《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