码头及码头平面设计说明
第一章-码头概述 (1)
可变作用 ：在设计基准期内，其量值随时间变 化与平均值相比不可忽略
偶然作用 ：在设计基准期内，不一定出现，但 一旦出现其量值很大且持续时间很短
（二）按空间位置的变化 固定作用 ：在结构上具有固定分布的作用 自由作用 ：在结构的一定范围内可以任意分 布的作用
R——限值，如规定的最大变形、裂缝宽度和
沉降量等的设计值。
1、持久状况的短
2、持久状况的长期效应(准永久)组合
Sl SGK 2 SQiK
3、短暂状况当需要考虑正常使用极限状态时
S SGK SQiK
第三节 码头地面使用荷载
式中：Sd——作用效应设计值，如法向应力、剪力和弯矩等 的设计值，与作用效应组合有关；
Rd——结构抗力设计值，如抗压、抗拉、抗剪和抗弯 强度等的设计值。
1、持久组合
第一大项 永久作用
第二大项
主导可变 作用
第三大项
非主导可 变作用
n
Sd r0[rGCGGk rQ1CQ1Q1k ( rQiCQiQik )] i2
（三）按结构的反应 静态作用：加载过程中结构产生的加速度可 以忽略不计的作用 动态作用：加载过程中结构产生不可忽略的 加速度的作用
2.３ 设计状况和作用组合
持久状况 短暂状况 偶然状况
正常条件下，结构使用过程中的状况
结构施工和安装等持续时间较短的 状况 结构承受设防地震等持续时间很 短的状况
设计状况
作用：施加在结构上的集中力和分布力以及引起结构 外加 变形和约束变形的原因，分为直接作用和间接作用两种。
直接作用：集中力和分布力，工程上习惯称它们为荷载。 间接作用：引起结构外加变形和约束变形的原因，如地
码头及码头平面设计
景观与绿化设计
景观与绿化设计是提升码头形象和改善环境的重 要手段。
设计时应考虑码头的自然环境和人文环境，合理 规划景观节点、绿化带和公共空间。
通过景观与绿化设计，营造舒适、美观、环保的 码头环境，提高码头的整体品质。
04 码头平面设计的实践案例
04
码头长度与岸线
根据货物流量和船舶大小确定 码头长度和岸线规模，以满足
装卸作业需求。
码头宽度
根据货种和装卸机械数量确定 码头宽度，以满足多货种同时
作业的需求。
堆场与仓库
根据货物种类和数量确定堆场 和仓库的规模和布局，以满足
仓储和装卸作业的需求。
辅助设施
根据作业需求配备相应的辅助 设施，如变电所、给排水设施
某港口码头平面设计案例
总结词
功能齐全、高效运作
详细描述
该港口码头平面设计案例中，充分考虑了港口码头的高效运作需求，设计了宽敞的货物堆放区和装卸作业区，同 时配备了先进的装卸设备，确保了货物的高效装卸。此外，还设置了船舶停靠区、油品装卸区和危险品装卸区， 满足了不同货物的装卸需求。
某内河码头平面设计案例
03 码头平面设计的具体内容
码头前沿作业区设计
码头前沿作业区是码头的核心区 域，用于停靠船舶、装卸货物和
车辆等作业。
设计时应考虑船舶大小、装卸设 备、货物类型等因素，合理安排 泊位、装卸平台、货物堆场等位
置。
确保前沿作业区的交通流畅，避 免交叉和拥堵，提高作业效率。
码头后方作业区设计
码头后方作业区是连接码头前 沿和内陆的区域，用于货物的 转运、仓储和加工等作业。
总结词
第四章----码头及码头平面设计
为1/ 0.8日/ 艘。应用M/E2/S模型。
最优泊位数。
为了应用上方便，将上述各式制成表格。
先计算Tw Tb ，注意 1 即是平均靠泊时间 Tb ：
Tw Tb
aS (S 1)!(S a)2
1
P0S
1
(S
aS 1)!(S
a)2
P0S
（13）
另外：
s
nbS S
a S
(14)
给定一系列S和 s数值；计算出a值后,利用式（13）
2.经济营运船型（表4-1）
3.在规划阶段泊位数
码头年作业量
Pt参考取值 S 一个泊位年通过能力
Q Pt
Pt较精确的计算
泊位年通过能力 Pt：
Pt
Ty G
tz
tf
24 t 24
G tz P
Ty：泊位年营运天数；
t
：装卸一艘设计船型所
z
需时间（ h）；
p：设计的船时效率（ t / h）；
ns1 ns
(d )
(c)、(d )可综合为：
nS 1 nS
