《海港总平面设计》PPT课件

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1、海港总平面设计,主讲人: 邹北川,主要内容,第一章 港址选择 第一节 港址选择的基本因素 第二节 选址与自然条件的关系,第二章 港口水域 第一节 港外水域的组成及其功能 第二节 港内水域各部分尺度的确定 第三节 码头总平面设计 第四节 码头泊稳和作业条件 第五节 油品及其他危险品码头 第六节 开敞式码头的布置 第七节 防波堤和口门布置 第八节 导流、防沙堤 第九节 锚地 第十节 港作拖船 第十一节 港池泥沙回淤 第十二节 港口整体模型试验和数学模型试验的 主要要求和内容,第一章 港址选择第一节 港址选择的基本因素,一、港址与腹地之间的关系 港口作为水陆运输枢纽,服务于腹地内经济发展的需要。因此

2、,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,包括港口费率、疏运费率及船舶费率。,1.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。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(假定吸引和线性规划)。,2、专用港口,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,但在管理上有时归属于当地的港航部门。按其服务方式的不同,可以分为两类,一种是专为某一企业服务,这类专用港的选址,一般与厂矿企业

3、结合为一体,甚至工厂的选址也服从于港口的选址(如滨海火力发电厂的选址)。另一种是专为某一种行业或腹地内某一矿业服务,。这类港口的选址,类似于地区性港口的选址,取决于港址的自然条件及港口的管理,其疏运方式往往相应建设专门的通道,如专用铁路或长输管线等。,3、临海工业港,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,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。有些是在公用港口内划出一定的范围建设工厂及专用码头。临海工业港的选址服从于国家或地方政府有关经济技术开发区(或保税区)的布局规划,但在某种意义上,开发区位置的选择又往往从属于建设港口的条件。因此,对工业港的选

4、址,必须既考虑港口的条件,同时也必须考虑临港工业用地用水的要求。,二、港址与港口功能,港口功能对港址条件有特定的要求 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),其功能特点是服务

5、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、船型参照专业化码头或公用港区进行考虑。,不同货种对港址的选择也有不同的特定要求 大型散货码头的选址,应优先考虑利用天然水域;尤其泊位较少的情况下更应如此,港址应具备的条件,包括: 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,也可开敞布置,但有足够的作业天数; 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; 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要的港外附属设施的条件; 水域范围内应无大量炸礁工程及

6、碍航障碍物要有建设工作船码头的场所。 专业集装箱码头:要求掩护条件、水域、陆域条件好。,三、港址与城市相互协调,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。,应充分注意的问题,环境污染:油污 粉尘 水质 噪音 交通干扰:铁路 公路 皮带 管道 远期发展:城市和港口的远期发展空间,四、妥善处理新老港址之间的关系,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)之间的协调关系。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,各港区

7、可以共用通讯、导航、航道、港作船舶等设施及管理机构。,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,亦是老港功能的扩展。新港址的货源、运量及各项措施,一般情况下要作新的考虑,如在管理上新港属于老港的一部分,在城市与环保允许的情况下,选址中应考虑新、老港区尽可能靠近,对经营、管理、调度及人员、设施的共用是有利的。如新、老港之间的功能不同,则新港址应体现新港功能要求。,五、集疏运条件是选址的重要因素,港口的疏运条件对港口通过能力有直接影响,各港发生的港口堵塞问题都与疏运有关,选址中要将集疏运条件作为主要的外协条件对待。 集疏运设施是港口建

8、设中不可缺少的外协条件,如涉及新建或改建、扩建时,其所需的资金及工期将是很大的,因此在港址比选中这是不可忽视的因素。,对于没有水路疏运的港口,铁路运输仍是主要手段,除所在城市本身有较大量的进口物资可以利用汽车转运外,大部分仍以铁路疏运为主。选址中不仅应注意到铁路接轨和港区布置铁路的条件,并应调查分析所接铁路支线和干线的疏运能力。,公路疏运增长很快,其主要原因是在一定的距离内,公路运输以门到门服务疏运系统灵活,运价较低。 根据目前实际情况看,由于高等级公路的发展,汽车运输的距离特别是集装箱运输的距离大大提高,合理运输距离已达到500km700km。,充分利用水路转运条件,努力提高过驳比例。因其运

9、价低、运量大、外档过驳可以减少作业费用等优点,对促进港口发展很有好处。 其它运输方式:管道 皮带,六、节约海岸及土地资源,海岸与土地是不可再生的资源,选址工作既要着眼于目前的工程项目,更应关心长远发展。为了留作今后建设的储备,必须贯彻深水深用的原则,中小船舶的港口不占用深水岸线。而且在选址中要考虑到综合利用岸线,布置要紧凑,适当留有今后扩建的余地,避免扩建时又需另择新址,特别是独立的专业码头更应注意到这一点。,港口建设除本身占用土地外,附属设施(包括生活设施)及铁路、公路往往占用大量土地,一个新建港口的占地总面积往往达几十万平方米,因此,港口建设更应注意节约用地,陆域布置应力求紧凑。同时,从选

