导论+8_港口水路域设施.ppt

1、港口水域设施,港口水域应满足的条件,港口水域中的进出港航道和码头前沿水域需具有足够的水深，满足相应吨级船舶吃水的要求； 进出港航道走向的布置应满足船舶安全进姺港口； 航道和港池的维护性挖泥量应尽量小。 港池内应有良好的泊稳条件，以便船舶能安全、顺利地完成货物装卸作业和旅客上下船。 港口水域尺度应能满足船舶回旋、制动、港内航行、停泊作业的要求。 港口水域除应满足设计船型的航行、停泊所需的水域外，还应考虑港口辅助船舶（港作、工程、海事、边防等）的航行和停泊要求，在有小船运输的港口，还应考虑这部分船舶对水域的要求，但在布置上应尽量减少大小船之间的干扰。,港作船和工程船,“港作船”是指在港区内从事专项

2、作业或专项服务的港务、海运、港务监督部门的船。如：引水船、清洁船、消防船、救助船、联检船、供应船等。 “工程船”是指装有特种机械、在港区内或航道上从事修筑码头，疏通航道等工程所使用的专用船舶。 如挖泥船、打桩船、破冰船、测量船、电焊船等。,港口水域设施,一、航道、锚地和回旋水域 二、港内泊稳标准及波况估算 三、防波堤与口门布置 四、港口导航设施,一、航道、锚地和回旋水域,1、航道选线 2、航道宽度 3、航道水深 4、航道通航方式 5、锚地 6、回旋水域,航道,定义：为船舶进出港口提供的一条特定的安全航行路线。 多数情况下，近海自然水深不能满足船舶吃水要求，航道一般开挖而成。 航道设计包括航道选

3、线、航道尺度(包括宽度、水深及转弯段参数等)以及导助航标志等方面内容。,1、航道选线,选择航道轴线必须依据当地的水文、气象条件，并结合地形和地质条件的特点进行。 （1）航道轴线应尽量避免与大于7级风力的、频率较高的风向正交 。 （2）航道轴线宜尽量避免与流速大于1kn/h的水流呈较大的交角。 （3）航道轴线应尽量顺直，避免“S”形航路。 （4）防波堤口门内的航道应保持不小于相应吨级船舶制动距离的要求，并尽可能是直线段，以防止船舶进入防波堤口门后发生事故。 （5）航道轴线选择中应充分考虑在波浪和潮流作用下航道的回淤问题，尽量减少维护性疏浚工程量。,2、航道宽度,定义：指设计低水位或乘潮水位时航槽

4、断面设计水深(一般为公告水深，不含备淤深度)处两底边线之间的宽度。 航道有效宽度一般由航迹带宽度、船舶间富裕宽度以及船舶与航道底边之间的富裕宽度等3部分组成,航迹带宽度,船舶在航道上行驶受风、流及螺旋桨产生的横力矩的影响，其航迹很难与航道轴线平行。 船舶常需不断地靠操纵舵角来校正航向，使航行的轨迹线不至于偏离航道范围。船舶以风流压偏角在导航中线左右摆动前进所占用的水域宽度称为航迹带宽度。,航迹带宽度确定公式,A = n（Lsin+B） 式中： n船舶漂移倍数； 风、流压偏角； L船长(m)； B船宽(m)。 航迹带宽度一般在2.0B4.5B的范围内。,船舶间富裕宽度,当船舶相遇错船时，为了防止

5、船吸现象，两航迹带间应留有一定距离，取船宽。,船舶与航道底边间的富裕间距,对于人工开挖的航道，由于航槽内外水深差形成航槽壁，船舶在这样狭窄的航道内航行，为防止船舶因船吸现象而擦壁或搁浅，减少操船困难，必须与槽壁保持一定距离。,船舶与航道底边间的富裕宽度C,双向航道： w=2a+b+2C 单向航道： w=a+2c 式中：w航道有效宽度(m)； b船舶间富裕宽度(m)，取设计船宽B； c船舶与航道底边间的富裕宽度(m)，采用表中数值。 当航道较长、导标灵敏度不易控制、船舶定位困难和自然条件特别恶劣时，航道宽度可较上式适当加宽；相反的情况可以适当缩窄。典型双向航道宽度约为8倍船宽，单向航道宽度约为5

