王亞武

引言

我國湖泊水蕩眾多，航線常穿湖、蕩而過。據(jù)統(tǒng)計，我國湖泊總面積約8萬平方公里。長江中、下游大多數(shù)湖泊有航線貫穿。如上海的淀山湖、江蘇的陽澄湖、太湖、安徽的巢湖、江西的鄱陽湖、湖南的洞庭湖等星羅棋布鑲嵌在縱橫交織的水網(wǎng)之間，構成一幅“水鄉(xiāng)澤國”的圖景，給航運事業(yè)提供了良好的水域條件。湖泊水面寬闊，水中固定天然目標少，湖泊內(nèi)風浪大，枯水時航槽淺而狹。為保障船舶航行安全，一般采用側(cè)面標標示航道的側(cè)面界限。在水位升降幅度不大（枯洪水位相差四米以內(nèi)），航槽穩(wěn)定時，現(xiàn)有側(cè)面標一般采用燈樁形式，下部為樁基礎混凝土承臺結構，以達到保證率高、視距遠、維護成本低、防盜性能好等優(yōu)點。在水位升降幅度較大時，一般采用側(cè)面浮標，其具有造價低、移位方便等優(yōu)點。

湖泊燈樁、浮標的優(yōu)缺點比較

湖泊燈樁由標體（含航標燈組）和基礎組成，標體多為玻璃鋼材料制作，標體直徑及高度根據(jù)視距等條件確定?；A由圓型鋼筋砼承臺和樁基組成，基礎與標體間用預埋螺栓聯(lián)接。有些水位差小的湖泊航標為防止船舶碰撞對航標產(chǎn)生破壞，在圓型鋼筋砼承臺外側(cè)加設帶橡膠護舷的環(huán)形鋼質(zhì)浮筒，取得較好效果。側(cè)面燈樁具有保證率高、視距遠、能保證最小安全航行距離、對航線標示準確、維護成本低、防盜性能好等優(yōu)點。其缺點主要為造價高，特別是對于地質(zhì)條件差的湖泊，基礎造價更高，施工困難、施工期長。不能根據(jù)航線變化移位，不能滿足水位升降幅度較大的湖泊要求。防撞性能差，雖加設防撞浮筒，也只能解決船舶側(cè)面擦過問題，不能從根本上解決防撞問題。特別是在高水位且空載船舶撞擊時，船舶會直接撞擊到玻璃鋼標體，造成破壞，如在巢湖湖區(qū)航標中類似情況多次出現(xiàn)。

湖泊浮標由標體（含航標燈組）、浮具和系留裝置組成，標體和浮具多為鋼質(zhì)或玻璃鋼制作。系留裝置由鏈條、錨或沉石組成，鏈條分別與浮具及錨或沉石連接，依靠系留裝置所起固定作用，將浮標停留在確定位置上。側(cè)面浮標具有造價低、能快速設標、根據(jù)航線變化移位方便、防撞性能好等優(yōu)點。其缺點主要為防盜性能差，丟失現(xiàn)象嚴重。由于連接鏈條長度為定值，所以在水位升降幅度較大時，受湖泊風浪影響，其漂移范圍變化較大，使標示的安全航行距離有較大差別，不能準確標示航線，對船舶安全有一定影響。

湖泊燈樁、浮標的優(yōu)缺點都非常突出，如何在吸取二者優(yōu)點的基礎上，盡量克服二者存在的不足，開發(fā)一種兼顧燈樁、浮標優(yōu)點的新型航標，是擺在我們面前需要解決的課題。

