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:

  Q        Q=1250000*2.5/130=24038 т.



Определение категории порта.

Таблица №4

Наименование грузов

Навиг. Грузооборот в тоннах.   Qн

Продолж. Навигации в сутках,  Тн

Коэфф. перевоза условные тонны.Ку

Среднесут. Грузооб.в усл. Тоннах. Qсут.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

Lв. м

ширина

Hв,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=Nр*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 определяется 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: max n суд=maxQсут/LD;

Max nсуд=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

qв

Lв

tв

Lпр

t

S

V

мt

X

Lпр

Nсут

n

C

SV

tпод

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 груза протяженности и оснащенности причального фронта, районирования причалов порта и штатов административно-технического персонала.

В состав производственных и служебно-вспомогательных зданий порта входят:



Управление порта с узлом связи.

Проходные. 

Районные конторы.

Блок портовых и вспомогательных помещений.

Столовая.

Портовые ремонтно-механические мастерские.

Гараж с зарядной станцией для электро и авто погрузчиков.

Материальный склад.

Трансформаторные подстанции.

Медпункт.

Уборные.

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 = qολа1;                     σа=2*0,240,496 кН/м

    σа2 = (qο+λа1     кН/м,

            σа3 = (qο+λа2    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 = Ei li

  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:



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.

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