6、倍船宽。此外，船舶在航道弯曲段航行，由于船舶在转向时的漂动和必须以投影宽度通过弯道，要求的宽度比直线段大。需要加宽的数值与转向角和转弯半径R有关，可采用规范建议的图解法进行。,航道宽度W的取值,3、航道水深,船舶在外航道航行，其航速一般不会超过1012kn/h，通常是68kn/h，在接近口门时为46kn/h。船舶为保持一定舵效的最低航速为2kn/h。航道水深需要考虑船舶航行时船体下沉增加的富余水深。,航道水深计算公式,D = T + Z0 + Z1 + Z2 + Z3 + Z4 式中：D航道设计水深(m)； T设计船型满载吃水(m)； Z0船舶航行时船体引起的下沉值(m) ，与船舶吨级、船舶

7、航速有关； Z1船行时龙骨下最小富裕深度(m)，取决于不同底质条件和船舶吨位，采用表中数值； Z2波浪富裕深度；装载纵倾富裕深度(m)，杂货船和集装箱船可不计，油船和散货船取0.15m； Z3船舶因配载不均匀而增加的尾吃水(m)； Z4备淤深度(m)，应根据两次控泥间隔期的淤积量确定，不宜小于0.4m。,航行时龙骨下最小富裕深度Z1(m),注：对重力式码头，Z1应按岩石土考虑,4、航道通航方式,建立分道航行制，将反向航行的船流予以分隔。 港口投产初期，航道的通航水位可采用乘潮水位。 乘潮水位可根据每潮次船舶乘潮进出航道所需的时间，选取每一个潮峰上与此延时相当的水位进行频率统计，一般取乘潮累积频

8、率9095的水位为乘潮水位。 对经常处于自然条件恶劣，航道狭窄难于改善的情况，规划应明确配备拖船对较大型船舶助航，实行强制引领的制度。 在船舶航行密度大的航道，结合实际条件限制超越、大小船分开航行等航道通航方式。,5、锚 地,锚地是指专供船舶停泊或进行水上装卸作业的水域。锚地按功能和位置可分为港外锚地和港内锚地。港外锚地供船舶候潮、待泊、联检及避风使用；港内锚地供待泊或水上装卸作业使用。,锚地选择时注意的问题,（1）港外锚地边缘距航道边线不应小于23倍船长；单锚或单浮筒系泊的港内锚地距航道边缘不应小于1倍船长，双浮筒系泊时不应小于2倍船宽。 （2）港外锚地水深一般不应小于船舶满载吃水的1.2倍

9、，但当波高大于2m时，还应增加波浪富裕水深。港内锚地水深一般可与码头前沿水深一样。 （3）锚地底质以软硬适度的亚沙土和亚粘土较好，其次是淤泥质沙土。 （4）尽量避免在横流较大地区设置双浮筒锚地。,6、回旋水域,船舶回旋水域应设置在方便船舶靠离码头或进出港口的地点。其水域可以和航行水域共用。回旋水域的尺度应考虑当地风、浪、流等条件和港作拖船配备、定位标志等因素，可按规范中的数值确定。 船舶自行调头回旋圆直径一般较大。当水域较平稳，且风力小于5级时，回旋直径一般需3倍船长，未设首推进器的集装箱船其回旋直径可达6倍船长，这是设计集装箱泊位时应注意的。,防波堤与口门布置,防波堤是用来抵御港外波浪侵袭，

10、兼做防沙减淤作用的外海水工建筑物。 防波堤的布置要考虑波浪、流、风、泥沙、地形地质等自然条件，还要考虑船舶航行、泊稳等营运要求，并须考虑施工条件及投资等因素。 防波堤工程通常在海港工程总投资中占相当比重，防波堤布置的合理与否，直接影响港口营运、投资、维护费用和长远发展，是海港总平面布置中的关键工作。,防波堤布置原则,（1）防波堤轴线布置要与码头布置相配合，码头前水域要允许作业波高值。 （2）防波堤所围成的水域应有足够的面积和水深，满足布置码头岸线、码头前停泊水域、调头水域以及航道的需要。 （3）防波堤所包围的水域要为港口今后的发展留有余地，尽可能顾及到港口的规模“极限”和极限船型。 （4）要充