10、址一开始就应着眼于荒滩、泻湖、洼地的利用,利用疏浚或陆上土源人工造陆。 征用水产养殖水域、渔池、虾池的代价,不仅相当昂贵,也影响一部分渔民的生活出路,与占用耕地是相同的性质,因此也应避免大量征用水产养殖场。,七、正确处理选址与其他部门的关系,选址中往往要涉及与水利、城市、水产、军事、国土开发、旅游以及水产养殖等部门之间的关系和协调问题,包括上述部门在选址范围内现已占有的岸线及土地,须作调查核实。 港口选址中,应顾全大局,不能因建港而占用所有岸线,要在有关部门的统筹规划下,合理占用,并应主动考虑港区及其疏运系统对城市及其他部门的影响,使之互相协调。,各地的水利部门经过多年的勘察与研究,对河口段的

11、治理在不同程度上拟定了治理方案,选址与岸线的利用要充分理解水利部门的规划和治导线的规定,当有矛盾时应商请水利部门进行研究和调整。,八、选址中应考虑的外围条件,现代化港口需要的外围条件具有广泛的含义,包括城市设施、供电通讯、供水排水、疏运条件、征地拆迁、环保要求社会状况以及港址所在地与各有关部门之间的协调问题。除已作专项论述外,本节着重分析以下方面:,1、供电通讯,选址阶段应根据港口的功能及规模,估算用电负荷及电压等级,调查不同港址供电系统出线和供电的条件,估算所需的费用。 应对不同港址的对船舶通讯现状、接入市话网,长途通信系统,市话系统,调度系统及移动通讯系统的条件等进行调查分析和费用测算。,

12、2、供水排水,确定港口的近、远期的用水量之后,对各港址的供水水源、供水方式以及所需要配套的供水设施,作为比选的重要因素。 排水系统主要包括与城市有关的部分,包括港区雨、污水的排放口,利用城市污水处理设施的可能性,以及城市污水的排放,是否排入港内水域,在某些情况下,还存在港区邻近地区城市地面雨水排入港口管网形成转输流量进入港池的特殊要求及其带来的后果。,第二节 选址与自然条件的关系,根据港口功能选择适当的自然条件、节省工程造价,并使港工建筑物对环境的反作用减至最小是选址中的一项重要目标。对不同的地貌特征,港口建设的模式大体可以分为三类。即:利用天然地形;大规模的疏浚与填筑;挖入式。在工程实践中,

13、三者之间往往也没有明显的界限。,27,一、利用天然地形建港,利用天然地形建港,是指以利用天然地形条件为主,拟定适宜的工程方案,不大量改变原来的地貌形态。 1、天然海湾建港 利用天然海湾建港是常见的一种形式,由于海湾形态的不同,建港方式有以下类型。(1)钩形海湾(2)大型海湾(3)中小型海湾(4)连岛沙坝形成的海湾(5)冲积海岸上的海湾,2、弧形海岸建港,弧形海岸的纵向泥沙运动较弱,建港后对沿岸泥沙运动的影响较小,因而对港口淤积及上、下游两侧海岸的变形不会出现很大的问题,从防淤角度来说,是较好的港址。但海岸较开敞,港口布置中应按其功能要求采取必要的防护措施,当主浪向偏于一侧时,可以采用单堤方案,

14、但水域应处于有一定深度的天然水深处,以减少海岸泥沙进入水域。,3、平直冲积海岸建港,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,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。,3、平直冲积海岸建港,4、河口建港,河口港也是国内外建港的主要模式,港址宜选择在过水断面较窄的顺直河段或稳定的弯曲河段的凹岸。不宜在拦门沙附近的地段选址。在分汊河道上建港,必须了解各汊河的稳定情况,一般应选在处于长期稳定或发展阶段的汊河河段内,并采取必要的整治措施,以固定流量分配及稳定河床。

15、浅滩呈周期性强烈移动的河段不宜选址。,5、泻湖建港,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,保持通道断面的稳定。,二、大规模疏浚填筑式建港,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。

16、,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。,三、挖入式建港,在海岸以内有大面积洼地可以利用的情况下,采取挖港池填高陆域,进港航道不建防波堤而建导流堤,码头结构甚至可以陆地施工,港口规模的扩大可以采取向内陆增挖港池,工程较易实现,这些是挖入式建港的优点,同时由于陆域形成面积大,有利于发展工业港。,挖入式建港按其位置的不同,有海岸型和河口型两种 : 海岸挖入式,须单独建入海航道及导流堤。 河口型则可利用现有河口的入海航道,不须重建航道,工程较节省,但原有航道

17、的尺度及能力,应能满足新选港址的要求。,第二章 港口水域,港口水域广义来讲是指在港界范围内所包含的全部水域面积,在此范围内所有船舶的航行、系泊和作业都要遵守港口和监督部门的管理并接受其指挥。港口水域是经中央和地方主管部门划定的法定区域,它既要保证船舶航行作业的需要又要保障港口合理的发展,因此在规划、设计一个港口时,应结合该港的布局考虑今后的发展,根据当地自然条件的特点来确定港口水域。,由于海岸形态和自然条件的差异,港口的布局也是千变万化的。一般说来港外水域是指港界范围内至港口口门以外的区域,但往往也包括港界外的引航和检疫锚地,对于有天然掩护的港口可以港池喇叭口为界划分港内、外水域,对于河口港可

