海港总平面设计

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1、中交一航院有限公司第一章第一章 港址选择港址选择 第一节第一节港址选择的基本因素港址选择的基本因素第二节第二节选址与自然条件的关系选址与自然条件的关系第二章第二章港口水域港口水域第一节第一节港外水域的组成及其功港外水域的组成及其功能能第二节、港内水域各部分尺度的第二节、港内水域各部分尺度的确定确定第三节第三节码头总平面设计码头总平面设计第四节第四节码头泊稳和作业条件码头泊稳和作业条件第五节第五节油品及其他危险品码头油品及其他危险品码头第六节第六节开敞式码头的布置开敞式码头的布置第七节第七节防波堤和口门布置防波堤和口门布置第八节第八节导流、防沙堤导流、防沙堤第九节第九节 锚地锚地 第十节第十节

2、港作拖船港作拖船 第十一节第十一节港池泥沙回淤港池泥沙回淤第十二节第十二节港口整体模型试港口整体模型试验和数学模型试验的主要要验和数学模型试验的主要要求和内容求和内容第十三节船舶主尺度的选取第十三节船舶主尺度的选取原则原则第一章第一章港址选择港址选择第一节第一节港址选择的基本因素港址选择的基本因素一、港址与腹地之一、港址与腹地之间间的关系的关系 港口作为水陆运输枢纽,服务于腹地内经济发展的需要。因港口作为水陆运输枢纽,服务于腹地内经济发展的需要。因此,选址中必须考虑港址与腹地之间的联系,除运输组织便捷此,选址中必须考虑港址与腹地之间的联系,除运输组织便捷顺畅,还应比较不同港址的运输总费率,包括

3、港口费率、疏运顺畅,还应比较不同港址的运输总费率,包括港口费率、疏运费率及船舶费率。费率及船舶费率。 1.公用港口公用港口 是指为地区(或地方)性服务的一般商港,由于其与邻近港是指为地区(或地方)性服务的一般商港,由于其与邻近港口有腹地范围合理划分的问题,港口的地理位置首先要符合港口有腹地范围合理划分的问题,港口的地理位置首先要符合港口的总体布局规划,或经有关政府部门批准的港点。口的总体布局规划,或经有关政府部门批准的港点。 选址中要比较不同港址与腹地之间的集疏运方式及总的费选址中要比较不同港址与腹地之间的集疏运方式及总的费率,通常可以采取两种方式进行定量比较率,通常可以采取两种方式进行定量比

4、较: : 一种是假定吸引范围,计算不同港址对所吸引货源的总集一种是假定吸引范围,计算不同港址对所吸引货源的总集疏运费用差别,以衡量各港址(包括港口本身费用在内)在经疏运费用差别,以衡量各港址(包括港口本身费用在内)在经营费用上的优劣,并可与邻近港口进行定量比较。营费用上的优劣,并可与邻近港口进行定量比较。 第二种方式是采用线性规划法,对各港址和腹地内各货源第二种方式是采用线性规划法,对各港址和腹地内各货源点按不同运输途径列出多参数矩阵,求解其最经济的运输途径点按不同运输途径列出多参数矩阵,求解其最经济的运输途径与港址。与港址。 2、专专用港口用港口是指服务于厂、矿企业,为其提供原料或产成品运输

5、的港口是指服务于厂、矿企业,为其提供原料或产成品运输的港口(或码头),其特点是属于企业的配套项目,但在管理上有时(或码头),其特点是属于企业的配套项目,但在管理上有时归属于当地的港航部门。归属于当地的港航部门。3、临临海工海工业业港港临海工业港(或工业港区)是二次大战后兴起的一种港口类型,临海工业港(或工业港区)是二次大战后兴起的一种港口类型,专门为港口工业区服务,港口的功能主要为港区内的几个大型专门为港口工业区服务,港口的功能主要为港区内的几个大型加工企业服务。加工企业服务。二、港址与港口功能二、港址与港口功能 港口功能对港址条件有特定的要求,如大宗散货(矿石、港口功能对港址条件有特定的要求

6、,如大宗散货(矿石、煤炭及原油等)的专业港区(或码头),由于船舶的大型化,煤炭及原油等)的专业港区(或码头),由于船舶的大型化,提高了对水域尺度(水深及面积)的要求。国际上对这类港区提高了对水域尺度(水深及面积)的要求。国际上对这类港区的选址,除少数港口利用现有深水进港航道在港内另建深水港的选址,除少数港口利用现有深水进港航道在港内另建深水港区外,大多数在港外建深水外港或开敞式散货码头(如我国的区外,大多数在港外建深水外港或开敞式散货码头(如我国的日照港煤码头及鲶鱼湾原油码头)。日照港煤码头及鲶鱼湾原油码头)。 大型散货码头的选址,应优先考虑利用天然水域;尤其泊大型散货码头的选址,应优先考虑利

7、用天然水域;尤其泊位较少的情况下更应如此,港址应具备的条件,包括:位较少的情况下更应如此,港址应具备的条件,包括: 水深及水域面积应尽可能满足要求;水深及水域面积应尽可能满足要求; 有一定的天然掩护条件或大浪天较少、流速较小,有足够有一定的天然掩护条件或大浪天较少、流速较小,有足够的作业天数;的作业天数; 码头位置距岸较近,以减少引堤或栈桥的长度;码头位置距岸较近,以减少引堤或栈桥的长度; 环境容量能适应码头建成后的影响;环境容量能适应码头建成后的影响; 陆域要有足够的面积,供建设堆场以及管理区的需要;陆域要有足够的面积,供建设堆场以及管理区的需要; 要具备疏运系统引入港区的条件以及满足营运需

8、要的港外要具备疏运系统引入港区的条件以及满足营运需要的港外附属设施的条件;附属设施的条件; 水域范围内应无大量炸礁工程及碍航障碍物;水域范围内应无大量炸礁工程及碍航障碍物; 要有建设工作船码头的场所。要有建设工作船码头的场所。 对于公用港口及专用港区,也应体现其功能对港址的要求,对于公用港口及专用港区,也应体现其功能对港址的要求,如公用港区一般与城市之间有较密切的依存关系,港口需要有如公用港区一般与城市之间有较密切的依存关系,港口需要有城市为依托,对减少港口的辅助设施及职工的生活安排都有利,城市为依托,对减少港口的辅助设施及职工的生活安排都有利,港口的业务活动所必须的金融、商业、涉外部门都离不

9、开城市。港口的业务活动所必须的金融、商业、涉外部门都离不开城市。相反,港兴城兴,港口可以促进城市的繁荣,城市的工农业产相反,港兴城兴,港口可以促进城市的繁荣,城市的工农业产品运输、经济发展都离不开港口提供的便利条件。品运输、经济发展都离不开港口提供的便利条件。 公用港口要求具有多种的疏运方式,包括铁路、公路、水公用港口要求具有多种的疏运方式,包括铁路、公路、水运等,而且随着地区性经济的发展和港口密度的增加,公路交运等,而且随着地区性经济的发展和港口密度的增加,公路交通对公用港口更重要。对于专用港区(或码头),其功能特点通对公用港口更重要。对于专用港区(或码头),其功能特点是服务于所归属,工、矿

10、企业,一般应在选址中视作工、矿企是服务于所归属,工、矿企业,一般应在选址中视作工、矿企业的一部分,综合考虑,但对自然条件的要求,则根据其货种、业的一部分,综合考虑,但对自然条件的要求,则根据其货种、船型参照专业化码头或公用港区进行考虑。船型参照专业化码头或公用港区进行考虑。 三、港址与城市相互三、港址与城市相互协调协调 港口与城市互相依存,但也存在矛盾,港口需要有城市为港口与城市互相依存,但也存在矛盾,港口需要有城市为依托,城市随港口的建设而发展,但港口又往往给城市带来污依托,城市随港口的建设而发展,但港口又往往给城市带来污染和干扰,特别是进人港口的铁路、公路染和干扰,特别是进人港口的铁路、公

11、路对对城市有城市有污污染的染的货货种种(如油、煤、危(如油、煤、危险险品等)都品等)都远远离市区另离市区另选选港址。要注意到粉港址。要注意到粉尘尘扩扩散范散范围围,因此要保,因此要保证证达到达到环环境保境保护护的降的降尘尘量量标标准,要准,要选选址在址在远远离市区的下离市区的下风风向,建向,建设设必要的防必要的防护护林林带带,配,配备备可靠的防可靠的防尘尘除除尘设尘设施。油施。油码头码头往往由于操作上的失往往由于操作上的失误误,油的跑、冒、滴、漏,油的跑、冒、滴、漏,天天长长日久,日久,污污染了海域及沿岸沙染了海域及沿岸沙滩滩,对对城市、旅游和人民生活城市、旅游和人民生活带带来很大影响,大来很

12、大影响,大连连、秦皇、秦皇岛岛及黄及黄岛岛油港,几乎都油港,几乎都发发生生过这类过这类问题问题。因此,在今后。因此,在今后选选址中,更址中,更应应注意注意这这方面的影响,方面的影响,对对海港海港尽可能尽可能选选在在强强流方向的下游流方向的下游侧侧(对对河口港尽可能河口港尽可能选选在距离在距离远远的的下游方向)。下游方向)。 对有污染的专业港区,选址中应注意不在港区附近建设生对有污染的专业港区,选址中应注意不在港区附近建设生活区,生活区应置于市区附近,以免增加新的矛盾穿越市区时活区,生活区应置于市区附近,以免增加新的矛盾穿越市区时对城市带来的影响,随着港口的扩大而日益加深。对城市带来的影响,随着

13、港口的扩大而日益加深。 四、妥善四、妥善处处理新港址与老港之理新港址与老港之间间的关系的关系 近年来,港口建设速度很快,一些原有港口的预留发展用近年来,港口建设速度很快,一些原有港口的预留发展用地已基本利用殆尽,如大连、上海、黄埔、青岛等港,同时随地已基本利用殆尽,如大连、上海、黄埔、青岛等港,同时随着能源物资及大宗散货运量的增加,相继建设了一些专业码头着能源物资及大宗散货运量的增加,相继建设了一些专业码头(或港区)。故应该从方便管理、共用基础设施和节约投资等(或港区)。故应该从方便管理、共用基础设施和节约投资等角度考虑统筹安排,但各港区可以共用通讯、导航、航道、港角度考虑统筹安排,但各港区可

14、以共用通讯、导航、航道、港作船舶等设施及管理机构,因此,除特殊原因以外,选址中要作船舶等设施及管理机构,因此,除特殊原因以外,选址中要注意到新、老港区之间,综合港区与专业码头(或港区)之间注意到新、老港区之间,综合港区与专业码头(或港区)之间的协调关系。的协调关系。 新、老港区的功能相同时,应考虑两者之间的互补作用,新、老港区的功能相同时,应考虑两者之间的互补作用,如在货种、船型吨级方面进行分工,新港亦是老港能力的补充,如在货种、船型吨级方面进行分工,新港亦是老港能力的补充,亦是老港功能的扩展。亦是老港功能的扩展。 如新、老港如新、老港在港口密度较大的地区选新港址,则应统筹考在港口密度较大的地

15、区选新港址,则应统筹考虑各港之间的分工,避免争货源,重复计算腹地范围。条件许虑各港之间的分工,避免争货源,重复计算腹地范围。条件许可时,争取由国家的行业主管部门和地方政府联合组织地区性可时,争取由国家的行业主管部门和地方政府联合组织地区性的港群规划,明确各港的地位、规模及功能分工。的港群规划,明确各港的地位、规模及功能分工。之之间间的功能的功能不同,不同,则则新港址新港址应应体体现现新港功能要求。新港功能要求。五、集疏运条件是选址的重要因素五、集疏运条件是选址的重要因素 港港口口的的疏疏运运条条件件对对港港口口通通过过能能力力有有直直接接影影响响,各各港港发发生生的的港港口口堵堵塞塞问问题题都

16、都与与疏疏运运有有关关,选选址址中中要要将将集集疏疏运运条条件件作作为为主主要要的外协条件对待。的外协条件对待。 选址中要优先考虑利用水路转运的条件。选址中要优先考虑利用水路转运的条件。 对对于于没没有有水水路路疏疏运运的的港港口口,按按目目前前我我国国国国情情,铁铁路路运运输输仍仍是是主主要要手手段段,选选址址中中不不仅仅注注意意到到铁铁路路接接轨轨和和港港区区布布置置铁铁路路的的条条件,并应调查分析所接铁路支线和干线的疏运能力。件,并应调查分析所接铁路支线和干线的疏运能力。 随随着着公公路路的的改改善善和和高高速速公公路路的的大大量量建建设设以以及及汽汽车车的的发发展展,公路疏运已展现良好

17、的前景。公路疏运已展现良好的前景。公公路路疏疏运运的的合合理理运运距距与与道道路路条条件件、车车辆辆技技术术状状态态、社社会会的的经经济济水水平平及及货货种种有有关关,根根据据目目前前实实际际情情况况看看,由由于于高高等等级级公公路路的的发发展,合理运展,合理运输输距离提高到距离提高到500km700km是适宜的是适宜的。 集集疏疏运运设设施施是是港港口口建建设设中中不不可可缺缺少少的的外外协协条条件件,如如涉涉及及新新建建或或改改建建、扩扩建建时时,其其所所需需的的资资金金及及工工期期将将是是很很大大的的,因因此此在在港址比选中这是不可忽视的因素。港址比选中这是不可忽视的因素。 六、节约海岸

18、及土地资源六、节约海岸及土地资源 海海岸岸与与土土地地是是不不可可再再生生的的资资源源,选选址址工工作作既既要要着着眼眼于于目目前前的工程项目,更应关心长远发展。的工程项目,更应关心长远发展。 国国家家对对征征地地、拆拆迁迁有有政政策策性性的的规规定定,各各级级政政府府批批准准的的征征地地、拆迁数量有一定的范围,选址中应考虑到这一点。拆迁数量有一定的范围,选址中应考虑到这一点。 七、正确处理选址与其他部门的关系七、正确处理选址与其他部门的关系 选选址址中中往往往往要要涉涉及及与与水水利利、城城市市、水水产产、军军事事、国国土土开开发发、旅旅游游以以及及水水产产养养殖殖等等部部门门之之间间的的关

19、关系系和和协协调调问问题题,包包括括上上述述部部门在选址范围内现已占有的岸线及土地,须作调查核实。门在选址范围内现已占有的岸线及土地,须作调查核实。八、选址中应考虑的外围条件八、选址中应考虑的外围条件 现现代代化化港港口口需需要要的的外外围围条条件件具具有有广广泛泛的的含含义义,包包括括城城市市设设施施、供供电电通通讯讯、供供水水排排水水、疏疏运运条条件件、征征地地拆拆迁迁、环环保保要要求求社社会会状状况况以以及及港港址址所所在在地地与与各各有有关关部部门门之之间间的的协协调调问问题题。除除已已作作专项论述外,本节着重分析以下方面:专项论述外,本节着重分析以下方面:1、供电通讯、供电通讯 用电

20、负荷用电负荷变配电站变配电站城市供电系统城市供电系统通讯系统通讯系统2、供水排水、供水排水用水量用水量供水调节站供水调节站城市供水系统城市供水系统3、城城市市及及环环保保部部门门对对不不同同新新选选港港址址在在环环境境治治理理上上的的具具体体规规定定和要求和要求第二节第二节选址与自然条件的关系选址与自然条件的关系 根根据据港港口口功功能能选选择择适适当当的的自自然然条条件件、节节省省工工程程造造价价,并并使使港港工工建建筑筑物物对对环环境境的的反反作作用用减减至至最最小小是是选选址址中中的的一一项项重重要要目目标标。对对不不同同的的地地貌貌特特征征,港港口口建建设设的的模模式式大大体体可可以以

21、分分为为三三类类。即即:利利用用天天然然地地形形;大大规规模模的的疏疏浚浚与与填填筑筑;挖挖入入式式。在在工工程程实践中,三者之间往往也没有明显的界限。实践中,三者之间往往也没有明显的界限。一、利用天然地形建港一、利用天然地形建港 利利用用天天然然地地形形建建港港,是是指指以以利利用用天天然然地地形形条条件件为为主主,拟拟定定适适宜宜的的工工程程方方案案,不不大大量量改改变变原原来来的的地地貌貌形形态态。各各种种地地貌貌形形态态的建港模式如图的建港模式如图1.1-1所示。所示。地貌是地质、自然应力和沉积物供应等长期作用下在形态上的地貌是地质、自然应力和沉积物供应等长期作用下在形态上的反应。因此

