码头靠泊能力验算

摘 要: 为适应运输市场需要,充分利用码头现有设施,验算提高本码头靠泊能力的可能性。

关键词: 码头靠泊验算

中图分类号: U61 文献标识码: A文章编号: 1007-3973 (2010) 04-038-02

1 工程概况

某港口工程水工建筑采用引桥式的高桩梁板结构型式,码头平台长300m,分前、后方平台,各宽15m。前方平台共有5个结构分段,排架间距均为6m,上游2个结构段桩基础采用55×55预应力钢筋砼方桩,下游3个结构段桩基础采用Φ600mm钢筋砼PHC管桩。

2 验算内容

(1)验算码头靠泊3万吨、4万吨、5万吨三个等级船舶的能力,提出相应的安全技术措施。

(2)码头前方平台端排架及中间排架内力计算及桩基承载能力验算。

(3)码头前方平台整体变位验算。

3 验算的基础资料

3.1 码头设施的现状

(1)靠船设施

为满足大型船舶的靠泊,沿码头前方平台300m长度隔跨竖向布置两只标准园筒型(Φ1000/500)×1000mm橡胶护舷,共计48只。

(2)系船设施

码头前方平台前沿共设45t铸铁系船柱13个。

3.2 验算船型

4 码头靠泊能力验算

4.1 验算船型船舶荷载的确定

(1)船舶撞击力

码头靠船设施采用隔排架设2只标准园筒型橡胶护舷,规格为(Φ1000/500)×1000mm,当船舶靠泊某一排架时,2只橡胶护舷共同作用,最大吸能量为13.4t-m,最大反力62t。在充分利用现有靠船设施,验算船型通过某一排架2只橡胶护舷作用在码头上的最大水平力(即船舶撞击力)仍为62t。

(2)船舶系缆力

码头原有系船设施是布置在码头面上的45t系船柱,共计13个,可以满足原设计船型在9级大风(v=22m/s)安全停泊。为充分利用已有的系船设施,验算船型的船舶系缆力仍取为45t。

(3)船舶挤靠力

小于船舶撞击力、系缆力,不作控制荷载进行组合计算。

4.2 码头靠泊能力验算

(1)码头尺度对船舶的适应性验算

1)泊位长度Lb:

以最大的5万吨级船舶验算(L=230m)

Lb=L+2d+2×0.15L=1.3×230=299m

2)码头前沿设计水深D及设计泥面高程:

D=T+Z1+Z2+Z3+Z4

式中:T船舶的满载吃水(m)

Z1龙骨下最小富裕深度,泥质河床取0.3m

Z2波浪富裕深度,取Z2=0

Z3船舶配载不均匀增加的船尾吃水,取为0.15m

Z4备淤深度,取为0.55m

计算结果列表如下:

本工程码头前方平台前沿线泥面高程为-12.0m,水深可以满足3万吨级以下船型的常年停泊,如采取减载或乘潮等措施,也可满足4万吨级、5万吨级船型停泊。

(2)验算船舶靠、系泊作业条件

按3万吨、4万吨、5万吨三个等级分别进行验算,各等级船舶的船型资料详见前表。

1)5万吨船舶

船型主尺度:L×B×H×T=230×32×17.5×12.7m

最大载重吨(DWT):65000t

船舶满载排水量(M):88400t

船舶撞击力(P):62t

排架上橡胶护舷最大吸能最(E0):13.4t-m

a、船舶最大法向靠岸速度Vn

根据计算公式:Vn=(2E0/ρM)0.5=18.9M0.5=0.064m/s

b、允许船舶系泊码头的最大风速V

计算公式:V=[1600PRnSinacosβ/0.08kkk1ktμ(L+30L)]0.5

式中:PR船舶的系缆力(t)

n系泊船舶的系船柱数目(个)

a、β系船缆绳的计算角度,取a=30°,β=15°

k各系船柱受力不均匀系数,取1.3

k船舶风载体形系数,取1.2

k1海上风压增大系数,取1.1

kt风压高度变化系数,取1.0

μ大面积风压不均匀折减系数,取0.64

L船舶型长

代入:V=1990[n/(L+30)L]0.5

当n=4,L=230m时,V=16.3m/s

当n=5,L=230m时,V=18.2m/s

2)同样地可以验算3万吨、4万吨级船舶的靠、系泊作业条件,计算结果详见下表:

4.3 码头结构验算

根据验算,排架的内力、变位及桩基承载能力均能满足设计要求。

5 安全技术措施

5.1 限制措施

根据码头靠泊能力验算结果,本码头的结构可以满足5万吨级以下船型的停靠,但在靠泊码头时,针对不同等级的船型,限定船舶靠岸速度小于设计规定的最大法向靠岸速度;船舶系泊在码头上时,风速须小于允许的最大风速。

5.2 安全技术措施

(1)验算的船型靠泊码头时,可采用拖轮助靠的方式保证船舶靠岸速度满足设计要求。

(2)当实际风速超过相应船型允许的最大风速时,船舶须离开码头,暂时停泊锚地,确保码头结构的安全。