件杂货码头总平面布置
第三章总平面布置
一、总平面布置原则
（1）港口应根据客运量、货运量、货种、流向、集疏运方式、自然条件、安全和环境保护等因素，合理划分港区。
（2）在布置港区时，应考虑风向及水流流向的影响。对大气环境污染较大的港区宜布置在港口全年常风向的下风侧；对水环境污染较大的港区或危险品港区宜布置在港口的下游，并与其它港区或码头保持一定的安全距离．（3）港区总平面设计，应在港口总体规划的基础上，根据港区性质、规模、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。
（4）顺岸式码头的前沿线位置，宜利用天然水深沿水流方向及自然地形等高线布置，并应考虑扩建时经济合理地连成顺直岸线的可能。码头前应有可供船舶运转或回旋的水域。同时应考虑码头建成后对防洪、水流改变、河床冲淤变化、岸坡稳定及相临泊位等的影响；
（5）港区陆域平面布置和竖向设计，应根据装卸工艺，港区自然条件、安全、卫生、环保、防洪、拆迁、土石方工程量和合理利用土地等因素合理确定，并应与城市规划和建港的外部条件相协调。要节约用地，少拆迁。陆域前方应布置生产性建、构筑物及必要的生产辅助建筑物。其后布置生产辅助建筑物。生活区的布置应符合城镇规划的要求并宜接近作业区；
（6）作业区内部，应根据装卸工艺流程和所需的码头、库场、铁路、道路及其他建、构筑物的数量与布置上的要求，按照以近期为主、并考虑到发展的可能性合理布置；
（7）作业区中建、构筑物的布置应力求紧凑，但其相互间的距离必须符合现行的《建筑设计防火规范》及其他有关的专业规范的要求。
二、高程及水深的确定
（一）码头前沿设计水深
1. 码头设计水位：设计高水位：115.87m
设计低水位：114.40m
2.码头前沿设计水深
码头前沿设计水深，应保证设计船型安全通过、靠离和装卸作业的顺利进行，根据《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）第3.4.4 条其水深按下式确定：
D m= T + Z + ?Z （3-1）
式中：Dm——码头前沿设计水深(m)；
T——船舶吃水(m)，根据航道条件和运输要求可取船舶设计吃水或枯水期减载时的吃水。设计船型为进江海船时，船舶吃水还应考虑由于咸淡水密度差而增加的吃水值，海水密度按1.025t/m3 计；
Z——龙骨下最小富裕深度(m)，可按《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）表4.4.4 确定：拟建码头前沿河床底质为土质，设计船型载货量2000∈[500，3000]（DWT），则由表中查得Z =0.30m；
△z——其他富裕深度(m)。
龙骨下最小富裕深度（m）表 3-1
其它富裕深度，应考虑下列因素取值：
（1）波浪富裕深度，河港不考虑；
（2）散货船和油轮码头，本设计是集装箱码头，因此不考虑；
（3）码头前沿可能发生回淤时增加备淤的富裕水深。备淤富裕深度根据回淤强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备性能确定，其值不小于0.2m。取0.6m 由以上可知：D m= T + Z + ?Z=2.6+0.3+0.5=3.4m
3.码头前沿设计高程
码头前沿设计高程应为码头设计高水位加超高值，超高值为0.1-0.5m
m 37.1165.087.1155.0=+=+=HWL E
式中：E ——码头前沿设计高程（m ）
HWL ——设计高水位（m ）
三、港口泊位
（一）泊位数的确定
根据《河港工程总体设计规范》JTJ212-2006.4.10条码头泊位年通过能力,按下式计算：
ρd
f
s d z
y t t t t t G T P +-=
1s （3-2）
p
G
t z =
（3-3） 式中：1s P ——与i α相对应的泊位年通过能力（t 或TEU ）；
y T ——年营运天数，取350 天；
G ——设计船型的实际装卸量(t)或单船装卸箱量(TEU),取2000t ；
