海显盛

(湖南省交通规划勘察设计院， 湖南 长沙　410008)



内河汽车滚装泊位创新设计

海显盛

(湖南省交通规划勘察设计院， 湖南 长沙410008)

摘要：以工程实例为背景，介绍一种新型汽车滚装泊位结构型式。通过在高桩梁板码头平台下方设置定位趸船，以及自动升降式引桥，形成滚装作业通道。该结构型式具备吊装、滚装两种作业模式，装卸较为灵活。

关键词：商品汽车； 滚装泊位； 趸船； 净空高度

岳阳港城陵矶港区松阳湖作业区，占据湖南最优质的长江岸线资源和独特的区位优势，是岳阳港的核心作业区。松阳湖作业区规划主要用途为集装箱、商品汽车，并兼顾一般件杂货。目前松阳湖作业区一期工程3个集装箱泊位已建成投产，二期工程拟新建7个3 000 t级多用途泊位(4个位于一期上游、3个位于一期下游)。其中，紧邻一期工程下游的4#泊位主要用于商品汽车装卸(图1)，该泊位也是城陵矶整车进口口岸的后期配套设施之一。由于4#泊位是一个中间泊位，其结构若采用传统的浮码头或斜坡码头结构型式，将中断前沿平台连续性，不仅造成下游5#、6#泊位码头前沿交通组织困难，而且降低了一二期码头整体美观度。通过多方案比选、组织专家论证，设计单位提出一种依托直立式码头平台实现滚装作业功能的新型结构型式[1]，该结构型式具备滚装、吊装两种作业模式，装卸较为灵活。

图1　总平面布置图

1自然条件[2]

1.1工程水文

设计高水位：33.00 m(20 a一遇，85国家高程系，下同)；

设计低水位：17.40 m(近期98%保证率水位)。

1.2工程地质

勘探揭露的地层，按由新至老的顺序分别为： ①人工填土、 ②种植土、 ③粉质黏土、 ④淤泥质粉质黏土、 ⑤粉细砂、 ⑥黏土、 ⑦圆砾、 ⑧-1全风化板岩、 ⑧-2强风化板岩、 ⑧-3中风化板岩、 ⑨断层角砾岩。码头桩基持力层为⑧-2强风化板岩。

2平面布置

2.1设计船型

设计船型尺度见表1。

表1 设计船型参数表m船型总长型宽型深满载吃水3000t杂货船11016.2—3300TEU集装箱船11016.35.02.8～4.3800车位汽车滚装船10717.84.12.7

2.2码头前沿线

综合考虑河势、防洪、水深、通航等因素，一期工程码头前沿线基本平行+17.00 m等深线布置。一期工程运行已超过5 a，港池年维护疏浚量较小，码头前沿线布置基本合理。因此，二期工程下游3个泊位码头前沿线考虑与一期工程齐平(图1)。

2.3水域布置

二期工程下游3个泊位总长378 m。码头平台通过3#、4#引桥接岸。3#引桥采用浮趸自动升降结构，专门用于4#泊位商品汽车装卸。4#引桥为固定引桥，与一期工程2#引桥形成环形通道，用于码头前沿水平交通。

3水工结构

3.1结构型式

图2　码头立面图(单位： mm)

图3　码头空间结构示意图

二期工程下游3个泊位码头平台采用高桩梁板结构，与一期工程结构型式相同。平台总长346 m、宽30 m，共设10个结构分段、45榀排架。标准排架间距7.76 m，每榀排架下设5根Φ1600 mm嵌岩灌注桩。将4#泊位41号、42号排架间距拉长至15 m，并在排架间、平台下方架设1个钢质趸船作为滚装通道对接载船舱口。趸船再通过3#引桥与陆域相连(图2～图4)。3#引桥分为浮动段、固定段和实体段；浮动段由定位墩台、钢浮趸及钢引桥构成。

图4　趸船及3#引桥结构示意图(局部)

3.2前沿趸船

4#泊位平台下方设置趸船，主要目的是克服10 m以上的水位差进行滚装作业。其设计主要考虑如下因素：

1) 趸船主尺度。趸船主尺度设计主要考虑自身浮力储备及舱口衔接两方面因素。趸船长×宽×型深×吃水=34.3 m×10 m×2.8 m×1.4 m，趸船总浮力约480 t，在上部荷载及自重(含配重)作用下，可以满足稳定性要求。

从船舶靠泊角度考虑，必须使滚装船舱口对准前沿趸船，才能顺利装卸车辆。显然趸船越宽越有利于船舶靠泊。但受限于趸船上方码头平台轨道梁、纵梁等构件承载能力，41号～42号排架间距不宜太大。综合考虑船舶驾驶员定点靠泊水平以及结构计算跨度，趸船宽度取10 m。

目前内河商品车滚装船型深一般在3.5～5.2 m，满载吃水一般在2.6～2.8 m[3]，此时船舶干舷高度为0.9～2.4 m。趸船型深为1.4 m，与船舶干舷高度的高差基本控制在1 m以内，通过滚装船自带跳板，可以保证汽车顺利上下船。随着装载量的减少，船舶吃水会略有减少，干舷高度会有所增高，实际运营时可以在趸船上增设垫板来调节跳板坡度。

2) 净空高度。不同水位条件下趸船上方净空高度分析结果如表2所示。

表2 不同水位条件下趸船甲板上部净高一览表m水位码头梁底高程趸船干舷高度净空高度历史最高水位33.834.821.4-0.38码头设计高水位33.0034.821.40.42滚装作业高水位30.9234.821.42.5