18、以河口为界来划分水域范围。,第一节 港外水域的组成及其功能,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。,1、进出港航道,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,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,以避免进出港船舶与进出锚地的船舶发生干扰。 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、加深和延伸的可能性要予以重视。,2、港外锚地,锚地是在水域中的指定区域专供

19、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: (1)引航锚地到港船舶在此停泊,等候引航员在此登船执行引航任务的锚地。 (2)检疫锚地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。,(3)停泊锚地到港船舶在此候潮或等待进港。 (4)避风锚地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。 (5)其他专用锚地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。,上述不同功能的锚地应依港口的具体情况可组合在一起集中设置,也可按船舶吨级、不同的掩护要求和功能分别设置。港外锚地多采用单锚系泊的形式以适应风、

20、浪和水流的变化并提高系泊船舶自主作业的机动性,为此占用水域面积较大,应在该区域设置定位标志,以形成规则锚地便于经济合理的利用港口水域。,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,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。,港内水域的布置和尺度有一定的灵活性,设计时应按

21、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,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。,港口总平面布置由于水深、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岸的操作水域、港池与航道的连接水域以及港内装卸锚地等。,一、船舶主尺度选取原则,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。 船舶主尺度包括船舶总长、型宽和满载吃水等。

22、 关于设计船型的取值标准,从船舶实载率、潮位以及船舶在港停泊概率及机理表明,取85%的保证率作为设计船型尺度是较为合理的取值标准。,二、船舶制动水域,船舶以航速V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离。,根据国内外实船观测和统计资料表明,船舶的制动距离可取3-4倍设计船长。当进港条件较差时,对50000t以上的重载船舶,其制动距离可适当加大,但不宜超过5倍设计船长。 船舶制动

23、水域应结合港内水域的布置和船舶转头、转向的功能综合考虑。为船舶航行方便,船舶制动水域宜布置在进港方向的直线上,当有困难时,可设在半径不小于3-4倍设计船长的曲线上。,三、船舶回转水域,是指船舶转头出港或回旋转向所需的水域。其尺度与船舶回转性能有关。船舶回转可分为三个阶段: (1)转舵阶段由于船体惯性很大,转舵时间很短,船体尚未及产生侧向速度和回转角速度,因此船舶基本仍沿原航向运动。 (2)过渡阶段是船舶结束转舵进人定常回转运动的过程。 (3)定常回转阶段此时作用在船体上的力和力矩达到新的平衡,船舶以一定的侧向速度和回转角速度,绕固定点作圆周运动。,对于少数具有天然水深水域开阔的港口,船舶可自航

24、转头,但大多数的人工港是借拖船协助转头,个别中小港口当缺乏拖船时也有利用当时的风、流条件运用船舶的车、舵、锚、缆配合作业的方式进行船舶转头。船舶回转水域习惯用数倍设计船长为直径的内接园来表示。,船舶回转水域通称转头地,一般为圆形或椭圆形布置,又称调头圆。 由于各港布置不同,考虑当地风、浪、水流等条件和港作船舶配备、定位标志等因素,调头圆的直径也不尽相同。在有掩护的水域,港作拖轮配置较好时,调头地内接圆基本标准定为D2.0L;考虑到开敞式码头受风浪影响较大,且距岸较远,转头时定位较困难,另外,一些中小港口缺乏拖船,船舶靠自身车、舵转头时,一般取D2.5L;如果在码头前沿转头时,船舶可利用系缆桩作

25、调头靠泊,此时可相应减小转头水域至D=1.5L。,受水流影响较大的港口,垂直水流方向的回旋水域宽度为(1.52.0)L;沿水流方向的长度为(2.53.0)L; 回旋水域可占用航行水域,当船舶进出频繁时,经论证可单独设置;,四、码头前停泊和船舶靠离岸的操作水域,1、船舶靠离岸的操作水域 (1)船舶停靠码头所占用的水域 A、顺岸靠泊:在风、流较顺畅的条件下船舶多采用此种靠泊方式,即船舶以2530角减速驶向泊位, B、调头靠泊:当顺流或横向风作用时船舶往往采用调头靠泊的方式操作。,(2)船舶驶离码头调头所占用的水域,顺岸离泊: 不小于0.8倍船长。 调头离泊: 不小于1.5倍船长。 对采用连续顺岸多

26、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,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业,其宽度B不宜小于15倍的设计船长。,2、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。,五、港池布置,港池是码头前

27、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致。,1、顺岸码头港池布置,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。 当不需考虑船舶调头时,码头前沿港池宽度不应小于0.8倍的设计船长。 顺岸码头港池的长度是根据泊位的长度和数量确定的。端部泊位港池底边线与码头前沿线的夹角可采用3045。当航道离码头较远,并有拖船配合作业时, 值可适当加大。港池顶端泊位的可不受上述规定限制。

28、,凹形布置的港池宽度需要考虑多种因素,应根据各侧船舶安全进出港池、靠离码头作业要求确定。当港池两侧均有两个以上泊位时,港池宽度不宜小于1.5倍设计船长。 对有水上过驳作业的港池,其宽度应满足过驳作业要求。,2、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较后确定。,3、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,港池的布置形式和角度需综合考虑各方面因素后确定。 避免形成丁坝,使悬移质泥