z t ——装卸一艘该类船型所需的纯装卸时间(h)；
f t ——该类型船舶装卸辅助与技术作业时问之和(h)，内河船可取0.75～
2.5h ；进江海船可取2.5～4h ；取1h;
d t ——昼夜小时数(h)，根据工作班次确定，三班制为24h ，两班制为16h ，
一班制为8h ；取三班制24h;
s t ——昼夜泊位非生产时问之和(h)，应根据各港实际情况确定，三班制
可取4.5～6h ，两班制可取2.5～3.5h ，一班制可取1～1.5h ；取三班制5h;
ρ——泊位利用率(%)，船舶年占用泊位时间与年营运时间的百分比。根
据吞吐量、货种、到港船型、船时效率、泊位数、船舶在港费用和港口投资及营运等因素确定，也可按表2-1 选取,取0.65；
p——设计船时效率(t/h 或TEU/h)。按货种、船型、设备能力、作业线数和营运管理等因素综合分析确定；
泊位利用率表 3-2
货种及泊位数
散货件杂货
集装箱
油品及石
油化工1 2~3 ≥4 1 2~3 ≥4
泊位利用率0.60～
0.65
0.62～
0.7
0.65～
0.75
0.65～
0.7
0.68～
0.72
0.70～
0.75
0.55～
0.7
0.55～
0.65
在此设计中取值： =0.65
由以上可知 Pt=Psl=612382.23t
N=0.653,取1个泊位
（二）泊位长度及码头长度
1. 码头泊位长度按下式计算：
L b =L+2d （3-4）
式中: L ——设计船型长度(m),取90m；
d ——泊位富裕长度(m),取12m；
其中：富裕长度根据《河港工程总体设计规范》JTJ212-2006第3.3.2条规定
普通泊位的富裕长度表 3-3
设计船型长度L﹙m﹚L≤4040＜L≤8585＜L≤150150＜L≤200富裕长度
d﹙m﹚
直立式码头 5 8～10 12～15 18～20 斜坡码头或浮式码头8 9～15 16～25 26～35 注：相邻两泊位船型不同时，d值应按较大船型选取。
图 2 泊位长度示意图
则： L b =L+2d =114m 2. 码头前沿线长度的确定：
Lm ≥0.65L+1.5d=64.5m 取114m
四、水域布置
根据《河港工程总体设计规范》可知： （一）船舶回旋水域
回旋水域的设计水深取航道设计水深
船舶回旋水域尺度 表 3-4
回旋水域宽度： 180m 回旋水域长度：270m （二）码头前沿停泊水域
水流平缓河段的码头前沿停泊水域宽度可取2 倍设计船型宽度。 m 4.322.1622停=?==B B
（三）锚地
此节依据《河港工程总体设计规范》JTJ212-2006,3.6条及附录A 相关内容确定。由于码头前沿水域面积广大，水深也较大，经比较拟选用抛锚系泊。
依据规范附录A.1.1条，抛锚系泊每锚位面积可按下式计算确定：
a S A m ?= （3-5）
式中：
m
A ——锚位面积(2
m )；
S ——锚位沿水流方向长度(m)，可按表 A.1.1 选取，S 取（1.6～2.0）
L,取2L,为180m ；
a ——锚位宽度(m)，查附录 A 表 A.1.1知，a 取值范围为（4.0～4.5）
B,取4.2B,为68.04m 。
每锚位面积： a S A m ?==180*68.04=12247.22m
五、陆域布置
（一）堆场、库场面积计算 1.堆场所需容量计算
根据规范第4.11.1 条相关内容，件杂货和散货的仓库或堆场所需的容量按下式计算确定：
d c yk
r
n t T K K Q E BK ??=
（3-6）
式中：E ——仓库,堆场容量(t)；
BK K ——仓库,堆场不平衡系数，与港口生产不平衡系数同，取为1.35； r K ——货物最大入库,入场的百分比(%),依据装卸手册，取95%；
yk T ——仓库,堆场年营运天数(d),可取350-365d,根据气象及水文资
料， 其可常年营运，取为360d ；
dc t ——货物在仓库,堆场的平均堆存期(d),依据总体设计规范表
4.11.3，平均堆存期为6～10d,在此取为8d ；
n Q ——根据货物类别确定的年吞吐量40万吨
