План порта

Курсовой проект на тему:

План порта

С О Д Е Р Ж А Н И Е

1
.Исходные данные
.

2.Физико-географический очерк

3. Экономико-эксплуатационная часть и технологический процесс работы порта.

3.1. Грузооборот порта и его характеристики.

3.2.Классификация портов.

3.3. Выбор типов судов, транспортных средств, ж/д.

3.4. Технологические схемы переработки грузов в порту и обоснование их выбора.

4.Определение размеров основных элементов порта
.

4.1. Определение количества причалов.

4.2. Определение длины причального фронта.

4.3. Складское хозяйство.

4.4. Определение основных размеров акваторий порта.

5. Транспортное оборудование порта
.

5.1. Расчет ж/д. перегрузочных фронтов

6. План порта
.

6.1. Определение отметок портовой территории , глубины порта и высоты причальной стенки.

6.2. Определение необходимой глубины на рейдах и водных подходов к порту

6.3.Определение состава производственных, служебных и вспомогательных зданий порта.

6.4. Обоснование выбора места расположения порта и его районов.

7. Расчет гидротехнических причальных сооружений

7.1. Расчет причальной стенки гравитационного типа. стр.20

2

2. Физико-географический очерк

.

Проектируемый порт находится на правом берегу реки. Тип грунта - песок мелкий рыхлый.

В исходных данных даны: максимальный уровень воды наблюдается во время весеннего ледохода, средне навигационный уровень воды над нулем водопоста. Высота берега, высота проектируемого порта.

Русло реки однорукавное. Преобладающее направление ветра.

Таблица №1

Скорость ветра	С	C/В	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	Итого
Штиль	-	-	-	-	-	-	-	-	11,6
1-8	5,2	6,0	2,3	4,0	8,2	3,8	3,6	14,0	47,1
9-13	2,2	3,0	2,7	3,1	2,9	3,2	1,8	5,1	24,0
14-20	1,3	1,0	0,3	2,1	1,6	1,2	1,3	4,1	12,9
≥20	1,3	-	-	1,8	-	-	-	1,3	4,4
Макс. V ветр.	27	15	14	2,9	16	18	15	23

5

3. Экономико-эксплуатационная часть и технологический процесс работы порта.

3.1. Грузооборот порта и его характеристики
.

Работа порта и все его основные элементы определяются величиной его грузооборота. (Qн). За расчетный грузооборот принимаем суточный грузооборот Q сут. С учетом коэффициента неравномерности Кн и его рабочего периода порта Тн, определяется по формуле.

Qсут=Qн*Кн/Тн.

Кн=1,4, Тн=130 суток. Q=600000 т. Q=650000 т.

Q=Q

Qсут=

Таблица №2

Наименование грузов	Кн	Прибытие		Отправление
металлолом	Перевалка На ж/д	Всего	Перевалка На ж/д	Всего
1,4	6461,5	6461,5	7000	7000

Объемы грузов по прямому варианту и с заходом грузов через склад определяются по формулам, отдельно для грузов:

-прямой вариант: Qсут. Пр. вар.=Qсут-Qсут.скл.

где Qн- расчет грузооборота по видам грузов.

Кн - коэффициент неравномерности грузооборота.

Тн- рабочий период порта в сутках.

Q сут.- расчетный суточный грузооборот.

Кс- коэффициент прохождения грузов через склад, принимается 1

6

Qсут.скл=1250000*1,4*1/130=13461,5

Qсут. Пр= 6461,5, Qсут.отп.=7000т.

Таблица № 3

Наименование грузов	Кс	Прибытие		Отправление		ИТОГО
На ж.д. Судно Склад	всего через склад	На ж.д Судно склад	всего через склад	Через склад
1	6461,5	6461,5	7000	7000	13461,5

3.2 Классификация портов.

Порты классифицируются по категориям в зависимости от среднесуточного грузооборота. Среднесуточный грузооборот Qсут. усл. Определяется по формуле:

QQ=1250000*2.5/130=24038 т.

Определение категории порта.

Таблица №4

Наименование грузов	Навиг. Грузооборот в тоннах. Q н	Продолж. Навигации в сутках, Тн	Коэфф. перевоза условные тонны.Ку	Среднесут. Грузооб.в усл. Тоннах. Q сут.усл.
металлолом	1250000	130	2,5	24038

При реконструкции или расширении действующего порта его категория определяются с учетом фактического и проектируемого грузооборота.

При размещении грузовых причалов в общем причальном фронте категория порта определяется по наибольшему значению грузооборота. Этот порт относится к 1 категории.