29、砂在港池口门处大量沉降。 港池的方向也应避免和强浪方向一致,以免波浪传入后,波能难以扩散产生反射而影响泊稳。 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确定。,港池的宽度除了满足船舶安全进出的要求以外,还应比较疏浚工程量的大小,在土地昂贵的地区要作挖入式港池时,宁可配置性能良好、马力强大的拖轮协助来缩窄港池宽度也是值得考虑的。 宽突堤,长顺岸,大陆域,是目前海港设计的新理念。,4、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。对突堤码头前港池的连

30、接水域多兼顾出港船舶在此转头的需要。 顺岸泊位码头前港池与航道的连接水域一般情况下为方便船舶进出港池、靠、离岸作业,规范建议港池与航道用3045来连接。,当流速较大、涨落潮流向不同时,为保证船舶逆流靠离,连接水域应适当加大。 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)。,第三节 码头总平面设计,一、码头前沿高程设计 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,又要便于船舶装卸作业和码头前后方的高程衔接。,1、有掩护码头前沿高程设计 有掩护码头前沿高程为计算

31、水位和一适当的超高值之和。规范规定其基本标准为设计高水位(高潮累计频率10的潮位)加上1.0m1.5m的超高值;复核标准为极端高水位(重现期为50年的年极值高水位)加上00.5m的超高值。,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;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,开敞式码头由于缺少掩护,暴露程度高,波浪直接作用在码头结构,因此其高程应满足码头面不被波浪淹没的要求,通常不考虑

32、码头及连接桥上部结构直接承受波浪力的作用。,按规范第4.3.4条计算: E HWL h 式中 E 码头面高程(m) HWL设计高水位(m) 设计高水位时的重现期为50年的H(波列累计频率为1%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(m) 波峰面以上至上部结构底面的富裕高度(m),可取01.0m。,开敞式码头面高程相对有掩护码头,其前沿高程的确定更复杂一些,除按规范第4.3.4条计算外,还应综合考虑下列因素: (1)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,此时可不必叠加值。 (2)按计算的码头面高程,如系缆柱设在码头

33、面上过高时,可根据船舶吨位大小、干 高度、在满足工艺的条件下,将系缆墩降低到合适的高度上,将系缆墩、装卸平台作成台阶式,以满足系缆和装卸作业的要求。,(3)开敞式码头的顶面标高,应做到工艺、水文和结构的统一,对群墩的开敞式码头,则必须进行模型试验,取得码头各点的波峰面的增高值。若允许码头部分梁高承受波浪力时,不应使码头面承受波浪力作用。此种情况下,在确定码头面高程时,对梁板计算高度(h)可作适当折减,而不计富裕值。,二、码头前沿设计水深,1、有掩护码头设计水深 设计水深是以设计低水位为基准,由设计船型的满载吃水并综合考虑各种富裕水深叠加而成,其深度可按下式确定: DTZ1Z2Z3Z4 Z2KH

34、4Z1 式中 D为码头前沿设计水深(m) T为设计船型满载吃水(m),Z1为龙骨下最小富裕深度(m),以防止船舶触底,兼有防止底质玷污船舶海底门或防止从吸入口吸入泥沙致使船舶冷凝器发生故障的需要。 Z2为波浪的富裕深度(m),是因波浪作用导致船舶下沉量的富裕深度。由于系泊状态下的船舶运动十分复杂,难以准确计算。若计算值为负值,取为0。当港内出现长周期波时,船舶运动量显著增加,必要时应进行模型试验以判明船舶自摇周期和波周期之间的谐振问题以及可能出现的船舶运动量,进而确定波浪富裕深度。,Z3为船舶配载需要增加的艉倾值(m),杂货船由于船舶实载率的关系,一般不予计算。散货船和油船取0.15m。 Z4

35、为考虑挖泥间隔期的备淤深度(m),其取值应根据港口的泥沙淤积强度、维护挖泥间隔期及挖泥设备的性能确定,不小于0.4m。对于回淤严重的港口,应适当多留备淤深度。,2、开敞式码头设计水深,开敞式码头设计水深的计算基本与有掩护的码头计算相同,但由于自身的开敞式特点,应十分重视下列问题: 开敞式码头通常是接纳大型船舶的泊位,它较有掩护的码头泊位水深要深,富裕深度要大,其中波浪富裕深度是不可忽视的因素。Z2=K1H4%,必要时可通过模型试验确定。,三、码头泊位长度设计,泊位长度一般是由设计船长L和两端船位富裕长度d所构成,其长度应满足船舶靠离作业和系缆布置要求。如有相邻泊位时,还应考虑相邻泊位间的船舶安

