苏ICP备112451047180号-6
珠海港高栏港区三期10万吨级集装箱码头工程设计
摘要
在高新技术产业的迅速升级以及大宗货物逐渐集装箱化趋势之下，广东省将在集装箱的运输上进行进一步扩充和提高。作为国家主要的沿海港口的珠海港，现有集装箱吞吐能力严重不足。珠海港高栏港区根据未来发展的趋势，预计承担珠海市未来增长的所有集装箱货运量。目前高栏港区仅有高栏国码2个2万吨级多用途码头。从全局角度进行观察，珠海港目前的整体水平远远达不到预计货运量迅速提高的急切需求。所以根据预测的未来吞吐量需要，在高栏港区南水作业区南顺岸二期工程西南侧，也就是珠海港未来吞吐量迅速增长的主体区，再兴建4个100000吨的大型集装箱船的泊位，预计设计年吞吐量为160TEU。本“珠海港高栏港区三期10万吨级集装箱码头工程”对4个10万吨集装箱船泊位进行技术设计。
本设计采用高桩梁板式码头的形式，做出两个设计方案，并将两个方案进行了对比。方案一总桩数相对较少，但路侧的横梁悬臂挠度相对较大。方案二在横梁陆侧悬臂距离后方桩台1m出下方增加一根单直桩。最后对两个方案进行成本和具体受力的分析比较，发现方案二无论是经济上还是结构上都更加合理，因此选择方案二显然更加合理和具有优势。
指定构件设计中对叠合板进行了内力计算和配筋，对横梁进行了内力求解并配筋，并且对正常使用极限状态进行了验算。
关键词：珠海港；高栏港区；高桩梁板式码头；集装箱码头
目 录
摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
目录 Ⅲ
第一章 设计基本条件和依据 1
1.1 设计任务 1
1.2 设计依据 1
1.3 设计条件分析 2
1.3.1 设计需求 2
1.3.2 自然条件 3
1.4货运量及船型 15
1.4.1货运量 15
1.4.2设计船型 16
1.5材料供应及施工条件 16
第二章 总体设计 17
2.1 泊位数计算与复核 17
2.2 设计主尺度 19
2.2.1平面尺度 19
2.2.2竖向尺度 20
2.3 装卸工艺 26
2.3.1集装箱码头的装卸工艺原则 26
2.3.2主要计算依据 26
2.3.3装卸工艺流程 26
2.3.4装卸机械设备选型 26
2.4 主要设施规模确定 33
2.4.1 库场、堆场容量 33
2.4.2 拆装箱库容量 35
2.4.3 码头大门车道数 36
2.5总平面布置 37
第三章 码头结构初步设计 40
3.1 码头结构主要荷载 40
3.1.1 永久荷载 40
3.1.2 可变荷载 40
3.2 结构选型及分段长度确定 41
3.2.1 结构形式选择 41
3.2.2 结构分段长度 41
3.3 结构方案一 44
3.3.1 方案说明 44
3.3.2 面板基本情况 44
3.3.3 面板荷载计算 44
3.3.4 面板尺寸验算 51
3.3.5 纵梁计算 52
3.3.6 横梁尺寸拟定 62
3.3.7 船舶荷载 64
3.3.8 桩基桩力计算及桩长确定 69
3.3.9 后方桩台 79
3.4 结构方案二 89
3.4.1 结构方案特点 89
3.4.2 面板、纵梁尺寸验算 89
3.4.3 桩基反力计算 89
3.5 结构方案比选 94
3.5.1方案造价计算 94
3.5.2方案分析比选 95
第4章 指定构件技术设计 97
4.1 面板技术设计 97
4.1.1 面板构造 97
4.1.2 面板尺寸 97
4.1.3 荷载计算 97
4.1.4 面板内力汇总 112
4.1.5 面板配筋 112
4.1.6 吊环设计 116
4.1.7 斜截面抗剪验算 117
4.1.8 冲切承载力验算 120
4.1.9 裂缝宽度验算 121
4.2 横梁技术设计 124
4.2.1 横梁几何尺寸 125
4.2.2 横梁材料参数 125
4.2.3 桩基轴向反力系数 126
4.2.4 内力计算 127
4.2.5 施工期配筋 140
4.2.6 使用期配筋 143
4.2.7斜截面抗剪承载力验算 146
4.2.8其他构造配筋 148
4.2.9裂缝宽度验算 148
参考文献 150
主要结论 151
致谢 152
附录 153
第一章 设计条件和依据
1.1 设计任务
本工程设计任务主要包括：
(1)资料分析
要求熟悉以上设计资料的主要特点，明确它们对设计的影响。了解如何确定有关计算数据，然后进行概括而系统地整理。
(2)码头的平面布置