7

3.3 Выбор типов судов, транспортных средств, железной дороги.

Выбор типов судов подбирается от габаритов судового хода, условии плавания и от объемов и видов грузов. В зависимости от расположения порта на реке соответственно подбирается судно.

Расчетные типы судов

Таблица № 5

Наименование	Тип судна	Грузоподъемн. D , т	Длина Lc .	Ширина Вс.	Осадка в грузу Т.	Коэфф. использ.грузопод.α
метал	5596	1200	85	15,0	1,7	1

Для перевозки грузов по железной дороге принимаются крытые вагоны полувагоны, платформы. Тип вагона выбирается в зависимости от перевозимого груза.

Расчетные типы вагонов

Таблица №6

Наименование	Тип вагонов	Грузопод. Q ваг,т	Длина L в. м	ширина H в,м	αв
полувагон	94	16,4	3,2	1

3.4 Технологические схемы переработки грузов в порту и обоснование их выбора.

Выбор схемы механизированной перегрузки грузов в порту по отдельным специальным районом, группам причалов или отдельным причалом.

9

При обосновании схемы механизации необходимо предусматривать перевозку груза в основном в пакетированном виде, в пакетах, на поддонах, отдельными местами, массой места до 3-5 т.

Для погрузки металлогрузов и тяжеловесов рекомендуется применение портальных кранов грузоподъемностью 16-32 т.с.

4.Определение размеров основных элементов порта

.

4.1 Определение количества причалов
.

Количество причалов Nр определяется на основании пропускной способности одного причала Рсут и расчетного суточного объема, грузопереработки одного вила груза Qсут.

Nр=;

Суточную пропускную способность одного причала определяют:

Рсут=, где

Т- суточная продолжительность грузовых операций в часах

Т=21, при 3-х см.

Tобщ- время занятости одного причала под судно. В ч.

β — коэфф. учитывающий потери рабочего времени на ремонт прикардонной механизации=1,05

G=LD-расчетное количество груза на судне.

G=1*1200=1200

Время занятости причала обработкой одного судна. t общ.

10

t общ.=t гр.+ tвсп. Где t гр=

где n- количество механизмов на одном причале.

1,1- коэф. Учитывающий затраты времени на доп. Работы по обработке судна.

Q час- расчетная часовая производительность в тоннах одной прикардонной машины.

T всп.- складывается из норм времени вспомогательных операции=1,06

Q час=q сут/21; Q час= 13461,5/21=641 т.

T гр=1,1*1,1200/2*641=1,0 Tобщ = 1,1+1,06=2,17

Рсут=Nр=13461,5/11869,5=1,13

На обработку данного груза в известном объеме – необходимо один причал и два портальных крана.

4.2. Определение длины причального фронта.

Определяется по формуле:Lпр.=Lc+d

Где Lс-длина расчетного судна.

d-разрыв между судами, 4м.

L пр.=85+4=89 м.

Таблица №7

Наименование груза	Положение причала в прич. фронте	Длина судна, Lc	5/6 Lc	2/3 Lc	Передвижение судна	Разрыв между судами	Длина причала, L пр.	Количество причалов.	Суммарная длина причалов. L пр= N р*пр
Мет.	один	85	70,8	56,6	-	4	89	1	90

4.3. Складское хозяйство
.

Для определения емкостей и площадей закрытых складов и открытых площадок все грузы расчетного грузооборота распределяют по условиям хранения технологической схемы перегрузочных работ и с учетом санитарных противопожарных требований.

Емкость склада опре

деляется по формуле:

11

Е=Ен200Кн/Тн; Ен-потребная минимальная вместимость складов. Ен=1,4*Ргр.+е3, где Ргр- грузоподъемность судна=1200 т.

Е3 – запас по нормам тех. Проектирования (1-5)Рсут; Рсут=XмР2ty.

Где Xм- число перегр. Машин =2

Р2- их производительность = 155 т/сут, 6,4 т/ч.

t-продолжительность их работы=21 час.

y-коэф. Учитывающий потери времени на вспомогательные операции=1,2.

Рсут=2*6,4*2,1*1,2=322,5

Ен=1,4*1200+322,5=2002,5 Е= 2002,5*200*1,4/130=4313

Размеры напольных складов.

Склады принимаются для грузов требующих закрытого хранения или открытых площадок. Площадь напольных складов необходимых для обеспечения потребной емкости определяется по формуле: F=E/f*e

Где, f-коэф. Использовения площади под чистое складирование. =0,41

Е-количество грузов укладываемых на 1 квадр. Метр- 3

F=4313/0,41*3=3506 м

Для закрытых складов определяется габаритная площадь с учетом необходимых проездов, проходов и доп. Площади для размещения подсобных и служебных помещений Fг=F/0.9, F=3506/0.9=3896 м2
.