36、全间距,个别情况下还要考虑岸上装卸机械的安全间距。 富裕长度d主要是从靠泊系缆角和系泊力理论计算的结果,也包括了多年来设计和使用经验的总结。,2.单个泊位岸线长度,单个泊位岸线长度按下式计算: Lb L 2d 式中Lb码头泊位长度(m) L设计船长(m) d富裕长度(m)采用规范表中数值,单个泊位长度,2、连续布置泊位岸线长度,当在同一码头线上连续布置泊位时,码头的总长度宜根据到港船舶尺度的概率分布模拟确定。规范中规定也可以按下式确定: 端部泊位 LbL1.5d 中间泊位 LbLd,连续布置多泊位长度,(1)中间泊位是指相邻两侧设有泊位的情况,因允许相邻泊位交叉带缆,也允许出现互相压缆现象,但

37、必须保证相邻泊位的艏、艉缆不出现兜缆。 (2)装卸油品的专用码头与其他货种码头的安全距离应满足规范要求。注意安全距离系指油品码头相邻其他货种码头所停靠设计船舶首尾间的净距。 (3)油品码头相邻两泊位的船舶间距要求应符合规范规定。当突堤或栈桥码头两侧靠船时,可不受上述船舶间距的限制。,3、折线布置泊位岸线长度,当码头布置成折线时,转折处的泊位长度计算应该首先考虑满足船舶靠离作业的安全,保证船舶靠离时与相邻泊位船舶间的安全间距,因此,泊位的长度与码头岸壁所成夹角的大小、陆域和水域条件、码头上的铁路进线方式、船舶靠离泊作业方式以及码头有效长度的利用有着密切的关系。实践表明,岸线折角小,岸线长度损失大

38、;岸线折角大则岸线损失小。,直立式岸壁折角处的泊位长度,直立式岸壁折角处的泊位长度应按下式计算: LbLd2 式中 船长系数采用规范表中数值(以5000DWT船舶分界) 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端部泊位长度公式计算。 d按从坡底计算。,直立式码头与斜坡护岸处的泊位长度,4、开敞式码头泊位长度,开敞式码头由于缺少掩护,布置比较复杂,应根据当地水深、潮汐、地质、泥沙、风、浪和水流等自然条件综合分析确定。 开敞式泊位的长度计算一般估算(可研)为设计船长的1.41.5倍,(规范图示为系缆墩外侧)。实际设计中往往需要作大量的研究和模型

39、试验,通常是通过模型试验获得合理布置要求和泊位长度。泊位长度的控制条件主要是系泊船舶的带缆角度和系缆长度。,开敞式码头的泊位长度,第四节 码头泊稳和作业条件,一、影响码头泊稳和作业条件的主要因素 (1)港口的自然条件(风、浪、流及其主要特征) (2)码头的水域布置形式(开敞式或掩护式、码头轴线与风、浪、流方向的相对关系)、码头结构型式、相邻泊位有无船舶系泊,防冲设施以及系缆设施。 (3)防波堤的位置及结构型式与口门布置形式。 (4)码头装卸工艺、货种和船舶安全作业的要求等。,二、码头前允许波高和允许风力,1、关于校验港内水域平稳波高的累积频率 为直接从波浪观测站实测资料中用波浪绕射、折射等方法

40、推求港内波浪要素,使用海滨观测规范规定方法测得的波高累积频率约相当于4,根据波浪绕射、折射计算得出码头前波高的累积频率与港前波高的累积频率相同的原理,将码头前允许波高的累积频率拟定为4。表示为H 4。,2、横浪与顺浪的划分 码头前允许波高拟划分为横浪(船、浪夹角45)与顺浪(45)两种情况。影响设计水深计算中K值(0.3、0.5)的选取。 3、船舶装卸作业的允许波高和风力 详见规范。在开敞式码头规范中对散货船的装、卸作业分别进行了规定。 作业天统计需注意风、浪天不要重合。,三、码头前允许的水流条件,1、船舶靠泊作业时允许的水流速度 不同吨级的船舶在拖船协助下,对离岸式或近岸式码头进行靠泊作业,

41、对应于流向与码头轴线成某一夹角时允许的水流速度建议横流时不超过2节。液化天然气码头设计规程(试行)(JTJ3042003)中规定靠泊作业横流小于1m/s,顺流小于2m/s,靠泊作业横流1m/s,顺流小于2.5m/s。,2、船舶系泊于码头时允许的水流速度 对于近岸式码头,其轴线与最大流速的流向之间的夹角,一般不宜大于10,以便保证船舶靠泊作业和系泊的安全。 不同吨级的船舶系泊于码头,允许的水流速度资料中列出了建议值。 液化天然气码头设计规程(试行)(JTJ3042003)中规定在港系泊横流 1m/s, 顺流小于2.5m/s。,第五节 油品及其他危险品码头,一、危险品码头的一般要求 1、油品火灾危

42、险性分类 根据油品被引燃、爆炸的难易程度,按现行标准装卸油品码头防火设计规范JTJ237-99规定,将油品的火灾危险性分为甲、乙、丙三类。,甲类: A ( 15时的蒸汽压力0.1MP)常见品种有液化石油气 B 闪点28(甲A类除外)常见有原油、汽油、石脑油 乙类: 28闪点60 常见有煤油、35号轻柴油、喷气燃料 丙类: 闪点60 常见有柴油、重油、沥青、润滑油、渣油 平面布置主要用于确定防火间距。,2、码头防火设计分级 装卸油品码头防火设计,应贯彻“预防为主,防消结合”的方针,做到保障安全,使用方便,技术先进,经济合理。装卸油品码头按设计船型载重吨位的大小划分为三级。 一级 海港 船舶吨级(