22、,根据地貌形态可以追朔历史上的演变过程和预测反应。因此,根据地貌形态可以追朔历史上的演变过程和预测未来的发展,对工程决策具有引导作用。未来的发展,对工程决策具有引导作用。1、天然海湾建港、天然海湾建港利用天然海湾建港是常见的一种形式,由于海湾形态的不利用天然海湾建港是常见的一种形式,由于海湾形态的不同,建港方式有以下类型。同,建港方式有以下类型。(1)钩形海湾)钩形海湾 是自然界常见的海湾,如我国的秦皇岛、石臼所以及山东是自然界常见的海湾,如我国的秦皇岛、石臼所以及山东的三山岛,其特点是海岸动力以某一方向为主,冲积海岸上有的三山岛,其特点是海岸动力以某一方向为主,冲积海岸上有岩石呷角存在,由于

23、呷角对波浪的绕射作用,而形成不对称的岩石呷角存在,由于呷角对波浪的绕射作用,而形成不对称的钩形海湾(如图钩形海湾(如图1.12)。)。钩钩形海湾无形海湾无强强盛的沿岸泥沙流,岬角盛的沿岸泥沙流,岬角处处无沙嘴出无沙嘴出现现,是,是优优良的良的港址,建港可以在呷角港址,建港可以在呷角处处起步,然后往湾内起步,然后往湾内扩扩展,可以建中小展,可以建中小港或大型港口。港或大型港口。(2)大型海湾)大型海湾大多属于溺谷海湾,湾澳多、多岩岸,是大多属于溺谷海湾,湾澳多、多岩岸,是优优良的港址,有良的港址,有的由于的由于长长期受期受细颗细颗粒物粒物质质的冲填作用,有的冲填作用,有较较厚的沉厚的沉积层积层,

24、如湾,如湾口外无大河入海,沿岸无口外无大河入海,沿岸无强强盛的泥沙流,湾口盛的泥沙流,湾口处处一般无沙嘴出一般无沙嘴出现现,如大,如大连连湾、胶州湾、大湾、胶州湾、大鹏鹏湾等,港址可湾等,港址可选选在湾岸的一在湾岸的一侧侧,必要必要时时在靠近在靠近码头码头的水域建防波堤,的水域建防波堤,专业专业港区可港区可选选在湾内的其在湾内的其他岸段。他岸段。 湛江港是利用溺谷海湾建港的另一种形式,该海湾为狭长湛江港是利用溺谷海湾建港的另一种形式,该海湾为狭长形、纵深大、纳潮量大,潮流对航道有较大的冲刷能力,从泊形、纵深大、纳潮量大,潮流对航道有较大的冲刷能力,从泊稳条件考虑,港址设在离出海口较远的霞山及赤

25、坎。稳条件考虑,港址设在离出海口较远的霞山及赤坎。 (3)中小型海湾)中小型海湾面面积积不大的中小型海湾,可利用其地形条件将整个海湾不大的中小型海湾,可利用其地形条件将整个海湾发发展展为为港口,在湾口修建防港口,在湾口修建防护护建筑物(或利用天然屏障)。建筑物(或利用天然屏障)。(4)连岛连岛沙沙坝坝形成的海湾形成的海湾此种海湾有其特殊的形成此种海湾有其特殊的形成过过程,它反映了程,它反映了历历史上曾有史上曾有过较过较强强的的纵纵向泥砂流,在向泥砂流,在岛岛后波影区淤成后波影区淤成连岛坝连岛坝及其一及其一侧侧的海湾,如的海湾,如纵纵向泥沙流已中断、未向泥沙流已中断、未绕过岛绕过岛前前进进入可利

26、用的海湾,入可利用的海湾,则则可以可以认认为为是良好的港址,烟台港即属于此是良好的港址,烟台港即属于此类类型。但型。但规规模很小的模很小的连岛坝连岛坝海湾,泥沙有可能海湾,泥沙有可能绕过岛绕过岛前向下游前向下游扩扩散散时时,则则不宜不宜选为选为港址。港址。(5)冲)冲积积海岸上的海湾海岸上的海湾 此类海湾受两侧海岸泥砂扩散的影响,通常湾内水深较浅,此类海湾受两侧海岸泥砂扩散的影响,通常湾内水深较浅,如上游侧有较强的纵向泥沙运动,则湾口有沙嘴出现,如将海如上游侧有较强的纵向泥沙运动,则湾口有沙嘴出现,如将海湾选为港址,应注意港口水域及进港航道的淤积问题。湾选为港址,应注意港口水域及进港航道的淤积

27、问题。 2、弧形海岸建港、弧形海岸建港弧形海岸的弧形海岸的纵纵向泥沙运向泥沙运动较动较弱,建港后弱,建港后对对沿岸泥沙运沿岸泥沙运动动的的影响影响较较小,因而小,因而对对港口淤港口淤积积及上、下游两及上、下游两侧侧海岸的海岸的变变形不会出形不会出现现很大的很大的问题问题,从防淤角度来,从防淤角度来说说,是,是较较好的港址。但海岸好的港址。但海岸较较开开敞,港口布置中敞,港口布置中应应按其功能要求采取必要的防按其功能要求采取必要的防护护措施,当主浪措施,当主浪向偏于一向偏于一侧时侧时,可以采用,可以采用单单堤方案,但水域堤方案,但水域应处应处于有一定深度于有一定深度的天然水深的天然水深处处,以减

28、少海岸泥沙,以减少海岸泥沙进进入水域。秦皇入水域。秦皇岛岛港港东东港区是港区是属于弧形海岸建港的属于弧形海岸建港的类类型。型。3、平直冲积海岸建港、平直冲积海岸建港平直冲积海岸属于自然条件较差的港址,当选址不能避开时,平直冲积海岸属于自然条件较差的港址,当选址不能避开时,应对所在港址的波浪、泥沙及沿岸流进行详细的调查与分析,应对所在港址的波浪、泥沙及沿岸流进行详细的调查与分析,并根据拟建港口的功能及自然条件,拟定相应的工程方案。并根据拟建港口的功能及自然条件,拟定相应的工程方案。平直沙质海岸,在波浪及沿岸流的作用下,将会产生强盛的纵平直沙质海岸,在波浪及沿岸流的作用下,将会产生强盛的纵向及横向

29、泥沙运动,港口建筑物将对沿岸纵向输沙产生阻碍作向及横向泥沙运动,港口建筑物将对沿岸纵向输沙产生阻碍作用,使在港口的上游侧淤积,下游海岸因缺少泥沙补给而冲刷,用,使在港口的上游侧淤积,下游海岸因缺少泥沙补给而冲刷,港口工程必须考虑到上游侧的备淤年限和下游侧的海岸保护措港口工程必须考虑到上游侧的备淤年限和下游侧的海岸保护措施,增加了港口工程的投资。施,增加了港口工程的投资。4、河口建港、河口建港河口段一般有良好的水深条件,并且有河流构成与腹地河口段一般有良好的水深条件,并且有河流构成与腹地间间的水的水运运联联系,是良好的港址,系,是良好的港址,经经整治后的河口段,可以整治后的河口段,可以为为建港提

30、供建港提供较较多的岸多的岸线资线资源,如上海的黄埔江,源,如上海的黄埔江,经经整治后可用岸整治后可用岸线线达数十达数十公里,公里,为为上海港的繁荣上海港的繁荣创创造了条件,河口港也是国内外建港的造了条件,河口港也是国内外建港的主要模式,港址宜主要模式,港址宜选择选择在在过过水断面水断面较较窄的窄的顺顺直河段或直河段或稳稳定的弯定的弯曲河段的凹岸。不宜在曲河段的凹岸。不宜在拦门拦门沙附近的地段沙附近的地段选选址。在分汊河道上址。在分汊河道上建港,必建港,必须须了解各汊河的了解各汊河的稳稳定情况,一般定情况,一般应选应选在在处处于于长长期期稳稳定定或或发发展展阶阶段的汊河河段内,并采取必要的整治措

31、施,以固定流段的汊河河段内,并采取必要的整治措施,以固定流量分配及量分配及稳稳定河床。浅定河床。浅滩滩呈周期性呈周期性强强烈移烈移动动的河段不宜的河段不宜选选址。址。河口港随着船型的发展而使拦门沙浅滩的通航难度日益上升,河口港随着船型的发展而使拦门沙浅滩的通航难度日益上升,上海港的发展已受到长江铜沙浅滩水深的制约。解决河口入海上海港的发展已受到长江铜沙浅滩水深的制约。解决河口入海段浅滩的水深,在技术上和经济上需要有大量的投入,选址中段浅滩的水深,在技术上和经济上需要有大量的投入,选址中应予考虑。应予考虑。 5、泻湖建港、泻湖建港泻湖以其纳潮量维持潮汐通道的水深,因而为建港提供了条件。泻湖以其纳

32、潮量维持潮汐通道的水深,因而为建港提供了条件。秦皇岛渔港、海南岛洋浦港和广东的水东港等,都是利用泻湖秦皇岛渔港、海南岛洋浦港和广东的水东港等,都是利用泻湖建港的实例。建港的实例。泻湖口建港的关键是航道入海处的稳定问题,对此,国内外有泻湖口建港的关键是航道入海处的稳定问题,对此,国内外有过长期的研究,因入海口受波浪及海岸纵向输沙的作用,条件过长期的研究,因入海口受波浪及海岸纵向输沙的作用,条件较复杂,研究的结果是建立了通道稳定断面与纳潮量及沿岸输较复杂,研究的结果是建立了通道稳定断面与纳潮量及沿岸输纱量之间的半经验关系,选址中应进行必要的验算,如达不到纱量之间的半经验关系,选址中应进行必要的验算

33、,如达不到保证通航水深要求时,尚须采取措施,如设置挡沙导流提或设保证通航水深要求时,尚须采取措施,如设置挡沙导流提或设置吸沙站,以减少沿岸输沙进入通道入海段的数量,保持通道置吸沙站,以减少沿岸输沙进入通道入海段的数量,保持通道断面的稳定。断面的稳定。我国南方一些泻湖港(如水东)及溺谷大型海湾港口(如湛江、我国南方一些泻湖港(如水东)及溺谷大型海湾港口(如湛江、防城),在利用大纳潮量维护人工浚挖的入海航道方面取得了防城),在利用大纳潮量维护人工浚挖的入海航道方面取得了成功,可以作为新选港址的借鉴。成功,可以作为新选港址的借鉴。二、大规模疏浚填筑式建港二、大规模疏浚填筑式建港对于在大面积底坡平缓的

34、浅海区建港,为减少防护建筑物对于在大面积底坡平缓的浅海区建港,为减少防护建筑物及航道的长度,经过比较,往往将港址向外海推移。因而建港及航道的长度,经过比较,往往将港址向外海推移。因而建港中须采取大规模疏浚造陆的方式。建港模式按其与陆地连接方中须采取大规模疏浚造陆的方式。建港模式按其与陆地连接方式,形成半岛式和岛式两种。我国的天津港是典型的半岛式,式,形成半岛式和岛式两种。我国的天津港是典型的半岛式,由陆地大范围向海伸出。规划中的美国长滩港,系在浅水区大由陆地大范围向海伸出。规划中的美国长滩港,系在浅水区大挖大填形成与陆地相连的港口。我国锦州港亦是采取由岸向浅挖大填形成与陆地相连的港口。我国锦州

35、港亦是采取由岸向浅海填出海填出3km建港的方式,均属于这一类建港模式。岛式港亦是建港的方式,均属于这一类建港模式。岛式港亦是大量疏浚填筑方式建港的模式,其与半岛式的差别在于后者与大量疏浚填筑方式建港的模式,其与半岛式的差别在于后者与陆地的连接仅通过狭长的引堤或栈桥,日本神户港岛是这种模陆地的连接仅通过狭长的引堤或栈桥,日本神户港岛是这种模式的典型。式的典型。 介于填筑式岛式和外海式码头之间另一种建港方式是采用介于填筑式岛式和外海式码头之间另一种建港方式是采用由结构物组成的外海有掩护的岛式港,其特点是有一定数量的由结构物组成的外海有掩护的岛式港,其特点是有一定数量的泊位而无库场设施,疏运也只能通

36、过栈桥,因此其功能较适应泊位而无库场设施,疏运也只能通过栈桥,因此其功能较适应于散货或液态产品的运输。于散货或液态产品的运输。三、挖入式建港三、挖入式建港在海岸以内有大面在海岸以内有大面积积洼地可以利用的情况下,采取挖港池填高洼地可以利用的情况下,采取挖港池填高陆陆域,域,进进港航道不建防波堤而建港航道不建防波堤而建导导流堤,流堤,码头结码头结构甚至可以构甚至可以陆陆地施工,港口地施工,港口规规模的模的扩扩大可以采取向内大可以采取向内陆陆增挖港池,工程增挖港池,工程较较易易实现实现,这这些是挖入式建港的些是挖入式建港的优优点,同点,同时时由于由于陆陆域形成面域形成面积积大,大,有利于有利于发发

37、展工展工业业港。日本苫小牧港和我国的唐山港属于港。日本苫小牧港和我国的唐山港属于这这一一类类型。型。挖挖入入式式建建港港按按其其位位置置的的不不同同,有有海海岸岸型型和和河河口口型型两两种种,上上述述的的苫苫小小牧牧港港属属于于海海岸岸挖挖入入式式,须须单单独独建建入入海海航航道道及及导导流流堤堤。河河口口型型则则利利用用现现有有河河口口的的入入海海航航道道,不不须须重重建建航航道道,工工程程较较节节省省,但但原原有有航航道道的的尺尺度度及及能能力力,应应能能满满足足新新选选港港址址的的要要求求。荷荷兰兰鹿鹿特特丹丹港港的的欧欧罗罗巴巴港港池池是是属属于于河河口口型型的的,该该港港原原有有深深

38、水水航航道道可可以以利用,大吨位(利用,大吨位(250000DWT)船舶可以进入新港区。船舶可以进入新港区。 第二章第二章港口水域港口水域第一第一节节港外水域的港外水域的组组成及其功能成及其功能港口水域广港口水域广义义来来讲讲是指在港界范是指在港界范围围内所包含的全部水域面内所包含的全部水域面积积,在此范在此范围围内所有船舶的航行、系泊和作内所有船舶的航行、系泊和作业业都要遵守港口和都要遵守港口和监监督督部部门门的管理并接受其指的管理并接受其指挥挥。港口水域是。港口水域是经经中央和地方主管部中央和地方主管部门门划定的法定区域,它既要保划定的法定区域,它既要保证证船舶航行作船舶航行作业业的需要又

39、要保障港的需要又要保障港口合理的口合理的发发展,因此在展,因此在规规划、划、设计设计一个港口一个港口时时,应结应结合合该该港的港的布局考布局考虑虑今后的今后的发发展,根据当地自然条件的特点来确定港口水展,根据当地自然条件的特点来确定港口水域。域。一、港外水域的一、港外水域的组组成及其功能成及其功能由于海岸形由于海岸形态态和自然条件的差异,港口的布局也是千和自然条件的差异,港口的布局也是千变变万万化的。一般化的。一般说说来港外水域是指港界范来港外水域是指港界范围围内至港口口内至港口口门门以外的区以外的区域,但往往也包括港界外的引航和域,但往往也包括港界外的引航和检检疫疫锚锚地,如大地,如大连连港

40、。港。对对于于有天然掩有天然掩护护的港口可以港池喇叭口的港口可以港池喇叭口为为界划分港内、外水域,如界划分港内、外水域,如防城港。防城港。对对于河口港可以河口于河口港可以河口为为界来划分水域范界来划分水域范围围。如上海港。如上海港。 港外水域通常包括进出港航道和港外锚地两个重要组成部港外水域通常包括进出港航道和港外锚地两个重要组成部分。但往往还布设一些专用码头和水深较大的泊位。分。但往往还布设一些专用码头和水深较大的泊位。 1、进出港航道、进出港航道 由于港外水域多处在比较开敞的海区或水流、泥砂运动比由于港外水域多处在比较开敞的海区或水流、泥砂运动比较复杂的河口段,因此对该区域的自然条件必须作

41、深入的调查较复杂的河口段,因此对该区域的自然条件必须作深入的调查研究。研究。对航道的选线除应注意船舶的航行和航道维护条件外,还对航道的选线除应注意船舶的航行和航道维护条件外,还应重视导助航设施的设置条件和处理好航道与锚地的相互关系,应重视导助航设施的设置条件和处理好航道与锚地的相互关系,避免出现视觉导标视线被阻和航道切割锚地的情况发生,另外避免出现视觉导标视线被阻和航道切割锚地的情况发生,另外锚地应尽可能设在进出港航道的一侧,不宜分东、西两区设置,锚地应尽可能设在进出港航道的一侧,不宜分东、西两区设置,以避免进出港船舶与进出锚地的船舶发生干扰。以避免进出港船舶与进出锚地的船舶发生干扰。 在港外

