阳逻港万吨级沉箱码头设计文献综述
2020-04-15 16:56:53
1.1研究的背景、目的及意义
1.1.1背景
随着国内经济的持续高速发展，国内国际的经济贸易愈加频繁，形势持续走高，货物进出口贸易数额不断爬升，与之对应的是国内港口每年的货物吞吐量激增。作为经济效益最好的运输方式，水路运输运量大、消耗低的优点使得全世界各个国家及地区优先采用这种运输方式，而港口作为水运的终端，是陆路运输与水路运输相互过渡的水工建筑物，起着至关重要的作用。港口主要分为海港和河港，目前世界上最大的港口是国内的上海港，它既属于河港又属于海港。
然而，伴随着改革开放，陆路、航空迅猛发展，长江航运受到其他运输方式特别是铁路和公路的激烈竞争以及国家对内河的河道整治不重视，导致长江大部分河段淤积严重无法通航，仅剩的河段也因水深不足，无法通过大型船只。最终在多方面因素的作用下长江的运输量大幅度降低，长江航运的地位也急转直下，昔日的“黄金水道”风光不再。直到2004年，国家开始重视内河港口的发展，重新建设“黄金水道”，大力发展中部，中部开始崛起，在这个背景下湖北省政府适时提出了打造“武汉新港”的宏伟目标，将“武汉新港”作为武汉城市圈“两型社会”试验区的重大项目。按照规划，武汉新港将成为跨武汉、鄂州、黄冈三地的“亿吨大港”。
2013年习主席提出了“一带一路”政策，其中的部分内容是以武汉、合肥、南京为体系建设长江流域经济带，发展长江航运，增强中部城市与外界的联系。而
武汉阳逻港作为“武汉新港”规划目标里的一部分理应顺应时代的潮流，按照国家发展的需要，不断改善自身，根据既有的规划路线，将自身建设成为能够与国际接轨的现代化港口，跟上国家经济的发展需求。港口按照结构形式一般分为重力式码头、板桩码头、高桩码头及混合式码头等，主要是重力式码头、板桩码头和高桩码头，其中重力式码头是我国分布较广、使用较多的一种码头结构形式。重力式码头结构坚固耐久，抗冻和抗冰性能好；能够承受较大的地面荷载和船舶荷载，对较大的集中荷载以及码头地面超载和装卸工艺变化适应性较强；施工比较简单，维修费用少。因此重力式码头是港务部门和施工单位比较欢迎的码头结构形式，也是此次阳逻港码头设计的主要形式。
1.1.2目的
为了响应国家大力发展中部，建设长江经济带的政策。武汉新港的建设起着至关重要的作用，通过研究港口设计，根据拟建港区的工程建设条件，合理的选择出最优的施工技术以及码头形式结构与布置，使得拟建港口拥有良好的运输功能。此外，通过对现有港口的设计方案的比对，找出原有方案的不足，提出改善意见，为以后港口扩建提供技术依据。确保新建港口具有建设所要求的各项功能，并保持较高的水平，满足国内对现代化港口的需求。
1.1.3意义
港口设计是港口工程中最基本、最重要的环节之一 。港口设计可以提供最优的方案，使得港口经济效益达到最大化，采用先进的施工技术使工期缩短，优秀的设计方案可以使复杂的港区地址可以得到充分的利用，利用地形尽可能的建造港区，通过对各个港区的划分，可以使港口高效有序的工作。优秀的设计方案，不仅能够提供安全、经济、实用的建筑结构，同时还能够在设计思想和设计理念上展现出创新精神。设计创新可以使国内的港口达到一个新的层次，为国内基础建设提供全新的设计理念，改善目前较为落后的施工技术和设计理念，增强国内各大建筑公司在国际市场上的竞争力，扩大中国的建筑理念在国际中的影响力。
1.2国内外研究的研究现状
1.2.1国内研究现状
目前国内关于港口码头的研究主要有王宇春[1]通过结合工程实例，对影响港口码头工程结构的各种不稳定因素进行系统性的研究，确定结构设计应该考虑的结构可靠性、耐久性、服务年限等因素以及港口工程建设过程中所应该注意到的要点。徐平顺[2]通过对目前国内港口工程规范研究，分析当前港口工程钢管桩与上部结构的连接方式，总结出受压钢桩的计算方法，最后确定出港口工程中钢管桩与上部连接方式的标准。邓朝兵[3]对港口工程中混凝土工程进行分析，从配料到养护仔细研究，提出了有效控制港口码头中混凝土裂缝问题的方法。郝小影[4]对抛石基床整平工程进行三个方面分析，分别是控制工程建设质量、工程建设的特征以及建设基床整平，为港口工程中抛石基床保证施工质量、提高施工效率提供参考依据。杨斌李珂[5]对港口工程建设过程中的细节问题进行深入探究，详细地分析了码头施工过程中可能遇到的问题并提出了有效的解决方法。刘宇鹏[6]着重对重力式码头的施工技术进行研究，分别从重力式码头施工过程中的基床挖泥、基床抛石、码头沉箱预制与安放、后方棱体回填、胸墙施工等施工工艺进行分析，提出自己的观点。
1.2.2国外研究现状
由于国外港口工程起步较早，因此国外对于港口工程现状的研究较为细化。Charif Mabrouki[8]提出了一种基于AHP多准则方法的具体方法，并且通过两种方法对滚装船在港口码头内操作过程中的固有风险进行判断，确定关键的风险并制定预防措施。Rodriguez-Alvarez[9]利用三个西班牙港口码头的数据估计了一个短期成本函数，并且使用这个函数对需求不确定性对港口成本的影响进行量化，发现不考虑需求的不确定性可能会导致港口码头的效率被低估。Correcher, Juan Francisco[10]对码头泊位的分配问题进行分析，提出了一种混合整数线性规划公式和一种启发式算法，实际码头的复杂布局引入了空间约束，限制了船舶的系泊和离港，通过使用该算法能够得到最优解或近似最优解。Felicio, JA[11]通过建立结构方程模型确定了港口和码头特性对集装箱码头性能的影响。研究发现，影响集装箱码头绩效的五个主要特征是:区域和大陆位置、海上和陆地通道、海运服务、港口当局的活力以及码头组织和物流一体化。填补了位置、物理基础设施和服务特征与集装箱码头性能之间的关系的空白。Liu xinyue[12]为了研究港口工程典型引桥的抗震性能，建立地震易损性模型，通过实际数据，利用非线性时程分析的方法对模型进行计算，得到结构动力响应，最后得出的脆性曲线可用于港口工程桥梁抗震性能评价，为港口工程引桥抗震设计提供依据。