43、DWT)20000 河港 船舶吨级(DWT)5000 二级 海港 船舶吨级(DWT)5000 20000 河港 船舶吨级(DWT)1000 5000 三级 海港 船舶吨级(DWT)5000 河港 船舶吨级(DWT)1000 设置附属设施如一级码头宜设置快速脱缆钩、靠岸测速仪(开敞式)。涉及消防等设计。,二、布置油品及其他危险品码头时应遵守的规定,1.危险品码头的一般要求 (1)当危险品数量较少时,其装卸作业可与港区其他码头泊位混合使用,但应采取必要的安全措施,并应尽量利用端部泊位。堆放危险品的库场应单独设于港区安全地带。油品泊位严禁与客运泊位共用。 (2)当危险品数量较大但货源稳定时,可设置专

44、用危险品码头,其布置可根据危险品性质参照石油码头或其他有关规定确定。 (3)装卸石油及其他危险品的码头,应按国家有关规定配置相应的消防和安全设施。,(4)根据国外有关文献和资料介绍,在一般情况下,适用于油码头的一些安全措施,无法消除因LNG泄漏产生可燃气体云对码头的危害。在实践中采取措施通过减少LNG的泄漏量以降低火灾的风险。但是,从维护商业信誉的角度出发,即使这种风险很小,它的存在同样是对安全的严重威协。因此,进一步的措施是在码头及其周围严格禁止火种的存在。,通过分析在不同自然条件下,泄漏的LNG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,可燃气体云的形成,取决于泄漏的速

45、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400m范围内为禁止火种区。液化天然气泊位与液化石油气泊位以外的其它货类泊位的船舶净距不应小于400m。工作船不应小于200m,2、有关规定 (1)油品及其他危险品码头的设计,除应执行装卸油品码头防火设计规范外,还应符合其他国家现行有关标准、规范和规定的要求。 (2)装卸油品码头应根据码头等级和火灾危险性,结合具体条件,以保证安全、有利于防火、灭火为原则合理布置。应尽量位于非油类码头常风向或强流向的下侧,尽量将油品码头布置在

46、港口的边缘地区,如果缺少条件,也应尽量集中布置,自成小区。一旦出现火灾险情,可以方便的敷设围油缆加以隔离,使其控制在最小的范围内,利于扑救。,(3)油品泊位与其他泊位的船舶间距以及油品码头相邻泊位的船舶间距应按照装卸油品码头防火设计规范第4.2.1和第4.2.2条确定。注意表后注解,如突堤或栈桥码头两侧靠船可不受上述间距限制,但对于甲类,船舶间距不应小于25m。 (4)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1000m,装卸丙类油品泊位与锚地的距离不应小于150m;河港中位于锚地下游的油品泊位与锚地的间距不应小于150m。,海港甲、乙类油品泊位的船舶与航道边线的净距不

47、宜小于100m,河口港及河港可根据实际情况适当缩小,但不宜小于50m。装卸甲、乙类油品的泊位与明火或散发火化场所的防火间距不应小于40m,其码头前沿线与陆上储油罐的防火间距不应小于50m,其他陆上与装卸作业无关的设施与油品码头的间距不应小于40m。 由于油品及其他危险品码头的危险性,设计中应该尽量采取较先进的仪器和设备,如靠岸测速仪和快速脱缆钩等(一级,宜)。液化天然气规范:应设置靠泊辅助系统、缆绳张力监测系统和作业环境监测系统;应设置足够数量的快速脱缆钩。,第六节 开敞式码头的布置,随着船舶日益大型化,港口为适应大型船舶对水域的要求,主要用以下两种方法解决:一种方法是在现有港口新建有掩护的深

48、水港区。另一种方法是在满足作业要求的前提下,在外海建设开敞式码头,另外,因油类输送的装卸工艺比较简单,故往往在天然水域建设单点系泊装置或多浮筒锚泊装置,它是开敞式码头的一种特定型式。,一、开敞式码头平面布置的主要型式,在已建的近岸无防波堤掩护的泊位,由于较大的波浪作用,船舶系泊后发生断缆、撞坏船舶和码头的事故。合理的布缆形式和采用吸收能量强、反力低的护舷是提高船舶对自然条件适应性的关键之一。 根据码头、船舶对自然条件的不同适应性,开敞式码头的平面布置可分为以下5种主要型式:,1、改进的常规开敞式泊位 此种型式系从近岸式无防波堤掩护的泊位经改进演变而来,其改进主要表现在采用橡胶护舷,并使用尼龙缆

49、绳。在一般情况下,这种布置型式对抵御纵向力比较有效,适应于当地主波向较明显和基本属于往复流的海区。从结构处理和泊位利用上看,码头两侧停靠船舶比较经济。但这种码头往往受其装卸设备(例如码头面上架设皮带机或敷设工艺管线)和码头宽度的限制,船舶横缆难以布设,抵御横向力的能力较差。,2、“蝶”形开敞式泊位 为了克服上述布置中横缆长度不足,抵御横向力差的缺点而将横缆墩向码头后方移动,使横缆加长到30m以上,另外首尾缆墩也可离开码头前沿线而后移,这样既能加大缆绳长度,又可调整系缆角度,从而改善了缆绳的受力条件。这种布置型式对船舶运动有比较强的适应性,对当地主波向不很明显或波浪周期较长、水流条件较复杂海区的