42、水域选择航道方位时还应考虑今后到港的发展船型在港外水域选择航道方位时还应考虑今后到港的发展船型由于其尺度的增大对航道的要求,即对航道拓宽、加深和延伸由于其尺度的增大对航道的要求,即对航道拓宽、加深和延伸的可能性要予以重视。的可能性要予以重视。2、港外锚地、港外锚地锚地是在水域中的指定区域专供船舶停泊或进行水上装卸作业、锚地是在水域中的指定区域专供船舶停泊或进行水上装卸作业、避风防台的作业场所。港外水域的锚地一般应具备以下功能:避风防台的作业场所。港外水域的锚地一般应具备以下功能:(1)引航锚地)引航锚地到港船舶在此停泊,等候引航员在此登船到港船舶在此停泊,等候引航员在此登船执行引航任务的锚地。

43、执行引航任务的锚地。(2)检疫锚地)检疫锚地供外轮抵港后进行卫生检疫的锚地,海关供外轮抵港后进行卫生检疫的锚地,海关签证也多在此进行。签证也多在此进行。(3)停泊锚地)停泊锚地到港船舶在此候潮或等待进港。到港船舶在此候潮或等待进港。(4)避风锚地)避风锚地风浪天船舶不能在码头前停靠而出港系泊风浪天船舶不能在码头前停靠而出港系泊避风的场所,同时也为过往船舶到此躲避风浪使用。避风的场所,同时也为过往船舶到此躲避风浪使用。(5)其他专用锚地)其他专用锚地有些港口根据作业需要结合当地的水有些港口根据作业需要结合当地的水域条件还设有油船、危险品和熏蒸锚地等。域条件还设有油船、危险品和熏蒸锚地等。第二节、

44、港内水域各部分尺度的确定第二节、港内水域各部分尺度的确定港内水域各部分的尺度,往往是以设计船型尺度为基准,通过港内水域各部分的尺度,往往是以设计船型尺度为基准,通过港口使用经验的总结、驾驶人员经验的归纳或通过实船观测和港口使用经验的总结、驾驶人员经验的归纳或通过实船观测和近代船舶操纵模型实验等手段,经科学分析后确定的。合理的近代船舶操纵模型实验等手段,经科学分析后确定的。合理的港内水域尺度应该是船舶操纵技术与港口工程规模相协调的统港内水域尺度应该是船舶操纵技术与港口工程规模相协调的统一体,也是在保证船舶作业安全前提下的必要水域尺度。随着一体,也是在保证船舶作业安全前提下的必要水域尺度。随着船舶

45、现代化、大型化的发展,船舶的操纵性能也在不断改善,船舶现代化、大型化的发展,船舶的操纵性能也在不断改善,港口现代化促进了先进导助航和监管设施在港口的使用,性能港口现代化促进了先进导助航和监管设施在港口的使用,性能良好、大功率的港作拖船使得船舶在港内作业更加方便。因此良好、大功率的港作拖船使得船舶在港内作业更加方便。因此港内水域的布置形式也在不断发展,其尺度的选择也更加灵活。港内水域的布置形式也在不断发展,其尺度的选择也更加灵活。巨型油船和散货船,在条件允许时要求有较大的制动和回转水巨型油船和散货船,在条件允许时要求有较大的制动和回转水域,以利船舶安全操作。域,以利船舶安全操作。港内水域的布置和

46、尺度有一定的灵活性,设计时应按当地港内水域的布置和尺度有一定的灵活性,设计时应按当地的具体条件和港口设施配备的情况因地制宜的和船舶驾驶人员的具体条件和港口设施配备的情况因地制宜的和船舶驾驶人员共同来确定港内水域的布置形式和尺度。港内水域尺度的灵活共同来确定港内水域的布置形式和尺度。港内水域尺度的灵活性是建立在普通性基础上的,海港总体规范中规定的水域尺度,性是建立在普通性基础上的,海港总体规范中规定的水域尺度,是设计中通常遵循的标准,它反映了一般情况下的适用性与合是设计中通常遵循的标准,它反映了一般情况下的适用性与合理性。理性。 港口总平面布置由于水深、陆域条件和规模的不同,港内港口总平面布置由

47、于水深、陆域条件和规模的不同,港内水域布置形式也是多种多样的。海港港内水域按其功能可划分水域布置形式也是多种多样的。海港港内水域按其功能可划分为船舶制动水域、船舶回转水域、泊位前停泊和码头前船舶靠为船舶制动水域、船舶回转水域、泊位前停泊和码头前船舶靠离的操作水域、港池与航道的连接水域以及港内装卸锚地等。离的操作水域、港池与航道的连接水域以及港内装卸锚地等。一、船舶主尺度一、船舶主尺度选选取原取原则则 设计船型是确定港口锚地、航道、回转水域、装卸船设备设计船型是确定港口锚地、航道、回转水域、装卸船设备选型以及码头有关设计尺度的基本数据。为设计使用方便,在选型以及码头有关设计尺度的基本数据。为设计

48、使用方便,在海港总平面设计规范海港总平面设计规范JTJ211-99中对港口设计常用的几种中对港口设计常用的几种主要船舶提供了设计船型尺度及典型船型尺度。主要船舶提供了设计船型尺度及典型船型尺度。二、船舶制二、船舶制动动水域水域 船舶进港时为克服风、流的影响,必须保持一定的航速以船舶进港时为克服风、流的影响,必须保持一定的航速以维持舵效。船体承受横向风、流合力为维持舵效。船体承受横向风、流合力为P,按船舶静力学原理,按船舶静力学原理,作用在船舶重心处可简化成横向力作用在船舶重心处可简化成横向力P及回转力矩及回转力矩MP,为保持船为保持船舶航向就必须保持一定的船速(以相对水流速度舶航向就必须保持一

49、定的船速(以相对水流速度V来表示)以来表示)以维持一定的舵效。船舶以航速维持一定的舵效。船舶以航速V进港后,为停靠泊位或转向必进港后,为停靠泊位或转向必须减低船速乃至静止,这个过程是船舶的制动过程,这段水域须减低船速乃至静止,这个过程是船舶的制动过程,这段水域称作制动水域,港内最小的制动水域是指船舶进港后采用全速称作制动水域,港内最小的制动水域是指船舶进港后采用全速倒车克服船舶前进惯性时所需的水域长度,其宽度要满足船舶倒车克服船舶前进惯性时所需的水域长度,其宽度要满足船舶制动过程中随舵效减弱横向风影响加大和螺旋桨侧压力所引起制动过程中随舵效减弱横向风影响加大和螺旋桨侧压力所引起船舶横向漂移的距

50、离。船舶横向漂移的距离。 三、船舶回三、船舶回转转水域水域是指船舶是指船舶转头转头出港或回旋出港或回旋转转向所需的水域。其尺度与船舶回向所需的水域。其尺度与船舶回转转性能有关。船舶回性能有关。船舶回转转可分可分为为三个三个阶阶段:段:(1)转转舵舵阶阶段段从开始从开始转转舵舵1至至规规定的舵角定的舵角2,由于船体,由于船体惯惯性性很大,很大,转转舵舵时间时间很短,船体尚未及很短,船体尚未及产产生生侧侧向速度和回向速度和回转转角速度,角速度,因此船舶基本仍沿原航向运因此船舶基本仍沿原航向运动动。(2)过过渡渡阶阶段段是船舶是船舶结结束束转转舵舵进进人定常回人定常回转转运运动动的的过过程。程。此此

51、阶阶段由于舵力的影响,在船体重心段由于舵力的影响,在船体重心处侧处侧向速度和回向速度和回转转角速度角速度发发生作用,开始克服船舶沿原航向运生作用,开始克服船舶沿原航向运动动的的惯惯性力,此性力,此时时船舶出船舶出现现向向转转舵相反方向运舵相反方向运动动的的趋势趋势,其反横距,其反横距为为L3,当船舶当船舶转转向至向至90后后为为定常运定常运动动,其正横距,其正横距为为L2。(3)定定常常回回转转阶阶段段此此时时作作用用在在船船体体上上的的力力和和力力矩矩达达到到新新的的平平衡衡,船船舶舶以以一一定定的的侧侧向向速速度度和和回回转转角角速速度度。绕绕固固定定点点作作圆圆周运动,其定常回转直径为周

52、运动,其定常回转直径为DC,与原航向距离为回转直径与原航向距离为回转直径Dr。 四、四、码头码头前停泊和船舶靠离岸的操作水域前停泊和船舶靠离岸的操作水域一般人工开挖的港口,一般人工开挖的港口,为为减少疏浚量多按使用功能将泊位减少疏浚量多按使用功能将泊位前水域分前水域分为为船舶停泊和操作两部分。船舶停泊和操作两部分。1、船舶靠离岸的操作水域、船舶靠离岸的操作水域 (1)船舶停靠码头所占用的水域)船舶停靠码头所占用的水域 A、顺顺岸靠泊:在岸靠泊:在风风、流、流较顺畅较顺畅的条件下船舶多采用此种靠的条件下船舶多采用此种靠泊方式,即船舶以泊方式,即船舶以2530角减速角减速驶驶向泊位,一般当船舶距向

53、泊位,一般当船舶距码码头约头约50m(相当于两相当于两节锚链节锚链)处处投下外投下外侧侧船船锚锚,借拖船帮助或,借拖船帮助或车车、舵的、舵的综综合效合效应应使船舶停泊使船舶停泊码头码头。B、调调头头靠靠泊泊:当当顺顺流流或或横横向向风风作作用用时时船船舶舶往往往往采采用用调调头头靠靠泊泊的的方方式式操操作作。船船舶舶自自航航道道以以3035角角微微速速驶驶向向泊泊位位,船船舶舶距距码码头头前前约约70m处处投投下下内内侧侧首首锚锚以以固固定定船船首首,使使船船徐徐徐徐前前进进,利利用用拖拖船船和和车车、舵舵的的综综合合作作用用使使船船体体回回转转调调头头靠靠岸岸,码码头头前前水水域采用域采用1

54、.5L的宽度可满足船舶调头靠泊的需要。的宽度可满足船舶调头靠泊的需要。 (2)船舶驶离码头调头所占用的水域)船舶驶离码头调头所占用的水域在顺岸码头前船舶离港调头所占的水域尺度:一般情况下用在顺岸码头前船舶离港调头所占的水域尺度:一般情况下用一艘拖船协助作业,但当船舶吨位较大或风、流较强时多用两一艘拖船协助作业,但当船舶吨位较大或风、流较强时多用两艘甚至多达四艘拖船作业。船舶离港时先将后缆解去,拖缆系艘甚至多达四艘拖船作业。船舶离港时先将后缆解去,拖缆系在船尾,拖船将其拖出,当尾部离开相邻船位与码头岸线呈在船尾,拖船将其拖出,当尾部离开相邻船位与码头岸线呈3040交角时松去前缆,拖船将大船拖离码

55、头约交角时松去前缆,拖船将大船拖离码头约60m80m时即开始作时即开始作180回转,使船艏朝向出港方向。其调头所占的水回转,使船艏朝向出港方向。其调头所占的水域宽度应不小于域宽度应不小于1.5L,对采用连续顺岸多泊位布置的港口,在对采用连续顺岸多泊位布置的港口,在挖泥困难条件下,如操作允许也可在顺岸码头前不设转头地,挖泥困难条件下,如操作允许也可在顺岸码头前不设转头地,而在港池的一端设专用转头地。而在港池的一端设专用转头地。 泊位前船舶靠离岸操作水域:其深度应保证在乘潮水位时船泊位前船舶靠离岸操作水域:其深度应保证在乘潮水位时船舶能安全靠离岸作业,并备有各项富裕水深。其宽度按港作拖舶能安全靠离

56、岸作业,并备有各项富裕水深。其宽度按港作拖船配备的情况和不同操作方式来确定,如当地横向风较强时为船配备的情况和不同操作方式来确定,如当地横向风较强时为保证船舶靠离岸作业的安全,应尽量考虑船舶可调头靠离岸作保证船舶靠离岸作业的安全,应尽量考虑船舶可调头靠离岸作业,其宽度业,其宽度B不宜小于不宜小于15倍的设计船长。倍的设计船长。2、码头前沿停泊水域、码头前沿停泊水域其深度应保证在设计低水位船舶满载时能安全停靠,并备有其深度应保证在设计低水位船舶满载时能安全停靠,并备有各项富余水深。其宽度一般选用各项富余水深。其宽度一般选用2倍设计船宽,但对回淤强度倍设计船宽,但对回淤强度较大的泊位,尤其对淤泥海

57、岸有浮泥运动的港口,泊位前的停较大的泊位,尤其对淤泥海岸有浮泥运动的港口,泊位前的停泊水域宽度要适当加大以利维护挖泥。泊水域宽度要适当加大以利维护挖泥。 最近几年,由于船舶大型化的影响,许多港口对老码头采用最近几年,由于船舶大型化的影响,许多港口对老码头采用不同方式进行加深改造,此时应注意确保码头前沿不同方式进行加深改造,此时应注意确保码头前沿2倍设计船倍设计船宽的停泊水域。宽的停泊水域。五、港池布置五、港池布置港池是码头前泊位的共用水域,其设计水深宜与航道设计水港池是码头前泊位的共用水域,其设计水深宜与航道设计水深一致。港池的朝向及布置应根据当地的自然条件、船舶安全深一致。港池的朝向及布置应

58、根据当地的自然条件、船舶安全进出、铁路进线方便、码头岸线的有效利用和连接水域挖泥数进出、铁路进线方便、码头岸线的有效利用和连接水域挖泥数量等因素综合分析比较。掩护条件差的港口应避免与强浪向一量等因素综合分析比较。掩护条件差的港口应避免与强浪向一致。致。1、顺顺岸岸码头码头港池布置港池布置 当港池顺岸部分设置泊位时,其港池宽度视需否考虑船舶当港池顺岸部分设置泊位时,其港池宽度视需否考虑船舶调头而异。当考虑船舶调头时,其宽度不应小于调头而异。当考虑船舶调头时,其宽度不应小于1.5倍设计船长,倍设计船长,当风向和水流条件比较恶劣时,该宽度还应进一步加大。对于当风向和水流条件比较恶劣时,该宽度还应进一

59、步加大。对于多泊位连续布置的顺岸码头,如水域狭窄或疏浚困难时,经论多泊位连续布置的顺岸码头,如水域狭窄或疏浚困难时,经论证可在码头的两端设置回旋水域,但根据统计资料,码头前沿证可在码头的两端设置回旋水域,但根据统计资料,码头前沿港池宽度不应小于港池宽度不应小于0.8倍的设计船长。倍的设计船长。 2、突堤码头港池布置、突堤码头港池布置突堤码头港池布置的重点除注意避开强风、强浪等不良自然突堤码头港池布置的重点除注意避开强风、强浪等不良自然条件的影响外,还应注意与连接水域的衔接和过渡。另外突堤条件的影响外,还应注意与连接水域的衔接和过渡。另外突堤和顺岸码头间的夹角和顺岸码头间的夹角应根据自然条件、船

60、舶安全进出、码头应根据自然条件、船舶安全进出、码头岸线利用和连接水域挖泥量以及铁路进线的方便等条件进行比岸线利用和连接水域挖泥量以及铁路进线的方便等条件进行比较后确定。较后确定。3、挖入式码头港池布置、挖入式码头港池布置 挖入式港池的建设,改变了海岸或河口的天然平衡状态,挖入式港池的建设,改变了海岸或河口的天然平衡状态,港池的角度要使其突堤适应当地水流的主要动力方向,避免形港池的角度要使其突堤适应当地水流的主要动力方向,避免形成丁坝,使悬移质泥砂在港池口门处大量沉降。同时港池的方成丁坝,使悬移质泥砂在港池口门处大量沉降。同时港池的方向也应避免和强浪方向一致,以免波浪传入后,波能难以扩散向也应避

61、免和强浪方向一致,以免波浪传入后,波能难以扩散产生反射而影响泊稳。因此,在条件比较复杂的地区应通过数产生反射而影响泊稳。因此,在条件比较复杂的地区应通过数学模型计算或物理模型试验,综合考虑各方因素后来确定港池学模型计算或物理模型试验,综合考虑各方因素后来确定港池的布置形式和角度。的布置形式和角度。港港池池的的宽宽度度除除了了满满足足船船舶舶安安全全进进出出的的要要求求以以外外,还还应应比比较较疏疏浚浚工工程程量量的的大大小小,在在土土地地昂昂贵贵的的地地区区要要作作挖挖入入式式港港池池时时,宁宁可可配配置置性性能能良良好好、马马力力强强大大的的拖拖轮轮协协助助来来缩缩窄窄港港池池宽宽度度也也是

