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某浮码头设计方案

2020-05-26 02:07:27 《中国水运》 2020年3期

宋爽

摘 要:浮码头是沿海小型游船常采用的码头结构,码头面能随着水位的变化而升降,可以供游船停靠和旅客上下船。浮码头主要的结构形式有趸船结构、浮箱结构和浮筒结构。随着经济的发展,旅客的需求发生变化,浮码头的设计重点也发生着变化。本文将通过论述某旅游码头工程的设计方案对比,为类似浮码头设计提供经验借鉴。

关键词:浮码头;趸船结构;浮筒结构;设计

浮码头是沿海小型游船常采用的码头结构,码头面能随着水位的变化而升降,可以供游船停靠和旅客上下船。浮码头主要的结构形式有趸船结构、浮箱结构和浮筒结构。随着经济的发展,旅客的需求发生变化,浮码头的设计重点也发生着变化。本文将通过论述某旅游码头工程的设计方案对比,为类似浮码头设计提供经验借鉴。

本工程背景为某市海域渔业资源枯竭,以渔业为生的部分渔民面临失业,大多数渔民需要转产另谋出路,希望从事与海洋相关的行业。本旅游码头工程建成后,可以安置部分待业渔民,帮助他们转产就业,从事与旅游业相关的第三产业,解决部分渔民的转产就业问题。因此,本项目的建设是渔民转产就业的需要。

1 设计条件及要求

1.1 自然條件

设计高水位:4.05m,设计低水位:0.62m,极端高水位:5.61m,极端低水位:-l.22m。

最高高潮位:4.66m,最低低潮位:-0.30m,平均高潮位:3.48m,平均低潮位:1.44m,平均海面:2.40m,最大潮差:3.87m,最小潮差:0.44m,平均潮差:2.04m。

本地区的潮流特性与驻波型潮波系统一致,在一个潮周期内,最大流速发生在中潮位前后,而高平潮和低平潮前后为缓流时刻。本海区为规则半日潮流,涨潮历时小于落潮历时,涨潮流速大于落潮流速。

本区地处华北平原,冬季常受寒潮侵袭,产生海冰。根据海冰实测资料分析统计,本区初冰日在12月上旬,盛冰日在12月下旬,融冰日在2月下旬,终冰日在3月上旬,总冰期约3个月,其中盛冰期约2个月。

1.2 环境条件

本工程的施工期会对区域环境造成一定影响,施工期间尽量控制污染物排放总量,采用设计控制和港口运营相结合方案,设置环境监测与管理机构,适当配备相应环保设施。施工完毕后,环境会逐渐恢复。

1.3 设计船型主尺度

旅游码头建成后主要到港船舶为快艇、游船和气垫船,设计代表船型主尺度见表1。

2 设计主尺度

2.1 码头系泊水域宽度

旅游码头建成后主要到港船舶为快艇、游船和气垫船,设计代表船型主尺度见表1。

系泊水域宽度根据《游艇码头设计规范》(JTS165-7-2014)5.2.8条规定进行计算:

各设计船型的系泊方式及对应的系泊水域宽度计算结果列表2。

2.2 码头系泊水域长度

系泊水域长度应满足船舶安全系泊的要求,根据《游艇码头设计规范》(JTS165-7-2014)5.2.9条规定按下列公式确定:

各设计船型的系泊方式及对应的系泊水域长度及支浮桥长度计算结果列表3。

为提高码头的通用性,考虑小型游船泊位和游船泊位可停靠游船、气垫船两种船型,因此在尺寸选择上,小型游船泊位和游船泊位取大值。

2.3 码头前沿设计水深

根据《海港总体设计规范》(JTS165-2013)5.4.12条规定进行计算:

Z2—备淤富裕深度(m),根据回淤强度、维护挖泥间隔期的淤积量计算确定,对于不淤港口,可不计备淤深度;有淤积的港口备淤深度不宜小于0.4m。

考虑气垫船吃水很小,本次计算不考虑此船型。各设计船型系泊水域设计水深计算结果列表4。

由表4可知,三种设计船型的最大设计水深为2m,取为整个码头前沿设计水深。

根据《游艇码头设计规范》(JTS165-7-2014)5.1.6条规定,沿海游艇码头港池设计水深的起算面应采用极端低水位。考虑到工程区域的泥沙淤积及旅游码头的实际运营情况,对港池水深的起算面做了些调整。由于本工程营运期为4月至10月,参考国家海洋局海洋出版社出版的《潮汐表》4月至10月的潮汐数据,对潮汐数据进行数据分析,潮高最低值为0.69m,高于设计低水位0.62m,因此本次设计采用设计低水位为0.62m作为港池底标高起算面,则系泊水域设计底高程为-1.38m,取-1.4m。

3 码头结构选型

3.1 浮码头结构方案简述

根据工程区域的地质条件,并参照类似码头的结构型式,该工程码头的结构型式宜采用浮码头结构。

3.1.1水工建筑物结构方案一(浮筒方案)

浮筒结构由500mm×500mm×400mm的高分子高密度聚乙烯材料浮筒拼接而成,浮筒之间通过销钉组装成片,结构面铺设25mm厚塑木面板,上部安装护栏、系船柱和橡胶护舷,通过打ф426mm(壁厚11mm)、ф560mm(壁厚13mm)钢管桩进行定位。

新建两座桩基现浇混凝土墩台,与码头上下客平台衔接,墩台基础为4根ф800mm钻孔灌注桩,桩底高程-17.0m。墩台两侧预留钢引桥固定铰支座,钢引桥长20.0m,宽2.0m,与浮筒结构通过滑道设备连接。

3.1.2水工建筑物结构方案二(钢趸船方案)

码头部分为钢制趸船结构,由厂家整体分段制作后运至现场拼接,趸船上布设系船柱和橡胶护舷,通过打ф426mm(壁厚11mm)和打ф560mm(壁厚13mm)的钢管桩进行定位。

新建两座桩基现浇混凝土墩台,与原有码头衔接,墩台基础为4根ф800mm钻孔灌注桩,桩底高程-17.0m。墩台两侧预留钢引桥固定铰支座,钢引桥长20.0m,宽2.0m,与钢趸船机构通过滑道设备连接。

3.2 方案比选

本次设计中,根据当地条件并综合未来发展需要,旅游码头结构型式共提出两个方案,两种方案将从结构特点、施工难易程度、结构耐久性、使用期的可维护性四个方面进行比选,详见下表5。

施工难易度 施工经验较为成熟;浮筒的运输和安装都较简单,不需要大型施工机具,施工方法较简单 施工经验较为成熟;趸船制作完成后托运到工程建设地点进行拼接按照,需施工机械辅助拼接。

结构耐久性

浮筒材料采用高分子高密度聚乙烯材料,具有高韧性、高强度的特点,重量轻、浮力大、耐酸碱、不易老化,不受化学品、药剂、油渍及水生物的侵蚀,结构耐久性较好 外部涂有防腐涂层,结构耐久性良好。

使用期可维护性 浮筒破损后,可通过拆卸、更换新筒来修复工作,施工较简单,费用较低。 模块化结构,可拆卸维修,但单个趸船结构重量较大,需要施工机械配合吊运。

通过以上四个方面进行比选,推荐方案一浮筒码头结构型式。

4 结论

本工程通过分析结构特点、施工难易度、结构耐久性、使用期可维护性等条件,对钢趸船结构和浮筒结构进行了方案比选,希望为类似浮码头设计提供思路借鉴。

参考文献:

[1].JIJ 294-1998斜坡码头及浮码头设计与施工规范[S].

[2].汤建忠,李银海,孙振华,等.浅谈利用趸船浮码头解决邵仙套闸靠船难题[J]. 中国水运,2010,10(2):65-66.

[3].厉泽逸,尹政兴,徐卫军. 宽边滩大落差浮码头设计[J].人民长江,2011,42(20):45-57.