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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流同一港池内渔船与商船码头设计竖向及平面参数的确定.精品文档.同一港池内渔船与商船码头设计竖向及平面参数的确定2O09年l1月第11期总第434期水运工程P0rt&WaterwayEngineeringNov.2009No.11Seria1No.434童同一港池内渔船与商船码头设计竖向及平面参数的确定刘少华,刘立华(中交第二航务工程勘察设计院有限公司,湖北武汉430071)摘要:介绍渔港和商港组合布置时有关竖向设计和水域尺度参数的确定方法,比较水产行业和交通行业相关建设标准对码头港池主要参数设计规定的差异,并阐述在水域面积有限的同一港池
2、内布置各种不同功能的泊位时的总平面布置的思路.关键词:渔港;商港;港池;竖向设计;平面尺度中图分类号:u656.1文献标志码:B文章编号:1【】024972(2【)(】9)11009706Vertical&plandesignOfacOmbinatiOnOffisheryport&cOmmercialportwithinOnecommOnbasinLIUShaohua.LIULihua(CCCCSecondHarb0rConsultantsCo.,Ltd.,Wuhan430071,China)Abstract:Thispaperintroducesthedeterminati0
3、nmeth0d0fthemaj0rVerticalandplanparametersfbrfisheryportandcommercialportwithin0nec0mm0nbasin,c0mparesthespecmcati0ndiflferencebetweenthestandardsoffisheIyindustryandwaterwaytransp0rtindustIy,andexp0undstheideasf_0rgeneral1ayoutofacombinati0n0ffisheryp0rtandc0mmercialportwithinonecomm0nbasin.KeywOrd
4、s:fisheI.yp0rt;commercialp0rt;basin;Verticaldesign;plandimension为了更好地开发南海,国家决定在海南省西沙某岛建设渔业补给基地;为尽快发展该岛与海南省本岛之问的交通运输,海南省相关部门决定在建设渔业补给基地项目的同时建设陆岛交通码头I】l.渔业补给基地项目所需建设的泊位类别与数量见表1,其对应的设计船型见表2.表l渔业补给基地项目所需建设的泊位状况表2渔业补给基地项目的设计船型m陆岛交通码头工程所需建设的泊位见表3,其对应的设计船型见表4.表3陆岛交通码头工程所需建设的泊位状况表4陆岛交通码头工程的设计船型m收稿日期:2009050
5、7作者简介:刘少华(1974一),男,工程师,从事港口及航道工程设计.98?水运工程工程拟建地所处岛屿为外海孤岛,是一座总面积为2.13km的椭圆形珊瑚礁岛,其外围分布有宽400500m,高程为一1.10.7m的环礁.礁盘边缘向外约l00m,水深可达10m以上.岛上工程建设所需的建筑材料均需从海南本岛采用船舶运输供应.为合理利用场地条件和节省建设成本,通过有关主管部门沟通,协调,拟将2个工程合并布置于该岛西侧新建的同一港池内.尽管所涉及的各种船舶吨级均不大,但因进行建设的场地水,陆域空间狭小,而所须考虑的泊位数量较多且泊位类别繁杂,因此需综合考虑共处于同一港池内的渔船泊位与商船泊位的各种功能要