cb cs
nS
nS 1
(e)
1.符号意义
S — 码头泊位数； N — 港口营运期，通常N 365天； Q — N期间港口吞吐量（ t）； R — 一个泊位的日平均装卸效率（t /日.泊位），即船天量； nbs — 泊位数为 S时，N期间内在泊位装卸的平 均船数（艘 /日）； nws — 泊位数为 S时，N期间内等待泊位的平均 船数（艘 /日）； ns — 泊位数为 S时，N期间内平均在港的船数 （艘 /日）；
码头和码头平面设计说明
件杂贷码头机械设备组合表
序 项目
号
叉车
卸船作业线种类
牵引平板车 牵引平板车
--轮胎吊
--叉车
汽车 --轮胎吊
装卸船 1 机械 门机+船吊 门机+船吊
门机+船吊 门机+船吊
操作 船
船
2 过程 前方库场 后方库场
船 后方库场
船 后方库场
水平运 3 输距离 ＜150m
＞150m
＞150m
＞350m
机械配备 4 及台数 叉车:2台
天，根据计算： TW =3.844天，与Tb 接近，这是船方难以 接受的，也是不合理的。为改善这种状态，提出以下两方 案比选。
①增建2个泊位，装卸能力不变（泊位数增加一倍）
②改进装卸工艺，装卸能力提高一倍， Tb =2天 用M/M/S模型计算：
增建泊位： = 0.35，S = 4， Tb = 4， (D,0)S = /μS=0.35， TW =0.092 → T在港 =4.092天
⑤泊位利用率：集装箱码头通过能力大， (D,O)s应适当降低，S =1 ≤0.3为宜，S =2时也 不宜超过0.5。
营口
2．平面布置 ①前方作业区≥40m (70~80m) ②堆场的最小面积为： S min=n min·S
nm in
Q N
.
t
h
拆装箱库
③拆装箱库 仓库面积由拆装箱量确定，一般每个泊位应有 5000~10000m2 仓库形状一般为矩形长条，布置时应注意：
Kr
td c
K BK
Hmax H
其中：
第四章 码头及码头平面设计——码头规模确定
Q ——年货运量(t)
码头设计说明书
目录摘要前言 (1)第1章设计资料 (3)1.1地理位置 (3)1.2营运资料 (3)1.2.1 货运任务 (3)1.2.2设计船型 (3)1.3自然资料 (3)1.3.1气象 (3)1.3.2水文 (4)1.3.3河势 (6)1.3.4工程地质条件 (7)1.3.5设计荷载 (8)1.3.6地震基本烈度 (9)1.3.7设计标准及规范 (9)1.4材料供应及施工条件 (9)1.4.1材料供应 (9)1.4.2施工条件 (9)1.5设计任务及要求 (10)1.5.1设计任务 (10)1.5.2 基本要求 (10)1.6工作日程安排建议 (10)第2章码头规模确定及总平面布置 (11)2.1码头的营运资料 (11)2.1.1.运量 (11)2.1.2设计船型基本尺度 (11)2.2装卸工艺设计 (11)2.2.1装卸工艺设计原则 (11)2.2.4 装卸机械设备的选型 (12)2.2.5工艺流程 (12)2.2.6装卸机械设备 (12)2.3.码头规模的确定 (13)2.3.1 集装箱码头泊位年通过能力的计算 (13)2.3.2 码头泊位数的确定 (14)2.3.3 库场计算 (14)2.3.4 集装箱码头大门所需车道数 (15)2.3.5 拆装箱库、场计算 (15)2.4码头总平面布置 (16)2.4.1.码头前沿线的确定 (16)2.4.2. 码头前沿高程的确定 (16)2.4.3. 码头设计水深的确定 (16)2.4.4.码头设计低水位的确定 (16)2.4.5. 设计河底高程的确定 (17)2.4.6. 泊位长度和码头长度的拟定 (17)2.4.7 码头前沿停泊水域 (17)第3章结构方案设计及工程概算 (18)3.1.方案设计 (18)3.2工程概算 (19)3.2.1主要编制依据 (19)3.2.2编制范围 (19)3.2.3总图及水工结构工程概算单价 (19)3.2.4投资概算 (20)第4章推荐方案 (26)4.1.