50、开敞式泊位,采用这种平面布置较为合理。,3、兼有浮筒系泊的开敞式泊位 以上两种布置型式,防护和系缆设施的弹性较好,布设也较合理,当波高较大或波浪周期较长时,只有用增加护舷和加长尼龙缆绳长度的办法来提高码头吸收船舶在波浪作用下的撞击能量。但这是一种抵御外力的被动措施,只能将其提高到一定的适应程度,而不能有效控制较大横浪作用下的系泊船舶对码头的撞击。为此,在码头外侧设置系船浮筒。必要时将船舶绞离码头约2m以上,使其运动而不撞击码头,这就形成了兼有浮筒系泊的开敞式泊位。,4、多方位的开敞式泊位 为了充分发挥船舶抵御顺浪能力大于横浪的特点,利用当地波向随季节变化的规律,来调整船舶停靠码头的方位,从而达

51、到增加码头作业天数的目的。,5、缩短式“蝶”形开敞式泊位 码头的平面布置类似蝶形方案,但考虑到倒缆和横缆在功能上的基本差别,倒缆在两个方向上约束船体(前后);而横缆仅在一个方向(离开泊位)上约束船体。在靠拢泊位方向上的约束由护舷和靠船墩来完成。鉴于在吹开风的作用下,有可能所有的横缆将被拉紧,只是在船体前后运动时倒缆才可能被拉紧的这种情况,在系缆作业中对倒缆和横缆的系缆方法是有区别的。,一般情况下,系泊型式中均需布置首缆和尾缆,这些缆绳的方向在船体纵向与横向之间。这样一根缆绳的纵向分力发挥的作用如同一根倒缆,而其横向分力恰似一根横缆。在张紧状态下,首尾缆的纵向分力相反而且趋于相互抵消,因而船舶纵

52、向约束是低效的。首尾缆作用仅在提供横向约束方面有一些效能,在将其与横缆组合使用时,由于弹性效应,它们的有效性将进一步降低。 因此,可以将首尾缆系缆墩之间的距离缩短一些,充分利用横缆及倒缆来分担部分首尾缆的纵向力,这样可有效减少码头长度,通过模型试验证明是可行的。,二、开敞式码头的主要特点,1.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高度c。 注意:静水位超高、波型判断,2、开敞式码头设计水深要比有掩护码头深。 3、开敞式码头的护舷及系缆设施要优于有掩护码头。 开敞式码头的防护设施是由船舶系泊后,在波浪作用下(主要是横浪)产生的船舶有

53、效撞击能量来决定的。在一般情况下大于有掩护码头的靠泊能量,而且随波周期的加大愈趋显著。因此,对开敞式码头必须依照波浪对系泊船舶的有效撞击能量来设置弹性变形大、反力小、吸收能量多的防护设施。,4、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。 系泊于开敞式码头的船舶,由于直接承受周期性波浪力的作用,因此,船舶的撞击能量与运动量(包括纵移、横移、升沉、纵摇、横摇、回转等)均较大。所以,要求缆绳与之相适应,即缆绳要有较大的弹性变形,承受较大的力,并同时吸收较大的能量。,钢缆、尼龙缆、棕缆之间的弹性变形能力是相差很大的。其吸收能量与长度成正比,所以,系泊于开敞式码头船舶的缆绳较有掩护码头为长,

54、并要求开敞式码头在装卸作业允许的船舶运动情况下,尽量采用尼龙缆。,三、开敞式码头轴线方位的选择,1、船舶系泊于开敞式码头时的横风、横流和横浪对船舶的作用力,是顺风、顺流、顺浪时的几倍或十几倍。而泊稳允许的横浪、横流又低于船舶纵向允许值,所以在选择码头轴线时,要对当地实测的风、流、浪资料进行具体分析,尽可能做到码头轴线要顺风、顺流、顺浪布置。当无法同时满足时,则应找出风、流、浪中的主要影响因素。,2、风对空载船舶和水流对满载船舶影响较大,其影响主要表现在船舶靠离码头作业过程中。而波浪对船舶的影响,则表现在整个停靠过程中。经过对沿海一些主要港口地区的测风资料统计,7级及其以上大风实际出现的年频率多

55、在3以下,而海流的流速和流向是随时间变化的,并可预报。若流速较大,也可调整船舶靠离码头时间,避开较大流速。因此,在一般情况下,选择码头轴线时,波浪影响是主导因素,海流是重要因素,而风则为较次要的因素。集装箱船舶则需重视风的影响。,四、靠船墩与系缆墩的布置,船舶是通过首、尾、倒、横四组缆绳系靠在码头上的。由于各地自然条件和船型不同,所以系、靠船墩的布置型式也不尽一致,但总的要求是使船舶停靠稳定,缆绳布设合理,长度适当,墩子数量最少。,1、靠船墩 (1)靠船墩的数量和间距主要取决于码头结构型式、设计船型和需要适应的船型范围以及当地波浪的特点。从靠船操作要求看,设置两个靠船墩是合理的,增加靠船墩的数