62、是值值得得考虑的。考虑的。4、港池与航道的连接水域布置、港池与航道的连接水域布置 系指顺岸码头和突堤码头港池与航道连接段的水域。其功系指顺岸码头和突堤码头港池与航道连接段的水域。其功能是保证船舶安全的进出港池,一般情况下考虑船舶自航转向能是保证船舶安全的进出港池,一般情况下考虑船舶自航转向进出港池,在困难情况下也可按用拖船协助转向进出港地考虑。进出港池,在困难情况下也可按用拖船协助转向进出港地考虑。对突堤码头前港池的连接水域多兼顾出港船舶在此转头的需要。对突堤码头前港池的连接水域多兼顾出港船舶在此转头的需要。顺顺岸泊位岸泊位码头码头前港池与航道的前港池与航道的连连接水域一般情况下接水域一般情况

63、下为为方便船方便船舶舶进进出港池、靠、离岸作出港池、靠、离岸作业业,规规范建范建议议港池与航道用港池与航道用3545来来连连接。但接。但对对于在浅水区建深水于在浅水区建深水码头码头港池挖泥量大的泊位,港池挖泥量大的泊位,连连接水域的形式就接水域的形式就值值得研究比得研究比较较。在。在备备有良好港作拖船的港口,有良好港作拖船的港口,当当连连接水域挖泥量接水域挖泥量较较多多时时建建议议也可考也可考虑虑采用折采用折线连线连接水域的布接水域的布置方式。置方式。 当当流流速速较较大大、涨涨落落潮潮流流向向不不同同时时,为为保保证证船船舶舶逆逆流流靠靠离离,连连接水域应适当加大。接水域应适当加大。 突堤码

64、头港池前连接水域的尺度应满足船舶进出港池或船突堤码头港池前连接水域的尺度应满足船舶进出港池或船舶在此转头的要求(指窄港池),因此很难规定一个统一的尺舶在此转头的要求(指窄港池),因此很难规定一个统一的尺度。对船舶进出港池的要求,随航道与港池夹角不同而异,船度。对船舶进出港池的要求,随航道与港池夹角不同而异,船舶要求双向进出时连接水域的尺度和船舶只要求单向进出时的舶要求双向进出时连接水域的尺度和船舶只要求单向进出时的连接水域尺度二者相差甚大。因此,建议按船舶转向半径的要连接水域尺度二者相差甚大。因此,建议按船舶转向半径的要求来确定其尺度。通过对船舶回旋试验、实船测定等资料分析,求来确定其尺度。通

65、过对船舶回旋试验、实船测定等资料分析,船舶在港内自行转向半径船舶在港内自行转向半径R可选用可选用3.0L,用拖船帮助转向可按用拖船帮助转向可按R2.0L考虑。如船舶需在连接水域转头,其内接图直径考虑。如船舶需在连接水域转头,其内接图直径D不应不应小于小于2.0L。 第三第三节节码头总码头总平面平面设计设计一、一、码头码头前沿高程前沿高程设计设计码头前沿高程应根据泊位性质、设计船型、装卸工艺、船舶码头前沿高程应根据泊位性质、设计船型、装卸工艺、船舶系缆、水文和气象条件、当地的防汛要求和掩护条件等因素综系缆、水文和气象条件、当地的防汛要求和掩护条件等因素综合考虑。既要防止当地大潮时对码头面的侵没,

66、又要便于船舶合考虑。既要防止当地大潮时对码头面的侵没,又要便于船舶装卸作业和码头前后方的高程衔接。装卸作业和码头前后方的高程衔接。 1、有掩、有掩护码头护码头前沿高程前沿高程设计设计有有掩掩护护码码头头前前沿沿高高程程为为计计算算水水位位和和一一适适当当的的超超高高值值之之和和。规规范范规规定定其其基基本本标标准准为为设设计计高高水水位位(高高潮潮累累计计频频率率10的的潮潮位位)加加上上1.0m1.5m的的超超高高值值;复复核核标标准准为为极极端端高高水水位位(重重现现期期为为50年的年极年的年极值值高水位)加上高水位)加上00.5m的超高的超高值值。 高程的最终确定还要综合各方面的因素,比

67、如:码头前方和高程的最终确定还要综合各方面的因素,比如:码头前方和后方的高程协调,能否满足铁路、公路在高程上的衔接过渡;后方的高程协调,能否满足铁路、公路在高程上的衔接过渡;能否满足后方陆域排水的要求;是否需要较大的预留沉降量,能否满足后方陆域排水的要求;是否需要较大的预留沉降量,以备陆沉之需;在南方海区风暴增水较大的港口,还应根据风以备陆沉之需;在南方海区风暴增水较大的港口,还应根据风暴潮过境的频度,用一年一遇或一年多遇的风增水进行校核。暴潮过境的频度,用一年一遇或一年多遇的风增水进行校核。 2、开敞式码头前沿高程设计、开敞式码头前沿高程设计开开敞敞式式码码头头由由于于缺缺少少掩掩护护,暴暴

68、露露程程度度高高,波波浪浪直直接接作作用用在在码码头头结结构构,。因因此此其其高高程程应应满满足足码码头头面面不不被被波波浪浪淹淹没没的的要要求求,通通常不考虑码头及连接桥上部结构直接承受波浪力的作用。常不考虑码头及连接桥上部结构直接承受波浪力的作用。按规范第按规范第4.3.4条计算:条计算:EHWLh式中式中E码头面高程(码头面高程(m)HWL设计高水位(设计高水位(m)设设计计高高水水位位时时的的重重现现期期为为50年年的的H(波波列列累累计计频频率率为为1%的波高)静水面以上的波峰面高度(的波高)静水面以上的波峰面高度(m) h码头上部结构的高度(码头上部结构的高度(m)波波峰峰面面以以

69、上上至至上上部部结结构构底底面面的的富富裕裕高高度度(m),可可取取01.0m。开开敞敞式式码码头头面面高高程程相相对对有有掩掩护护码码头头,其其前前沿沿高高程程的的确确定定更更复复杂一些,除按规范第杂一些,除按规范第4.3.4条计算外,还应综合考虑下列因素:条计算外,还应综合考虑下列因素:(1)如果经计算码头高程过高而造成使用不便时,应从结构)如果经计算码头高程过高而造成使用不便时,应从结构受力条件采取措施,通常允许梁的部分高度承受波浪力,此时受力条件采取措施,通常允许梁的部分高度承受波浪力,此时可不必叠加可不必叠加值。值。(2)按按计计算算的的码码头头面面高高程程,如如系系缆缆柱柱设设在在

70、码码头头面面上上过过高高时时,可可根根据据船船舶舶吨吨位位大大小小、干干高高度度、在在满满足足工工艺艺的的条条件件下下,将将系系缆缆墩墩降降低低到到合合适适的的高高度度上上,将将系系缆缆墩墩、装装卸卸平平台台作作成成台台阶阶式式,以以满足系缆和装卸作业的要求。满足系缆和装卸作业的要求。(3)开开敞敞式式码码头头的的顶顶面面标标高高,应应做做到到工工艺艺、水水文文和和结结构构的的统统一一,对对群群墩墩的的开开敞敞式式码码头头,则则必必须须进进行行模模型型试试验验,取取得得码码头头各各点点的的波波峰峰面面的的增增高高值值。若若允允许许码码头头部部分分梁梁高高承承受受波波浪浪力力时时,不不应应使使码

71、码头头面面承承受受波波浪浪力力作作用用。此此种种情情况况下下,在在确确定定码码头头面面高高程程时,对梁板计算高度(时,对梁板计算高度(h)可作适当折减,而不计富裕值可作适当折减,而不计富裕值。二、二、码头码头前沿前沿设计设计水深水深1、掩、掩护码头设计护码头设计水深水深设设计计水水深深是是以以设设计计低低水水位位为为基基准准,由由设设计计船船型型的的满满载载吃吃水水并并综综合考合考虑虑各种富裕水深叠加而成,其深度可按下式确定:各种富裕水深叠加而成,其深度可按下式确定:DTZ1Z2Z3Z4Z2KH4Z1式中式中D为码头为码头前沿前沿设计设计水深(水深(m)T为设计为设计船型船型满载满载吃水(吃水

72、(m)Z1为龙为龙骨下最小富裕深度(骨下最小富裕深度(m),),以防止船舶触底,兼以防止船舶触底,兼有防止底有防止底质质玷玷污污船舶海底船舶海底门门或防止从吸入口吸入泥沙致使船舶或防止从吸入口吸入泥沙致使船舶冷凝器冷凝器发发生故障的需要。生故障的需要。Z2为为波浪的富裕深度(波浪的富裕深度(m),),是因波浪作用是因波浪作用导导致船舶下沉致船舶下沉量的富裕深度。由于系泊状量的富裕深度。由于系泊状态态下的船舶运下的船舶运动动十分复十分复杂杂,难难以准以准确确计计算。但算。但实实践和践和经验经验表明,在有掩表明,在有掩护护的港池内,其的港池内,其计计算算值值一一般般为负值为负值,可不予,可不予计计

73、算。但当港内出算。但当港内出现长现长周期波周期波时时,船舶运,船舶运动动量量显显著增加,必要著增加,必要时应进时应进行模型行模型试验试验以判明船舶自以判明船舶自摇摇周期和波周期和波周期之周期之间间的的谐谐振振问题问题以及可能出以及可能出现现的船舶运的船舶运动动量,量,进进而确定波而确定波浪富裕深度。浪富裕深度。Z3为为船舶配船舶配载载需要增加的艉需要增加的艉倾值倾值(m),),杂货杂货船由于船舶船由于船舶实载实载率的关系,一般不予率的关系,一般不予计计算。算。Z4为为考考虑虑挖挖泥泥间间隔隔期期的的备备淤淤深深度度(m),虽虽然然其其不不列列入入到到公公布布的的水水深深之之内内,但但它它与与码

74、码头头结结构构强强度度和和稳稳定定计计算算有有关关。其其取取值值应应根根据据港港口口的的泥泥沙沙淤淤积积强强度度确确定定,对对于于回回淤淤严严重重的的港港口口,应应适当多留备淤深度。适当多留备淤深度。 2、开敞式、开敞式码头设计码头设计水深水深开敞式开敞式码头设计码头设计水深的水深的计计算基本与有掩算基本与有掩护护的的码头计码头计算相同,算相同,但由于自身的开敞式特点,但由于自身的开敞式特点,应应十分重十分重视视下列下列问题问题:(1)开敞式)开敞式码头码头通常是接通常是接纳纳大型船舶的泊位,它大型船舶的泊位,它较较有掩有掩护护的的码头码头泊位水深要深,富裕深度要大,其中波浪富裕深度是不可泊位

75、水深要深,富裕深度要大,其中波浪富裕深度是不可忽忽视视的因素。的因素。 一些文献介绍,由于船舶的运动引起的升沉量可达波高的一些文献介绍,由于船舶的运动引起的升沉量可达波高的一半,甚至最大下沉量为波高的一半,甚至最大下沉量为波高的2/3,可见船舶在波浪作用下的,可见船舶在波浪作用下的运动复杂、剧烈。因此必须根据具体泊稳标准的波浪要素以及运动复杂、剧烈。因此必须根据具体泊稳标准的波浪要素以及船舶特性,通过模型试验确定船舶运动量,并以此确定波浪作船舶特性,通过模型试验确定船舶运动量,并以此确定波浪作用下的富裕深度。用下的富裕深度。 (2)设计设计使用中,系数使用中,系数K一般一般应视应视泊位附近的自

76、然条件、波浪、泊位附近的自然条件、波浪、底底质质因素予以因素予以选选取。如底取。如底质软质软,自然,自然环环境良好,境良好,K取小取小值值;底;底质质硬,自然硬,自然环环境差,境差,K取大取大值值。(3)由于开敞式码头泊稳条件差,船舶靠离和装卸作业的允)由于开敞式码头泊稳条件差,船舶靠离和装卸作业的允许波高常被限制在某一范围内,这一允许波高通常也是确定设许波高常被限制在某一范围内,这一允许波高通常也是确定设计水深的重要参数,故超过允许波高时,应要求船舶离开码头。计水深的重要参数,故超过允许波高时,应要求船舶离开码头。 三、三、码头码头泊位泊位长长度度设计设计泊位泊位长长度一般是由度一般是由设计

77、设计船船长长L和两端船位富裕和两端船位富裕长长度度d所构成,所构成,其其长长度度应满应满足船舶靠离作足船舶靠离作业业和系和系缆缆布置要求。如有相布置要求。如有相邻邻泊位泊位时时,还应还应考考虑虑相相邻邻泊位泊位间间的船舶安全的船舶安全间间距,个距,个别别情况下情况下还还要考要考虑虑岸岸上装卸机械的安全上装卸机械的安全间间距或者距或者铁铁路曲路曲线线段的段的过过渡。渡。船位富裕船位富裕长长度度d主要是从靠泊系主要是从靠泊系缆缆角角和系泊力理和系泊力理论计论计算的算的结结果,也包括了多年来果,也包括了多年来设计设计和使用和使用经验经验的的总结总结。 规范中规定了不同岸线布置时,泊位长度的计算方法。

78、规范中规定了不同岸线布置时,泊位长度的计算方法。 1、单个泊位岸线长度、单个泊位岸线长度单个泊位岸线长度按下式计算:单个泊位岸线长度按下式计算:LbL2d式中式中Lb码头泊位长度(码头泊位长度(m)L设计船长(设计船长(m)D富裕长度(富裕长度(m)采用下表数值采用下表数值富裕长度富裕长度dL( m)4041-8586-150151-200201-230230d( m)58-1012-1518-2022-2530图单个泊位长度2、连续连续布置泊位岸布置泊位岸线长线长度度当在同一当在同一码头线码头线上上连续连续布置泊位布置泊位时时,码头码头的的总长总长度宜根据到度宜根据到港船舶尺度的概率分布模港

79、船舶尺度的概率分布模拟拟确定。确定。规规范中范中规规定也可以按下式确定也可以按下式确定:定:端部泊位端部泊位LL1.5d中中间间泊位泊位LLd(1)中中间间泊位是指相泊位是指相邻邻两两侧设侧设有泊位的情况,因允有泊位的情况,因允许许相相邻邻泊位交叉泊位交叉带缆带缆,也允,也允许许出出现现互相互相压缆现压缆现象,但必象,但必须须保保证证相相邻邻泊泊位的艏、艉位的艏、艉缆缆不出不出现现兜兜缆缆。 (2)由于石油和其他危险品码头的货种单一,装卸设备较)由于石油和其他危险品码头的货种单一,装卸设备较简单,装卸平台较船长短,为降低工程造价,通常将装卸平台简单,装卸平台较船长短,为降低工程造价,通常将装卸

80、平台和靠船墩、系缆墩分离设计,所以泊位长度较连续布置的普通和靠船墩、系缆墩分离设计,所以泊位长度较连续布置的普通泊位要长,因此不能按上式计算确定。泊位要长,因此不能按上式计算确定。 图连续布置多泊位长度3、折、折线线布置泊位岸布置泊位岸线长线长度度当当码头码头布置成折布置成折线时线时,转转折折处处的泊位的泊位长长度度计计算算应该应该首先考首先考虑虑满满足船舶靠离作足船舶靠离作业业的安全,保的安全,保证证船舶靠离船舶靠离时时与相与相邻邻泊位船舶泊位船舶间间的安全的安全间间距,因此,泊位的距,因此,泊位的长长度与度与码头码头岸壁所成岸壁所成夹夹角的大小、角的大小、陆陆域和水域条件、域和水域条件、码

81、头码头上的上的铁铁路路进线进线方式、船舶靠离泊作方式、船舶靠离泊作业业方方式以及式以及码头码头有效有效长长度的利用有着密切的关系。度的利用有着密切的关系。实实践表明,岸践表明,岸线线折角小,岸折角小,岸线长线长度度损损失大;岸失大;岸线线折角大折角大则则岸岸线损线损失小。失小。直立式岸壁折角直立式岸壁折角处处的泊位的泊位长长度度应应按下式按下式计计算:算:LLLd/2d/2式中式中船船长长系数采用下表数系数采用下表数值值船长系数船长系数 两直立式岸壁间夹角两直立式岸壁间夹角607090120DWT5000t1.451.351.251.15DWT5000t1.551.401.301.20注注:对