码头结构案特点 (26)4.2方案推荐 (26)第5章结构内力计算 (27)5.1计算模型 (27)5.2作用 (28)5.3荷载计算工况 (36)5.3.1恒载 (36)5.3.2可变荷载 (37)5.4计算结果 (45)5.5作用效应组合 (47)5.5.1承载能力极限状态下的持久状况作用效应的持久组合 (47)5.5.2正常使用极限状态的作用效应组合 (47)第6章配筋计算 (55)6.1横梁的配筋计算 (55)6.1.1材料参数 (55)6.1.2截面尺寸校核 (55)6.1.3EF段跨中受弯截面配筋计算 (56)6.1.4BC段处B左端支座上部受弯承载力配筋计算 (57)6.1.5FG段左端支座处受剪承载力计算 (58)6.1.6横梁按正常使用极限状态验算 (59)6.2前排桩基的配筋计算 (60)6.2.1纵向钢筋计算，按偏心受压构件考虑 (60)6.2.2求桩的承载力 (61)6.2.3裂缝宽度验算 (62)6.2.4挠度算验 (62)6.2.5抗剪验算 (63)6.2.6嵌岩桩轴向抗压承载力核算 (63)6.2.7抗拔验算 (64)结论 (65)谢辞 (66)主要参考文献 (67)附录 (69)1.横梁与前排桩基内力结果 (69)2.图纸 (80)前言重庆是以山城著称，但对于交通建设来讲，却是困难重重。
有关码头平面的合理设计建议
有关码头平面的合理设计建议一、靠船墩和主平台设计问题的讨论1、平行直段Parallel Body Length平行直段（简称PBL）是码头靠泊能力的一个重要技术指标。
主要原因是船舶在靠泊码头时需要保有足够的平面长度贴紧靠船墩上的护舷，一般的码头设计中，平行直段的最小长度决定了可靠船舶的最小尺寸。
由于绝大部分蝶形码头的栈桥都是对称设计的，所以以码头栈桥中心点为准，平行直段的左右两侧长度都是一样的。
但是船方的前后两部分并非对称设计，其前后平行直段的长度往往取决于装卸集管的中心点在船上的位置。
参加下图：、改进靠船墩，适当增大码头的适应能力2．码头设计时，适当增大靠船墩面对港池的截面，满足预增加护舷的位置，从而将PBL减至最小，满足更多船型的靠泊要求。
在广州石化码头所停靠的近千艘油轮中，满载情况下，油轮的前后平行直段长度一般都是接近的，但是在正常压载水的情况下，船后部平行直段的长度往往大大小于前部的。
所以在租船前，必须关注该船的Q88数据（船泊设计情况说明表），在该船正常压载水情况下满足足够长度的前后平行直段长度才可以靠泊码头。
PBL较短的船在起浮后，船后逐渐靠不上靠船墩外侧护舷、改进输油臂位置，适当增大码头的适应能力3按在主平台设计时，大部分设计都是将输油臂布置在中心位置，照大部分船舶都是顺靠（船头驶入港池的方向）的，为了增大码头的这样在靠船时。
可以将输油臂尽可能设计在主平台的右侧，适应能力，从而弥补船后船体可以尽可能向后移动，通过船方集管的位置考虑，长度不足的问题。
部PBL 下图为靠船平面简图。
．、提高不稳定海域的护舷设计强度可以对码头起到很好的保护作用3日，大亚湾马鞭洲广石化码头遭遇“纳莎”台风299月2011年米。
当米以上，风暴潮高2袭击，最大风力11级，近岸最大浪高7，12.6万吨的苏伊士级油轮“北欧鹞”时码头1#泊位靠泊一艘载货1#条，9巨大涌浪摇动船体，船体碰撞靠船墩，导致前后断裂缆绳护1#泊位北侧靠船墩三个护舷都出现不同程度破坏，其中最北侧的护舷出现较大下3#舷完全破裂，中间的2#护舷出现多条贯穿裂纹，垂。
港口平面布置
港口的组成和分类
一、港口的组成
1.港口水域 进港航道；停泊区；港池。
港口的平面布置
⑤斜坡码头和浮码头的泊位长度 无移档和吊档作业时，其泊位长度可参照单个泊位和连续多个泊位的泊位长
度确定，但其泊位富裕长度d=(0.15~0.20)Lc 有移档作业时，Lb=(1.5~1.6)Lc+2d 有吊档作业时，Lb=2(Lc+d)
港口的平面布置
⑥开敞式码头的泊位长度 Lb=(1.4~1.5)Lc
D Tc Z1 Z2 Z3 Z4 Z0
②河港港口水深
D Tc Z1 Z
Z为其它富裕水深，取0.1~0.15米。
港口的平面布置
二、海港防波堤及口门布置
1.防波堤布置的基本形式
港口的平面布置
