港口规划与布置设计说明书.doc

港口规划与布置课程设计设计说明书题目： 学院： 船舶工程学院 专业： 港口航道与海岸工程 学号： 姓名： 日期： 2013 年 1 月 18 日 目录1 设计基础资料1.1 设计依据1.2 设计标准、规范1.3 港口现状及发展规划石岛地处山东经济发展的前沿地区，随着港口吞吐量不断增长，船舶运输不断向大型化发展，现有港口生产能力已经不能满足未来地区经济的发展要求。本 课题主要是对石岛新港湾码头进行总平面布置设计。该码头建设将使石岛港满足 第四代集装箱船和 10 万吨散货船的靠泊要求，缓解石岛港现在水域拥挤、深水 泊位不足、港区机械设备落后等问题。港口设计吞吐量为：铁矿石 140 万吨，集 装箱 60 万 TEU。该港区规划可利用岸线 1200m，陆域纵深 600m。码头水深条件良好，码头 选址区域无不良地质现象出现。1.4 设计船型船型总长 L（m）型宽 B（m）型深 H（m）满载吃水 T（m）100000t 散货船250.043.020.514.330000t 集装箱船244.032.319.712.01.5 装卸工艺1.6 自然条件（三）设计水位项目数量备注设计高水位5.03m高潮累积频率 10%的潮位设计低水位1.26m当地理论最低潮面极端高水位6.13m重现期为 50 年的年极值高水位极端低水位-0.34m重现期为 50 年的年极值低水位（四）自然条件石岛属荣成市石岛镇，位于山东半岛最东端，荣成市南部石岛湾畔，处于山 东经济开放区的前沿地带。属山东省荣成市辖境。东及东北方向有镆铘岛掩护， 北有朝阳山，背依石岛山，三面环山，口门向东南敞开，与南、黄海相连。1、水文气象年平均气温为 11.8。最热月份是 8 月份，平均气温为 24.5；最冷月份是1 月份，平均气温为-1.2。极端最高气温为 36.8，极端最低气温为-14.6。 多年平均降水量为 858.3mm，历年最大日降水量为 1218.2mm，雨季集在79 月份，占年降水总量的 60%。年平均降水日数为 86.3天。2、风况 石岛濒临海域，属于东南亚季风区，根据海洋站测风资料统计结果：NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNW1月15311111156523718244月123223346181651126127月511235913231761112510月14311222381241331320全年123112335131351231016累计年平均风速为 5.3m/s，冬半年的平均风速较夏半年明显偏大，最大是 4月，平均风速为 6.2m/s，最小是 9 月，平均风速为 4.5m/s。3、雾况年平均雾日数 52.7 天，多集中于 47 月，占雾日数的 75%。年最多雾日数79 天（1964 年），年最少雾日数 29 天（1958 年）。4、波浪50 年一遇，H1%波高值为： 设计高水位：H1%=1.865m，T=6.3s 设计低水位：H1%=1.565m，T=6.3s 极端高水位：H1%=1.915m，T=6.3s2 散货码头装卸工艺设计2.1 散货码头装卸工艺设计一般规定2.2 散货码头装卸机械选型和工艺流程设计2.3 散货码头主要建设规模的确定2.3.1 泊位年通过能力2.3.2 泊位数2.3.3 仓库或堆场面积3 集装箱码头装卸工艺设计3.1 集装箱码头装卸工艺设计一般规定3.2 集装箱码头装卸机械选型和工艺流程设计3.3 集装箱码头主要建设规模的确定3.3.1 泊位年通过能力3.3.2 泊位数3.3.3 仓库或堆场面积2 散货码头装卸工艺设计散货（铁矿石）码头由于我国铁矿石稀缺，山东省份又属于进口铁矿石的大省，所以山东省石岛港的建设主要作用是服务于铁矿石的进口。