82、对1000t1000t吨吨级级以以下下船船舶舶,折折角角处处的的富富裕裕长长度度可可适适当当减小;减小;DWTDWT系指船舶系指船舶载载重吨(重吨(t t)。)。当直立式码头与斜坡式护岸或水下挖泥边坡边线的夹角当直立式码头与斜坡式护岸或水下挖泥边坡边线的夹角90时,靠近护岸处的泊位长度可按连续式布置中的时,靠近护岸处的泊位长度可按连续式布置中的端部泊位长度公式计算。端部泊位长度公式计算。 图直立式岸壁折角处的泊位长度图直立式码头与斜坡护岸处的泊位长度4、开敞式、开敞式码头码头泊位泊位长长度度开敞式开敞式码头码头由于缺少掩由于缺少掩护护,布置比,布置比较较复复杂杂,应应根据当地水根据当地水深、潮

83、汐、地深、潮汐、地质质、泥沙、泥沙、风风、浪和水流等自然条件、浪和水流等自然条件综综合分析合分析确定。确定。码头轴线码头轴线的确定尤的确定尤为为重要,重要,应满应满足港口足港口营营运和船舶靠运和船舶靠离、系泊和装卸作离、系泊和装卸作业业的要求,并宜与的要求,并宜与风风、浪、水流的主、浪、水流的主导导方方向一致;当无法同向一致;当无法同时满时满足足时时,应应服从其主要影响因素。服从其主要影响因素。开敞式泊位的开敞式泊位的长长度度计计算一般估算算一般估算为设计为设计船船长长的的1.41.5倍,倍,实际设计实际设计中往往需要作大量的研究和模型中往往需要作大量的研究和模型试验试验,通常是通,通常是通过

84、过模型模型试验获试验获得合理布置要求和泊位得合理布置要求和泊位长长度。泊位度。泊位长长度的控制条度的控制条件主要是系泊船舶的件主要是系泊船舶的带缆带缆角度和系角度和系缆长缆长度,研究表明,适当度,研究表明,适当的的带缆带缆角度(艏艉角度(艏艉缆缆的水平系的水平系缆缆角角宜宜为为3540)和足)和足够够长长的的缆绳缆绳可以起到有效控制船舶运可以起到有效控制船舶运动动和受力和受力缓缓冲的作用。冲的作用。由于布置方式不同,由于布置方式不同,带缆带缆角度和角度和缆绳长缆绳长度都有一个允度都有一个允许许的的变变化范化范围围,目前一些大型的石化企,目前一些大型的石化企业业也都有自己的企也都有自己的企业业内

85、部内部标标准,不再准,不再赘赘述。述。图开敞式码头的泊位长度第四第四节节码头码头泊泊稳稳和作和作业业条件条件一、影响一、影响码头码头泊位和作泊位和作业业条件的主要因素条件的主要因素(1)港口的自然条件()港口的自然条件(风风、浪、流及其主要特征)。、浪、流及其主要特征)。(2)码头码头的水域布置型式(开敞式或掩的水域布置型式(开敞式或掩护护式、式、码头轴线码头轴线与与风风、浪、流方向的相、浪、流方向的相对对关系)、关系)、码头结码头结构型式、相构型式、相邻邻泊位有泊位有无船舶系泊,防冲无船舶系泊,防冲设设施以及系施以及系缆设缆设施。施。(3)防波堤的位置及)防波堤的位置及结结构型式与口构型式与

86、口门门布置型式。布置型式。(4)码头装卸工艺、货种和船舶安全作业的要求等。)码头装卸工艺、货种和船舶安全作业的要求等。 二、二、码头码头前允前允许许波高和允波高和允许风许风力力1、关于校、关于校验验港内水域平港内水域平稳稳波高的累波高的累积频积频率率为为了直接从我国沿海各波浪了直接从我国沿海各波浪观测观测站的站的实测资实测资料中用波浪料中用波浪绕绕射、折射等方法推求港内波浪要素,射、折射等方法推求港内波浪要素,进进而确定而确定码头码头前波高,前波高,使用国家海洋局使用国家海洋局1979年年颁发颁发的的海海滨观测规滨观测规范范规规定方法定方法测测得的波高累得的波高累积频积频率率约约相当于相当于4

87、,根据波浪,根据波浪绕绕射、折射射、折射计计算算得出得出码头码头前波高的累前波高的累积频积频率与港前波高的累率与港前波高的累积频积频率相同的原率相同的原理,将理,将码头码头前允前允许许波高的累波高的累积频积频率率拟拟定定为为4。.2、横浪与、横浪与顺顺浪的划分浪的划分根据有些模型根据有些模型试验结试验结果和果和资资料介料介绍绍,斜浪与,斜浪与顺顺浪的撞浪的撞击击能能量以及船舶运量以及船舶运动动参数差参数差别较别较小,所以将小,所以将码头码头前允前允许许波高波高拟拟划划分分为为横浪(船、浪横浪(船、浪夹夹角角45)与与顺顺浪(浪( 45)两种情况。两种情况。3、船舶装卸作、船舶装卸作业业的允的允

88、许许波高和波高和风风力力规范规范JTJ21199在第在第4.3.12条对不同载重吨、不同货种的码条对不同载重吨、不同货种的码头在船舶装卸作业时的允许波高和允许风力提出了具体的推头在船舶装卸作业时的允许波高和允许风力提出了具体的推荐意见,并在开敞式码头规范第表荐意见,并在开敞式码头规范第表3.5.7中特别规定了开敞式中特别规定了开敞式码头的作业允许波高和风力。码头的作业允许波高和风力。关于集装箱关于集装箱码头码头的泊的泊稳稳和操作条件:和操作条件:集装箱船系泊于集装箱船系泊于码头码头后,在波浪、后,在波浪、风风、水流作用下,将、水流作用下,将产产生生纵纵移、横移、移、横移、纵摇纵摇、横、横摇摇、

89、升沉与水平旋、升沉与水平旋转转等等6种形式的种形式的运运动动。船舶运。船舶运动动量超量超过过一定限度,将影响装卸作一定限度,将影响装卸作业业的效率和的效率和危及船舶的安全,危及船舶的安全,对对集装箱船舶尤集装箱船舶尤为为突出。突出。 在进行集装箱装卸作业过程中,船舶运动的限度和码头可在进行集装箱装卸作业过程中,船舶运动的限度和码头可能进行装卸作业的允许波高,是海港总体设计中尚待研究解能进行装卸作业的允许波高,是海港总体设计中尚待研究解决的重要课题。决的重要课题。 三、三、码头码头前允前允许许的水流条件的水流条件码头码头前允前允许许的水流条件指不同吨的水流条件指不同吨级级的船舶,在有掩的船舶,在

90、有掩护护或无或无掩掩护护的海港的海港码头码头中,中,进进行靠泊、系泊行靠泊、系泊时时,对应对应某一流向的允某一流向的允许许流速流速值值。 经过港口的实际调查和水流对船舶作用力的计算分析,说经过港口的实际调查和水流对船舶作用力的计算分析,说明起控制作用的是船舶在拖船协助下进行靠泊时的允许流速明起控制作用的是船舶在拖船协助下进行靠泊时的允许流速值,因为同一流向、同一吨级的船舶对近岸式或离岸式码头值,因为同一流向、同一吨级的船舶对近岸式或离岸式码头靠泊允许的流速值低于对应情况下系泊允许的流速值。靠泊允许的流速值低于对应情况下系泊允许的流速值。 1、船舶靠泊作、船舶靠泊作业时业时允允许许的水流速度的水

91、流速度 不不同同吨吨级级的的船船舶舶在在拖拖船船协协助助下下,对对离离岸岸式式或或近近岸岸式式码码头头进进行行靠靠泊泊作作业业,对对应应于于流流向向与与码码头头轴轴线线成成某某一一夹夹角角1时时允允许许的的水流速度建议不超过表水流速度建议不超过表22521中的数值。中的数值。 2、船舶系泊于近岸式、船舶系泊于近岸式码头时码头时允允许许的水流速度的水流速度对对于近岸式于近岸式码头码头,其,其轴线轴线与最大流速的流向之与最大流速的流向之间间的的夹夹角角2,一般不宜大于一般不宜大于10,以便保,以便保证证船舶靠泊作船舶靠泊作业业和系泊的安全。和系泊的安全。不同吨级的船舶系泊于近岸式码头,允许的水流速

92、度建议不不同吨级的船舶系泊于近岸式码头,允许的水流速度建议不超过表超过表22522中的数值。中的数值。 3、船舶系泊于离岸式、船舶系泊于离岸式码头时码头时允允许许的水流速度的水流速度不同吨级的船舶系泊于离岸式码头时,允许的水流速度建议不同吨级的船舶系泊于离岸式码头时,允许的水流速度建议不超过表不超过表22523中的数值。中的数值。 第五第五节节油品及其他危油品及其他危险险品品码头码头一、危一、危险险品品码头码头的一般要求的一般要求1、油品火灾危、油品火灾危险险性分性分类类根根据据油油品品被被引引燃燃、爆爆炸炸的的难难易易程程度度,按按现现行行标标准准装装卸卸油油品品码码头头防防火火设设计计规规

93、范范JTJ237-99规规定定,将将油油品品的的火火灾灾危危险险性分性分为为甲、乙、丙三甲、乙、丙三类类。甲甲类类:A(15时时的蒸汽的蒸汽压压力力 0.1MP)常常见见品种有液化品种有液化石油气石油气B闪闪点点28(甲甲A类类除除外外)常常见见有有原原油油、汽汽油油、石石脑脑油油乙乙类类:28闪闪点点60常常见见有有煤煤油油、35号号轻轻柴柴油油、喷喷气燃料气燃料 丙类:丙类:闪点闪点60常见有柴油、重油、沥青、润滑油、常见有柴油、重油、沥青、润滑油、渣油渣油 2、码头码头防火防火设计设计分分级级装卸油品装卸油品码头码头防火防火设计设计,应贯彻应贯彻“预预防防为为主,防消主,防消结结合合”的

94、的方方针针,做到保障安全,使用方便,技,做到保障安全,使用方便,技术术先先进进,经济经济合理。装合理。装卸油品卸油品码头码头按按设计设计船型船型载载重吨位的大小划分重吨位的大小划分为为三三级级。一一级级海港海港船舶吨船舶吨级级(DWT)20000河港河港船舶吨船舶吨级级(DWT)5000二二级级海港海港船舶吨船舶吨级级(DWT)500020000河港河港船舶吨船舶吨级级(DWT)10005000三三级级海港海港船舶吨船舶吨级级(DWT)5000河港河港船舶吨船舶吨级级(DWT)1000 装卸常温压力式液化石油气(装卸常温压力式液化石油气(LPG)运输船应按一级码运输船应按一级码头设计。头设计。

95、 二、布置油品及其他危二、布置油品及其他危险险品品码头时应码头时应遵守的遵守的规规定定1、危危险险品品码头码头的一般要求的一般要求(1)当危)当危险险品数量品数量较较少少时时,其装卸作,其装卸作业业可与港区其他可与港区其他码头码头泊位混合使用,但泊位混合使用,但应应采取必要的安全措施,并采取必要的安全措施,并应应尽量利用端尽量利用端部泊位。堆放危部泊位。堆放危险险品的品的库场应单库场应单独独设设于港区安全地于港区安全地带带。(2)当危)当危险险品数量品数量较较大但大但货货源源稳稳定定时时,可,可设设置置专专用危用危险险品品码头码头,其布置可根据危,其布置可根据危险险品性品性质质参照石油参照石油

96、码头码头或其他有关或其他有关规规定确定。定确定。(3)装卸石油及其他危)装卸石油及其他危险险品的品的码头码头,应应按国家有关按国家有关规规定配定配置相置相应应的消防和安全的消防和安全设设施。施。(4)根据国外有关文献和)根据国外有关文献和资资料介料介绍绍,在一般情况下,适用,在一般情况下,适用于油于油码头码头的一些安全措施,无法消除因的一些安全措施,无法消除因LNG泄漏泄漏产产生可燃气生可燃气体云体云对码头对码头的危害。在的危害。在实实践中采取措施通践中采取措施通过过减少减少LNG的泄漏的泄漏量以降低火灾的量以降低火灾的风险风险。但是,从。但是,从维护维护商商业业信誉的角度出信誉的角度出发发,

97、即使即使这这种种风险风险很小,它的存在同很小,它的存在同样样是是对对安全的安全的严严重威重威协协。因。因此,此,进进一步的措施是在一步的措施是在码头码头及其周及其周围严围严格禁止火种的存在。格禁止火种的存在。 通过分析在不同自然条件下,泄漏的通过分析在不同自然条件下,泄漏的LNG形成可燃气体形成可燃气体云的组成和扩散特性,可以确定需要采取防范措施的区域,云的组成和扩散特性,可以确定需要采取防范措施的区域,可燃气体云的形成,取决于泄漏的速度和历时,气象条件如可燃气体云的形成,取决于泄漏的速度和历时,气象条件如风速、风向,以及其他一些物理因素如港区周围的高墙和停风速、风向,以及其他一些物理因素如港

98、区周围的高墙和停靠的船舶等。因此,禁止火种的最小区域的划分,随着各个靠的船舶等。因此,禁止火种的最小区域的划分,随着各个港口情况的不同而不同。为安全起见,以装船口为中心港口情况的不同而不同。为安全起见,以装船口为中心400m范围内为禁止火种区。范围内为禁止火种区。 2、有关、有关规规定定(1)油品及其他危)油品及其他危险险品品码头码头的的设计设计,除,除应执应执行行装卸油品装卸油品码头码头防火防火设计规设计规范范外,外,还应还应符合其他国家符合其他国家现现行有关行有关标标准、准、规规范和范和规规定的要求。定的要求。(2)装卸油品)装卸油品码头应码头应根据根据码头码头等等级级和火灾危和火灾危险险

99、性,性,结结合具合具体条件,以保体条件,以保证证安全、有利于防火、安全、有利于防火、灭灭火火为为原原则则合理布置。合理布置。应应尽量位于非油尽量位于非油类码头类码头常常风风向或向或强强流向的下流向的下侧侧,尽量将油品,尽量将油品码头码头布置在港口的布置在港口的边缘边缘地区,如果缺少条件,也地区,如果缺少条件,也应应尽量集中尽量集中布置,自成小区。一旦出布置,自成小区。一旦出现现火灾火灾险险情,可以方便的敷情,可以方便的敷设围设围油油缆缆加以隔离,使其控制在最小的范加以隔离,使其控制在最小的范围围内,利于扑救。内,利于扑救。(3)油品泊位与其他泊位的船舶)油品泊位与其他泊位的船舶间间距以及油品距

100、以及油品码头码头相相邻邻泊泊位的船舶位的船舶间间距距应应按照按照规规范第范第4.2.1和第和第4.2.2条确定。条确定。(4)海港和河港中位于锚地上游的装卸甲、乙类油品泊位)海港和河港中位于锚地上游的装卸甲、乙类油品泊位与锚地的距离不应小于与锚地的距离不应小于1000m,装卸丙类油品泊位与锚地的装卸丙类油品泊位与锚地的距离不应小于距离不应小于150m;河港中位于锚地下游的油品泊位与锚地河港中位于锚地下游的油品泊位与锚地的间距不应小于的间距不应小于150m。 海港甲、乙海港甲、乙类类油品泊位的船舶与航道油品泊位的船舶与航道边线边线的的间间距不宜小于距不宜小于100m,河口港及河港可根据河口港及河

101、港可根据实际实际情况适当情况适当缩缩小,但不宜小于小,但不宜小于50m。装卸甲、乙装卸甲、乙类类油品的泊位与明火或散油品的泊位与明火或散发发火化火化场场所的防所的防火火间间距不距不应应小于小于40m,其其码头码头前沿前沿线线与与陆陆上上储储油罐的防火油罐的防火间间距不距不应应小于小于50m,其他其他陆陆上与装卸作上与装卸作业业无关的无关的设设施与油品施与油品码码头头的的间间距不距不应应小于小于40m。 由于油品及其他危险品码头的危险性,设计中应该尽量由于油品及其他危险品码头的危险性,设计中应该尽量采取较先进的仪器和设备,如安装水下流速仪、靠岸测速仪采取较先进的仪器和设备,如安装水下流速仪、靠岸