114008360
95
.035.110404=????=
E 2.堆场所需面积计算
根据《河港工程总体设计规范》第4.11.4条，堆、库场面积由计算如下：
k E
A q k =
? （3-7）
式中：A ——库（场）总面积（㎡）
q ——单位有效面积的货物堆存量（t/㎡），堆场取q =4t/㎡仓库取
1.3t/㎡；
k k ——库（场）总面积利用率，取k k 堆=75%； 堆场面积：
28.270175
.044
.8105m A =?=
仓库面积： 29.389875
.03.16
.3294m A =?=
（二）进港道路
港口道路应根据运量、流向、货种、运输组织、地形、进线条件等进行设计，并应满足港口平面布置及装卸工艺要求。 港口道路与路网公路、城市道路的接轨站和接线站，宜靠近港区。选线和线路布置应避免货物的迂回和折返运输，并应减少道路的相互干扰。根据《河港工程总体设计规范》规定。确定后方堆场 主干道宽12m ，次干道宽8m 。 （三）辅助建筑物
本港区的辅助建筑物包括：办公楼、停车场、维修厂、港区内生活福利设施等。辅助生产建筑物及港区内生活福利设施宜布置在陆域后方的辅助区。使用功能相近的辅助建筑、生活福利设施宜集中布置，并与城市规划协调。辅助建筑物面积具体见总平面布置图。
第四章装卸工艺流程设计
一、设计原则
（1）集装箱码头装卸船机械的选型应根据货运量、船型、水位差、地形地质、码头型式和工艺布置形式等因素确定；
（2）遵循和贯彻港口发展规划。工程设计时，根据发展规划的知道思想，遵从长远全面规划，搞好工程近期实施与远近结合；
（3）集装箱码头堆场作业和装卸车作业机械应根据货运量、集疏运方式、堆场布置、码头型式和工艺布置形式经技术经济论证确定；
（4）装卸工艺系统的经济性，应既考虑其投资成本，又考虑营运成本；评价其经济效益时，应兼顾港口自身和社会的全面效益。
二、基本形式
内河港口的装卸工艺方式与码头断面型式密切相关，主要取于港口所处河段的水位特性、岸坡陡缓及所装卸的货物种类。按其特点有斜坡式码头装卸工艺、直立式码头装卸工艺及浮码头装卸工艺等三种基本形式。
由于本设计的高低水位差小于8m，则采用直立式码头。
三、设计主要参数
规划吞吐量： 40万t
设计船型： 2000吨级
泊位年营运天数: 350d
作业班次：三班制
四、装卸机械选择
（一）港口机械概况
码头的装卸机械以其在泊位的作业功能来划分。主要包括：装卸船机械、水平运输机械、装卸车机械、拆码垛及船舱内作业机械。目前，装卸船最常用的机
械有：门座起重机、轮胎式起重机、船舶吊杆和装卸桥；水平运输设备主要有：牵引车、平板车、叉式装卸车；拆码垛设备有：轮胎吊，轨道式龙门起重机，叉式装卸车和单斗装卸机等。本节内容参照《港口装卸机械》第二版、《港口装卸工艺学》及其它海港相关工程确定选用。
方案一
装卸船采用门座式起重机，起重量拟取10t，型号M-10-30，起升高度轨上16m，轨下15m。起升速度60m/min，回转速度1.6r/min，变幅速度51m/min,运行速度27m/min.轨距10.5m，基距10.5m.工作轮压22t。门架净空高度h=5.6m，最大高度45m。水平运输机械
牵引车型号红旗64-I，前轮距1050mm，后轮距1044mm，轴距1500mm，最大牵引力2000公斤，行驶速度二档11公里/h。外形尺寸长×宽×高为3.1×1.45×2.05m。
叉车型号CPC25CPCD25，轴距1600mm，前轮轨距960mm，后轮轨距880mm，起升高度3000mm，车速18Km/h。
方案二
装卸船采用龙门起重机，型号QL3-16，最大起重量16t起重臂长20m，最大起升高度8.4m，工作起升速度主钩70~126m/min，旋转速度1.5~3转/分，变幅时间36/24s。轴距2800mm。
轮胎吊型号RT350型，中联重科出产，最大起升高度16m，车速15Km/h。
载重汽车型号解放牌CA10B，载重量4t，拖挂总重量4.5t。最高速度75公里/小时。轴距4000mm，车厢尺寸长×宽×高为3540×2250×584m.