6、求,并合理布局,以尽可能减少工程量和降低工程投资.结合拟建工程较为特殊的地形条件,设计提出对现有礁盘进行开挖以满足各类作业船舶对水深的要求,并沿礁盘走势修筑防波堤,为拟建各泊位提供较好的掩护水域.结合工程勘察所揭示的地质条件,各码头结构均按重力式进行建设,采用港池,航道疏浚的材料进行回填造地.l地理位置该岛位于南海中北部,距离海南省三亚市335km.2设计水位(西沙平均海平面,下同)设计高水位:0.95m;设计低水位:一0.85m;极端高水位:1.78m:极端低水位:一1.48m.3竖向设计工程建设的进港航道,港池均系在现有礁盘上对珊瑚礁,次生珊瑚礁爆破开挖后形成;为减少工程量和降低lT二程投
7、资,港池内各泊位需遵照不同类型的行业标准分别核算后再合理取值.3.1码头前沿设计高程1)卸渔,加冰泊位(简称渔船泊位).Sc/T901(卜20O0渔港总体设计规范_2_第8.5.2条,码头前沿高程=+,式中为设计高水位;为超高,取值0.51.50m.经计算,=1.452.45m.2)冷藏,渔政,交通,油品泊位(简称商船泊位或非渔船泊位).据JTJ2ll一1999海港总平面设计规范【31第4.3_3条,设计码头面高程的计算有基本标准和复核标准,见表5.表5码头前沿设计高程计算m两类规范的计算式相同,仅是式内超高的标准略有差异.综合上述计算结果,并考虑到与后方道路的衔接,确定本工程的码头前沿高程为
8、2.4Om.3.2码头前沿设计底高程1)渔船泊位.按渔港总体设计规范_2_第8.6.6条设计,码头前沿设计水深日=,式中为设计代表船型满载吃水,为富裕水深(因底质为珊瑚礁或次生珊瑚礁而取值为0.5m).其设计底高程计算见表6.表6码头前沿设计底高程计算m即,渔船泊位(卸渔,加冰泊位)前沿设计海底高程取为一5.0m.2)非渔船泊位(商船泊位).按海港总平面设计规范_3】第4.3.5条设计,码头前沿设计水深按D=+z十+z4计算,且Z2=K日蛾一.拟建工程四周为茫茫大海,无泥沙来源,无需考虑备淤,即取0.冷藏运输泊位与陆岛交通泊位的设计代表船型吃水均按相应的杂货船考虑,各泊位停泊水域的设计底高程计
9、算见表7.表7码头前沿设计底高程计算m第11期刘少华,刘立华:同一港池内渔船与商船码头设计竖向及平面参数的确定.99.两类规范对码头前沿设计水深的计算式看似有差别,但差异实质主要是体现在货种方面有所差别(散货类考虑配载不均匀)和富裕深度的取值不同这两方面.3-3回旋水域设计底高程各泊位的回旋水域均位于防波堤内,靠,离泊的船只在回旋水域内虽处于航行状态,但其航速较低(不大于4kn),且位于防波堤掩护范围内,港池内的波浪较防波堤外的波浪要小,因此港池内回旋水域的设计水深与进港航道的设计水深应不同.在港池内,对于600HP渔船其离泊波浪标准取为畅=O.8m,对其它船舶的离泊波浪标准取为=1.2m,鉴
10、于工程的设计船舶吨级均不超过500Ot级,计算航行状态下的波浪富裕深度时应考虑增加值.本拟建工程周边无泥沙来源,回旋水域水深不考虑备淤(D=Dn).11渔船泊位.据港总体设计规范囝第8.6.7条,渔船泊位的码头前水域(回旋水域)设计水深的确定与渔船的码头前沿设计水深相一致.故卸鱼,加冰泊位前回旋水域设计底高程为一5.Om.21非渔船泊位(商船泊位).据海港总平面设计规范_3j第4.2.3条和4.8.8条,回旋水域设计水深可按下式计算:D=+z.+计算,鉴于船舶在港池内回旋,考虑船,浪夹角为90.进行分项计算.各泊位回旋水域设计底高程计算见表8.表8回旋水域设计海底高程计算m船型回旋水域五D再1
