魏欣
遼寧港口集團(tuán)有限公司 遼寧大連 116000
近些年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程推進(jìn),港口做為國(guó)際貿(mào)易貨物運(yùn)輸?shù)那岸?,發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。雖然2020年新冠肺炎疫情全球性爆發(fā),給國(guó)際貿(mào)易帶來(lái)了巨大的影響,但我國(guó)做為世界上唯一實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)正增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)體,航運(yùn)市場(chǎng)的業(yè)務(wù)需求仍然存在。港口工程建設(shè)是實(shí)現(xiàn)碼頭效能發(fā)揮的重要保證[1]。針對(duì)海港碼頭泊位設(shè)計(jì)方面,在近年來(lái)管理工作中發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題,提出針對(duì)性的解決對(duì)策,希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供參考和借鑒。
隨著船舶大型化發(fā)展,越來(lái)越多的老港區(qū)小碼頭不能滿足新的船舶裝卸作業(yè)需要,面臨泊位的升級(jí)改造。在泊位升級(jí)改造過(guò)程中,由于原碼頭設(shè)計(jì)年代久遠(yuǎn),預(yù)留的改造空間不足,成為制約泊位升級(jí)的因素。例如原泊位長(zhǎng)度無(wú)法滿足升級(jí)后泊位長(zhǎng)度要求,但平面布局受限,且要兼顧原有船型作業(yè);受原有周邊建構(gòu)筑物影響,水域尺度布置受限等問(wèn)題。因此,應(yīng)該通過(guò)加強(qiáng)設(shè)計(jì)管理,有效解決存在的問(wèn)題。
靠船墩和系攬墩的設(shè)計(jì)問(wèn)題直接影響運(yùn)營(yíng)期的碼頭生產(chǎn)作業(yè),由于前期細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)不到位所致,致使系纜墩安全系數(shù)較為低下,難以滿足碼頭生產(chǎn)對(duì)船舶??康男枨螅瑖?yán)重者還會(huì)致使各類斷纜事故等問(wèn)題出現(xiàn),威脅著人們生命及財(cái)產(chǎn)安全。其次,由于設(shè)計(jì)存在問(wèn)題,也會(huì)致使纜繩交叉情況問(wèn)題出現(xiàn),影響后續(xù)碼頭靠船作業(yè)。
在地質(zhì)條件較好的巖基上,泊位水深不深時(shí),一般采用重力式碼頭結(jié)構(gòu)形式。而擬建泊位位于整個(gè)港區(qū)的灣底區(qū),地質(zhì)條件好,泊位水深不深,雖然口門處建有防波堤,可以有效減少外海波浪的直接射入。但繞過(guò)口門的外海繞射波、區(qū)域內(nèi)小風(fēng)區(qū)成浪、船舶航行波、已建碼頭的直墻反射等,對(duì)灣底區(qū)域碼頭泊位波浪作用依然非常明顯。因此,在擬建泊位設(shè)計(jì)時(shí),如采用傳統(tǒng)的重力式結(jié)構(gòu),將繼續(xù)增大灣內(nèi)的波浪反射,使灣內(nèi)形成波浪震蕩,對(duì)周邊已建泊位的作業(yè)產(chǎn)生及船舶航行干擾。在碼頭結(jié)構(gòu)形式選擇上,可以進(jìn)行研究和優(yōu)化。
針對(duì)上述管理過(guò)程中面臨的問(wèn)題,在實(shí)際工作中提出了一些針對(duì)性的解決對(duì)策,有效地優(yōu)化了設(shè)計(jì),保證了泊位的生產(chǎn)功能。
