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港口平面设计规范范文

发布时间:2023-10-13 15:37:52

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港口平面设计规范

篇1

近年来,随着锦州港到港船舶数量的增加和船型大型化、多样化的发展,锦州港现有锚地已不能够适应港口发展的需要。目前,锦州港共有锚地3处,均为半径1海里的圆形水域,其中,第一锚地、第二锚地水深较浅,仅能锚泊1万吨级及以下船舶,第三锚地为大型船舶锚地。受大型船舶锚地资源紧张局面的影响,第三锚地内锚泊船只密集,已经不堪重负,且为油轮、集装箱船舶、大型散货船舶共用,存在较大安全隐患。因此,锦州港有必要增加大型船舶锚位、设置危险品船舶专用锚地。为满足进港船舶锚泊需求及节省宝贵的海洋资源,需要对锦州港必需的锚地面积进行科学分析。

1.单船锚位面积

单船锚位面积是指单船锚泊时所需的锚位面积,可分为基本锚位面积和实用锚位面积。

1 . 1基本锚位面积

基本锚位面积为理想状态下单船锚泊所占用的水域面积。根据《海港总平面设计规范》(JTJ211-99),采用单锚系泊时,每个锚位所占水域为一圆面积,其半径可按下式计算:

风力≤7级时:390RLhm= ++

风力> 7 级时: mhLR1454 ++=式中:R――单锚水域系泊半径(m);

L――设计船长(m);

h――锚地水深(m)。

另外,根据相关研究成果,油船和危险品船舶锚地应单独设置,锚位面积也要相应增加。本文在计算锚位半径时,按照风力> 7 级的标准计算。

1 . 2实用锚位面积

单船实用锚位面积考虑了相邻锚泊船之间的距离,即在进行锚地规划时不仅应考虑单船的回转半径,还需进一步考虑它船进出锚地时的航行安全问题。单船锚泊船实际所占水域半径可由下式计算:

Ra={R,Lab/2}max

式中:

Ra――锚泊船实际所占水域半径(m);

R――单锚水域系泊半径(m);

Lab――相邻两锚泊船之间的距离(m)。如果锚泊船船型相同,Lab=1.3×(2.91×Ln+1.64×La+5.0)

如果锚泊船船型不同, Lab=1.3×(2.92×Ln+1.64×La+0.89)

式中:

Ln――锚泊船船舶总长(m);

La ――锚泊船平均总长(m)。

与实用锚位面积相对应,实用锚地容量,亦称设计锚地容量,是在考虑了锚地内船舶平面布局和船型分布等因素影响时,实际采用或设计的锚地内能同时容纳的最大锚泊船数量。

锚地平面布局,是在综合考虑海域自然环境条件、船舶尺度和船舶操纵等因素时的锚位分布。锚位分布可结合自然环境条件按“深大浅小”或“外大内小”的原则分层配置。“深大浅小”即船舶按尺度大小自深水区向浅水区分层次布置锚位,“外大内小”即按船舶大小自锚地外边沿向中心层次布置锚位,如图1、2所示。

相同船型的锚泊船在锚地按“井”字形分布时,理论上锚地水域的利用率为 78%。如果锚泊船按“品”字形分布,则锚地水域的利用率还受锚地面积大小的影响,一般约为 75%~85%。事实上,船舶到达锚地是随机的,在不指定锚位的情况下,锚泊船不可能严格按“井”字形或“品”字形分布,各锚地锚泊船船型也不可能完全相同。根据国内外专家学者的研究结果,本文中基本锚地面积按实用锚地面积的80%计算,即实用锚地容量为基本锚地容量的80% ,对于油船和危险品船,锚地面积增加10% 。

2.锚位数量

根据《海港总平面设计规范》,锚地的规模可根据排队论的理论和数学模拟的方法推算。对新建港口的锚地,按在港船舶保证率90%~95%相应推算锚位数;对扩建的港口,可近似地将扩建部分视为新建港口推算锚位数。在港船舶保证率的选取,应视港口的具体情况确定。对重要港口,其保证率取得高一些,对一次建设的泊位数较多或既有锚地泊位数较多的港口,可取得低一些。

2 . 1排队论理论

Sb――基本锚地面积;

i――不同长度的船舶类别;

Rai――第i种船舶锚泊区域半径;

Ni――第i种船舶所需锚位数。

实用锚地面积也即设计锚地面积,根据日本学者井上欣三、臼井英夫的研究和模拟结果,基本锚地面积按实用锚地面积的80%计算,油轮和危险品船舶的锚地面积增加10%。近年来我国学者研究锚地面积时基本采用这个研究结果。可以得出:

Sgt――一般锚地实用面积;

Sst――油轮和危险品锚地实用面积。

根据上述计算方法并结合表1, 锦州港所需要的锚地面积如表2。

从上表可知,锦州港最终所需锚地面积为123.2km2,其中散货船、杂货船、集装箱船锚地面积103.7 km2 ,油船、成品油船、液体化学品船锚地19.5 km2。

根据本文计算结果,锦州港目前的锚地规模已经远远不能满足港口发展的需求,迫切需要对第三锚地进行扩建,同时新建危险品船舶锚地。在锚地新扩建工程完成前,可通过提高港口服务效率、降低船舶在泊时间等措施缓解锚地资源紧张的局面,同时,应加强对现有锚地的监管,制定完备的应急预案,降低船舶锚泊风险。

参考文献:

[1]沈俊华,徐海燕,蒋小丽.M/ M/ S排队论模型的公用锚地设计应用,海岸工程,2011,30-1.