Длина закрытых складов, открытых площадок принимаем в зависимости от технологической схемы и перегрузочных работ и длина причала: Lскл=Lпр-Lс,Lскл=0,9Lпр.

Ширина склада принимаем=60 м, длина-70 м.

12

4.4 Определение основных размеров акватории порта
.

Акватория речного порта состоит из водных подходов к причалам акватории причального навигационного, сортировочного и др. рейдов.

Ширина причального рейда определяем по формуле: Ва= 3Вс;

Где-Вс- ширина наибольшего расчетного судна.

Ва=3*15=45

Ширина навигационного рейда: Вн=(1,5-3)Lc,

Вн = 1,5*85=127,5

Наибольшее количество судов, которое может находиться впорту определяется: maxn суд=maxQсут/LD;

Maxnсуд=13461,5/1200=10судов в сутки.

Расчетное количество судов, которое отстаивается на рейде :

Nрасч = 2маx nсут t,

t-время стояния судов на рейде в сутках, nрасч=2*10*20=40

принимаем расстановку судов, по 4 судна в пачке (m=4) в 2 линии Sпол=2 с установкой их на якоря, тогда количество:

Sпрод= пачек.

Определение размеров рейда:

Ширина: Вр=mВс Sпол+5Вс Sпол+3Вс;

Вр=2*15*2+5*15*2+3*15=255.

Длина: Lр=LсSпрод+50(Sпрод-1)

Lр=85*5+50(5-1)= 625 м.

Длина аванрейда: La=(n+0.5)Lc; La=(2+0.5)*85=212.5 м.

13

Площадь :ωар= ,где Ввх=7Вс

wар=255+7*15/2*212,5=38250 м.

Полная площадь рейда: Ω=Wр+2wар; Ω=136000+(2*38250)=212500,

Площадь рейда:Wр=LрВр=625*255=159375 м2
.

5. Транспортное оборудование порта

.

Транспортное оборудование порта предусматривает совокупность ж.д и водных обустройств, обеспечивающих потребности порта в ж.д и внутрипортовых водных перевозках.

Определяется количество прикордонных путей проверяется пропускная способность перегрузочных фронтов ж.д транспорта.

5.1. Расчет ж/д перегрузочных фронтов
.

Расчетное суточное количество вагонов для перегрузочных фронтов: Nсут=грузоподъемность вагона.

Lв-коэф. Исп. Грузоподъемности вагона. Qв-60 т.

Nсут=13461,5/60*1=224 в

Количество вагонов в подаче , т.е. кол-во их в группе одновременно подаваемой на раб. путь. N=Lф.р/Lваг, где Lф.р=Lпр-Lс

Lваг=10,9. Lф= 70, n=70/1.09=6.4=6 вагонов.

14

Необходимое число подач за сутки при расчетном суточном кол-ве вагонов Nсут и числе вагонов в подаче n определяется.

С=Nсут/n=224/6=37 в.

Возможное число подач с, исходя из пропускной способности подъемных путей:

С , где t-продолжительность работы причала за сутки=23 ч.

Tпод- норма времени одной под-и в часах.

T под=qвагLвагh/Xq, где q-часовая производительнлсть перегруз-х механизмов=47 т. ч .

X-количество механизмов на обработку подачи =6

Tm-маневровое время=0,25

V-скорость движения состава 25 км.ч.

S- расстояние от перегрузочного фронта до ж.д станций 5 км.

Tпод=60*1,9*6/6*47=1,15.

С=23/1,15+2*5/25+0,25=12,7=13

Количество рабочих путей на фронте:

П=С/С+1: П=37/13=3,8=4

15

Таблица №8

Грузы перерабатываемые на причале

Расчетный суточный перевал. грузооборот.

Грузоподъемность вагона

Коэф. Исп. Грузоподъемности вагона

Длина вагона

Длина причала

Раб. время причала в часах

Растояние от причада до

Скорость движения состава

Время на маневр состава

Количество мех-в на обр. подачи

Длина погрузочного фронта

Суточного кличества вагонов

Количество вагонов в подаче

Количество подач в сутки

Время на подачу состава к причалу

Норма времени на обработкв одной подачи

Возможное число подач

Количество потребных ж.д. путей

Принятое количество ж.д путей

Q сут

q в

L в

t в

L пр

t

S

V

м t

X

L пр

Nсут

n

C

SV

t под под

c

П

Ппр

С/с

металлолом

13461,5

60

0,9

10,9

92

23

5

25

0,25

6

70

224

6

37

0,2

1,15

13

4

4

1,53

6. План порта

.