根据码头的使用要求，选用一种合理的码头装卸作业线的工艺图式，针对进口和出口的不同货种分别计算库场面积，并考虑道路和铁路布置，从而拟定码头的主要尺度。然后，选定码头的前沿线和中心线的平面位置，并确定码头的总平面布置。一般应通过不同方案的优缺点比较，来选择较好的码头平面布置。
码头结构的初步设计
(3)码头结构的初步设计
选择比较合理的一种码头结构型式，拟定1～2个方案，分别确定各主要构件的尺寸，码头的工程量和三材用量及码头工程的概算)，对方案进行全面的技术经济比较。所选用的码头结构方案，应适应于码头的具体条件，充分反应施工特点，吸取先进经验，比较经济合理，又能保证码头在施工中和使用期的整体稳定性(包括岸坡)。
(4)指定构件的技术设计
在初步设计的基础上，对采用方案的指定构件，进行技术设计。要求对各种荷载下的结构内力进行电算，同时，用手算核对其中一种情况的结构内力，并以此进行配筋计算。经过较严格的计算和细部考虑后，设计出的指定构件应满足限制裂缝宽度的要求，并能有足够的强度和刚度，既较为经济合理，又能付诸施工。
1.2 设计依据
本设计采用的主要依据规范如下：
《海港总平面设计规范》JTJ 211-99
《水运工程混凝土结构设计规范》JTS 151-2011
《港口工程制图标准》JTJ 206-96
《水运工程先张法预应力高强混凝土管桩设计与施工规程》JTS 167-8-2013
《河港工程总体设计规范》JTJ 212-2006
《港口工程桩基规范》JTS 167-4-2012
《港口工程荷载规范》JTS 144-1-2010
《海港水文规范》JTS 145-2-2013
《海港总体设计规范》JTS 165-2013
《高桩码头设计与施工规范》JTS 167-1-2010
《港口码头劳动定员标准》JT/T 331-1996
《港口主要装卸机械技术参数汇编》
《海港集装箱码头设计规范》JTS 165-4-2011
《橡胶护舷性能手册》
1.3 设计条件分析
1.3.1 设计需求
广东省是我国经济发展最快、外向型经济最为发达的地区之一。加工贸易型产业“两头在外，大进大出”的特点造就了该地区经济发展对运输的高度依赖，沿海港口在能源、原材料和外贸物资运输中发挥了关键作用，并且随着该区域高新技术产业的不断发展以及货物集装箱化的趋势，对集装箱运输将产生更大的需求。目前，珠三角地区已形成了以香港为国际航运中心，深圳港为集装箱干线港，其他港口为支线港和喂给港的分层次集装箱运输格局。随着广东省集装箱运输需求的进一步增长，以及香港、深圳港口可利用的深水岸线资源开发完毕，广州港将成为继香港和深圳之后进一步发展的干线港。因此，珠江西岸地区需要新的港区为其服务。
珠海港是国家沿海主要港口之一，根据《珠海港总体规划》，珠海港将重点发展集装箱运输及油气化工品和大宗物质转运，拓展港口物流、保税、信息、商贸等功能，逐步发展成为以大宗散货和外贸物质运输为主，客货兼顾、内外贸结合、商工贸并举的多功能、现代化的综合性港口。但珠海港的现状与其发展定位还有一定的差距。就集装箱设施能力而言，珠海港现有集装箱吞吐能力为30 万TEU，2006 年珠海港完成集装箱吞吐量52.8 万TEU，超过吞吐能力76%。不仅设施能力不足，而且远落后于珠江三角洲地区港口集装箱吞吐量的总体增长水平。2000年以来，珠海港集装箱吞吐量年均递增5.9%，低于珠三角港口近30%的增长速度；近年来珠海港集装箱吞吐量仅占珠三角港口集装箱吞吐总量的约2%。
结合珠海城市发展需要，珠海港集装箱货运量未来将主要由高栏港区承担。高栏港区作为珠海港的主体港区，位于广东省西部地区海岸线的中部，与西部地区主要城市的运输距离最近，拥有珠海港85%以上的深水岸线资源，同时具有航道水深优势，水路集疏运条件也将随西江航道的升级进一步完善，环境容量大，是珠江西岸除南沙港区之外唯一具备发展规模化集装箱运输条件的港区。目前高栏港区仅有高栏国码2个2万吨级多用途码头承担集装箱运输，通过能力10万TEU。现有高栏港区集装箱二期工程2个5万吨级集装箱泊位在建，设计通过能力80万TEU，投产后，珠海港的集装箱通过能力将达到110万TEU。结合区域经济发展对集装箱运输的持续增长，预测2010年、2015年和2020年珠海港集装箱吞吐量将分别达到120万TEU、420万TEU和710万TEU。因此，总体来看，珠海港现有集装箱设施能力将无法满足珠海港集装箱运量进一步增长的需要。根据预测的吞吐量需求，拟在高栏港区南水作业区南顺岸二期工程西南侧兴建4个10万吨级集装箱泊位，设计年吞吐量160万TEU。
参考文献
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