2.防波堤及口门布置的一般要求 1）防波堤轴线和口门布置必须满足船舶出入港口方便且安全。 2）布置防波堤应尽量防止或减少港口淤积及海岸冲刷，防止流冰堵塞港口。 3）防波堤所掩护的水域应有足够和适当的面积。 4）防波堤的布置要因地制宜，避免在水深过大的位置布设。 5）防波堤的布置形式因海岸天然形势而异。 6）口门方向应与进港航道相协调，航道中心线与强浪方向之间的夹角宜为
Bz为船舶在港池内回旋水域宽度(m)，可取1.2倍设计船长；BH为供船舶进出的航 行水域宽度(m)，可取2倍设计船宽，当港池一侧布置泊位数小于或等于3个时，取 BH=0。 B=(nc-1)Bc+Bz+BH
第一章码头概论
a)顺岸式
满堂式
b)突堤式
引桥式
图1－1－1
c)墩式(有独立的工作平台)
d)墩式(无独立的工作平台)
适用条件：
图1－1－2
Sd——作用效应设计值，如法向应力、
剪力和弯矩等的设计值； Sd的表达式与作用效应组合有关。 Rd——结构抗力设计值，如抗压、抗 拉、抗剪、和抗弯矩强度等的 设计值。
2.按断面形式分类：直立式、斜坡式、半 直立式、半斜坡式和多级式 （图）
3.按结构型式分类：重力式码头、板桩码 头、高桩码头和混合式码头
二、码头的组成部分
码头由主体结构和码头设备两部分组成 主体结构又包括：
上部结构 下部结构 基础 各部分作用: 码头设备:用于船舶系靠和装卸作业在码头上设置的固定
设备。
力情况需多种力学知识；
γG——永久作用的分项系数，按表1-2-2取值； γQ1、γQi——分别为主导可变作用分项系数和第ｉ个非主导
可变作用分项系数，按表1-2-2取值；
ψ——组合系数，取0.7；
γ0——结构重要性系数，按表1-2-3取值。 计算水位：见表1－2－1
（2）短暂组合(短暂状况,承载力极限状态)
n
Sd G CGGK QiCQiQiK i 1
式中：γQi——第i个可变作用分项系数，取值可按表1-2-2中 所列数值减小0.1；
Np=0.16D2
二、船舶挤靠力
1.防冲设施连续布置时 挤靠力标准值 Fj=KjΣFx/Ln
2.防冲设施间断布置时 作用于一组（或一个）防冲设施上的挤
靠力标准值 F’j=K’jΣFx/n
三、船舶撞击力
1.船舶撞击力的类型： （1）.船舶靠岸时对码头产生的撞击力 （2）.系泊于系靠船建筑物的船舶在波浪
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例：设某港口原有泊位S=2， =0.35艘/天， Tb =1/μ= 4
天，根据计算： TW =3.844天，与Tb 接近，这是船方难以 接受的，也是不合理的。为改善这种状态，提出以下两方 案比选。
①增建2个泊位，装卸能力不变（泊位数增加一倍）
n0
n s 1
sFn
n0
s
N nPn Ns Pn
n0
n s 1
Ns Pn
1 s
s
(
n0
nPn
s Pn )
n s 1
n0
平均装卸船数
所考虑时段内装卸船舶 的总船天数
nb
时段的总天数
s
nFn sFn
n0
n s 1
N
s
nPn s Pn S (D,0)s
n0
——船舶到港和占泊时间为二阶爱尔兰分布
注意：各排队模型的差别很大， 选取的模型必须符合港口实际。
减少船舶在港时间的措施
▲ 泊位组 把可以统一进行装卸的一些泊位组织在一
起统一调度管理，称为泊位组。
例：设某港有相同的两个区，A、B，各有4个泊 位，装卸能力为μ=0.25艘/泊-天（Tb=4天），每
区的船舶平均到港率 =0.7艘/日，用M/M/S模型
– 泊位利用率(D,0)s (D,0)s就是泊位利用的天数与泊位总天数的比
值。 设有n艘船在港则： n≤S 时，泊位利用的天数即为船天数 n Fn,
有空泊位,无船待泊 n＞S 时，泊位全部被占用，泊位利用天数
为S Fn，有船待泊
s
(D,0)s
泊位被利用的天数之和 泊位的全部天数之和
nFn sFn
就是取 S 值使得 Cs 最小，即
Cs1 Cs
Cs1 Cs
将 Cs 的表达式代入整理得 S优应满足的条件为：
ns1 ns
cb cs
ns
ns1
方法：调整 S 值使上式得到满足——试算 关键：给定 S 后如何计算平均在港船舶数
有关泊位参数的概率表达