План порта составляется на основании технологической схемы перегрузочных работ, подъездных ж/д и водных путей и подходов с соблюдением эксплуатационных , санитарных и противопожарных требований, с учетом возможного расширения порта.

6.1. Определение отметок портовой территории, глубины порта и высоты причальной стенки.

За отметку территории порта считается при вертикальном профиле набережной – отметка кордона набережной. Проектная навигационная глубина (Нпр) причального рейда речного порта.

16

Нпр=Т+Z1+Z2+Z3+Z4,

Где, Т- максимальная осадка рассчитываемого судна в грузу.

Z1- навигационный запас под днищем расчетного судна =0,2

Z2- запас глубины на дифферент судна.

Z3- запас глубины на волнение (не учитывается если 0,3h≤Z)

Z4-запас глубины на заносимость, принимается только длч акваторий и подходов.

Нпр= 1,7+0,2+0,3+0+1=2,2

6.2. Определение необходимой глубины на рейдах и водных подходах к порту:

дна = НСУ – Нпр, м. Дна=2,5-2,2=0,3.

Нст= тер- дна, Нст=8,5-0,3=8,2

территория

УВВ

СВГЛ

Нст

ДНО

17

6.3
. Определение состава производственных и служебных вспомогательных зданий порта.

Состав и размеры определяются в зависимости от категории порта, расчетного грузооборота и состава перегружаемого грузапротяженности и оснащенности причального фронта, районирования причалов порта и штатов административно-технического персонала.

В состав производственных и служебно-вспомогательных зданий порта входят:

1. Управление порта с узлом связи.

2. Проходные.

3. Районные конторы.

4. Блок портовых и вспомогательных помещений.

5. Столовая.

6. Портовые ремонтно-механические мастерские.

7. Гараж с зарядной станцией для электро и авто погрузчиков.

8. Материальный склад.

9. Трансформаторные подстанции.

10. Медпункт.

11. Уборные.

12. ВОХР.

18

6.4. Обоснование выбора места расположения порта и его районов.

Выбранное место располагается и является более приемлемым. Оно отвечает всем требованиям предоставляемым для постройки порта. Акватория порта защищена от волнения и ледоходов естественным изгибом реки.

На данной стороне реки прибрежная часть подвергается минимальной заносим ости, так же хорошим являются водные подходы к порту, на акватории и рейде средне минимальные навигационные глубины достаточны для работы рассчитанных судов. Грунт – песок мелкий рыхлый.

7. Расчет гидротехнических причальных сооружений.

7.1. Расчет причальной стенки гравитационного
типа
.

Здесь применяем стенку из массивной кладки с железобетонной надстройкой.

ЦЕЛЬ: (проверить).

1.Устойчивость стенки на скольжение в плоскости основания.

2.Устойчивость стенки на опрокидывание вокруг передней стенки.

3. Прочность грунта основания.

4. Расчет каменной постели.

20

Временная нагрузка qo=2т/м, Распор и отпор грунта Еа и Ер.

γ1, φ1,λ1,- характеристика грунтов обратной засыпки, естественной влажности.

γ1, φ2,λ2,- характеристики грунтов обратной засыпки мокрых насыщенных.

γ1, φ4,λ4,- характеристики грунтов основан взвешнном состоянии.

Γ1=19 кН/м. φ1=37 λ1=0.248

Γ2=19 кН/м, φ2=37, λ1=0,270,

Γ3=19 кН/м, φ3=37, λ1=0,307,

Ширина стенки понизу:

Вст = (0,7-0,8)Нст.м. Нст=8,2 м.

Вст=0,7*8,2=5,74 м.

Ширина постели:
Вп = Вст + 2hп (м).

Где h-толщина постели по расчету.

Высота надстройки
: hн = Нст – Нпр – 0,5 (м).

Нпр = 2,2*hн = 8,2-2,2-0,5 = 5,5 м.

Hк = (0,25-0,35)hк (м), hк = 0,3*5,5=1,9 м.

Вн=hн-hк+0,5, Вн=5,5-1,9-0,5=4,1 м ,

Вн=0,3 (м). Вфп=0,5 (м),

hкм = ; hкм = 2,2+0,5/3=0,9 м.

21

hмк=(м), hмк= 3*0,9=2,7 м.

