《港口规划与布置》课程设计.docx
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《港口规划与布置》课程设计
《港口规划与布置》课程设计
计算说明书
学院:
海洋科学与工程学院
专业:
港口航道与海岸工程
班级:
港航113班
姓名:
XXXXXXX
学号:
3098
指导教师:
李XXXXX
完成日期:
2014年12月29日
港口规划与布置课程设计任务书
一、原始资料.............................................................................................1
1、吞吐量、集疏运方式...............................................................................1
2、船型......................................................................................................1
3、营运系数...............................................................................................1
4、地形、地质.............................................................................................2
5、水文与气象.............................................................................................2
二、设计说明书要求:
..............................................................................2
三、设计指导与要求:
..............................................................................2
第一章陆域码头设计
一、码头泊位数........................................................................................4
二、泊位长度和岸线总长.......................................................................6
三、码头前沿高程....................................................................................8
四.码头前沿作业区设计........................................................................9
五、仓库、堆场面积................................................................................10
第二章水域航道和锚地设计
一、锚地设计...........................................................................................11
二、航道设计...........................................................................................13
第三章防波堤和口门布置
一、防波堤.............................................................................................19
总结
一、码头泊位数.....................................................................................20
二、泊位长度和岸线总长.....................................................................20
三、码头前沿高程.................................................................................21
四、仓库、堆场面积.............................................................................21
五、锚地.................................................................................................21
六、航道.................................................................................................21
七、防波堤.............................................................................................21
八、口门设计.........................................................................................21
九、码头规模总表.................................................................................22
港口规划与布置课程设计任务书
一、原始资料
1、吞吐量、集疏运方式
学号
内容
学号数/3余数为1
学号数/3
余数为2
学号数是3的倍数
集疏运
方式
杂货
合计
进口(50%入库、50%入场)
出口(20%入库、80%入场)
适箱货(占杂货合计百分比)
201
111
90
30%
120
24
96
无
154
64
90
40%
铁路、公路
各占50%
矿石
合计
入场
水—水直取(锚地)
1200
1200
无
510
410
100
1000
1000
无
皮带机
驳船
煤炭
合计
入场
水—水直取(锚地)
290
210
80
无
无
无
404
294
110
皮带机
驳船
钢材
合计
出口(入场)
无
无
140
140
无
无
公路
注:
未来二十年,杂货吞吐量可能有成倍增长。
2、船型
学号
船型
学号数/3余数为1
学号数/3余数为2
学号数是3的倍数
杂货
1万
1万
1万
煤炭
2万
2万
矿石
10万
5万
5万
集装箱
1万
1万
驳船
1000吨
载重量利用系数
~
3、营运系数
单位
杂货
矿石
煤炭
集装箱
钢材
泊位月通过能力
万吨
40
19
万TEU
5
堆堆存量
吨/平方米
2
20
6
4
库堆存量
吨/平方米
1
堆存期
天
15
20
20
5
10
运量月不平衡系数
面积利用率
~
注:
(1)水—水能力为码头能力的20%。
(2)除上表所列参数外,其余均有设计人员自行确定。
4、地形、地质
学号
1班
2班
3班
地形图编号
图1
图3
图4
地质情况
软基
软基
软基
年回淤量(厘米/年)
7
12
10
5、水文与气象
半日潮型:
平均潮差米
潮位历史统计资料见附录1
风况统计资料见附录2
根据风资料判断强波向
恶劣天气1~3/天
年营运天:
345天
二、设计说明书要求:
1、设计依据(设计资料)
2、计算水陆域各建筑物的规模
3、分析建港条件与环境
4、绘制风、潮位曲线,推求设计值.(风玫瑰图应绘于图纸的右上方)
5、说明规划布局的依据、理由。
6、根据港口规模及建港条件,进行港口水陆域设施的规划与布置,绘制港口规划总平面图(一个方案)
三、设计指导与要求:
1、计算内容、方法、参数值可参考教材、规范和其他参考书。
2、独立完成,不得抄习!
