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1、码头规模,4050m,2460m,7m,最大幅度,3,约20m,2,10.5,710,45,2,码头规模确定,码头规模决定了港口规模，港口规模一般包括：,码头建筑物长度(各类泊位的数量)； 水域面积(调头水域、航道、港池、锚地等)； 防波堤长度； 仓库、堆场、停车场等面积； 办公楼、机修间、机械库等生产辅助建筑物规模； 铁路、道路的数量和等级； 港区供水、供电、供油等； 生活辅助设施规模； .,码头是港口营运的中心，港口其它设施必须与码头相适应，也就是说，港口规模取决于码头规模即各类泊位数的多少。,影响泊位数 S 的主要因素,港口吞吐量Q （ 旅客、货物） 船型及其周转量 装卸效率的高低,确定
2、港口规模主要解决泊位的大小和多少两方面的问题 泊位的大小来港船型 泊位的多少吞吐量、船舶数量、装卸效率等,船型预测 来港船舶不可能一样大，以多大的船作为设计依据是一个复杂的问题，它与技术、经济的发展水平和速度、国际贸易、乃至政治形势都有关系。,第四章 码头及码头平面设计码头规模确定,港口泊位数估算 现行规范建议粗略地用下式估计港口的泊位数 S ：,Q 港口吞吐量 P 泊位通过能力, 泊位系数1.21.5； t 船舶平均占泊时间（日/艘）； N 考虑时段的天数； 船舶平均装卸量（吨/艘）。,泊位数优化 S 太多港口设施经常出现闲置，造成投资浪费 S 太少许多船舶、旅客排长队等待，给船、客带来损失
3、,港口泊位数优化：考虑港、船、客货各方面的因素，使得客货在港口转运的总费用最省。,S优应满足的条件(只考虑港、船因素) 以cb表示每泊位每天的营运费用（元/泊日） cs 表示每船在港一天所需费用（元/艘日） 在时段N天内船舶总费用为（港口有S个泊位）,港口有 S 个泊位时平均在港口的船舶数,泊位数 S 不同就导致 Cs 的变化，泊位数优化就是取 S 值使得 Cs 最小，即,将 Cs 的表达式代入整理得 S优应满足的条件为：,方法：调整 S 值使上式得到满足试算 关键：给定 S 后如何计算平均在港船舶数,有关泊位参数的概率表达 设：S 港口泊位数 Pn有 n 艘船在港口的概率 FnN 天内有 n
4、 艘船在港的天数，Fn=NPn,泊位利用率(D,0)s (D,0)s就是泊位利用的天数与泊位总天数的比值。 设有n艘船在港则： nS 时，泊位利用的天数即为船天数 n Fn,有空泊位,无船待泊 nS 时，泊位全部被占用，泊位利用天数为S Fn，有船待泊,平均装卸船数,平均等待船数,港口吞吐量 Q 设：平均一个泊位的日装卸量为 R(吨/泊日） Q =R s 泊位被利用的天数,不难看出以上各量有如下关系：,注意到(D, 0)s1恒成立，得港口最少泊位数为：,排队理论的应用(先介绍M/M/S/ 排队模型的结果) M/M/S/ 排队条件： 第一，船舶按泊松流到达港口； 第二，船在港装卸占泊时间服从负指
5、数分布； 第三，船一到港，只要有空闲泊位就必须停靠，不得等待特定泊位，并按先到先靠的原则进行排队，不得插队； 第四，当船舶足够多时，不论排队多长，船舶不得中途离港。,有了Pn,s 就很容易求得,在上述公式的推导过程中利用了级数求和公式,因此在计算中必须保证 S a 的条件。,船舶的平均等待时间是人们极为关注的港口参数，可根据平均等待的船舶数求得。,其它排队模型 M/E2/S/ 排队模型 船舶到港为泊松分布 占泊时间为二阶爱尔兰分布,E2/E2/S/ 排队模型 船舶到港和占泊时间为二阶爱尔兰分布,注意：各排队模型的差别很大，选取的模型必须符合港口实际。,减少船舶在港时间的措施,泊位组 把可以统一
6、进行装卸的一些泊位组织在一起统一调度管理，称为泊位组。,例：设某港有相同的两个区，A、B，各有4个泊位，装卸能力为=0.25艘/泊-天（Tb=4天），每区的船舶平均到港率 =0.7艘/日，用M/M/S模型计算时有： 两区独立： =0.7，S=4， Tb =4， (D,0)S = /S=0.7， TW / Tb =0.357 TW =1.428天 两区合并： =1.4，S=8， Tb =4， (D,0)S = /S=0.7， TW / Tb =0.113 TW =0.452天,提高装卸效率 增加港口装卸设备，提高泊位装卸效率可有效地减少船舶的在港时间。,例：设某港口原有泊位S=2， =0.35艘
7、/天， Tb =1/= 4天，根据计算： TW =3.844天，与Tb 接近，这是船方难以接受的，也是不合理的。为改善这种状态，提出以下两方案比选。 增建2个泊位，装卸能力不变（泊位数增加一倍） 改进装卸工艺，装卸能力提高一倍， Tb =2天 用M/M/S模型计算： 增建泊位： = 0.35，S = 4， Tb = 4， (D,0)S = /S=0.35， TW =0.092 T在港 =4.092天 提高效率： = 0.35，S= 2， Tb =2， (D,0)S = /S=0.35， TW =0.28 T在港 =2.28天,速遣 速遣是将几个泊位的设备集中使用，使某些船只迅速离港的调度方式，