牵引车型号红旗64-I，前轮距1050mm，后轮距1044mm，轴距1500mm，最大牵引力2000公斤，行驶速度二档11公里/h。外形尺寸长×宽×高为3.1×1.45×2.05m。
五、装卸工艺流程图
图 4 装卸工艺流程图（方案一）
图 5 装卸工艺流程图（方案二）
六、装卸机械数量
根据总体设计规范 4.11.15相关内容,码头装卸机械数量按下式确定：
∑
=j
jL j j P K Q N 8760 （4-1）
式中:
N——某种装卸机械数量(台)；
j
Q——某种装卸机械分货种的年起重运输吨(t)；
j
K——机械利用率，应按各港统计资料确定，新建港区也可按下值选用：jL
一班制取0.05～0.20；两班制取0.30～0.35；三班制取0.40～
0.50,电动机械取大值，内燃机械取小值,在此按三班制取为0.5；
P——各种装卸机械按不同操作过程装卸或搬运不同货种的台时效率
j
(吨/台时),对于门座式起重机的台时效率为150t/h,牵引车的台
时效率取40t/h,轮胎式起重机的台时效率取120t/h,叉车的台时
效率取48t/h,汽车的台时效率为30t/h
方案一：
门座起重机台取1台
牵引车取3台
叉车台取2台
方案二：
龙门式起重机取1台
牵引车取3台
载重汽车取4台
轮胎吊台取2台
七、港区定员
依据《河港工程总体设计规范》JTJ21—2006第4.11.16 条相关内容，装卸
工人总数包括装卸工人和辅助工人数，装卸工作数，应根据泊位作业线数、班次和每条作业的配工人数等确定。辅助工人数可按装卸工人数的5%-10%计算确定，装卸工人数在装卸工艺方案设计时，可按下式计算：
zz
zL r
b z z K K n n n N )1(-= （4-2）
式中：z N ——装卸工人数；
z n ——作业线数，有1条作业线；
b n ——昼夜作业班次数，均按三班制取为3；
r n ——每条作业线的配工人数，参照其它相关港口，件杂货码头作业线每
班定员为12人；
zL K ——装卸工人轮休率，可取2/7；
zz K ——装卸工人出勤率，可取90%～95%,综合考虑此码头取为90%。
辅助工人数可按装卸工人数的5%~10%计算。 方案一：
装卸工人数 N=1×3×12/(1-2/7)/90%=56人 辅助工人数 N=56×8%=4.48人，取5人 司机人数
司机人数计算表（方案一） 表 4-1
总人数N=56+5+28=89人 方案二：
装卸工人数 N=1×3×12/(1-2/7)/90%=56人 辅助工人数 N=56×8%=4.48人，取5人 司机人数
司机人数计算表（方案二） 表 4-2
总人数N= 56+5+52=113人
八、劳动生产率
根据《河港工程总体设计规范》可知 劳动生产率按下式计算： s
z n
gz N N Q P += （4-3）
式中:
gz
P ——劳动生产率(操作吨/人·年)； n
Q ——操作吨(t/年)；
z N ——装卸工人数(人)；
s
N ——装卸司机人数(人)。
方案一：年.人/吨382.449489
400000
g ==
z P 方案二：年.人/吨823.3539113400000
==gz P
九、装卸工艺比选
装卸工艺技术经济比较 表 4-3
方案一具有一定的灵活性，可以横移，能由一个堆场区转移到其他各个堆场区，在作业过程中，操作简单，动作简捷，劳动生产率高，所用人数少。方案二作业率较低，所用人数多，轮胎吊本身价格昂贵，经济不适用。所以选择方案一。
