大连港调查报告 - 图文

西部交通建设科技项目 合同号：2004-328-832-51

大连湾近岸工程建设关键技术问题研究

研究报告（简本）

承担单位：大连理工大学 参加单位：大连港集团有限公司

辽宁省交通厅港航管理局 大连市港口与口岸局

2007年7月

大连湾近岸工程建设关键技术问题研究

研究报告（简本）

1、项目研究意义与概况

党中央、国务院在我国进入新的发展时期做出了“振兴东北老工业基地”的重大战略部署，2003年10月又提出了为进一步扩大开放，要充分利用东北地区现有港口条件和优势，把大连建设成为东北亚重要的国际航运中心。面对这一历史发展机遇，大连港明确提出了“建设全方位、多功能、现代化国际大港”的战略发展目标。为了实现这一发展目标，大连港集团在“十五、“十一五”期间总投资规模将达到270亿元，重点在以大孤山半岛、大窑湾、大连湾、鲇鱼湾为中心的”一岛三湾’”区域推进十个主要重点工程建设项目。到2010年，依托大型专业化深水泊位建设成油品、集装箱、粮食、汽车、杂货、散矿等六大转运分拨中心。

从大连东北亚重要国际航运中心港口工程建设的技术角度考虑，随着建设的码头泊位吨级越来越大，掩护条件较为理想的岸线、海湾资源越来越少。因此绝大部分的大型泊位不可避免地要建设在开敞和半开敞的深水水域，除投资额十分巨大外，随之也带来了在建与拟建的深水大型和超大型泊位工程的安全、经济、环保等诸多亟需解决的

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关键技术难题。为此，交通部西部交通建设科技项目中安排了“大连湾近岸工程建设关键技术问题研究”的课题（合同编号：2004-328-832-51）。2004年10月通过了可行性研究报告审查，2005年1月完成了项目研究工作大纲审查，2007年7月完成了项目的验收鉴定工作，历时二年半。

本项目承担单位为大连理工大学，参加单位有大连港集团有限公司、辽宁省交通厅港航管理局和大连市港口与口岸局。本项目的总体目标是为大连东北亚重要国际航运中心建设国际一流的港口基础设施提供技术支持。优化设计方案，节约工程造价、缩短建设周期，加速大连湾深水港口的建设和发展步伐，促进东北老工业基地的振兴。并通过将研究成果推广应用到我国其他大型深水泊位工程的建设，提升我国深水港口设计和施工的技术水平，适应当前我国港口工程建设向大型化、深水化、专业化以及与自然相和谐的发展需求。 2、项目主要研究内容与成果

本项目主要是以当前在大连大孤山半岛、大窑湾、大连湾、鲇鱼湾为中心的“一岛三湾”区域推进的十个主要重点建设工程为背景，提出了如下3个研究专题：（1）深水码头新型结构优化及设计参数研究；（2）大型船舶靠、离泊合理作业方式和断缆防护对策研究；（3）深水港建设对海洋环境和结构物的危害与对策研究。3个专题的主要研究内容与取得的主要研究成果简述如下。 专题1：深水码头新型结构优化及设计参数研究

专题1依托工程大连港15万吨级矿石转水码头位于已

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建成的30万吨级矿石码头西侧的平行位置，2005年4月正式开工建设。基于该矿石转水码头工程所在海区的波浪条件和海底地质条件等，以及装卸工艺要求码头面高程不能太高的考虑，提出了中间部分为矩形（8.9m×14.1m）、两端为半圆形（半径7.05m）的准椭圆型沉箱新结构型式，并在实验室的海洋环境水槽（长50m，宽3m，深1.0m）和大港池（长40m，宽24m，深1.0m）中进行了结构单体试验和结构墩群试验研究工作。给出了准椭圆型沉箱结构波浪力和波浪壅高与波浪周期，波向，墩间距以及开孔情况等因素之间的关系。提供了大连港矿石转水码头工程的码头面高程由原设计的+15.0m降低到+12.6m的科学决策依据。准椭圆型沉箱首次在大连港矿石转水码头工程中得到很好的应用，取得了降低码头面高程2.4m、减小工程投资、缩短施工工期和方便营运的显著效果。

大连新30万吨级进口原油码头工程位于大连新港沙坨子附近，目前工程前期填海工程已接近尾声，正在研究总平面布置的安全问题。针对现阶段普遍采用的开方孔的沉箱结构存在方孔角点处附近由于应力集中出现裂缝影响结构耐久性的问题，提出了在大连新30万吨级原油码头工程中采用开圆孔的圆型沉箱新结构（工作平台群墩结构调整方案为4个16.75m直径圆沉箱，每个圆沉箱上部开3排圆形孔），并在实验室的大波流水槽（长69m，宽2m，深1.8m）中进行了系统的模型试验研究工作。获得了工作平台新型开圆孔沉箱群墩结构上承受的总波浪力，工作平台上部结构承受的波浪力以及工作平台群墩周围的波浪壅高情况等试验成果。

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假定圆沉箱为弹性薄壁圆柱壳，采用大型有限元分析程序ANSYS中的三维弹性壳单元来计算孔口附近的薄膜应力，在有限元法数值建模中采用了开孔局部区域的4级网格剖分方法。通过网格逐级细化，解决了矩形孔角点处的应力计算值不收敛，无法得到此处的应力精确值的问题。通过系列数值计算得到了不同开孔形状、开孔间距下结构的应力集中系数，总结出影响应力集中的主要因素及其变化规律。基于试验研究和有限元数值计算成果，大连新30万吨级进口原油码头工程设计中首次应用了开圆孔沉箱新结构。开圆孔的圆型沉箱新结构在波浪反射和结构物所受的波浪力方面与传统开方孔的圆型沉箱结构差异很小，其显著的特点是可有效地解决以往采用开方孔的沉箱结构存在方孔角点处附近由于应力集中而容易产生裂缝的问题。 专题2：大型船舶靠、离泊合理作业方式和断缆防护对策研究

依托大连港矿石转水码头工程、大连港已建30万吨级原油码头工程和拟建新30万吨级原油码头工程，在实验室的多功能综合水池（长55m，宽34m，深1.0m）和大港池（长40m，宽24m，深1.0m）中进行了15万吨级和10万吨级矿石船舶的系靠泊模型试验研究，45万吨级油轮和15万吨级油轮系靠泊模型试验研究，已建30万吨级原油码头兼靠45万吨级ULCC油轮系靠泊模型试验研究。主要研究内容有在波浪、潮流、风等动力要素作用下，码头水工结构承受的船舶撞击力、撞击能量及其在各个护舷位置的分布；每根缆绳的张力和合理的缆绳布置方式；船舶6个自由度的运动分量。给出了满足船舶安全停靠及系缆要求的

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