湖區(qū)新型航標設計

設計思路：根據(jù)湖泊的自然條件、航道條件等，結合湖泊燈樁、浮標具有的優(yōu)點，明確湖區(qū)新型航標應該滿足的要求及達到的目的。

新型湖區(qū)航標應滿足：①保證率高、視距遠；②造價較低、施工方便；③防盜性能好；④移位方便；⑤安全航行距離有保障、位置相對固定；⑥抗撞擊性能較好。

新型湖區(qū)航標由標體（含航標燈組）、浮具和系留裝置組成，其原理為：由浮具作為承受標體重量及船舶撞擊的主要承載結構，通過其上部的標體滿足航標的使用功能。系留裝置作為航標定位的組成部分，并滿足風浪影響、船舶撞擊影響而產(chǎn)生航標漂移后快速復位的功能。標體采用玻璃鋼結構燈樁（含航標燈組），以減輕上部結構自重及提高抗腐蝕性能。浮具采用鋼質(zhì)環(huán)形浮筒結構，浮筒為航標的承重及船舶與航標碰撞時的受力構件，其表面進行噴鋅防腐處理，浮筒內(nèi)部加筋桿，以保證局部穩(wěn)定性要求，滿足船舶撞擊的要求。浮筒外側(cè)安裝橡膠護舷，以起到保護航標的作用。鋼質(zhì)浮筒與標體間通過法蘭盤用螺栓進行連接。系留裝置由抗拔樁、鍍鋅鋼絲繩、連接件、滑輪組、導向裝置及配重組成。鍍鋅鋼絲繩一端通過連接件與抗拔樁連接，另一端通過導向裝置、滑輪組連接配重，定滑輪設置在標體的適當位置?？拱螛兜亩ㄎ挥珊綐嗽O置位置的坐標確定，在配重的作用下，使航標準確定位。在有風浪及船舶撞擊時，標體及浮具會產(chǎn)生漂移，待風平浪靜或失去船舶撞擊外力時，在配重的作用下能快速移回原來的位置。

標體主要受風載荷，根據(jù)所受風載荷、波浪、視距及玻璃鋼的材料特性確定其高度及結構尺寸。鋼質(zhì)浮筒設計為新型航標設計的關鍵，需要滿足風浪影響及船舶撞擊時的整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性要求，同時也要滿足作為標體的載體浮心要高于重心的要求。系留裝置中的抗拔樁根據(jù)湖區(qū)地質(zhì)條件、風浪影響及船舶撞擊影響所產(chǎn)生的最不利載荷組合確定樁長及截面尺寸。鋼絲繩規(guī)格及配重根據(jù)最大拉力確定，滑輪組可根據(jù)湖區(qū)的水位變化幅度大小確定倍率。

新型湖區(qū)航標由于上部結構與燈樁相同，因此滿足保證率高、視距遠的要求。采用鋼質(zhì)浮筒為承載結構，且系留采用單樁僅需要滿足抗拔要求，故在整體造價上遠遠小于固定燈樁的造價，且施工方便、工期短。新型航標為整體結構，系留裝置在航標內(nèi)部與標體連接，且有抗拔力大的水下抗拔樁固定，因此防盜性能較好。通過拆卸系留裝置中的連接件可快速將航標進行移位（在新位置需重新施工樁基礎）。在風浪影響或船舶撞擊時，航標會產(chǎn)生一定的漂移距離，但在配重的作用下，可快速復位，能滿足安全航行距離、位置相對固定的要求，克服了普通浮標漂移半徑大的缺陷。由于新型航標的系留為柔性連接，在船舶撞擊時，其能產(chǎn)生一定位移，能起到緩沖作用，再加上配備橡膠護舷，故對航標的破壞力較小，能滿足抗撞擊性能好的要求。

結束語

湖泊水面寬闊，無參照物，湖區(qū)航道只有采用航標標示航線。由于湖區(qū)燈樁的工程造價高，一些經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)無財力進行設置，采用浮標又存在被盜丟失現(xiàn)象嚴重等問題，因此國內(nèi)許多湖泊沒有進行必要的航標配布，船舶航行只能靠經(jīng)驗，造成了很大了安全隱患，也限制了水路交通的發(fā)展。采用新型湖區(qū)航標能較好地解決湖區(qū)燈樁和浮標存在的不足，為湖區(qū)航標設置提供了一種新的思路。

（作者單位：安徽省交通勘察設計院）