤码头布置在进口煤码头与甲二码头之间的小港池内。防波堤布置在甲一码头端部。甲一码头外侧是一突堤护岸，其与防波堤相接。进口煤码头根部外侧为二突堤护岸，通过堆场护岸与海堤相连。考虑到远期发展，填平小港池与甲二码头相连，可开拓一个3万吨级泊位，进口煤码头外侧系2万吨级泊位。

陆域为生产和生产辅助建筑物区。 港区总平面布置详见图2。 2、工艺流程： （1）进口煤码头：

自卸船（悬臂皮带机）→前沿漏斗→卸船皮带机系统→堆料机→堆场。 （2）甲一码头、甲二码头

采用拖、铲、吊方式。前方用门机或船机进行装卸作业，水平搬运作业采用拖头、平板车或铲车，库场作业配备流动起重机或铲车。其流程为：

3

船?门机或船机?平板车或铲车?堆场或仓库。 甲一码头配10吨门机两台，甲二码头配5吨门机两台。 五、水工结构方案的选择： （一）防波堤：

水工结构建设规模

项 目 船舶 吨级 2万 3万 2万 千字驳 结构形式 主要设计尺度 沉箱墩式栈水深：-10.1米、长273米、宽16进口煤码头 码头工甲二码头 甲一码头 桥 沉箱岸壁式 沉箱岸壁式 浮 式 浮 式 斜坡式 斜坡式 斜坡式 斜坡式 斜坡式 斜坡式 米 水深：-11.5米，长235米 水深：-11.5米，长227米 长160米 长467米 长1200米、宽20米 长968米 长304米 长398.6米 程 出口煤码头 工作船码头 防波堤工程 一突堤护岸（含防浪墙） 海堤工程（含防浪墙） 堆场护岸（含防浪墙） 二突堤护岸（含防浪墙） 港池护岸 本区防波堤处地质条件较好，其土层自上而下为淤泥质亚粘土、碎石及角砾、亚粘土、石灰岩。防波堤座落在碎石及角砾层上，地基承载力、沉降和整体稳定完全可以满足要求。

大连地区石料丰富，主要是石灰石，石质好。交通部一船局三公司在盐岛有护面块体（扭工字块）予制厂，能满足工程需要。除此之外，老港的大港区、渔港等处防波堤均为斜坡式。为此，我们经过方案比选后采用抛石斜坡式。

斜坡式防波堤具有结构简单，施工方便，对地基要求不高，可就地取材，消能性好，损坏后易修复等优点。

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