馬曉雪

摘 要：為滿足天津東疆海事監(jiān)管基地碼頭中小型巡邏艇?？康囊?，對(duì)海事監(jiān)管基地原有高樁碼頭進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)置躉船浮碼頭。躉船浮碼頭由一艘躉船、一座設(shè)有舷梯翻梯裝置的活動(dòng)踏步鋁質(zhì)引橋和鋼筋混凝土墩臺(tái)組成，通過比選分析提出合理的平面布置方案，供類似工程參考。

關(guān)鍵詞：躉船；浮碼頭；潮差大；平面方案

中圖分類號(hào)：U652 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2018）2-0060-03

1 工程背景

本工程位于天津港東疆港區(qū)的進(jìn)出港池咽喉處，緊靠海事監(jiān)管基地高樁碼頭，東南側(cè)緊鄰規(guī)劃建設(shè)中的國際郵輪碼頭，西北側(cè)是堆場碼頭用地，與北疆港區(qū)隔航道相望，地理位置優(yōu)越便利。

隨著天津港區(qū)的發(fā)展，天津海事將承擔(dān)更加艱巨的任務(wù)，東疆海事監(jiān)管基地已經(jīng)成立，相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施如碼頭、巡邏船舶都陸續(xù)配置到位，現(xiàn)有碼頭岸線長約200m，高樁結(jié)構(gòu)。目前，存在幾個(gè)實(shí)際問題。由于東疆海事監(jiān)管基地位置優(yōu)越，距離錨地最近、監(jiān)管對(duì)象最多，海事安全監(jiān)管和海上人命安全救助任務(wù)日益繁重，因此海事監(jiān)管基地碼頭需要停泊中小型快速反應(yīng)巡邏艇。目前，基地配置有60米級(jí)、20米級(jí)及12米級(jí)巡邏艇。但是現(xiàn)有基地碼頭主要用于?？看笮脱策壌?，不能滿足12米高海況玻璃鋼巡邏船等中小型快速反應(yīng)巡邏船舶的進(jìn)駐。同時(shí)，由于東疆海事監(jiān)管基地水域潮差較大，特別對(duì)于中小型船舶，由于干舷較低，人員上下船極為不便。另外，基地位于進(jìn)出港池咽喉處，受風(fēng)浪、潮汐的影響巡邏船搖晃較大，經(jīng)常與碼頭碰撞造成損壞，威脅工作人員及船舶安全，存在較大的安全隱患?；噩F(xiàn)場圖見圖1。

因此，為加強(qiáng)東疆海事局轄區(qū)水上交通安全監(jiān)管，提高快速反應(yīng)救助的需要，急需在東疆海事監(jiān)管基地建造一座躉船浮碼頭，主要解決中小型巡邏船舶安全?？俊⑻峁┪镔Y補(bǔ)給等問題，完善碼頭功能所需。

2 設(shè)計(jì)條件及要求

2.1 設(shè)計(jì)船舶主尺度

根據(jù)海事局配備的巡邏艇狀況及要求，確定本項(xiàng)目設(shè)計(jì)代表船型見表1。

2.2 自然條件

設(shè)計(jì)高水位：4.30m，設(shè)計(jì)低水位：0.50m，極端高水位：5.88m，極端低水位：-1.29m，年平均高潮位：3.74m，年平均低潮位：1.34m，年平均潮差：2.40m。

本工程處在現(xiàn)有防波堤掩護(hù)之內(nèi)，波浪對(duì)碼頭的影響可不考慮。

港區(qū)水域潮流呈現(xiàn)往復(fù)流性質(zhì)，海流方向基本與航道軸線平行，漲潮流速大于落潮流速。

港區(qū)海域每年冬季有不同程度的海冰出現(xiàn)，初冰日在12月下旬，終冰日在2月下旬，總冰期約60天，多年資料統(tǒng)計(jì)，嚴(yán)重冰期年平均僅為10天，正常年份海冰對(duì)港口營運(yùn)及船舶航行無影響。

2.3 靠泊標(biāo)準(zhǔn)

波浪條件要求：順浪≤0.5m，橫浪≤0.3m。風(fēng)力≤6級(jí)。能見度>1km。日降水量≤25mm。

2.4 選址要求

（1）選址應(yīng)考慮船舶進(jìn)出港的便利性及安全性，本工程位于天津港東疆港區(qū)的進(jìn)出港池咽喉處，躉船的設(shè)置盡量不影響正常行駛船舶的通行，盡可能少的占用航道水域。