第五章结构方案设计
一、码头结构型式的选择原则
（一）结构选型基本原则
（1）码头结构型式的选择要贯彻经济、实用、耐久的指导思想，并应进行综合分析比较。
（2）全面规划、远近结合。应结合港口的规划要求，对码头负荷能力及浚深的预留等。
（3）因地制宜，根据具体使用要求、自然条件、施工条件等选择码头结构型式。
（4）积极采用科学技术新成果。
（6）就地取材，因材设计，充分利用当地材料资源。
（二）结构选型三要素
港口水工建筑物是港口工程的一项主体工程。作用在港口水工建筑物上的荷载比较复杂，包括自然荷载、使用荷载和施工荷载等。因此，在进行码头结构型式选择时，要根据拟建港区的自然条件、码头的使用要求和施工条件等因素确定选用何种结构型式。
二、码头结构形式
码头按建筑物结构形式主要有重力式、板桩式、高桩式、墩式和浮码头等。
①重力式码头：靠结构自重来抵抗建筑物的滑动和倾覆。由于结构基础应力首先直接传给上部地基，对上部地基和其下卧层都要求有较高的承载能力，因此它要求有比较良好的地基，适用于各类岩基、沙、卵石地基和硬粘土地基。重力式码头的实体结构耐久性好，对超载及工艺变化的适应性强，施工相对简单，设计经验比较足，造价比较低。但泊稳条件差，对基础又一定要求，需要砂石料比较多。
②板桩码头：主要是由连续的打入地基一定深度的板形桩形成直立墙体，墙体上部一般用锚碇结构加以锚碇，板桩码头建筑物的优点是结构简单，用料省，工程造价低，施工方便，而且可以先打桩后挖港池，能大量减少挖填方量，对复杂的地质条件适应性强。但耐久性差，由于板桩是薄壁结构，抗弯能力有限，所以只用于小型码头。
③高桩码头：是用系列长桩打入地基形成桩基础，以承受上面传来的荷载，而地面以上的桩身是主体结构的组成部分。其优点有结构简单，能承受较大的荷载，砂石用量少，对挖泥超深的适应性强，适用于软土层较易打桩的地基。但耐久性比重力式和板桩码头差，码头构件易损坏，损坏后修理较麻烦，抗震性能较差。
④墩式码头：由分离的基础墩（引桥墩和码头墩）和上部跨间结构组成。墩式码头是液体、散货码头的主要结构形式。由于液体、散货一般采用皮带机和管道联系性装卸作业，除专业的装卸设备外，在码头上不须设置堆场和其他装卸设备，因此采用墩式结构最为经济，另外，墩式结构可以减少结构的波浪力和水面壅高。
⑤浮码头：由趸船、趸船的锚系和支撑设施、引桥及护岸等部分组成。浮码头特点是趸船随水位的涨落而升降，因此使码头面和水面之间可以保持一个定值，特别适合靠岸干舷较小的船舶。浮码头较多地用于水位差较大的港口中，常作为客货、油、渔船以及工作船码头等。
本设计拟定为重力式码头，通过重力式码头中的方块码头和沉箱码头的优缺点进行比较,从经济、技术各方面综合考虑，采用方块码头更适合，因此，把方块结构码头作为推荐方案。
结构比选表5-1
第六章水工建筑物
一、设计条件
工程为2000吨级件杂货码头,顶面高程为117.00m米,码头前沿水深107.00m。码头结构断面图如图6所示。
（一）设计船型
设计船型的船舶资料见表6-1
船舶资料表6-1
（二）结构安全等级
结构安全等级为二级
（三）自然条件
1.设计水位
设计高水位：115.87m
设计低水位：114.40m
2. 地震设计烈度为7度
（四）码头面荷载
q一般采用20kpa,前方堆场30kpa,整体采用30kpa 堆存荷载，前沿地带
1
（五）材料指标
材料指标表6-2
续表6-2