3、成果提交:
(1)任务书、设计说明书
(2)总平面布置图
打印稿和电子稿,电子稿分别由各个班班长刻录到光盘上
4、要求图纸清晰、整洁、准确。
(1)布置图建议先用铅笔勾绘草图,一旦确定后再正式加粗线条。
(2)可用CAD绘制。
上海海事大学交通运输学院
附录1:
潮位历史统计资料
潮位间隔
出现次数
~
2
~
19
~
86
~
188
~
339
~
515
~
608
~
647
~
609
~
501
~
494
~
496
~
486
~
479
~
522
~
527
~
524
~
456
~
355
~
235
~
124
—~—
57
—~—
17
—~—
2
潮位单位:
米
附录2:
风况统计资料
风向
总次数
最大风速m/s
风向
总次数
最大风速m/s
N
467
S
309
NNE
523
SSW
184
NE
88
SW
249
ENE
77
WSW
117
E
218
W
114
ESE
214
WNW
185
SE
222
NW
169
SSE
232
NNW
368
第1章陆域码头设计
本设计采用的地形图如图4所示,其地质情况为软基,年回淤量(厘米/年)为10厘米/年。
如图所示,此地区陆域宽广,有天然的港湾且海岸线较长,水深适宜,足够布置船舶回转、制动、港内航行、停泊作业、锚地和港池等水域。
水域有一定的天然掩护,与陆地形成一个伸向陆地的港湾,十分适合建港。
此外,该地区有小岛可以作为防波堤的一部分,节省施工投入,较大的岛屿则可以作为码头的陆域,则考虑架桥将较大岛屿与陆地相连,形成交通网,而且可以较好的为扩建留下更多的陆域水域面积.
故拟在该地区右侧陆域建造顺岸式码头。
一、码头泊位数
码头规模确定:
根据《JTJ211-99海港总平面设计规范》:
泊位能力伐估算泊位数,
;
式中:
N:
泊位数
Q:
码头年作业量(t),指通过码头装卸的货物吨数,根据设计吞吐量和操作过程确定;
:
单个泊位的年通过能力(t).
1.散货码头
有设计资料:
杂货
合计
进口(50%入库、50%入场)
出口(20%入库、80%入场)
适箱货(占杂货合计百分比)
154
64
90
40%
铁路、公路
各占50%
单位
杂货
码头泊位月通过能力
万吨
由上表可知,Q=154,Pt=
取N=4
注:
由于未来二十年,杂货吞吐量可能有成倍增长,预留1个泊位总共取5个泊位。
考虑到建港期间吞吐量增长,设计散货码头5个,另外增加3个泊位的预留用地共8个泊位。
2.矿石码头
有设计资料:
矿石
合计
入场
水—水直取(锚地)
1000
1000
无
皮带机
驳船
单位
矿石
码头泊位月通过能力
万吨
40
由上表可知,Q=1000,Pt=480
取N=3
设计矿石码头泊位3个。
3.煤炭码头
煤炭
合计
入场
水—水直取(锚地)
404
294
110
皮带机
驳船
单位
煤炭
码头泊位月通过能力
万吨
19
由上表可知,散货船泊位有,Q=294,Pt=228
取N=2
设计煤炭码头散货船泊位2个。
4.驳船
由上表可知,驳船泊位有,Q=110,Pt=228
取N=1
设计驳船泊位1个。
5.钢材码头
本设计中没有钢材运进运出,故不做钢材码头设计
6.集装箱码头
由于设计吞吐量未给定,由题意按杂货中:
适箱货(占杂货合计百分比40%),杂货码头共5个泊位,故集装箱占2个泊位。
二、泊位长度和岸线总长
根据设计资料所给船型资料,杂货船为1万吨级,矿石船为5万吨级;
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:
船舶吨级DWT(t)
设计船型尺度(m)
总长L
型宽B
型深H
满载吃水T
杂货船10000t
146
22
矿石50000t
223
煤炭20000t
164
驳船1000t
85
根据《JTJ211-99海港总平面设计规范》:
端部泊位:
中间泊位:
富余长度d
设计船长(m)
<40
41~85
86~150
151~200
201~230
>230
富余值d(m)
5
8~10
12~15