11、面20o0t油轮5.30.050.50.780.156.782Ooot客货运输船5_20.05O.50.7806.531o0Ot冷藏运输船4.10.050.50.7805.4310o0t渔政船4.2O.O50.50.78O5.537.637.67387-46.286_36-386.4水产行业和交通行业这两类规范对码头前沿回旋水域所需水深的确定方法迥异.水产行业规范对港内停泊水域和回旋水域的要求相同,主要是因为渔船吨级与商船(按海港规范设计的船舶)相比普遍偏小.交通行业现行海港总平面设计规范中仅对回旋水域的设计水深给出了原则意见,但对处于开敞海域条件下的航道与处于防波堤掩护下的回旋水域对设计水深
12、要求是有着较明显的差异,在具体计算中应细致区分并合理取值,以减少回旋水域的工程疏浚量.3.4进港航道设计底高程进出港航道系连接该岛外深水区和开挖后位于防波堤掩护区域内的港池,各类船舶在航道内其航速稍高,且防波堤口门段的波浪较港池内大;各类船舶在航道内通行的航速较在港池内的回旋水域要大,设计考虑其航速为6kn;对按交通行业规范计算的各船舶,考虑其在航道内波浪标准取为日粥1.5m,鉴于本工程的设计船舶吨级均不超过5000吨级,计算航行状态下的波浪富裕深度时亦应考虑25%的增加值.进港航道水深亦不考虑备淤深度=D0).1)渔船所需航道水深.据渔港总体设计规范圈第8.8.7条,进港航道设计水深同该泊位
13、码头前沿设计水深,则渔船所需进港航道设计底高程为一5.0m.2)商船所需航道水深.据海港总平面设计规范】4.8.8条,进港航道设计水深按下式计算:D=+zo+十计算,鉴于航道的轴线与次常浪向SSw夹角为87.5.,设计中取船,浪夹角为9O.计算.各泊位的码头前回旋水域设计底高程计算见表9.表9进港航道设计海底高程计算m本工程只需设置1个口门和l条航道即可满足要求.综合上述分析,计算,确定进港航道设计底高程取为一8.0m.陆岛交通码头工程所建泊位应遵照海港总平面设计规范进行设计,渔业补给基地项目内有部分泊位(卸渔,加冰泊位)应遵照港总体设计规范进行设计,部分泊位则需遵照港总平面设计规范嘲进行设计
14、.100?水运工程2009年为合理确定渔业补给基地与陆岛交通码头丁程总平面方案所需的有关设计参数,考虑T程建设场地的水,陆域条件,本次建设的泊位数量与类型,并考虑渔业补给基地项目需预留物资泊位和修船泊位的要求,将港区划分为浅水作业区(遵照水产行业规范设计的泊位)和深水作业区(遵照交通行业规范设计的泊位).根据上述计算结果,结合各泊位均需在有限的空间共用港池的实际状况,为便于工程的施工以及后期的管理.港池按深水作业区和浅水作业区开挖.深水作业区各类泊位前沿停泊水域设计底高程统一取为一6.9m,浅水作业区各类泊位前沿停泊水域设计底高程统一取为一5.0m;深水作业区各类泊位共用回旋水域,其设计底高程
15、取为一7.6m;浅水作业区各类泊位亦共用回旋水域,其设计底标高取为一5.0m.浅水作业区,深水作业区所布置的泊位状况见表10和表11.表l0浅水作业区内所拟建设泊位的状况表ll深水作业区内所拟建设泊位的状况4港池内各区的平面尺度设计港口水域常由航道,港池(含连接水域,制动水域,回旋水域,停泊水域),锚地等组成.开展港口水域布置时,需针对不同泊位进行停泊水域,回旋水域,制动水域,进港航道以及防波堤口门宽度等参数的计算和分析,合理确定其取值并通过合理布局,组合,以满足各泊位生产所需的水域布置要求.4.1进港航道宽度1)渔船泊位.据鱼港总体设计规范_2J第8.8-3条,渔港航道应同时满足捕捞渔船双向
16、通航和进港大型船舶单向通航的要求.对于渔船,按双向航道设计.双向航道宽度曰渔航=(68)日,式中B为渔船的船宽.经计算,航=(68)7.6=45.660.8m.2)非渔船泊位(商船泊位).对于油轮,渔政船,客货运输船和冷藏运输船,鉴于其通行频率极低,按单向航道设计.据海港总平面设计规范l3I第4.8.7条,单向航道宽度=A+2C=n(Lsin+B)+2C.考虑航道轴线与水流夹角较大,进港船舶受较大横流,取航速大于6kn,风,流压偏角取14.,航道有效宽度计算结果见表12.表12各船型航道有效宽度计算m本工程使用航道频率较高的虽以渔船为主,因该类船体长度和宽度均较小,按水产行业规范计算其所要求的