面對(duì)泊位升級(jí)改造過(guò)程中的尺度受限問(wèn)題,主要在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范強(qiáng)制條款的前提下,通過(guò)合理的設(shè)計(jì)優(yōu)化,降低工程造價(jià)。一是要充分解讀規(guī)范條款及相關(guān)條文說(shuō)明,在規(guī)范允許的范圍內(nèi),合理選擇設(shè)計(jì)參數(shù),達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)尺度。二是要充分借鑒國(guó)內(nèi)外類似的實(shí)例,優(yōu)選設(shè)計(jì)方案。三是要結(jié)合生產(chǎn)作業(yè)人員、引航等實(shí)操人員的經(jīng)驗(yàn),在滿足正常生產(chǎn)作業(yè)的情況下,優(yōu)化方案設(shè)計(jì)。如礦石碼頭原泊位為一字型布置,通過(guò)引橋連接至陸域,在升級(jí)改造時(shí),通過(guò)在兩側(cè)增加帶纜墩,增加了泊位長(zhǎng)度,也節(jié)約了工程投資,同時(shí)也能兼顧不同船型的靠泊要求。又如郵輪泊位升級(jí)改造時(shí),原突堤碼頭之間水域無(wú)法滿足最大船型回旋水域直徑要求,通過(guò)擇優(yōu)選址、充分了解引航需求、調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)等方法,將碼頭與防波堤間水域設(shè)計(jì)為回旋水域,優(yōu)化了設(shè)計(jì),也為運(yùn)營(yíng)期間操作帶來(lái)了方便。
很多問(wèn)題的發(fā)生,往往由于原設(shè)計(jì)不合理造成的,也反映了設(shè)計(jì)管理的不到位,針對(duì)靠船墩和系纜墩設(shè)計(jì)問(wèn)題要采取以下方法去處理。首先,針對(duì)新船型泊位的設(shè)計(jì),如果實(shí)際可借鑒的案例有限,可以采用試驗(yàn)室物理模型試驗(yàn)的方法,通過(guò)實(shí)物模擬,更為直觀的觀測(cè)不同情況下纜繩受力情況以及靠船墩的撞擊力,通過(guò)模型試驗(yàn)時(shí)不同方位的布置,合理布置系攬墩、靠船墩,進(jìn)而優(yōu)化整體布局,提高設(shè)計(jì)安全性。其次,在設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)方面,通過(guò)改良靠船墩等細(xì)部結(jié)構(gòu),使其包邊鈍化、光滑,減少帶纜摩擦,并做好系纜墩和拖纜溝的布局,使其具備美觀且方便的優(yōu)點(diǎn),以減少不安全因素。同時(shí),要結(jié)合實(shí)際船體構(gòu)造進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使系攬墩及靠船墩位置合理。另外,針對(duì)纜繩交叉問(wèn)題,可以優(yōu)化帶纜角度,比如:可以將船體原本倒纜的位置改為橫纜,這種改動(dòng)可以有效的解決纜繩交叉的問(wèn)題,在最大限度上為港口碼頭經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供幫助,再或者,也可以把橫纜的位置改成倒纜,這兩種方式都是解決纜繩交叉問(wèn)題的一個(gè)重要內(nèi)容[2]。
為有效解決波浪進(jìn)入港區(qū)后在區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生震蕩的問(wèn)題,新建泊位不能再采用傳統(tǒng)的重力式結(jié)構(gòu)。通過(guò)結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化,在傳統(tǒng)的沉箱壁迎浪測(cè)進(jìn)行開孔設(shè)計(jì),將有效解決波浪反射問(wèn)題。關(guān)于開孔位置,結(jié)合港區(qū)不同水位不同方向波浪要素,通過(guò)物理模型試驗(yàn),進(jìn)行波高監(jiān)測(cè),為沉箱開孔的作用及開孔位置選擇提供有力的數(shù)據(jù)支撐。采取開孔沉箱方案后,使波浪作用在碼頭前沿時(shí),能量可以被有效吸收,減少反射波形成,避免波浪在區(qū)域內(nèi)震蕩,減少對(duì)港區(qū)其他泊位生產(chǎn)作業(yè)以及船舶航行的影響[3]。
綜上所述,由于各種因素導(dǎo)致港口碼頭泊位設(shè)計(jì)時(shí)存在著一定問(wèn)題,為了針對(duì)性的解決問(wèn)題,有效的提升碼頭泊位的生產(chǎn)效能,在滿足國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范的前提下,結(jié)合實(shí)際情況采取了對(duì)策進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化,保證了碼頭泊位設(shè)計(jì)合理性及科學(xué)性。