102、测速仪和快速脱缆钩等。目前在一些大型油品码头设计中,已开始和快速脱缆钩等。目前在一些大型油品码头设计中,已开始使用船舶靠离智能控制系统。使用船舶靠离智能控制系统。 第六节第六节开敞式码头的布置开敞式码头的布置 一、开敞式一、开敞式码头码头平面布置的主要型式平面布置的主要型式在已建的近岸无防波堤掩在已建的近岸无防波堤掩护护的泊位,由于的泊位,由于较较大的波浪作用,大的波浪作用,船舶系泊后船舶系泊后发发生断生断缆缆、撞坏船舶和、撞坏船舶和码头码头的事故。合理的布的事故。合理的布缆缆型式和采用吸收能量型式和采用吸收能量强强、反力低的、反力低的护护舷是提高船舶舷是提高船舶对对自然条自然条件适件适应应性

103、的关性的关键键之一。之一。根据根据码头码头、船舶、船舶对对自然条件的不同适自然条件的不同适应应性,开敞式性,开敞式码头码头的的平面布置可分平面布置可分为为以下以下5种主要型式:种主要型式:1、改、改进进的常的常规规开敞式泊位开敞式泊位2、“蝶蝶”形开敞式泊位形开敞式泊位 3、兼有浮筒系泊的开敞式泊位、兼有浮筒系泊的开敞式泊位 4、多方位的开敞式泊位、多方位的开敞式泊位5、缩短式、缩短式“蝶蝶”形开敞式泊位形开敞式泊位 一般情况下,系泊型式中均需布置首一般情况下,系泊型式中均需布置首缆缆和尾和尾缆缆,这这些些缆绳缆绳的方向在船体的方向在船体纵纵向与横向之向与横向之间间。这样这样一根一根缆绳缆绳的

104、的纵纵向分力向分力发发挥挥的作用如同一根倒的作用如同一根倒缆缆,而其横向分力恰似一根横,而其横向分力恰似一根横缆缆。在。在张张紧紧状状态态下,首尾下,首尾缆缆的的纵纵向分力相反而且向分力相反而且趋趋于相互抵消,因而于相互抵消,因而船舶船舶纵纵向向约约束是低效的。首尾束是低效的。首尾缆缆作用作用仅仅在提供横向在提供横向约约束方面束方面有一些效能,在将其与横有一些效能,在将其与横缆组缆组合使用合使用时时,由于,由于弹弹性效性效应应,它,它们们的有效性将的有效性将进进一步降低。一步降低。 综上所述,设计者可以将首尾缆系缆墩之间的距离缩短一综上所述,设计者可以将首尾缆系缆墩之间的距离缩短一些,充分利用

105、横缆及倒缆来分担部分首尾缆的纵向力,这样些,充分利用横缆及倒缆来分担部分首尾缆的纵向力,这样能够有效地减少码头长度,通过模型试验证明是可行的。此能够有效地减少码头长度,通过模型试验证明是可行的。此种布置方式在国外已广泛采用。种布置方式在国外已广泛采用。 二、开敞式二、开敞式码头码头的主要特点的主要特点1 1、开敞式码头面高程要比有掩护码头高。这是因为影响开、开敞式码头面高程要比有掩护码头高。这是因为影响开敞式码头面设计高程的主要因素是设计高水位以上的波峰面敞式码头面设计高程的主要因素是设计高水位以上的波峰面高度高度c。 2、开敞式开敞式码头设计码头设计水深要比有掩水深要比有掩护码头护码头深。深

106、。3、开敞式码头的护铉及系缆设施要优于有掩护码头。、开敞式码头的护铉及系缆设施要优于有掩护码头。4、开敞式码头系泊的缆绳要比有掩护码头长,且要求弹性、开敞式码头系泊的缆绳要比有掩护码头长,且要求弹性更好。更好。 5、为减小波浪的反射,开敞式码头多为透空墩柱结构。、为减小波浪的反射,开敞式码头多为透空墩柱结构。 三、开敞式三、开敞式码头轴线码头轴线方位的方位的选择选择 通通过过对对一一些些模模型型试试验验资资料料的的综综合合分分析析,对对开开敞敞式式码码头头轴轴线方位的选择,建议考虑以下各点:线方位的选择,建议考虑以下各点: 1、船船舶舶系系泊泊于于开开敞敞式式码码头头时时的的横横风风、横横流流

107、和和横横浪浪对对船船舶舶的的作用力,是顺风、顺流、顺浪时的几倍或十几倍。作用力,是顺风、顺流、顺浪时的几倍或十几倍。 2、风风对对空空载载船船舶舶和和水水流流对对满满载载船船舶舶影影响响较较大大,其其影影响响主主要要表表现现在在船船舶舶靠靠离离码码头头作作业业过过程程中中。而而波波浪浪对对船船舶舶的的影影响响,则则表现在整个停靠过程中。表现在整个停靠过程中。 3、在在确确定定码码头头轴轴线线时时,并并要要同同时时考考虑虑与与航航道道、港港池池、栈栈桥桥等等港港口口总总体体布布置置相相协协调调,以以期期作作到到布布置置合合理理,使使用用方方便便,造造价经济的要求。价经济的要求。 四、靠船墩与系四

108、、靠船墩与系缆缆墩的布置墩的布置 船船舶舶是是通通过过首首、尾尾、倒倒、横横四四组组缆缆绳绳系系靠靠在在码码头头上上的的。由由于于各各地地自自然然条条件件和和船船型型不不同同,所所以以系系、靠靠船船墩墩的的布布置置型型式式也也不不尽尽一一致致,但但总总的的要要求求是是使使船船舶舶停停靠靠稳稳定定,缆缆绳绳布布设设合合理理,长度适当,墩子数量最少。长度适当,墩子数量最少。 1、靠船墩、靠船墩 靠靠船船墩墩的的数数量量和和间间距距主主要要取取决决于于码码头头结结构构型型式式、设设计计船船型型和需要适应的船型范围以及当地波浪的特点。和需要适应的船型范围以及当地波浪的特点。 2、系、系缆缆墩墩 为为了

109、了承承受受船船舶舶所所受受的的纵纵、横横向向外外力力和和约约束束其其运运动动,开开敞敞式式码码头头通通常常以以泊泊位位中中心心为为准准,在在前前后后对对称称设设置置首首、尾尾。横横缆缆等等46座座系系缆缆墩墩(10万万吨吨级级以以下下的的泊泊位位多多采采用用4座座系系缆缆墩墩)。系系缆缆墩墩的的布布置置型型式式和和距距离离,主主要要根根据据当当地地的的水水流流、波波浪浪条条件件和船舶尺度来决定。和船舶尺度来决定。 第七第七节节防波堤和口防波堤和口门门布置布置一、基本要求一、基本要求 防防波波堤堤的的布布置置必必须须在在满满足足港港口口水水域域尺尺度度要要求求的的前前提提下下,为为港港口口提提供

110、供对对波波浪浪、泥泥砂砂、水水流流及及冰冰的的防防护护条条件件,从从工工程程本本身身考考虑虑,应应力力求求缩缩短短防防波波堤堤的的总总长长度度,减减少少投投资资。口口门门是是船船舶舶的的出出人人口口,必必须须方方便便船船只只航航行行,并并尽尽量量减减少少进进港港的的波波能能及及泥泥沙沙,同同时时充充分分注注意意口口门门处处的的流流速速。防防波波堤堤及及口口门门的的布布置置应应考虑下列因素。考虑下列因素。 1、根据港口发展规模及远、近期总体布局,结合地形,地、根据港口发展规模及远、近期总体布局,结合地形,地质条件,做好防波堤及口门的布局及其分阶段实施步骤。质条件,做好防波堤及口门的布局及其分阶段

111、实施步骤。2、防波堤所环抱的面积,应能满足船舶操纵所需的各部分、防波堤所环抱的面积,应能满足船舶操纵所需的各部分水域以及为建设港区而填海造陆所需的面积,并应注意留有水域以及为建设港区而填海造陆所需的面积,并应注意留有适当的发展余地。适当的发展余地。 3、防波堤的布置应充分分析当地的风、浪、流、泥沙、地、防波堤的布置应充分分析当地的风、浪、流、泥沙、地质、地形、冰凌等自然资料,认真考虑建筑物对海岸的影响质、地形、冰凌等自然资料,认真考虑建筑物对海岸的影响和航行条件以及对环境的影响因素。和航行条件以及对环境的影响因素。 4、口门位置尽可能选择在天然水深较大处,并与航道的进、口门位置尽可能选择在天然

112、水深较大处,并与航道的进港方向相协调,航道进入口门的方向与强浪向的夹角不宜过港方向相协调,航道进入口门的方向与强浪向的夹角不宜过大,口门的方向、位置及口门附近外堤的布置,除有利于航大,口门的方向、位置及口门附近外堤的布置,除有利于航行外,尚须结合港口的防浪、防沙以及改善口门附近的水流行外,尚须结合港口的防浪、防沙以及改善口门附近的水流条件,进行综合考虑。条件,进行综合考虑。 二、防波堤布置二、防波堤布置防波堤的功能通常以防浪掩防波堤的功能通常以防浪掩护为护为主,除岩石海岸外,防波主,除岩石海岸外,防波堤兼有防沙的作用,口堤兼有防沙的作用,口门门位置位置应应尽量尽量临临近深水并与近深水并与进进港

113、航道港航道相相协调协调。外堤。外堤轴线应轴线应尽可能取直尽可能取直线线,不宜,不宜过过多地采用折多地采用折线线,避免港外避免港外侧侧堤堤轴线轴线形成凹角段,堤前凹角部分的波高分布不形成凹角段,堤前凹角部分的波高分布不仅仅是入射波与反射波的叠加,而且是入射波与反射波的叠加,而且还还有来自另一堤面的反射有来自另一堤面的反射波。因此波。因此设计设计中当不可避免地采用凹角中当不可避免地采用凹角时时,用曲,用曲线连线连接将有接将有明明显显的改善,的改善,规规范范规规定两堤定两堤轴线轴线的凹角不宜小于的凹角不宜小于150。 防波堤轴线与强波向尽可能避免正交,原因是入射波的运防波堤轴线与强波向尽可能避免正交

114、,原因是入射波的运动量与动量与coscos2 2(是波向与堤轴线垂线的夹角)成比例,建是波向与堤轴线垂线的夹角)成比例,建议深水堤段的垂线与入射波夹角不宜小于议深水堤段的垂线与入射波夹角不宜小于2020,并以,并以60608080较为理想。较为理想。 口口门处门处的外堤,在的外堤,在强强浪一浪一侧应侧应适当适当处处延,以构成延,以构成对进对进港船舶港船舶在在强强浪浪侧侧增加掩增加掩护护条件。堤条件。堤轴线轴线的布置的布置应应注意到避免在港内注意到避免在港内侧对侧对入射波的反射,要有利于入射波的反射,要有利于进进入港内水域波能的消散。必入港内水域波能的消散。必要要时时可通可通过过模型模型试验试验

115、改善港内的改善港内的边边界条件。当外堤所界条件。当外堤所围围的港的港内水域内水域较较大大时时,要注意到口,要注意到口门处门处形成形成过过大的流速可能影响船大的流速可能影响船舶航行。舶航行。根根据据海海岸岸的的特特点点,可可分分为为岩岩石石、沙沙质质、粉粉细细沙沙质质及及淤淤泥泥质质等等类型,外堤布置有所差别。类型,外堤布置有所差别。 1、天然海湾、天然海湾 2、平直或缓弧形沙质海岸、平直或缓弧形沙质海岸 3、泥质海岸、泥质海岸 4、粉、粉、细细沙沙质质海岸海岸1、天然海湾(1)一般以岩石呷角为特征的天然海岸,具有优越的建港条件,可以利用湾口呷角为堤根。以海湾为港口水域。规模较小的港口,可在湾的

116、一侧建单突堤,当为不对称的钩形海湾时,应优先利用海湾曲率半径小的一侧,通常该处沿岸输沙量小、距深水区近,堤长较短,如早期的我国秦皇岛港大、小码头的布置,属于这一类型。(2)当天然海湾面积大,而不可能一次性全部开发为一个港区时,为减少湾内小风区波浪对港口水域泊稳的影响,可采取在海湾一侧的海岸建港,防波堤布置采取围绕港区水域自成体系,形成岛式防波堤与突堤相结合或由双突堤形成环抱型式。(3)对于被泥沙夷平的海湾或海湾凹入海岸甚小时,基本上属于海岸建港的类型,港口水域主要依靠防波堤围成,其布置方式一般可采用双突堤环抱式或岛式防波堤与突堤组合式。2、平直或缓弧形沙质海岸在平直或弧形沙质海岸修建防波堤时,

117、一般防波堤兼有拦沙和防沙的作用,由于防波堤的建设改变了原有海岸的平衡,其影响对海岸的动态演变是不容忽视的。(1)当沿岸的流速较小、波向主要集中于港址的一侧时,可采用单突堤布置方式,堤后掩护区的范围应能满足港内水域布置的需要。(2)当两侧海岸均有较强的沿岸输沙时,海岸建港以采用双突堤环抱或岛式堤与突堤组合布置为多。(3)泥沙淤积与外堤长度的关系。沙质平直海岸,波浪及沿岸流的作用为松散海滩物质提供了较大的输送能量,有可能形成较强的纵向或横向泥沙运动,这对于确定防波堤的布置及堤端水深是至关重要的。沙质海岸的纵向泥沙运动主要集中于破波带。破波带也是波浪作用下横向运动强盛的区域,堤端应越过破波区,使航道

118、或口门附近避免骤淤的影响。从海岸的动态演变考虑,海岸上的人工建筑物拦截了沿岸的纵向泥沙运动,即使是沿岸总输沙量(指沿岸两个方向年输沙量的总和)甚小的平衡海岸,堤身两侧亦将产生堆积,离堤稍远处海岸产生冲刷。当沿岸纵向输沙一个方向远大于另一个方向时,一侧的海岸线迅速淤积前移而另一侧则冲刷后退。随着淤积一侧海岸线的推进,越堤泥沙量迅速增加,最后导致港口的严重淤积。沙质海岸的防波堤布置,必须充分注意到沿岸纵向输沙强度,并估算上游侧岸线在预计的年代里可能前移的位置和下游侧岸线的冲刷后退情况,对沿岸纵向输沙强度大的新选港址尤应重视。在已知年输沙量的情况下,防波堤应有足够的长度,在其上游侧形成相当容量的备淤

119、“库容”。当海岸泥沙有较细的颗粒,并有强流作用时,一部分泥沙将随着沿岸流绕过堤头而沉积于堤的下游侧时,将有可能形成浅滩。在设计中应注意调整堤的布置及轴线型式,使泥沙沉积远离口门,以免碍航。3、淤泥质海岸淤泥质海岸具有底坡平缓(一般1100012000)、泥沙细(d500005mm)、泥沙移动方式以悬移质为主、浑水分布范围广等特点。港内淤积量与水域面积、深水区面积和纳潮的含沙量直接相关。建于淤泥质海岸港口的防波堤布置,首先要注意到有利于减少回淤,主要采取的措施应是缩小港内无用水域,降低纳潮量,尽可能缩小浅滩面积,再就是降低纳潮水体的含沙量。淤泥质海岸的外堤布置主要有以下特点:(1)堤端水深尽量越

120、过常见浪的破波区,但从经济考虑,并不要求一次延伸至过深的深水处,以节省造价;(2)尽量缩小港内水域,以减少纳潮量和进沙量;(3)缩小不必要的浅滩水域面积;(4)正确利用浅水区深航道边坡对波浪的折射规律,调正港内主要建筑物的布置,使之处于比波高较小的区域,口门可采取正向布置,有利于航行及将来外堤的延伸。4、粉沙质海岸粉沙海岸对海岸泥沙运动来说规范尚无明确的粒级范围,一般系指海底底质分选良好,起动流速低,中值粒径大部分在0.03mm0.12mm范围内,是介于淤泥与中、粗砂之间的物质。这一粒级的泥沙,其起动流速远低于颗粒较粗的砂砾和固结后的泥质颗粒。具有启动快、沉降快、固结快的特点。自然界的粉砂底质

121、广泛存在于故河口三角洲经冲刷后退的海域,如苏北的故黄河口、河北的故滦河口、河北黄骅一带。对于这类底质的港址,防波(沙)堤的布置,要持谨慎态度,堤头位置尽量延伸至破波带以外,同时要注意沿堤流的形态及其流速,以及越过堤头穿越航道横流的流态,必要时应进行数模计算或物模试验,以确定提的平面布置形式及堤头的水深。两侧纵向输沙强度有显著差别的港口,对波浪及来沙量较小的一侧,其堤长可以适当减短,采取不对称式的布置形式。三、口三、口门门布置及尺度布置及尺度1、口、口门门布置布置 口门的位置应尽可能选择在天然水深较深、并与进港航口门的位置应尽可能选择在天然水深较深、并与进港航道协调,进人口门的航向与强浪向的夹角