17、航道宽度较小;渔业基地的配套建设泊位按交通行业规范计算后,其所要求的航道宽度较大;综合各泊位所需进港航道的计算结果,确定本r程的航道有效宽度为80m.4.2防波堤口门宽度确定防波堤的口门宽度前需结合航道的宽度并确定口门有效宽度,口门有效宽度BB0+2式中:为口门有效宽度,为堤头结构所需的富裕宽度.1)渔船所需的口门有效宽度.据鱼港总体设计规范2】第8.9.4条,本工程防波堤的口门有效宽度1=(1.52.0),式中为渔船的总长.经计算,日01=(1.52.0)44=6688m.2)商船(非渔船)所需的口门有效宽度.据海港总平面设计规范f3_第4.5.1l条,防波堤的口门有效宽度第l1期刘少华,刘
18、立华:同一港池内渔船与商船码头设计竖向及平面参数的确定.101.B02=(1.01.5)L:,式中为非渔船的其他设计代表船型的最大总长.经计算,Bo2=f1.01.5)75=75112.5m.防波堤的堤头为直立式结构,为尽量给港池内各泊位提供较好的掩护,在保障防波堤的堤头结构稳定的前提下,需尽量减小口门宽度,以减少传入港池的波能(要求进港航道轴线与防波堤口门开口方向一致);而从保障各类进出港船舶安全的角度考虑,防波堤的口门则以尽量宽大为宜.综合上述因素,取本T程防波堤的口门有效宽度与航道的宽度等宽,即为80m;考虑本工程建设后可能接纳的最大船舶的设计参数(最大设计船舶总长为1l0m),最终确定
19、口门宽度为110m.4.3停泊水域宽度1)渔船泊位.按渔港总体设计规范第8.8-3条,卸渔,加冰泊位(渔船泊位)的停泊水域宽度B=(3.04.0)日,式中:曰为渔船泊位的设计代表船舶型宽.2)非渔船泊位.按海港总平面设计规范l3_第4.3.5条设计,本工程内的非渔船泊位(商船泊位)的停泊水域宽度均按2倍设计代表船舶的型宽.港池内各泊位停泊水域宽度见表13.表13停泊水域宽度计算m除渔船泊位外的其它泊位均位于深水区,结合各作业区停泊水域设计底高程取为一致的思路,确定港池内各泊位的停泊水域宽度均为24m.4.4回旋水域尺度本期工程共需建设9个泊位(需为二期工程预留5个泊位的建设空间),其中设计代表
20、船型分两大类:一类是吃水较浅的渔船,一类是吃水较深冷藏运输船,客货运输船,渔政船和运送从海南本岛供应该岛柴油的油轮.按照各类船型的吃水不同将港池划分为深水和浅水两个区域1)浅水作业区.浅水作业区位于港池南侧,据鱼港总体设计规范回第8.6_3条,底高程一5.0m,港池浅水作业区的回转宽度按D拽=(1.52.5),J,式中为渔船的总长,经计算,=f1.52.5)44.0:66ll0m.鉴于浅水区的设计底标高一5.Om与卸渔,加冰泊位的停泊水域底高程相同,结合浅水区停泊水域宽度为24m,确定港池浅水作业区尺度为154m112m.2)深水作业区深水作业区布置在口门所在的港池北侧,回旋水域直径取2.0倍
21、最大设计船舶总长,底高程为一7.60m,本期所建设的最大设计代表船舶总长为75m,兼顾工程建设后可能接纳的最大船舶的设计参数(最大设计船舶总长为110m),深水作业区回旋水域所需尺度按D深=220m控制.4.5安全间距本工程所建设油品泊位系运送从海南本岛供应该岛的柴油.海南本岛以及该岛均属于南海海域,根据GB2522000轻柴油质量指标对各标号柴油使用环境温度的分区推荐,航行于南海海区的船舶所用柴油标号较高(常为10,#5,#0),结合JrrJ2371999装卸油品码头防火设计规范l5l第3.0.1条对油品码头危险性分类和油品码头危险等级的划分,确定本工程所建油品码头的危险等级为丙类.结合工程