（2）選址應(yīng)考慮躉船與現(xiàn)有海事高樁碼頭的岸線關(guān)系，占用最少岸線，使原有高樁碼頭和本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的浮碼頭岸線在滿足自身要求的情況下得以充分利用，滿足船舶靠泊作業(yè)。

3 設(shè)計(jì)主尺度

3.1 碼頭泊位長度

根據(jù)本工程設(shè)計(jì)船型的使用要求，泊位長度應(yīng)滿足海巡艇船型（20m和12m級(jí)巡邏艇）組合靠泊的需要，泊位長度計(jì)算如下。

（1）浮碼頭一側(cè)停靠1艘巡邏船工況：

根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》，獨(dú)立布置單個(gè)泊位，其碼頭總長度可按照下式確定：Lb=L+2d

其中：Lb—碼頭泊位長度（m）；L—設(shè)計(jì)船型長度（m）；d—泊位富裕長度，d=5m。

a、浮碼頭一側(cè)?？恳凰?0m級(jí)巡邏船，需要泊位長度Lb =L+2d=25+2×5=35.0m

b、浮碼頭一側(cè)?？恳凰?2m級(jí)巡邏船，需要泊位長度Lb =L+2d=12.35+2×5=22.35m

（2）浮碼頭一側(cè)?？?艘巡邏船工況：

根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》，當(dāng)在同一碼頭線上連續(xù)布置泊位時(shí)，其碼頭總長度可按照下式確定：Lb =2L+3d

其中：L—設(shè)計(jì)船型長度（m）；d—泊位富裕長度，d=5m。

a、浮碼頭一側(cè)?？績伤?2m級(jí)巡邏船，需要泊位長度Lb =2L+3d=12.35+12.35+3×5=39.70m

b、浮碼頭一側(cè)?？恳凰?2m級(jí)和一艘20m級(jí)巡邏船，需要泊位長度Lb =2L+3d=12.35+25.0+3×5=52.35m

根據(jù)《河港工程總體設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，貨運(yùn)碼頭，躉船長度根據(jù)靠泊船型、裝卸工藝、躉船設(shè)備和堆貨情況等確定，躉船長度=（0.65～0.80）L。

因此，經(jīng)綜合分析45米躉船滿足?？康男枰?。

3.2 碼頭前沿設(shè)計(jì)水深及底標(biāo)高

根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS 165-2013）有關(guān)規(guī)定，在可行性研究或方案階段，當(dāng)自然資料不足時(shí)，碼頭前沿設(shè)計(jì)水深可按下式估算：D=kT，式中k—系數(shù)，有掩護(hù)碼頭取1.1～1.15，本工程屬于有掩護(hù)碼頭，K取1.1，按最大吃水1.20m計(jì)算：D=1.32～1.38m。

碼頭前沿設(shè)計(jì)底標(biāo)高=設(shè)計(jì)低水位（0.50m）-碼頭前沿設(shè)計(jì)水深，經(jīng)計(jì)算，碼頭前沿設(shè)計(jì)底標(biāo)高為-0.82～-0.88m，故碼頭前沿設(shè)計(jì)底標(biāo)高取-1.0m。

已建成的天津海事局東疆海事監(jiān)管基地工程，碼頭前沿設(shè)計(jì)底高程為-6.0m，滿足本工程浮碼頭前沿設(shè)計(jì)底標(biāo)高的要求。躉船可緊靠現(xiàn)有岸線布置。

4 躉船的選型endprint

船體結(jié)構(gòu)按中國船級(jí)社現(xiàn)行《鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范》中對(duì)非自航海駁的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，構(gòu)件尺寸滿足規(guī)范第二章“船體結(jié)構(gòu)”有關(guān)要求和第十二章“駁船”的有關(guān)要求，其中船底結(jié)構(gòu)和甲板骨架參照了第十三章“起重船”的要求。

浮碼頭躉船船型設(shè)計(jì)，總長45.4m，型寬9m，型深2m，吃水1m，排水量336t。

躉船船體分倉由艉至艏分別布置為：空艙、壓載水艙、泵艙、備件艙，各空艙根據(jù)船舶的吃水和浮態(tài)設(shè)適當(dāng)?shù)墓潭▔狠d。主甲板左右舷對(duì)稱布置4對(duì)帶纜樁、2對(duì)拖攬樁，甲板室由艉至艏為：物料間、水手室、應(yīng)急物資倉庫、岸電間?？偨ㄖ娣e為38平方米。