122、不宜过大,以不超道协调,进人口门的航向与强浪向的夹角不宜过大,以不超过过3035为宜,口门段的流速也要充分注意,一般宜控制为宜,口门段的流速也要充分注意,一般宜控制在在25kn以下,以利进港船舶的操作,在条件困难时,口门以下,以利进港船舶的操作,在条件困难时,口门布置应专门考虑,一般采取将口门外航道上风侧的防波堤延布置应专门考虑,一般采取将口门外航道上风侧的防波堤延长,以掩护即将进人口门的船舶免受横浪作用。长,以掩护即将进人口门的船舶免受横浪作用。 口门的朝向应注意避免强浪对港口水域主要部位的直射,口门的朝向应注意避免强浪对港口水域主要部位的直射,对泊稳要求高的泊位,尽量不布置在面向口门外主浪

123、向的位对泊稳要求高的泊位,尽量不布置在面向口门外主浪向的位置。必要时,将迎浪面的岸线用作辅助岸线,并采取消浪措置。必要时,将迎浪面的岸线用作辅助岸线,并采取消浪措施。为改善口门布置及验证港内的泊稳条件,一般宜进行防施。为改善口门布置及验证港内的泊稳条件,一般宜进行防浪掩护物模型试验。浪掩护物模型试验。 口口门门布置型式,可布置型式,可为为正向式或正向式或侧侧向式。型式的向式。型式的选择应选择应根据港根据港址所在地的地形、水文、泥沙等因素以及航道的方位而定,址所在地的地形、水文、泥沙等因素以及航道的方位而定,条件条件许许可可时时,尽量采用,尽量采用侧侧向口向口门门,有利于改善水域的泊,有利于改善

124、水域的泊稳稳条条件。件。在某些情况下,也不能避开正向口在某些情况下,也不能避开正向口门门布置的方式,由于正向布置的方式,由于正向口口门门的掩的掩护护条件相条件相对较对较差,口差,口门门的朝向尽可能避开的朝向尽可能避开强强浪向,浪向,港内岸壁布置避免形成反射面或造成多次反射,宜通港内岸壁布置避免形成反射面或造成多次反射,宜通过过模型模型试验进试验进行行调调整。整。当口当口门门外天然水深外天然水深较较浅,浅,进进港航道的开挖相港航道的开挖相对较对较深深时时,航道,航道边边坡坡对对入射波的折射作用将是明入射波的折射作用将是明显显的,模型的,模型试验试验及及实实践践证证明,明,折射作用改折射作用改变变

125、了波浪在口了波浪在口门门附近的能量分布,一般是能量向附近的能量分布,一般是能量向口口门门两两侧扩侧扩散,而散,而进进入口入口门门的波能的波能相相对对减少,有利于改善港内的泊减少,有利于改善港内的泊稳稳状况。状况。对底质为粉细沙的海域,口门的位置应设在强浪破碎区以外,对底质为粉细沙的海域,口门的位置应设在强浪破碎区以外,对底质为泥的海域,口门的位置宜设在高浓度含沙区以外。对底质为泥的海域,口门的位置宜设在高浓度含沙区以外。 图口门的平面形式()正向口门;()侧向口门2、口、口门门的数量与尺度的数量与尺度(1)口)口门门数量数量口门数量与港口性质及航行要求有关,一般为口门数量与港口性质及航行要求有

126、关,一般为l2个,对于个,对于大、小船混用的综合性港口,为保证航行安全采用大、小船大、小船混用的综合性港口,为保证航行安全采用大、小船分流,设置分流,设置2个或个或2个以上的口门将是有利的。另外,南方港个以上的口门将是有利的。另外,南方港池内水体交换、防止水质恶化,北方地区浮冰排出,防止港池内水体交换、防止水质恶化,北方地区浮冰排出,防止港池冻结等都是需要考虑的。池冻结等都是需要考虑的。 (2)口)口门宽门宽度度口口门宽门宽度的定度的定义义,按交通部,按交通部海港海港总总平面平面设计规设计规范范的的规规定,定,其有效其有效宽宽度度应应是垂直于航行是垂直于航行轴线轴线的投影的投影宽宽度。度。口口

127、门门的有效的有效宽宽度度B0应为设计应为设计船船长长的的1015倍。口门有效宽度底边线至倍。口门有效宽度底边线至防波堤的距离防波堤的距离d0,应根据堤的结构型式及其安全要求确定。应根据堤的结构型式及其安全要求确定。 第八第八节导节导流、防沙堤流、防沙堤对对受受径径流流影影响响较较小小的的河河口口港港、泄泄湖湖内内港港口口以以及及挖挖入入式式港港口口,当当其其出出海海口口附附近近海海岸岸,波波浪浪和和海海流流等等动动力力条条件件较较强强、沿沿岸岸输输沙沙量量较较大大或或入入海海径径流流及及潮潮流流不不足足以以维维持持拦拦门门沙沙段段的的航航道道尺尺度度时时,经经技技术术经经济济论论证证后后可可设

128、设置置导导流流、防防沙沙堤堤。在在这这种种情情况况下下,该该堤堤同同时时具具有有导导流流、防防沙沙双双重重功功能能,其其布布置置的的原原则则也也基基本本一一致。致。 防沙、导流堤的布置应与当地水文、地貌、地形以及地防沙、导流堤的布置应与当地水文、地貌、地形以及地质等自然条件相适应,与海岸、港口的总体布局规划相协调,质等自然条件相适应,与海岸、港口的总体布局规划相协调,特别是建成后对海岸、河口及环境产生的影响进行预测,并特别是建成后对海岸、河口及环境产生的影响进行预测,并提出相应的对策和分期、分步实施的可能性。提出相应的对策和分期、分步实施的可能性。 防防沙沙、导导流流堤堤的的布布置置应应有有利

129、利于于泥泥沙沙导导入入深深海海或或港港外外,利利用用折折射射和和绕绕射射的的波波浪浪将将泥泥沙沙推推向向航航道道外外,避避免免在在口口门门和和航航道道外外形形成成涡涡流流,防防止止在在波波浪浪和和海海流流等等动动力力作作用用下下产产生生严严重重的的淤淤积积、冲冲刷刷或或改改变变航航槽槽走走向向。当当兼兼有有防防浪浪掩掩护护要要求求时时,其其布布置置应应结结合防波堤的合防波堤的设计设计原原则综则综合考合考虑虑。 在在确确定定导导流流、防防沙沙堤堤的的布布置置方方案案时时,应应综综合合考考虑虑其其他他防防淤淤、防防冲冲和和补补沙沙等等辅辅助助措措施施。在在河河口口附附近近时时,应应避避开开河河口口

130、射射流流区区和和高高含含沙沙区区,有有困困难难时时布布置置上上应应将将含含沙沙量量高高的的河河道道水水流流导导向向远离港口的地方。远离港口的地方。 一、一、导导流堤的布置流堤的布置 导流堤一般用于河口入海段的治理,但有的泻湖潮流导流堤一般用于河口入海段的治理,但有的泻湖潮流通道也有河流注入,其性质的确定,主要是和注流量与潮流通道也有河流注入,其性质的确定,主要是和注流量与潮流量的比例(亦称山一潮比)有关。我国较典型的河口导流堤量的比例(亦称山一潮比)有关。我国较典型的河口导流堤是上海黄浦江汇入长江的导流堤及营口港辽河入海段的导流是上海黄浦江汇入长江的导流堤及营口港辽河入海段的导流堤。导流堤的作

131、用是使河流输送泥沙的动力堤。导流堤的作用是使河流输送泥沙的动力水流向外海水流向外海延伸至适当水深处,避免在海浪作用下在出口处形成浅滩,延伸至适当水深处,避免在海浪作用下在出口处形成浅滩,同时为增加河口感潮段的纳潮能力,堤轴线应尽量平顺,通同时为增加河口感潮段的纳潮能力,堤轴线应尽量平顺,通常采用平行导堤或在两堤间构成向海扩大的喇叭形。我国正常采用平行导堤或在两堤间构成向海扩大的喇叭形。我国正在实施的长江口治理工程,其导治建筑物的布置,亦是由内在实施的长江口治理工程,其导治建筑物的布置,亦是由内向海扩大。两堤之间的展宽率,一般应通过模型试验确定。向海扩大。两堤之间的展宽率,一般应通过模型试验确定

132、。 二、防沙堤的布置二、防沙堤的布置防防沙沙堤堤的的功功能能是是拦拦截截在在波波浪浪作作用用下下的的沿沿岸岸输输纱纱,以以减减少少挖挖入入式式港港区区或或泻泻湖湖潮潮汐汐通通道道泥泥沙沙淤淤积积,并并起起到到防防波波的的作作用用,对对于于纳纳潮潮量量大大的的泻泻湖湖通通道道,也也起起到到导导流流作作用用,亦亦可可称称为为防防沙沙导导流流堤堤。其其与与河河口口导导堤堤的的不不同同之之处处,在在于于无无河河流流径径流流及及泥泥沙沙的的注注入入,其其平平面面布布置置形形式式,可可以以根根据据不不同同的的要要求求和和自自然然条条件件而而采用不同的形式。采用不同的形式。 防沙堤亦可防止在正向波浪作用下的

133、横向泥沙运动而造成防沙堤亦可防止在正向波浪作用下的横向泥沙运动而造成航道穿越破波区或水下沙坝段的堆积,尤其在暴风浪经常出航道穿越破波区或水下沙坝段的堆积,尤其在暴风浪经常出现的港址,易造成航道口的骤淤而发生碍航事故。防沙堤对现的港址,易造成航道口的骤淤而发生碍航事故。防沙堤对进、出港口的船只亦起到防浪掩护作用,保证航行船舶不受进、出港口的船只亦起到防浪掩护作用,保证航行船舶不受波浪的影响。波浪的影响。 图防沙、导流堤平面布置的主要形式第九第九节节锚锚地地锚锚地是在水域中指定地点地是在水域中指定地点专专供船舶停泊以及供船舶供船舶停泊以及供船舶进进行水上行水上装卸作装卸作业业的的场场所。所。锚锚地

134、按位置划分,可分地按位置划分,可分为为港外港外锚锚地和港内地和港内锚锚地。其划分一般以防波堤地。其划分一般以防波堤为为界,防波堤以外界,防波堤以外为为港外港外锚锚地,地,以内以内为为港内港内锚锚地;按功能划分,可分地;按功能划分,可分为为候潮、引航、候潮、引航、检检疫、疫、避避风风、装卸、危、装卸、危险险品、熏蒸、油船、品、熏蒸、油船、货舱货舱;军军用和防台等多用和防台等多种种锚锚地。在我国常用地。在我国常用锚锚地有:地有:引航引航锚锚地:等候引航地:等候引航员执员执行引航任行引航任务务的的锚锚地;地;检检疫疫锚锚地地:供供外外轮轮抵抵港港后后进进行行卫卫生生检检疫疫的的锚锚地地,有有时时则则

135、兼兼供供引引水水、海海关关、联联检检的的锚锚地地;停停泊泊锚锚地地:船船舶舶到到离离港港的的锚锚地地,供船舶待泊、候潮的供船舶待泊、候潮的锚锚地;地;避避风锚风锚地:供船舶地:供船舶躲躲避避风风浪的浪的场场所;所; 装卸锚地:供船舶在水上过驳作业的场所装卸锚地:供船舶在水上过驳作业的场所 一、港口一、港口锚锚地数量地数量港口港口锚锚地数量的配置,往往依据到港船舶密度、港口生地数量的配置,往往依据到港船舶密度、港口生产产组织组织以及港口水域自然以及港口水域自然环环境等境等综综合因素决定。合因素决定。锚锚地地设设置数量置数量没有固定模式。一些港口没有固定模式。一些港口仅设仅设有一个有一个锚锚地而担

136、地而担负负各种各种锚锚地的地的功能和用途。而另一些港口功能和用途。而另一些港口则则因航道、水深、底因航道、水深、底质质以及掩以及掩护护条件影响条件影响设设置多置多处专处专用用锚锚地。一般情况下,油船及液体化工地。一般情况下,油船及液体化工品船品船应设应设置置专专用用锚锚地。地。 锚地位置应选在靠近港口,天然水深适宜,海底平坦,锚锚地位置应选在靠近港口,天然水深适宜,海底平坦,锚抓力好,水域开阔,风、浪、水流较小,便于船舶进出航道,抓力好,水域开阔,风、浪、水流较小,便于船舶进出航道,并远离礁石、浅滩以及具有良好定位条件的水域。并远离礁石、浅滩以及具有良好定位条件的水域。 二、二、选择锚选择锚地

137、地时应时应考考虑虑的港口自然条件和地理的港口自然条件和地理环环境境1、水域开、水域开阔阔:有足:有足够够的水域供船舶抛的水域供船舶抛锚锚和起和起锚锚操操纵纵,不妨,不妨碍其他船舶航行。周碍其他船舶航行。周围围无暗礁和浅无暗礁和浅滩滩,以防走,以防走锚锚触礁或触礁或搁搁浅浅等海事,等海事,应应充分收集和了解海充分收集和了解海图图,注意避免海底,注意避免海底电缆电缆和不明和不明危危险险物潜伏水下,必要物潜伏水下,必要时应时应在在锚锚地及其周地及其周围进围进行行扫扫海。海。2、避、避风风条件:条件:锚锚地地应应有一定掩有一定掩护风护风浪的水域,避台浪的水域,避台风锚风锚地地最好最好选择选择有有陆陆地

138、或地或岛屿环岛屿环抱的抱的锚锚泊水域。泊水域。3、水流条件:流向要相对稳定和无回流现象,流速较小为、水流条件:流向要相对稳定和无回流现象,流速较小为好。好。 4、水深与底、水深与底质质:锚锚地水深地水深应应根据船舶根据船舶实际实际吃水来吃水来选择选择适当适当水深,水深,风风浪大浪大时应时应防止防止颠颠簸触底。簸触底。锚锚地底地底质质与与锚锚抓力关系极抓力关系极为为密切,密切,软软硬适度的泥硬适度的泥质质、泥沙底、泥沙底质锚质锚抓力最好,沙泥次之。抓力最好,沙泥次之。应应避免在硬粘土、硬砂土、多礁石与抛石地区避免在硬粘土、硬砂土、多礁石与抛石地区设设置置锚锚地。另地。另外要求海底平外要求海底平缓

139、缓,保,保证锚链证锚链有足有足够够的的铺铺地地长长度。海底坡度大度。海底坡度大时时在波浪作用下容易走在波浪作用下容易走锚锚。新建。新建锚锚地地应进应进行行钻钻探取探取样样,弄清,弄清底底质质成分和成分和锚锚抓力。抓力。5、回旋余地:回旋余地应根据底质、锚泊时间长短、障碍、回旋余地:回旋余地应根据底质、锚泊时间长短、障碍物、气象和海洋环境确定回旋余地尺度。对于底质差、锚泊物、气象和海洋环境确定回旋余地尺度。对于底质差、锚泊时间短、气象恶劣的情况下,要求距浅滩、陆岸、固定障碍时间短、气象恶劣的情况下,要求距浅滩、陆岸、固定障碍物的距离为:一般全部链长物的距离为:一般全部链长+2倍船长;对于其他锚泊

140、船和浮倍船长;对于其他锚泊船和浮标等活动物的距离应为:一般全部链长标等活动物的距离应为:一般全部链长+1倍船长;对于底质倍船长;对于底质好、气象条件良好的情况下,回旋尺度可较上述尺度小些。好、气象条件良好的情况下,回旋尺度可较上述尺度小些。 三、三、锚锚位数的确定位数的确定船舶到港(到达)是随机的,每艘船在港装卸服船舶到港(到达)是随机的,每艘船在港装卸服务务的的时间时间也是随机的,也是随机的,这这种随机服种随机服务务系系统统可以用可以用计计算机模算机模拟拟和排和排队论队论方法方法进进行行计计算。算。对对于船舶到达,服于船舶到达,服务务遵从一定的遵从一定的统计规统计规律的律的数学模型,可以用排

141、数学模型,可以用排队论队论方法方法计计算,有些文献上亦有算,有些文献上亦有图图表可表可查查,计计算方便。算方便。根据国内外大量的根据国内外大量的资资料料证实证实,船舶到达均遵从泊松分布。,船舶到达均遵从泊松分布。在本文中船舶到达是按泊松分布在本文中船舶到达是按泊松分布计计算的。算的。 每艘船在港装卸服务的时间则遵循负指数分布,每艘船在港装卸服务的时间则遵循负指数分布,K阶爱尔阶爱尔兰分布或定长分布。本文按负指数分布计算,二阶爱尔兰分兰分布或定长分布。本文按负指数分布计算,二阶爱尔兰分布和定长分布的数学模型可以用负指数分布模型的计算结果布和定长分布的数学模型可以用负指数分布模型的计算结果进行换算