22、建设场地空间极为有限和工程建设资金较为紧张的实际情况,将油品泊位布置在深水作业区的最北侧(也是本工程的西北角),其与临近的其它泊位的船舶间距按装卸油品码头防火设计规范l5I第4.2.11条确定船舶之间的安全间距,即为50m.4.6制动水域结合依据规范,船舶制动水域设在航道进港方向的直线上,制动距离一般取34倍设计船长.结合与往来于海南清澜港和该岛之间琼沙3号船上水手,政委和船长等交流情况,本次设计时按4倍设计船长来控制(表14).本次设计所布置的防波堤口门与港池东侧岸线所布置泊位停泊水域外侧的距离为367m,可满足各泊位的设计代表船型在正常工况下进出港102?水运工程2009年表14各船型所需
23、水域制动长度计算m作业的需求.5结语当港口工程考虑有不同类型的泊位靠泊装卸作业的要求时,宜分区布置,综合考虑各类船舶的水,陆域尺度,尽可能归并各设计要素,简化平面布置.1)水产行业规范对渔港的水域布置各设计要素的要求与交通行业规范对商港的水域布置各设计要素的要求各异,1二程中所布置的防波堤及口门,进港航道和港内各作业水域尺度等,需针对泊位性质,满足不同行业规范的要求.2)目前国内供应的轻柴油按凝固点分为6个标号,分别为:柴油,柴油,一10柴油,一20柴油,一35柴油和一50柴油.其中一35和一50柴油属乙B类,其它品种的柴油(尤其是常温状态下常用的10柴油,柴油和柴油)属于丙类;装卸柴油的码头
24、工程设计时,应结合地域差异来仔细分析所装卸介质的性质,正确地选取设计参数.3)交通行业现行的规范中对回旋水域的设计水深未作明确规定,实际的码头工程设计通常按照航道所需的设计水深的要求来取值;如在设置有防波堤的有掩护水域仍如此考虑,会导致港池的疏浚工程量增大,浪费宝贵的工程投资.参考文献:中交第二航务工程勘察设计院有限公司.海南省西南中沙渔业补给基地及西沙永兴岛陆岛交通码头工程50O0GT客船船型尺度论证报告fR】.武汉:中交第二航务工程勘察设计院有限公司,2008.2sc厂I19叭O一2000渔港总体设计规范s】.3】J_rJ2l1一l999海港总平面设计规范S】.4中交第二航务工程勘察设计院
25、有限公司.海南省西南中沙渔业补给基地及西沙永兴岛陆岛交通码头工程初步设计R.武汉:中交第二航务工程勘察设计院有限公司,20O8.5J.rJ237一l999装卸油品码头防火设计规范【s】.(本文编辑郭雪珍)(上接第85页)4.2靠船墩平台下层设置靠船墩,共布置9个,其中外侧平台4个,顶面高程+5.80m,内侧平台5个,顶面高程+6.30m.外侧平台每座靠船墩采用9l4o0钢管桩,布置2000kN系船柱和2250H鼓型橡胶护舷(一鼓一板);内侧平台每座靠船墩采用414O0钢管桩,布置1000kN系船柱和l250H鼓型橡胶护舷(两鼓一板).在平台中部岩面较高处,内侧靠船墩部分桩基采用锚岩桩,提高桩基
26、抗拔承载力.4.3系缆墩和变电所平台墩系缆墩共有5座,顶面高程均为+9.0m.其中直径为10m的4个,每座墩台采用8西1400钢管桩;直径为7m的1座,采用3西1400钢管桩.变电所平台墩共有1座,长26m,宽20m,顶面高程+11.5m,采用18l200钢管桩,桩尖打人2(灰黄一褐黄色粉质黏土).5结语本工程平台水工结构经一年半时间施工已经建成,经历了台风,寒潮等大风浪的考验,_丁程在外海的孤岛附近用较短的时间建成,达到了设计原定的目标,表明当初的结构选型,设计是合理的,也为今后外海开敞水域码头,平台等水工结构的设计提供了借鉴.参考文献:1J2l11999海港总平面设计规范【s1_2】J耵2952O0O开敞式码头设计与施工规程s】.3】中交第三航务工程勘察设计院有限公司.海上散货减载平台工程初步设计R.上海:中交第三航务工程勘察设计院有限公司,2oO6.(本文编辑郭雪珍)