所以装卸机械选择只有卸船机，而不选择装船机，避免经济和资源的浪费。卸船机械：装卸桥（桥式抓斗卸船机）。根据港口装卸工艺学第六章第三节162页介绍的荷兰马斯平原矿石中转码头使用的针对25吨级设计船舶的装卸桥就是起重50t，最高台时效率3000t/h，和此书第176页介绍的宁波港北仑区矿石中转码头装卸工艺系统一节中10万吨级码头采用桥式抓斗卸船机最高台时效率2625t/h，吞吐量2600万吨。而港口装卸工艺书中建议5万吨及以上散货船的卸船机械为装卸桥，且卸船机的效率定在700t/h以上，考虑到到港船型为10万吨级散货船且石岛铁矿石吞吐量较小仅为140万吨，故选用卸船效率为最高台时效率700t/h的装卸桥。2.3.1 泊位年通过能力根据海港总体设计规范（2014年5月1日实施）64页7.10.2 小节中关于散货码头泊位设计通过能力（单位：吨/年）的计算公式 (7.10.2-1) (7.10.2-2)式中， Pt散货码头泊位设计通过能力（单位：吨/年）T取365天；泊位利用率0.58，由规范表7.10.3假定泊位数为1个，初步取泊位利用率为0.58，经过代入计算，得到泊位数为1个时码头的装卸能力与本港的吞吐量相匹配，假定成立；G船舶的实际载货量（t），10万吨；tz装卸一艘船所需的时间25h；由7.10.2-2式 = =200h；td昼夜小时取24h；昼夜非生产时间和取24h，故取3h；tf船舶装卸辅助作业、技术作业以及船舶靠泊、离泊时间之和，由于没有统计资料，参考海港设计规范采用表7.10.2数值1.25+0.75+0.6+0.6+1.75+1.5=6.45h，考虑到排放压舱水的时间，最终确定为8.5h； p设计船时效率，本港采用卸船机的卸船效率最高台时效率为700t/h，而考虑实际中并不能达到最高的态势效率，故设计船时效率取500t/h。代入数值： =2143151.55t/a 2.3.2 泊位数根据海港总体设计规范（2014年5月1日实施）7.10.1 小节中关于泊位数的计算公式 （7.10.1）代入数值故，N取1，即散货（铁矿石）码头的泊位数为1。2.3.3 仓库或堆场面积 E堆场所需容量 Qh 年运货量140万吨；KBK 堆场不平衡系数Hmax 月最大货物堆存 月平均货物堆存Kr 货物最大入堆场百分比Tyk 货物年运营天数取350365d，故取357d；tdc 货物在堆场的平均堆存期，规范要求取715d，故取11d;堆场容积利用率，根据规范取0.75；3 集装箱码头装卸工艺设计集装箱码头集装箱码头泊位设计通过能力装卸设备：第二代装卸桥，轨距16m，外伸距35m。3.3.1 泊位年通过能力根据海港总体设计规范（2014年5月1日实施） 7.10.7 小节中关于集装箱泊位设计通过能力（单位：TEU/年）的计算公式 （7.10.7-1）p=np1K1K2(1-K3)K4 (7.10.7-2)式中 Pt集装箱泊位设计通过能力（单位：TEU/年）；Ty根 据石岛天气20112014三年的统计资料，六级风以上天数为每年16天。根据石岛雾况大雾天气每年52.7天。而根据山东降雨统计较大降雨天数为每年30天。365-16-52.7-30=266.3天，故最终Ty取值为266.3天；泊位有效利用率（%）取60%；Q集装箱单船装卸箱量，根据海港设计规范表7.10.7-1，船舶载箱量为35015650TEU，Q的取值范围8002500TEU，本港四代集装箱船的载箱量约为4000TEU，故取1650TEU；p设计船时效率，根据公式: p =np1K1K2(1-K3)K4代入数值：p =np1K1K2(1-K3)K4=114.61TEU/h；tg昼夜装卸时间(h)，根据规范取2224h，故取23h；tf船舶装卸辅助作业、技术作业以及船舶靠泊、离泊时间之和，根据规范取35h，故取4h；td昼夜小时，根据规范取24h；n岸边集装箱装卸桥配备台数，根据规范中表7.10.7-2，2000130000吨级船舶取23，本港到港的集装箱船30000吨级，故取3；p1岸边集装箱装卸桥台时效率基准值（自然箱/h），根据规范中表7.10.7-3船舶载箱量在19015650TEU范围内集装箱的台时效率取2530 TEU/h且第四代集装箱船载箱量约为4000TEU，故取27TEU/h；（且该载箱量的船舶K2岸边集装箱同时作业率范围位于9080%，K3装卸船作业倒箱率取07%；）K1集装箱标准箱折算系数，由于资料缺乏，根据规范取1.11.9，故取1.5； K2岸边集装箱同时作业率，根据规范取85%；K3装卸船作业倒箱率，根据规范取3.5%；K4可吊双箱和双小车集装箱装卸桥的新型高效集装箱装卸桥时效率提高系数，根据规范取1.051.25，故取1.15。代入数值： = =332619.677 TEU/a 3.3.2 泊位数 根据海港总体设计规范（2014年5月1日实施）7.10.1 小节中关于泊位数的计算公式 （7.10.1）代入数值： =1.80386201故，N取2，即集装箱码头的泊位数为2。3.3.3 堆场面积 根据规范数据，集装箱的类型及相关数据如下：进口箱 堆存期710 运量比例（%） 约50出口箱 堆存期354 运量比例（%） 约50中转箱 堆存期7 运量比例（%） 030空箱 堆存期10 运量比例（%） 1030冷藏箱 堆存期24 运量比例（%） 15危险品箱 堆存期13 运量比例（%） 16集装箱码头堆场所需容量及地面箱位数计算公式： （7.10.11-1） （7.10.11-2）式中 Ey集装箱堆场容量（TEU）； Qh集装箱码头年运量（TEU），根据设计资料取60万TEU；tdc 到港集装箱平均堆存期（d）,由于资料不足，根据规范中表7.10.11-1，有tdc=8.550%+450%+715%+1020%+33%+23.5%=9.46d，且=50%+50%+15%+20%+3%+3.5%=141.5%。故，最终tdc =6.69d；KBK 堆场集装箱不平衡系数，本港无统计资料，根据规范要求取1.11.3,故取1.2；Tyk 集装箱年工作天数（d），根据规范要求取350365d，故取357d；Ns 集装箱码头所需地面箱位数；Nl 堆场设备堆箱层数，根据规范中表7.10.11-2，本港选取的堆场作业机械选择轮胎龙门起重机，范围取35，故取4。空箱堆场作业的机械选择空箱堆箱机，范围58，故取7；As 堆场容量利用率（%），根据规范中表7.10.11-2，轮胎龙门起重机取5570，故取63。空箱堆箱机取值范围7080，故取75。代入计算：+=4797.311TEU集装箱码头拆装箱库所需容量计算公式：EW 拆装箱库所需容量（t）；Qh 集装箱码头年运量（TEU），根据设计资料取60万TEU；Kc 拆装箱比例（%），不宜大于15%，故取值7.5%；qt 标准箱平均货物重量（t/TEU）,缺少本刚统计资料，根据规范取7.5t/TEU；KBW 拆装箱库货物不平衡系数，本港无统计资料，根据规范要求取1.2；tdc 货物在库平均堆存期（d），本港无统计资料，根据规范要求取4d；Tyk 拆装箱库年工作天数（d），取357；代入数值：101250t集装箱码头大门所需车道数计算式：               式中：           N集装箱码头大门所需车道数；           Qh集装箱码头年运量（TEU）；           Kb在集装箱码头大门以内陆域范围铁路中转、拆装箱及水转水的集装箱箱量之和占码头年运量的百分比（%）；           KBV集装箱车辆到港不平衡系数；           Tyk堆场工作天数（d）；Td大门日工作时间（h）；pd单车道每小时通过车辆数（辆/h）