Ferrari,C[13]讨论了港口特许协议内的差别规则对港口性能的影响，引入了一种动态特许权费评价方法，并应用于实际案例中。Ramírez-Nafarrate[14]通过对智利Arica港口现状分析了卡车预约系统（TAS）的潜在配置提出了一个离散事件仿真模型和一个启发式过程，并利用港口码头的历史数据进行了实验。结果表明，在减少集装箱重放和卡车等待时间方面，实施TAS可能会大大有利于堆场作业。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}本课题会对设计港区自然环境的分析和拟建港区地形、地质、水文、气象、海况的资料统计，确定拟建港区的平面布置形式，给出泊位的数量和平面尺寸，设计码头装卸工艺和后方堆场的位置。 具体过程包括以下几个步骤：
（1）提出建设重力式沉箱式码头的设计方案
（2）在拟建港区的水域范围内，按照码头前沿港池水深，设计码头前沿的回旋水域半径和航道的宽度和深度
（3）计算拟建港区在各种水位下的码头自重、岸壁式沉箱码头墙后回填土的土压力强度和码头上各种堆货产生的荷载，推算出在各种水位下的波浪力条件
（4）进行抗倾、抗滑及基床稳定性验算
（5）整理数据完成本篇论文
3. 参考文献
[1] 王宇春.港口码头工程结构设计要点[J].水运管理,2019,41(01):32-34.
[2] 徐平顺.论港口码头工程钢管桩与上部结构的连接方式[J].四川建材,2018,44(12):146-147.
[3] 邓朝兵.浅谈港口码头混凝土工程的施工技术[J].四川水泥,2018(09):133.
[4] 郝小影.港口码头抛石基床整平的施工技术解析[J].中国水运(下半月),2018,18(08):127-128.
[5] 杨斌,李珂.港口码头建设中几个细节问题的探析[J].珠江水运,2017(20):54-55.
[6] 刘宇鹏.港口重力式码头的施工技术要点探讨[J].工程技术研究,2017(11):88-89.
[7] 中华人民共和国行业标准.海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTJ 275-2000）[S].北京：人民交通出版社.
[8] 中华人民共和国行业标准.水运工程抗震设计规范(JTJ225-98) [S] .北京：人民交通出版社.
[9] 中华人民共和国行业标准.港口工程环境保护设计规范(JTJ231-94) [S].北京：人民交通出版社.
[10] 中华人民共和国行业标准.装卸油品码头防火设计规范(JTJ237-99) [S] .北京：人民交通出版社.
[11] 中华人民共和国行业标准.港口工程地质勘察规范(JTJ240-97) [S] .北京：人民交通出版社.
[12] Mabrouki,Charif, Fatimazahra Bentaleb, and Ahmed Mousrij. 2014. A decision support methodologyfor risk management within a port terminal. Safety Science 63 : 124-32.
[13]Rodriguez-Alvarez, A., B. Tovar, and A. Wall. 2011. The effect of demanduncertainty on port terminal costs. Journal of Transport Economics and Policy 45 :303-28.
[14]Correcher, Juan Francisco, Thomas Van den Bossche, Ramon Alvarez-Valdes, andGreet Vanden Berghe. 2019. The berth allocation problem in terminals withirregular layouts. European Journal of Operational Research 272 (3): 1096-108.
[15]Felicio, JA, V. Caldeirinha, and A. Dionisio. 2015. The effect of port andcontainer terminal characteristics on terminal performance. Maritime Economicsamp; Logistics 17 (4): 493-514.
[16]Xinyue, LIU. 2016. Seismic fragility of approach bridge for the large portterminals. 国际英语教育研究：英文版(4): 48-50.
[17]Ferrari, C., PP Puliafito, and A. Tei. 2018. Portterminal concessions towards a dynamic concession fee. Journal of Transport Economicsand Policy 52 : 137-56.
[18]Ramírez-Nafarrate,Adrián, Rosa G. González-Ramírez, Neale R. Smith, Roberto Guerra-Olivares, and Stefan Voszlig;. 2017. Impact onyard efficiency of a truck appointment system for a port terminal. Annals ofOperations Research 258 (2): 195-216.
1.1研究的背景、目的及意义
1.1.1背景