56、量基本可按比例减少每个墩子的挤靠力,但要相应增加投资,因此一般情况下设置两个靠船墩比较经济。,(2)靠船墩的中心间距取决于对应船舶压载状态时吃水水线的直线段长度Lc 。 Lc与船舶的方形系数有关。规范规定中心间距可为设计船长的3045。 一般要求有兼顾船型,当停靠船型差别较大时,可设置辅助靠船墩。,2、系缆墩 为了承受船舶所受的纵、横向外力和约束其运动,开敞式码头通常以泊位中心为准,在前后对称设置首、尾、横缆等46座系缆墩(10万吨 级以下的泊位多采用4座系缆墩)。系缆墩的布置型式和距离,主要根据当地的水流、波浪条件和船舶尺度来决定。它与有掩护码头系缆设施的主要不同点是:要考虑缆绳对船舶运动的

57、缓冲作用和吸收部分船舶运动能量,并要承受在横向波浪和水流作用下船舶产生的较大的横向系缆力。,(1)系缆墩的布置要考虑波浪的动力作用。开敞式码头的系缆设施加强了横向系泊能力和增长了缆绳长度。 (2)两侧靠船泊位横缆墩的平面布置型式,要根据码头性质采取不同的处理方法。对开敞式油码头,通常的办法是加大两船位间的横向间距,以此来增加横缆的长度并改善缆绳的垂直角。,对开敞式散货码头,就不宜采用上述布置型式。由于码头上部装卸设备要沿整个船位移动,且码头面一般较高,设计低水位时满载船舶缆绳有时又无法系泊,此时可考虑利用散货码头装卸工艺要求的一定宽度,增加系缆墩(在码头面以下高潮位以上设系缆层)和加多缆绳根数

58、的方法来补偿横缆功能的不足。这样使系缆墩的高程可不受码头面高程的限制,解决了船舶满载低水位时的磨缆问题。,第七节 防波堤和口门布置,一、基本要求 防波堤的布置必须在满足港口水域尺度要求的前提下,为港口提供对波浪、泥沙、水流及冰的防护条件,从工程本身考虑,应力求缩短防波堤的总长度,减少投资。口门是船舶的出入口,必须方便船只航行,并尽量减少进港的波能及泥沙,同时充分注意口门处的流速。,防波堤及口门的布置应考虑下列因素。 1、根据港口发展规模及远、近期总体布局,结合地形,地质条件,做好防波堤及口门的布局及其分阶段实施步骤。一般在天然海岸建港可采用单突堤、双突堤或突堤与岛式堤相结合的方式;当沿岸地带为

59、泻湖或洼地时,可考虑利用泻湖沿岸、潮汐汊道或人工开挖港池,通常在入海航道穿越海滩部分设置防沙堤,以保航槽不被沿岸输沙所淤;一些大型港口往往存在拦门沙的整治问题。当海岸带无上述地貌条件可资利用时,也可建人工港。,2、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,并应注意留有适当的发展余地。当然,过大的水域面积也是不需要的,尤其淤泥质海岸建港,悬沙在港内的淤积量与进出港内潮量有关,必须注意减少港内无用水域面积。,3、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和航行条件以及对环境的影响因素。要因地制宜

60、,合理利用地形地质条件,避免在水深过大的位置布置防波堤,否则将大幅度增加外堤的造价。,4、口门位置尽可能选择在天然水深较大处,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条件,进行综合考虑。,二、防波堤布置,防波堤的功能通常以防浪掩护为主,除岩石海岸外,防波堤兼有防沙的作用,口门位置应尽量临近深水并与进港航道相协调。防波堤轴线线型宜采用直线、向海方向的平顺凸曲线或折线。避免港外侧堤轴线形成凹角段,堤前凹角部分的波高分布不仅是入射波与反射波的叠加,而且还有来自另一堤面的反射

61、波。因此设计中当不可避免地采用凹曲线或折线时,应作必要论证,并宜减小转折角度。,口门处的外堤,在强浪一侧应适当处延,以构成对进港船舶在强浪侧增加掩护条件。堤轴线的布置应注意到避免在港内侧对入射波的反射,要有利于进入港内水域波能的消散。必要时可通过模型试验改善港内的边界条件。,根据海岸的特点,可分为岩石、沙质、粉细沙质及淤泥质等类型,外堤布置有所差别。 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

62、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)当天然海湾的水域面积适中,将来有可能全面用于建港时,可在湾中布置岛式防波堤,如大连大窑湾港区,岛式堤两端与岸之间形成口门。口门与岸之间如为陡峭的岩石呷角,可以不建突堤,当岸坡平缓或距离过大时,为减少波浪的进港能量,亦可采取用突堤与岸相接而形成口门,这种布置方式较为常见。,(3)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。,(4)对于被泥沙夷平的海湾或海湾凹入海岸甚小

63、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,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

64、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

65、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“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

66、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。,自然界的粉砂底质广泛存在于故河口三角洲经冲刷后退的海域,

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