18~20
22~25
30
本设计船型吨位为:
杂货船1万吨,矿石船5万吨,煤炭船2万吨,驳船1000吨
由上表可知:
设计船长:
L杂货船=146m,L矿石散货船=223m,L煤炭散货船=164m,L驳船=85m
富裕长度:
d杂货船=15m,d矿石散货船=25m,d煤炭散货船=20m,d驳船=10m
1.杂货专用码头:
端部泊位:
中间泊位:
杂货专用码头总长=2×L端+3×L中=2×+3×161=820m
2.矿石专用码头:
端部泊位:
中间泊位:
矿石专用码头总长=1×L端+2×L中=1×+2×248=
3.驳船码头:
端部泊位:
驳船码头总长=1×L端=1×100=100m
4.煤炭专用码头:
端部泊位:
煤矿专用码头总长=2×L端=2×194=388m
三、码头前沿高程
1.计算潮位累计频率
如下表:
潮位间隔
出现次数
累积频数
累积频率
~
2
2
%
~
19
21
%
~
86
107
%
~
188
295
%
~
339
634
%
~
515
1149
%
~
608
1757
%
~
647
2404
%
~
609
3013
%
~
501
3514
%
~
494
4008
%
~
496
4504
%
~
486
4990
%
~
479
5469
%
~
522
5991
%
~
527
6518
%
~
524
7042
%
~
456
7498
%
~
355
7853
%
~
235
8088
%
~
124
8212
%
—~—
57
8269
%
—~—
17
8286
%
—~—
2
8288
%
由上图可知:
高潮累积频率10%的潮位约为米。
最大潮高米。
根据《JTJ211-99海港总平面设计规范》对于开敞式码头:
对于有掩护码头的前沿高程,按照两种标准计算:
(1)基本标准:
码头前沿高程=设计高水位+超高值(取~)。
=+1.5=
(2)复核标准:
码头前沿高程=极端高水位+超高值(取0~)=+=
上述两种标准中按高值选取,所以码头前沿高程为;
四.码头前沿作业区设计
根据规定,件杂货码头生产纵深不宜小于250m,分别由以下三部分组成:
(一)码头前沿作业地带,范围为自码头前沿至前方库(场),包括前沿通道及门机、货物接卸操作场以及库(场)前道路,其总宽度宜为40~50m。
码头前沿的装卸船作业可选用门机或船上吊机,矿石码头选用斗轮式卸船机。
布置门机时,这一宽度为14~15m;
(二)前方库(场)区,包括库(场)及铁路(或公路)装卸作业带。
考虑到道路及引道的占用,前方库(场)的长度一般为泊位长度减20~30m,宽度取40~60m,且在布置上尽可能与泊位对应;
(三)矿石码头与件杂货码头基本相同,库(场)与生活、生产辅助区之间设置防护林。
五、仓库、堆场面积
根据《JTJ211-99海港总平面设计规范》。
件杂货、散货库(场)所需容量按下式计算:
;
;
式中:
E:
库(场)所需容量(t);
:
年货运量(t);
:
库(场)不平衡系数;
:
货物做大入库(场)百分比(%);
:
库(场)年营运天(d),为345d;
:
堆场容积利用系数,对件杂货取;对散货取~;
:
货物平均堆存期(d),可取7~15d,码头前方库(场)不宜超过10d;
:
月最大货物堆存天();
:
月平均货物堆存吨天();
件杂货库(场)总面积:
式中:
A:
库(场)总面积(㎡);
q:
单位有效面积的货物堆存量(t/㎡);
:
库(场)总面积利用率;
1.杂货码头:
设计按照50%入库,50%放置在堆场
a.仓库面积
仓库面积万平方米
b.堆场面积
堆场面积万平方米
2.矿石码头
堆场面积
堆场面积万平方米
3.煤炭码头:
堆场面积万平方米
第二章水域航道和锚地设计
一、锚地设计
1.锚地规模,数量和水深:
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。
锚地的锚位数取决于同时系泊的船数,可根据排队论的理论和数学模拟的方法推算。
可按下式计算锚位数:
An=n-S