142、。进行换算。 本本处处采用的数学模型采用的数学模型缩缩写写为为MMS排排队队模型,其表示的模型,其表示的是:船舶到达是:船舶到达为为泊松分布,占用泊松分布,占用码头码头的的时间为负时间为负指数分布;指数分布;泊位数泊位数为为S个。个。假定:假定:为为平均每天到达的船舶艘数:平均每天到达的船舶艘数:1/为为平均每条船占用平均每条船占用泊位的天教;泊位的天教;/为为平均每天被利用的泊位数;平均每天被利用的泊位数;P/(S.)为为平均泊位利用系数。平均泊位利用系数。在港有在港有n艘船(包括港内和锚地)的状态概率:艘船(包括港内和锚地)的状态概率: 四、四、锚锚地系泊水域尺度的确定地系泊水域尺度的确定

143、1、平面尺度、平面尺度(1)采采用用单单锚锚系系泊泊时时,每每个个锚锚位位所所占占水水域域为为一一圆圆形形面面积积,其其半半径径的的计计算算主主要要由由设设计计船船长长、锚锚链链投投影影长长度度和和安安全全富富裕裕距距离离组组成。成。规规范范规规:当当风风力力7级时级时RL3h90风风力力7级时级时RL4h145h锚锚地水深(地水深(m)(2)采采用用单单浮浮筒筒或或双双浮浮筒筒系系泊泊时时,每每个个锚锚位位的的占占用用面面积积取取决决于于设设计计船船长长、锚锚链链的的水水平平投投影影长长度度和和安安全全富富裕裕距距离离,计计算算方法方法详见规详见规范第范第4.7.5条。条。 设计锚地时应主要

144、锚地的边缘与航道边线的安全距离:设计锚地时应主要锚地的边缘与航道边线的安全距离:港外锚地不应小于港外锚地不应小于2-3倍设计船长;港内锚地采用单浮筒或单倍设计船长;港内锚地采用单浮筒或单锚系泊时不应小于锚系泊时不应小于1倍设计船长;采用双浮筒系泊时不应小倍设计船长;采用双浮筒系泊时不应小于于2倍设计船宽。倍设计船宽。 2、锚锚地水深地水深港港外外锚锚地地水水深深不不应应小小于于设设计计船船型型满满载载吃吃水水的的1.2倍倍,当当波波高高(H)超超过过2m时时,应应波波浪浪增增加加富富裕裕深深度度。港港内内锚锚地地水水深深应应与与码头码头前沿前沿设计设计水深相同。水深相同。五、港内装卸五、港内装

145、卸锚锚地地为为利利用用港港内内良良好好的的掩掩护护条条件件,提提高高港港口口吞吞吐吐能能力力和和调调节节泊泊位位不不足足的的问问题题,有有些些港港口口利利用用港港内内空空闲闲水水域域设设置置港港内内装装卸卸锚锚地地。为为节节约约占占用用水水域域,多多采采用用单单、双双浮浮筒筒锚锚地地的的形形式式。设设计计中中应应注意锚地解系时的作业条件和锚地距航道和码头的安全距离。注意锚地解系时的作业条件和锚地距航道和码头的安全距离。 第十第十节节港作拖船港作拖船港作拖港作拖轮轮是港口的重要是港口的重要设备设备。在低速航行的。在低速航行的终终端水域或狭端水域或狭窄的港内,船舶自力操窄的港内,船舶自力操纵纵能力

146、能力严严重受限,不重受限,不论论是是进进出口出口时时保保向、改向和制向、改向和制动动操操纵纵,还还是靠离泊中的横推、拖出、就地是靠离泊中的横推、拖出、就地调调转转操操纵纵均需拖均需拖轮协轮协助;在港内特助;在港内特别别是开敞式泊位,大型和超是开敞式泊位,大型和超大型船舶如果没有拖大型船舶如果没有拖轮协轮协助,也就没有安全的操助,也就没有安全的操纵纵。使用拖。使用拖轮轮一般需提前一般需提前预约预约,实实施之前,本船船施之前,本船船长应长应与拖与拖轮轮船船长讲长讲明明操操纵纵方案。方案。一、港作拖一、港作拖轮轮的种的种类类 港作拖轮根据推进器分类的不同主要有港作拖轮根据推进器分类的不同主要有Z性传

147、动推进器拖性传动推进器拖轮(俗称轮(俗称Z形或形或ZP形拖轮)、平旋推进器拖轮(简称形拖轮)、平旋推进器拖轮(简称VSP形形拖轮),以及可变螺距推进器拖轮(简称拖轮),以及可变螺距推进器拖轮(简称CPP形拖轮)三种。形拖轮)三种。老式的带普通舵的固定螺距推进器拖轮(简称老式的带普通舵的固定螺距推进器拖轮(简称FPP拖轮)虽拖轮)虽越来越少,但仍有使用。前三种拖轮中,国内使用最多的是越来越少,但仍有使用。前三种拖轮中,国内使用最多的是ZP形拖轮,其推进器外配有导流罩,主机主轴经传动轴两度形拖轮,其推进器外配有导流罩,主机主轴经传动轴两度90 改向,推进器轴可绕竖轴作旋转运动。改向,推进器轴可绕竖

148、轴作旋转运动。 二、港作拖二、港作拖轮轮的的选择选择与配置与配置港作拖港作拖轮轮的的选择应结选择应结合使用要求,目前常用的三种拖合使用要求,目前常用的三种拖轮轮各各自具有不同的特性。当沿海港口自具有不同的特性。当沿海港口辅辅助船舶靠离作助船舶靠离作业业,需要,需要经经常常变换顶变换顶推或拖推或拖带带船舶的不同部位船舶的不同部位时时,宜,宜选选用全回用全回转转型(型(Z型)拖型)拖轮轮。当主要承担。当主要承担顶顶推或兼有拖船作推或兼有拖船作业时业时,宜,宜选择选择可可变变螺距推螺距推进进器(器(C.P.P型)拖型)拖轮轮。 拖轮的配置可参考规范第拖轮的配置可参考规范第4.9.3条计算。根据经验,

149、引水员条计算。根据经验,引水员在引领大型船舶时,可以得心应手地控制拖轮的总数不超过在引领大型船舶时,可以得心应手地控制拖轮的总数不超过6艘。艘。 第十一第十一节节港池泥沙回淤港池泥沙回淤港港池池泥泥沙沙回回淤淤是是一一个个比比较较复复杂杂的的问问题题,不不同同的的底底质质、不不同同的的水水流流条条件件使使其其具具有有不不同同的的运运动动特特性性和和淤淤积积状状态态。因因此此,在在具具体体的的港港口口设设计计中中,往往往往投投入入很很大大的的精精力力,研研究究如如何何避避免免和和减减少少港港池池的的泥泥沙沙回回淤淤。在在港港址址选选择择、防防波波(沙沙)导导流流堤堤布布置置以以及及港港池池布布置

150、置时时需需要要作作多多方方案案的的综综合合比比较较,以以求求最最大大限限度度的的减少港池泥沙回淤。减少港池泥沙回淤。一一、减少港池回淤的主要、减少港池回淤的主要设计设计原原则则1、通通过过调调整整航航道道、防防波波(沙沙)导导流流堤堤和和口口门门的的布布置置,尽尽量量减少高含沙量的水体减少高含沙量的水体进进入港池,切断或减少泥沙来源。入港池,切断或减少泥沙来源。2、在在满满足足使使用用要要求求和和充充分分考考虑虑远远景景发发展展的的前前提提下下,港港内内水水域面域面积应积应适当适当缩缩小,以减少水体交小,以减少水体交换为换为手段减少港池淤手段减少港池淤积积量。量。3、调整突堤码头的布置,减少或

151、减弱港池内的环流,以减、调整突堤码头的布置,减少或减弱港池内的环流,以减轻港池内的落淤。轻港池内的落淤。 二二、港池回淤的估算、港池回淤的估算在在海海港港水水文文规规范范JTJ213-98中中,附附录录N第第N.0.3条条对对基基本本处处于于冲冲淤淤平平衡衡状状态态下下的的淤淤泥泥质质浅浅滩滩水水域域中中开开挖挖的的港港池池提提出出了了推推荐荐的的计计算算公公式式。该该公公式式除除适适用用于于一一般般有有掩掩护护港港口口的的港港内内水水域域,包包括括港港池池、码码头头前前停停泊泊水水域域、回回旋旋水水域域和和港港内内航航道道等等的的淤淤积积计计算算外外,还还适适用用于于挖挖入入式式港港池池、开

152、开敞敞式式码码头头的的停停泊泊水水域和回旋水域的淤域和回旋水域的淤积计积计算。算。对对于于沙沙质质海海岸岸突突堤堤式式建建筑筑物物,规规范范JTJ213-98附附录录P提提出出了了上游岸上游岸线线演演变预报计变预报计算的公式。算的公式。由由于于泥泥沙沙运运动动的的复复杂杂性性,港港池池淤淤积积的的计计算算精精度度并并不不能能令令人人满满意意,实实际际需需要要时时应应根根据据工工程程的的重重要要性性,采采用用公公式式估估算算、数数学模型和物理模型学模型和物理模型试验试验方法确定。方法确定。第十二第十二节节港口整体模型港口整体模型试验试验和数学模型和数学模型试验试验的主要要求和的主要要求和内容内容

153、在港口工程的前期工作中在港口工程的前期工作中为为了配合了配合总总体布置的体布置的优优化,需要化,需要对对很多基很多基础础性的工作性的工作进进行研究,如港内流行研究,如港内流场场分布、港内波高分分布、港内波高分布、港内淤布、港内淤积积强强度分布等。度分布等。鉴鉴于目前于目前对对上述上述问题问题的的认识认识水平水平和和计计算精度算精度还还不能不能满满足工程的需要,因此,模型足工程的需要,因此,模型试验还试验还是不是不可或却的手段,已可或却的手段,已经经成成为为港口工程前期工作的重要内容之一。港口工程前期工作的重要内容之一。 在实际工作中,设计人员广泛的使用模型试验进行比较在实际工作中,设计人员广泛

154、的使用模型试验进行比较和优化总体布局方案,但为了缩短试验周期、减少试验费用,和优化总体布局方案,但为了缩短试验周期、减少试验费用,往往根据设计阶段的不同和工程重要程度的不同而分别采用往往根据设计阶段的不同和工程重要程度的不同而分别采用数学模型和物理模型。在选址、预可行性研究和工程可行性数学模型和物理模型。在选址、预可行性研究和工程可行性研究阶段,一般多采用数学模型计算方法,在初步设计阶段研究阶段,一般多采用数学模型计算方法,在初步设计阶段一般多采用物理模型试验方法。一般多采用物理模型试验方法。 由于由于计计算机算机计计算速度的提高和算速度的提高和计计算算软软件功能的件功能的扩扩展,数学展,数学

155、模型模型计计算的工程范算的工程范围较围较物理模型物理模型试验试验的范的范围围要大的多,特要大的多,特别别是是计计算机可以分算机可以分级级迭套迭套计计算,因此数学模型算,因此数学模型计计算具有更大的算具有更大的灵活性。灵活性。目前港口整体数学模型和物理模型的内容主要是目前港口整体数学模型和物理模型的内容主要是针对针对港内港内流流场场、港内波、港内波稳稳和港池淤和港池淤积积。在沿岸泥沙运。在沿岸泥沙运动动比比较剧较剧烈的地烈的地区或在区或在软软弱沉弱沉积层较积层较厚且需要厚且需要较较深开挖深开挖时时,也有用来分析确,也有用来分析确定港外流定港外流场变场变化和敏感地区的淤化和敏感地区的淤积问题积问题

156、。 设计人员应该根据工程和设计阶段的需要,提出不同的试设计人员应该根据工程和设计阶段的需要,提出不同的试验要求和内容,由试验承担人员按相应的试验规程进行计算验要求和内容,由试验承担人员按相应的试验规程进行计算和试验。和试验。 一、一、试验试验的主要内容和要求的主要内容和要求1、流、流场类计场类计算和算和试验试验该类试验该类试验主要有两个目的:主要有两个目的:(1)港港外外大大流流场场变变化化:一一般般要要求求预预报报工工程程建建设设前前后后在在不不同同布布局局方方案案时时港港口口水水域域流流场场变变化化以以及及对对港港口口工工程程和和周周边边环环境境的的影影响响;堤堤头头、口口门门和和其其他他

157、敏敏感感地地区区在在不不同同潮潮时时的的流流场场变变化化,为为宏宏观观决策和必要决策和必要时时采取工程措施提供科学依据。采取工程措施提供科学依据。(2)港港内内流流场场变变化化:要要求求预预报报港港内内在在不不同同布布置置、不不同同潮潮时时的流的流场变场变化,化,为优为优化港内布置提供依据。化港内布置提供依据。这类试验和计算输入的参数一般是根据这类试验和计算输入的参数一般是根据海港水文规范海港水文规范JTJ213-98第第9.2条规定的海流观测基本要求施测得到的。要条规定的海流观测基本要求施测得到的。要求提交的报告应包括流场图、分析意见和结论。求提交的报告应包括流场图、分析意见和结论。 2、波

158、浪、波浪类计类计算和算和试验试验 这这类类试试验验主主要要用用来来预预报报、校校验验在在不不同同布布置置、不不同同水水深深、不不同同浪浪向向、不不同同重重现现期期波波浪浪情情况况下下的的港港内内外外波波浪浪场场的的变变化化,在在一一些些开开敞敞式式码码头头的的试试验验中中,也也经经常常增增加加船船舶舶模模型型,以以实实测测船船舶舶在在波波浪浪作作用用下下的的运运动动状状态态。其其试试验验成成果果一一般般用用来来校校验验港港内内波波稳稳情情况况,优优化化码码头头泊泊位位的的布布置置;校校验验码码头头前前沿沿的的设设计计波波浪,为码头的结构设计提供依据。浪,为码头的结构设计提供依据。 3、回淤、回

159、淤类计类计算和算和试验试验计计算和算和试验试验的目的主要是分析的目的主要是分析预测预测港内、外敏感地区的泥港内、外敏感地区的泥沙淤沙淤积积强强度和淤度和淤积积量,量,为进为进一步一步优优化化总总体布局以及体布局以及验证验证工程工程措施的效果提供依据。措施的效果提供依据。试验试验需要需要输输入的参数同流入的参数同流场类试验场类试验,但,但应应增加水体含沙增加水体含沙浓浓度和海底底度和海底底质质的物理指的物理指标标(如泥沙粒径、启(如泥沙粒径、启动动流速等)以便流速等)以便建模使用。在大建模使用。在大风频风频繁的地区,繁的地区,还应还应关心关心风风后后骤骤淤的情况。淤的情况。这时还应这时还应提供大

160、提供大风风的的资资料(如料(如风时风时、风风速等)和大速等)和大风过风过境境时时的流速、水体含沙量。的流速、水体含沙量。提交的提交的报报告告应应包括指定地点的淤包括指定地点的淤积积强强度、年淤度、年淤积积量和减淤量和减淤措施。措施。 在在设设计计实实践践中中,上上述述三三类类计计算算和和试试验验往往往往根根据据工工程程的的需需要要和试验单位的试验条件进行组合,突出重点,减少重复。和试验单位的试验条件进行组合,突出重点,减少重复。 第十三第十三节节船舶主尺度的船舶主尺度的选选取原取原则则 一一、设设计计船船型型尺尺度度是是确确定定港港口口码码头头、回回旋旋水水域域、航航道、道、锚锚地等有关尺度和

161、装卸地等有关尺度和装卸设备选设备选型的基本依据。型的基本依据。二二、以以现现有有在在航航船船舶舶资资料料为为基基础础,适适当当参参考考船船舶舶设设计计的的新新趋趋势势,以以海海港港工工程程设设计计的的实实际际需需要要为为目目的的,广广泛泛调调查查、充分收集相关船型、充分收集相关船型资资料。料。三三、针针对对设设计计需需要要的的船船型型参参数数进进行行分分类类统统计计,绘绘制制保保证证率曲率曲线线。四四、关关于于设设计计船船型型尺尺度度保保证证率率取取值值标标准准,应应根根据据使使用用的的用用途途和和重重要要程程度度确确定定,一一般般情情况况下下,选选取取保保证证率率为为85%的的设计设计船型尺度是船型尺度是经济经济合理的。合理的。

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