本船船體骨架采用混合骨架式，躉船的主甲板和船底為縱骨架式，縱骨間距500mm；舷側(cè)為橫骨架式，肋骨間距600mm。艙壁為平直型，設(shè)置垂向扶強(qiáng)材。

本船為單底、單甲板結(jié)構(gòu)，全船主甲板以下位于船體中心線處設(shè)置一道貫通全船的縱艙壁。淡水艙位置處的縱艙壁為水密艙壁。

船體鋼料采用CCSA級(jí)，焊接材料為船用Ⅰ級(jí)。

5 平面布置方案

5.1 浮碼頭平面方案簡述

本工程采用躉船浮碼頭結(jié)構(gòu)型式，方便巡邏船的靠泊和人員上下需要；其次，浮碼頭施工方便，安裝拆卸靈活，上部建筑還可作為臨時(shí)辦公和休息場所，下部船艙可以用來存儲(chǔ)物料。因此，根據(jù)建設(shè)單位對(duì)碼頭使用功能的要求，本工程碼頭選用浮碼頭結(jié)構(gòu)型式。

躉船碼頭的總平面采用順岸式布置方案，碼頭前沿線與水流方向基本平行，躉船布置于現(xiàn)有高樁碼頭東側(cè)，使原有岸線得以最大化利用，躉船系纜方便，對(duì)航道的影響小。而躉船垂直于岸線的布置型式占用水域較大，不適用于本工程，因此不予推薦。

躉船位置及接岸型式采用兩種布置方案比選。

方案一接岸選用單活動(dòng)踏步鋁質(zhì)引橋+現(xiàn)澆鋼筋混凝土踏步結(jié)構(gòu)型式。躉船緊靠碼頭岸線布置，系留方式采取陸側(cè)直接系纜于碼頭系船柱。水位較低時(shí)，人員可通過碼頭上現(xiàn)有的人行樓梯上下躉船。水位較高時(shí)，可通過鋁質(zhì)引橋上下躉船。鋁質(zhì)引橋尺寸為8.0×1.5m，垂直于碼頭前沿線布置。由于水位差導(dǎo)致引橋坡度較大，考慮人員上下的安全和便利，特選用設(shè)有舷梯翻梯裝置的活動(dòng)踏步鋁質(zhì)引橋。引橋靠岸側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土踏步，混凝土踏步直接做在高樁碼頭上，并通過鉸支座固定連接，引橋的另一端通過滾輪支座直接搭在躉船上。

方案二接岸選用無踏步雙鋁質(zhì)引橋+現(xiàn)澆鋼筋混凝土踏步結(jié)構(gòu)型式。躉船距離已建碼頭岸線10余米，通過兩座引橋與碼頭前沿線連接。鋁質(zhì)引橋尺寸為12.0×1.5m，垂直于碼頭前沿線布置。因距岸一定距離，引橋坡度較緩，固選用無踏步普通引橋。兩座鋁質(zhì)引橋靠岸側(cè)均設(shè)置鋼筋混凝土踏步，踏步直接做在碼頭上，并通過鉸支座固定連接，引橋躉船側(cè)也通過鉸支座固定連接。兩個(gè)方案的平立面圖見圖3～4。

5.2 方案比選

本工程的兩個(gè)平面布置方案比選結(jié)果見表2。

通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素的分析，推薦方案一作為實(shí)施方案。

6 結(jié)論

本工程位于天津港東疆港區(qū)的進(jìn)出港池咽喉處水域，東疆海事監(jiān)管基地高樁碼頭海測，首先，潮差變化較大，年平均潮差為2.40m，需停靠巡邏艇干舷高度僅為1.1m左右，采用躉船浮碼頭結(jié)構(gòu)型式方便巡邏艇的靠泊和人員上下需要；其次，躉船浮碼頭施工方便，安裝拆卸靈活，上部建筑可作為休息室，下部船艙可以用來存儲(chǔ)物料。因此，根據(jù)建設(shè)單位對(duì)碼頭使用功能的要求，結(jié)合現(xiàn)有高樁碼頭的條件及優(yōu)勢，躉船浮碼頭結(jié)構(gòu)選型最為合理。通過考慮建設(shè)地點(diǎn)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、實(shí)用性、安全、經(jīng)濟(jì)等條件，結(jié)合不同方案比選分析得出，采用躉船通過設(shè)有舷梯翻梯裝置的活動(dòng)踏步鋁質(zhì)引橋與岸相接，且緊靠碼頭布置的平面布置方案最為合理。

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