从表2可以看出，如不采取防范措施，发生历史最高水位时趸船将顶托上部结构。为此，设计考虑在趸船内设置压载水舱，当水位高于设计高水位33.00 m时，通过触发报警装置启动灌充压载水将趸船干舷高度调整至1 m以下，则可解决洪水期趸船上方净空高度不足的问题。同时，41～42号排架间梁板结构按整体简支设计，趸船意外顶托上部结构，可以保证顶托力不损害邻近结构段。

在作业高水位30.92 m时，趸船甲板上净空高度约2.5 m，可基本满足大部分乘用车(轿车、面包车、微型车、城市SUV等)通行要求。根据本河段洪水历史资料分析，水位高于30.92 m的年均限制作业天数仅5 d，对港口正常营运影响有限。

3) 趸船定位。将40、41号排架及42、43号排架用顶、底横梁两两一组连接成整体，沿其竖向设4根Φ800 mm定位钢管桩对趸船进行定位(图4)。趸船两侧对应位置设4块限位牛腿，牛腿与定位桩间设DA400橡胶护舷缓冲装置。

3.33#引桥

3.3.1纵坡度

在设计低水位工况下，钢浮趸搁置于定位墩台上，钢引桥坡度最大纵坡8.2%，满足规范限值要求[4]。随着水位的升高，浮趸逐渐浮起，底部离开墩台顶，钢引桥坡度将进一步减小。

3.3.2钢引桥

钢引桥共包括5座活动式钢引桥和1座固定式钢引桥。活动式钢引桥分为44 m和40 m两种跨径，其中44 m跨径1座，40 m跨径4座；固定式钢引桥跨径为44 m。44 m跨径钢引桥的几何尺寸为44 m×8 m×4.5 m(长×宽×高)；40 m跨径钢引桥的几何尺寸为40 m×8 m×4.5 m(长×宽×高)。

钢引桥采用下承式简支全焊接式平行弦桁架桥，钢引桥由两榀平行弦桁架、桥面系、上、下平联和支座装置等组成。活动式钢引桥靠河侧一端采用滚轮支座装置，靠岸侧一端采用圆弧支座，滚轮支座可适应水位的变化在趸船或浮趸上滚动。

3.3.3浮趸

浮趸规格设计为14 m(长)×10 m(宽)×2 m(型深)×1.0 m(吃水)，甲板顶设置3 m宽钢引桥连接平台及钢引桥搁置支座。

3.3.4定位墩台[5]

每个浮趸下设定位墩台1座，现浇承台长17.8 m，宽10 m，高2 m，基础采用6根Φ1200 mm嵌岩灌注桩。在浮趸上下游侧各设1根Φ1200 mm定位钢管桩，钢管桩内灌充素混凝土。定位墩台顶面设12组浮趸支撑墩，以防止回淤时浮趸坐底、起浮困难(图5)。

图5　浮趸定位墩台结构图(单位： mm)

4装卸工艺

4.1前沿装卸工艺

4#泊位具备吊装、滚装两种作业模式。码头上部平台设10 t-25 m门机1台，可用于车用卷板等件杂货装卸；下部趸船可用于商品车滚装作业。

4.2钢引桥宽度设计

滚装作业时，一般不会同时进行装船和卸船，车辆在钢引桥上基本为单向行驶。但考虑到应急救援及其它不可预见因素，车道仍按双车道设计。对于小型车，双车道宽度可以取6 m；车道两侧富裕宽度各取1 m(含主桁架结构宽度)，则钢引桥总宽为8 m。

4.3交通组织

4#滚装泊位装卸船作业时，前沿交通相对独立，仅在2#、3#引桥岸侧端部产生一定车流交汇。实际调度时可用隔离墩将滚装作业路线隔离。

交通车可以从3#引桥往返趸船甲板。如交通车在趸船甲板面掉头困难，也可经2#引桥行至码头平台，接驳司机由前沿人孔上下，步行往返船舱。

5结语

1) 依托直立式码头结构，在高桩梁板码头平台下方架设定位趸船，形成滚装船靠泊作业平台，再通过浮趸自动升降式引桥接岸，可以满足长江中上游10 m以上水位差条件下汽车滚装工艺要求。

2) 趸船主尺度是关键设计内容，应综合考虑滚装船干舷高度、滚装船靠泊难易程度、储备浮力、平台构件承载力以及甲板净空高度等因素综合设定。

3) 二期工程4#泊位同时具备吊装、滚装两种作业模式，对商品汽车、一般件杂货具有较高装卸灵活性。当商品车吞吐量不足或岸线资源较为紧张时，采用该结构型式是兼顾功能与效益的合理选择。

参考文献：

[1] 湖南省交通规划勘察设计院.紧邻城陵矶港区(松阳湖)一期工程下游建设汽车滚装泊位技术可行性论证报告[R].2014.

[2] 湖南省交通规划勘察设计院.岳阳港城陵矶港区(松阳湖)二期工程初步设计[R].2013.

[3] 王学锋.滚装码头[M].上海：上海交通大学出版社，2013.

[4] JTJ294-1998，斜坡码头及浮码头设计与施工规范[S].

[5] 祖福兴，李洪英.钢导桩定位浮趸自动升降的大水位差浮码头研究[J].水运工程，2010(5)：108-110.

中图分类号：U 65

文献标识码：A

文章编号：1008-844X(2016)01-0149-05