Определение вертикальных сил и плечи вертикальных сил для надводной части стенки. Q=L*в*h*γ

-для железобетонной конструкции
:

Q1 = 0.3*9*76*2.5=512, где в1=0,15.

Q2 = 6.8*0.5*76*2.5=645, где в2=3,4.

Q3 = 8.12*0.5*76*2.5=770.4 где в3 = 4,06 м .

Q4 = 6*6.3*76*2.5/2=3590 где в 4 = 2,3 м .

-для песчаной засыпки
:

Q5 = 6*2.7*76*1.8=2216.2 где в5=3,3 м .

Q6 = 8.5*0.5*76*1.8=580.4 где в6 = 6,54 м.

Q7 = 9*1.3*76*1.76 = 1623.2 где в7 = 7,46 м

Q8 = 6*6.2*76*1.76/2=2584.3 где в8 = 4,3 м

Q9 = 8.12*2.03*76*1.5=1896.6 в9 = 4 м

Расчет моментов удерживающих
сил:

Муд1 = Q1в1 = 513*0,15=75,9 кН

Муд2 = Q2в2 = 646*3,4=21,29 кН

Муд3 = Q3в3 = 770,4*4,0=3131,78 кН

Муд4 = Q4в4 = 3591*2,3=8259 кН

Муд5 = Q5в5 = 2216*3,2=7313,4 кН

Муд6 = Q6в6 = 581*6,55=3808,1 кн

Муд7 = Q7в7 = 1525*7,47=12123,9 кН

Муд8 = Q8в8 = 2585,5*4,3 = 11117,6 кн

Муд9 = Q9в9 = 1896,5*4,0 = 7703,25 кН

22

Qт=14426,2 кН,

Определяем горизонтальные силы
(Е) строится эпюр распора грунта для чего предварительно вычисляем значения ординат эпюры распора грунта в характерных сечениях.

- верх стенки:

σа1 = qολ
а1; σа=2*0,240,496 кН/м

σа2 = (qο+λ
а1 кН/м,

σа3 = (qο+λ
а2 кН/м,

σа2 = (2+17,2*22,6)*0,247=96,7 т/м

σа3 = (2+1,5*2,05)*0,27=1,37 т/м

σа4 = (2+1,5*2,05)*0,27 =1,37 т/м

Находим значение горизонтальных сил :

Еа1 = ; т

Еа1=(0,496+96089/2)9=438,2 т.

Еа2 = ; т Еа2=(1,37+1,37/2)2,55=3,49т

L1=6.8, L2=1.025

Е=3,49+438,2=441,7 т.

Находим моменты опрокидывающих
сил:

Мо = Eili

Mo1 =438.2*6.8=2979.96 т/м

Мо2 = 3,49 * 1,02 = 3,57 т/м

Мо = 2979,6+3,57 = 2983,5 т/м

23

-Находим проверку устойчивости надстройки
всей причальной стенки на скольжение :

Кс = , где Qi – сумма вертикальных сил.

Еi- сумма горизонтальных сил.

f-коэффициент трения материалов подошвы фундаментной плиты по массивной кладке f=0.6, Кс=

19,5>1,4 – это значит, что надстройка и все сооружение устойчивы на сдвиг.

Кс- коэффициент устойчивости сооружения на скольжение.

- Проверяем устойчивость на опрокидывание
надстройки вокруг ее передней грани, и всей стенки относительно ее передней грани :

Ко = , где Ко = 18,36

Муд – сумма удерживающих моментов

Мо – сумма опрокидывающих моментов.

- Расчитываем давление причальной стенки на основание
.

σmax = . Где Вст- ширина стенки у основания

24

l=В/2*а – эксцентри.

А= - плечо равнодействующих горизонтальных и вертикальных сил, действующих на стенку.

А = (54786=2983,5)/14427,2=3,58

L=8.12/2*3.59=0.47

σmax= 14427.2/8.12(1+6/8.12)=2.37 кгс/см

Давление на грунт по нашим расчетам превосходит допустимое, поэтому мы устраиваем постель из каменной наброски, толщину которой принимаем hп=2м

Ширину постели рассчитываем по формуле :

Вп=Вст+2hп (м), где Вст- ширина стенки, hп-толщина постели по расчетую

Вп = 8,12 + 2*2 =12,1 м

Список использованной литературы:

1.
Дтунковский Н.Н., Каспаров А.А., Смирнов Г.Н., Сидоров А.Г. «Порты и портовые сооружения» часть 1 и 2. Издательство литературы по строительству. Москва – 1964 г.

2.
Методические указания по выполнению курсорого проекта «Генеральный план порта». Новосибирск – 1975 г.