8、例如：港口有两个泊位，刚巧两艘船同时到达,船舶1,船舶2,两艘船同时作业(Tb=4天),船舶1,船舶2,两艘船分别作业，装卸设备集中使用(Tb=2天),两艘船都在4天后离港,有一艘船在2天后离港，并且未增加另一艘船的在港时间,4.4 码头泊位尺度 码头泊位三要素：长、宽、深,第四章 码头及码头平面设计码头泊位尺度,泊位长度L L=设计船型长度 Lc+适当的富裕量,4.4.1 多用途杂货码头、件杂货码头 1特点：即能装卸件杂货，又能装卸集装箱，有时还装卸散货。 是从件杂货码头逐步转化成专业集装箱码头的过渡性码头。,2设计理由 目前的件杂货船一般都能装运集装箱 如：1.5万吨级普通杂货船，能装80
9、100TEU 1.5万吨级多用途杂货船，能装200300TEU 5000吨级半集装箱船，能装130TEU 1.5万吨级半集装箱船，能装500TEU 因此在规划设计件杂货码头时，均需考虑接受集装箱的可能性，逐步成为多用途码头，当集装箱运量达3万TEU/年后改为集装箱专用泊位。,3平面布置 装卸工艺与平面布置界于杂货码头与集装箱码头之间，需注意的是： 纵深大，两种货物的作业避免相互干扰。 装卸机械需要考虑其多用途的特点进行设计。,青岛前湾一期多用途平面布置图,件杂货、散货库场总面积,仓库堆场面积 计算方法根据货种、堆高、库场地面强度等确定：,式中：A 库场总面积(m2) q 单位有效面积的货物堆存
10、量(t/m2) Kk 库场总面积利用率（堆场7080%，仓库6070%） E 库场所需容量(t)，按下式计算,第四章 码头及码头平面设计码头规模确定,第四章 码头及码头平面设计码头规模确定,其中： Q 年货运量(t) Kr 货物最大入库场百分比(%) Ty k 库场年营运天数(d) td c 货物平均堆存期(d) （ 可取715天，前方库场不宜超过10天） Hmax 月最大货物堆存吨天(td) H 月平均货物堆存吨天(td),第四章 码头及码头平面设计码头规模确定,件杂贷码头机械设备组合表,4.4.2 集装箱码头 1设计条件与标准 运量：集装箱码头吞吐能力很大，一般可达10万TEU/年。当年运
11、量在3万TEU/年以上时才可考虑建专业泊位。箱数由货运量和平均每箱重量计算。设计时每箱平均装货10t左右为宜，我国上海港统计资料为89t/箱。 船型：以第二代为宜，3万吨级，1500TEU，吃水11.5m，兼顾第三代甚至第四代。,空箱运输：规划中必须考虑空箱的运输，它占船空间，占堆场面积等。世界上集装箱运输的平均空箱率10%左右。我国上海港达30%以上。 在港拆装箱量：目前多数集装箱码头的集装箱运输即有“门到门”和“港到港”，我国以后者为主，因此在港拆装量很大，其比值问题目前尚有争议，有人认为随着陆上集装箱运输的发展，在港拆装比例会逐渐减少。从目前来看，至少应在3040%以上。,泊位利用率：集
12、装箱码头通过能力大，(D,O)s应适当降低，S =1 0.3为宜，S =2时也不宜超过0.5。,营口,2平面布置 前方作业区40m (7080m) 堆场的最小面积为： S min=n minS,拆装箱库,拆装箱库 仓库面积由拆装箱量确定，一般每个泊位应有500010000m2 仓库形状一般为矩形长条，布置时应注意： 门口足够多，进出方便； 与后方（腹地）联系方便； 避免与其它作业干扰，一般布置在后方角落 另外，仓库内通风条件，照明条件要好。 纵深 从码头前沿到作业区后方界线在350400m较为理想。,4.4.3 油码头 码头只按结构要求设计，平面尺度上无任何附 加要求。 平面布置上也取决于一些
13、防火安全距离。油库 区与码头之间要求有一定的防火距离。 油品闪点5000m2时为 50m 5000m2时为 40m 闪点60120 油罐容积5000m2时为 35m 5000m2时为 30m,4.4.4 港池、突堤式码头平面尺度,d1 2.5bc,d2=(1.52)bc,高雄港第五货柜中心码头,第十二节 码头前沿高程 一、码头高程 码头易沿高程与港口营运要求，当地水文条件和地形等因素有关。,1考虑因素 船型：海船干舷大，码头高程可高一些，河船干舷小，从装卸考虑码头离水面高差小较为方便，高差太大码头面装卸机械司机看不到船，产生不安全因素。 潮位：对海港而言应使高潮位时不被淹没，但对不怕水淹的货物
14、码头，可允许偶尔被淹。 陆域地形，尽量与后方陆域高程一致，便于交通运输。 波浪：对外海开敞式码头要考虑波高的影响，主要是考虑波浪对码头建筑物作用。,2高程确定 外海开敞式码头 高程=HwL+ 0 +h+ 式中：HwL 设计高水位。 0 50年一遇H1%波浪超高（在设计高水位时） h 码头上部高度 码头上部结构底部到波峰面的富裕高度（01.0m） 当码头上部结构允许承受波浪力时高程可适当降低。,海港码头（有掩护） 高程= HWL +（1.01.5）m 且极端高水位 河港码头 高程=HWL+（0.10.5）m,二、后方陆域高程 主要考虑码头高程和地形以及营运要求等。 除有特殊情况外，一般取与码头高程一致。,