设：S ——港口泊位数
Pn——有 n 艘船在港口的概率 Fn——N 天内有 n 艘船在港的天数， Fn=NPn
n s 1
平均等待船数
(n s)Fn
nw ns1 N
(n s)Pn n s 1
港口吞吐量 Q
设：平均一个泊位的日装卸量为 R(吨/泊·日）
Q =R ·s·泊位被利用的天数
s
RNs (D,0)s RN ( nPn sPn )
n0
n s 1
不难看出以上各量有如下关系：
P N t
——泊位系数1.2~1.5；
t ——船舶平均占泊时间（日/艘）； N ——考虑时段的天数；
——船舶平均装卸量（吨/艘）。
▲泊位数优化 S 太多→港口设施经常出现闲置，造成投
资浪费 S 太少→许多船舶、旅客排长队等待，给
船、客带来损失
港口泊位数优化：考虑港、船、客货各方面 的因素，使得客货在港口转运的总费用最省。
计算时有：
• 两区独立： =0.7，S=4， Tb =4， (D,0)S = /μS=0.7， TW / Tb =0.357 → TW
=1.428天
•两区合并： =1.4，S=8， Tb =4， (D,0)S = /μS=0.7， TW / Tb =0.113 → TW
=0.452天
▲ 提高装卸效率 增加港口装卸设备，提高泊位装卸效率可有
▲ 船型预测
来港船舶不可能一样大，以多大的船作为 设计依据是一个复杂的问题，它与技术、经济 的发展水平和速度、国际贸易、乃至政治形势 都有关系。
第四章 码头及码头平面设计——码头规模确定
▲港口泊位数估算 现行规范建议粗略地用下式估计港口的泊位数
S：
SQ P
Q ——港口吞吐量 P ——泊位通过能力
S优应满足的条件(只考虑港、船因素) 以cb表示每泊位每天的营运费用（元/泊·日） cs 表示每船在港一天所需费用（元/艘·日） 在时段N天内船舶总费用为（港口有S个泊位）
Cs cb N S cs N ns
ns ——港口有 S 个泊位时平均在港口的船舶数
▲泊位数 S 不同就导致 Cs 的变化，泊位数优化
有了Pn,s 就很容易求得
nw,s
(s
a s1 1)!(s a)2
P0,s
ns nb.s nw.s a nw.s
nw,s1述公式的推导过程中利用了级数求和公式
( a )i 1
i0 S
1 a
S
和 i ( a )i1 1
i1 S
(1 a )2
nb.s
s (D,0)s
Q RN
a,
a称为船流密度
注意到(D, 0)s≤1恒成立，得港口最少泊位数为：
Q Smin R N nb.s
排队理论的应用(先介绍M/M/S/ 排队模型的结果)
M/M/S/ 排队条件：
第一，船舶按泊松流到达港口； 第二，船在港装卸占泊时间服从负指数分布； 第三，船一到港，只要有空闲泊位就必须停靠， 不得等待特定泊位，并按先到先靠的原则进行排队， 不得插队； 第四，当船舶足够多时，不论排队多长，船舶不 得中途离港。
S
因此在计算中必须保证 S > a 的条件。
船舶的平均等待时间是人们极为关注的港口参 数，可根据平均等待的船舶数求得。
nw,s Tw,s
1
a s1
Tw,s (s 1)!(s a)2 P0,s
其它排队模型
M/E2/S/ 排队模型
——船舶到港为泊松分布 占泊时间为二阶爱尔兰分布
E2/E2/S/ 排队模型
码头规模
最大幅度
约20m 3
2
2
10.5
7~10 4~5
40~50m
24~60m 7m
码头规模确定
码头规模决定了港口规模，港口规模一般包括：
码头建筑物长度(各类泊位的数量)； 水域面积(调头水域、航道、港池、锚地等)； 防波堤长度； 仓库、堆场、停车场等面积； 办公楼、机修间、机械库等生产辅助建筑物规模； 铁路、道路的数量和等级； 港区供水、供电、供油等； 生活辅助设施规模； …….
码头是港口营运的中心，港口其它设施必须与码 头相适应，也就是说，港口规模取决于码头规模即 各类泊位数的多少。
▲影响泊位数 S 的主要因素 港口吞吐量Q （ 旅客、货物） 船型及其周转量 装卸效率的高低
确定港口规模主要解决泊位的大小和多少两方面的问题 泊位的大小——来港船型 泊位的多少——吞吐量、船舶数量、装卸效率等