式中,n——在港船舶艘数(包括港内和锚地);
S——码头泊位数。
取An=2
本设计中规划设计两个锚地,分别供件杂货、煤炭专用码头和矿石专用码头使用。
锚地水深:
锚地港外水深:
h1=*+=
锚地港内水深等于码头前沿设计水深:
15m。
2.锚地半径
锚地采用单浮筒系泊
单浮筒系泊水域的系泊半径(图6)可按下式计算:
图6单浮筒系泊水域尺度
式中,R:
单浮筒水域系泊半径(m);
r:
由潮差引起的浮筒水平偏位(m),每米潮差可按1m计算;
l:
系缆的水平投影长度(m),DWT≤10000t,取20m,10000t<DWT≤30000t,取25m,DWT>30000t可适当增大;
e:
船尾与水域边界的富裕距离(m),取。
本设计港内采用单浮筒系泊,则:
杂货船锚地半径:
矿石散货船锚地半径:
煤炭散货船锚地半径:
3.锚地面积
杂货船锚地面积:
S=*=万平方米
矿石散货船锚地面积:
S=*=万平方米
煤炭散货船锚地面积:
S=*=万平方米
二、航道设计
1.航道通航方式
航道通航方式采用双向航道方式设计。
2.码头前沿水深
(1)码头前沿水深:
根据《JTJ211-99海港总平面设计规范》,码头前沿水深可用下式计算:
式中:
D:
码头前沿设计水深(m);
T:
设计船型满载吃水(m);
:
龙骨下最下富余水深(m);
:
波浪富余深度(m),当计算结果为负值时,取
=0;
K:
系数,顺浪取,横浪取;
:
码头前允许停泊的波高(m);
:
船舶因配载不均匀而增加的尾吃水(m);油船和散货船
=,其他船舶考虑实载率的影响,
=0;
:
备淤深度(m);一般不小于
满载吃水T
船舶吨级DWT(t)
设计船型尺度(m)
总长L
型宽B
型深H
满载吃水T
杂货船10000t
146
22
矿石50000t
223
煤炭20000t
164
驳船1000t
85
取最大T=
龙骨下最小富裕深度Z1
海底地质
Z1(m)
淤泥质
含淤泥的砂、含粘土的砂和松砂土
含砂或含粘土的块状土
岩石土
因为该地区水底为淤泥质土,故Z1取
由潮差表
潮位间隔
出现次数
累积频数
累积频率
~
2
2
%
~
19
21
%
~
86
107
%
~
188
295
%
~
339
634
%
~
515
1149
%
~
608
1757
%
~
647
2404
%
~
609
3013
%
~
501
3514
%
~
494
4008
%
~
496
4504
%
~
486
4990
%
~
479
5469
%
~
522
5991
%
~
527
6518
%
~
524
7042
%
~
456
7498
%
~
355
7853
%
~
235
8088
%
~
124
8212
%
—~—
57
8269
%
—~—
17
8286
%
—~—
2
8288
%
可知H4%约为
由风玫瑰图
风向
总次数
最大风速m/s
风向
总次数
最大风速m/s
N
467
S
309
NNE
523
SSW
184
NE
88
SW
249
ENE
77
WSW
117
E
218
W
114
ESE
214
WNW
185
SE
222
NW
169
SSE
232
NNW
368
由风玫瑰图可知,从频率上来看,北风(N)和北北东风(NNE)在该选址占主导地位;从最大风速上来看,北风(N)、北北东风(NNE)和东风(E)的最大风速在该选址同样占主导地位。
由此推断该地区波浪以顺浪为主,K=
故,由于设计时只考虑最大船型满载吃水,所以T=(m),散货船
=(m),备淤富裕水深
=(m)
Z2=KH4%-Z1=*
水深米,取米。
3.航道水深
式中:
D:
航道设计水深
Z0:
船舶航行时船体下沉值
Z1:
航行时龙骨下富裕水深
Z2:
波浪富裕深度
Z3:
船舶装载纵倾富裕深度
Z4:
备淤设计深度
:
龙骨下最小富余深度(m),按下表计算
土质类别
DWT<500
5000≤DWT<10000
100
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