11、分利用有利的地形地质条件，将防波堤布置在可利用的暗礁、浅滩、沙洲及其他水深不大的水域中，以减少防波堤投资。 （5）港内水工建筑物为直立式结构时，应注意结构造成的多次反射引起对港内泊稳的影响。,口门,（1）口门布置对港口使用及将来发展影响较大。 （2）从口门至码头泊位，一般宜有大于4倍船长的直线航行水域和3倍船长的调头圆 （3）口门方向力求避免出现大于7级的横风、大于0.8kn/h的横流、船尾直向强风（即从船尾方向吹来）和波高大于2.53.0m的尾追浪，以使操舵稳定。 （4）口门的布置还应使从口门进入的波能尽可能少，以维护水域泊稳要求。 （6）对潮差较大，港内水域面积宽阔，而防波堤结构又是不透水

12、结构时，应该验算通过口门的涨落潮流速，流速一般不宜大于2.53kn/h。 （7）口门数量与航行密度、港口性质、环境条件等因素有关，在满足泊稳要求的条件下，两个口门一般比一个好。,（1）防波堤轴线布置应能使港内水域迅速扩大，使进人口门的波能很快扩散，波高迅速减小。这样布置轴线也有利于在口门附近布置方便船舶航行的调头圆。 （2）防波堤轴线转弯时，折角宜在120180之间，折角处根据结构可能，尽量圆滑或多折线型连接。 （3）布置防波堤轴线要注意小范围内地质条件的变化，有时轴线稍加移动，可减少大量的地基处理费用。,轴线布置,港口导航设施,分为常规、电子、卫星导助航设施 常规导助航标志：也称航标，有浮标

13、、固定标、导标和灯塔等。 电子导航设施：即船舶通航服务站(VTS)，利用岸上雷达测定进出港船位，用甚高频无线电话(VHF)向船舶提供导航信息。 卫星导航(GPS)系统：在陆上和船上分别设有接收和发射装置，通过人造卫星传递信息。 设置航标的目的：标明航道界限，针对暗藏的危险障碍物，如岩礁、浅滩、拦门沙和航道弯段等，给予警示和引导。,航标的类型,浮标和固定标：标示航道和港口水域中通航部分外廓线 导标：设在岸上塔架结构上，以引导船舶通过航道和口门； 灯塔：引导远处船舶接近港口，或指示礁石、浅滩等危及 航行的障碍物； 灯标：设置于防波堤堤头、码头、系船墩和其他突出于航行水域中的建筑物上，表明这些建筑物

14、的外廓边界； 灯船：和灯塔的作用基本相同，用于难以建立灯塔的地点。,1、浮标,浮标是漂浮于水面上的标志， 用锚固定在需要的位置处。 最常用的浮标是有灯光设备的浮标，一般采用蓄电池（或干电池）为能源。 在灯浮标的中心架上还可安装雷达反射器。 灯浮标的光型有闪光和间歇光等。 灯浮标标体外径2.12.8m，一般用于海上的自重为56t。,2、导标,为引导船舶安全地通过狭窄而带有危险性的或曲折的航道和港口口门，需设置导标。 导标是成对地设置在航道中心线或港口口门中心线的延长线上。 导标一般均建在岸上，后标须在前标之后有一定距离，且应较前标为高，以保证必要的精度。 导标的灯光可有各种颜色，可以为固定光或闪

15、光，且必须在其周围环境中极易识别。 塔架可安装雷达反射器。,导标设计要点,（1）后标应比前标高出充分的高度。前标和后标之间应有一定距离，使它在导向上具有要求的灵敏度。 （2）在设计中航道宽度是十分重要的，它将决定前标与后标之间的应有距离。两标的最小间距必须足以保证船舶在航道边界范围内航行，而最大间距又不应使其灵敏度过高，以便于船舶驾驶员仍可利用航道的侧边部分。 （3）如航道有弯转而采用多组导向灯标，各组灯标的灵敏度尽可能相同。 （4）导标的灯光亮度应为所要求的能见度，且前后标的亮度应大致相同。,3、灯塔,灯塔是高塔形建筑物，在塔顶装设灯光设备位置应显要，易于船舶分辨 塔身须有充分的高度，一般视距为1525nmile；但灯光也不宜过高，以免受到高处云雾的遮蔽。 灯塔可以是有人看守的，也可以是无人看守的，重要灯塔宜有人看守。 大型灯塔地点合适时，可以考虑和船舶通航服务站结合建设。,4、船舶通航服务站,船舶通航服务站，又称航管站，主要由岸上雷达系统(包括电视扫描光栅显示器)和无线甚高频电话岸台组成。 船舶通航服务站是港口现代化的重要标志之一，可大大减少事故率。 雷达系统可以在各种气候条