篇2

中图分类号:U653.5 文献标识码:A 文章编号:

1.概述

核电厂发电机组中有大量超大、超重且不可拆分的设备,通常需要在核电厂建设期间配备专门卸载核电设备的大件码头。随着核电在我国的应用越来越广泛和海岸线资源的日趋紧缺,部分核电厂厂址不得不选在自然条件相对较差的地区,这为核电厂大件码头设计带来了很大困难。核电厂设备具有加工精度高、制造周期长、建造成本高、到货时间分散等特点,若赶在恶劣天气持续时间较长的季节到货,则会面临设备在卸货作业中损坏的风险,势必对核电建设进程造成影响。

当前国内并无针对核电大件设备卸货作业的标准,核电厂大件码头的设计均是按照港工设计规范进行的,为保证核电设备卸货作业安全,有必要根据核电设备自身特点对卸货作业标准和可作业天数统计方法进行探讨,以便为后续核电厂大件码头设计提供借鉴。

2.卸货作业标准和可作业天数统计方法简介

2.1卸货作业标准

《开敞式码头设计与施工技术规程》中指出港口作业天数取决于气象、水文等因素,并由作业船舶的类型、大小来确定,船舶卸货作业标准见表2.1。

表2.1船舶卸货作业标准

上表未对核电厂设备运输中较常见的1000t、2000t级件杂货船和平板驳船卸货作业允许波高进行明确规定,参照《海港总平面设计规范》,1000t、2000t级船舶卸货作业允许波高为顺浪H4%≤0.6m,横浪H4%≤0.6m。

另外,对于较小船舶,日本《港口设施技术标准》中规定允许波高为H4%≤0.4m。

通过以上标准可以看出,随着船舶吨位逐渐变小,卸货作业允许波高也逐渐变小,顺浪和横浪对船舶影响的差异也越来越不明显。

2.2可作业天数统计方法

国内对件杂货码头作业天数的统计主要是基于经济性比较,注重的是码头年可作业天数,统计方法是先按影响卸货作业的不利浪向统计不可作业浪高所占全年频率,乘以365天再乘以一定的折减经验系数,得出因波浪不可作业天数,再分析其它各种不可作业因素的相关联性,对不可作业天数的总和进行折减,推算出年可作业天数。

3.某核电厂大件码头卸货作业标准及作业天数统计方法探讨

3.1项目概况:

广东南部某核电厂址近岸海域滩缓水浅且海水泥沙含量大,受各种条件制约,该核电厂专用大件码头采用高桩透水结构,设计标准为3000吨级件杂货码头。码头全长150m,宽60m,码头平台通过长563m 宽12m的引桥与陆地相接,起吊装置为800t固定旋转吊,码头前沿平均水深约3m。防波堤位于码头东侧和南侧,总长572m,进港航道和回旋水域采用天然水深,杂货船减载靠泊,港池浚深至-5.0m。布置如图3.1所示。

图3.1某核电厂大件码头及防波堤平面布置图

该大件码头在试运营初期,由于码头前沿外侧防波堤尚未开始修建,停泊水域波浪一直较大,导致初期到达的部分核电大件设备无法从靠港船舶上安全起吊和卸货,最长曾出现连续28天达不到卸货作业条件的情况。后续随着码头外侧防波堤的逐渐修建,港池内波浪条件迅速好转,防波堤完工后到达现场的船舶基本上具备短期内卸货作业条件。

3.2核电厂大件码头卸货作业标准及可作业天数统计方法案例分析

因防波堤修建前后风、雾、雨、雷暴等影响卸船作业的外在自然条件没有变化,故本文主要分析不同波浪条件对可作业天数的影响。

3.2.1防波堤建成前

3.2.1.1理论计算的受波浪影响的年作业天数

卸货作业波浪标准采用:顺浪H4%≤0.8m,横浪H4%≤0.6m,T≤6s。计算分析得到该码头受波浪影响的年作业天数为70天。

3.2.1.2实际受波浪影响的作业天数:

该码头自2010年10月15日试运营开始至2011年4月15日半年时间内,共有7批大件设备到货,其中一次性成功卸货的有3次,侯波10天后成功卸货的有1次,先侯波9天后再转驳侯波16天成功卸货的有2次,侯波28天后成功卸货的有1次。扣除侯波重叠时间,经统计半年时间内该码头实际受波浪影响的作业的天数为79天,且最长一次连续不可作业天数达28天,和理论计算结果有很大差异。

通过对7批大件设备卸货作业的浪高、设备、船舶等情况进行对比分析,可以得到以下核电设备卸货作业规律:

其他条件类似情况下,船舶吨位越小卸货越困难;

其他条件类似情况下,同船装载两件大件较只装载一件大件卸货困难;

其他条件类似情况下,设备尺寸、重量越大卸货越困难;

设备尺寸较重量对卸货作业影响大,体积小的重件较容易成功卸货。

3.2.2防波堤建成后

若采用卸货作业波浪标准A:顺浪H4%≤0.8m,横浪H4%≤0.6m,T≤6s,允许波浪条件持续时间≥5h,卸货可作业时间统计区间为07:00-18:30。计算分析得到该码头受波浪因素影响的年作业天数为27天。

若采用卸货作业波浪标准B:顺浪H4%≤0.4m,横浪H4%≤0.3m,T≤6s,允许波浪条件持续时间≥5h,卸货可作业时间统计区间为07:00-18:30。计算分析得到该码头受波浪因素影响的年作业天数为113天。

从现场实际卸货作业情况来看,假定的标准A偏于宽松,而假定的标准B又偏于保守,结合《海港总平面设计规范》和日本《港口设施技术标准》,故建议将该大件码头的可作业天数统计标准调整为:

风:≤6级;持续时间≥5h

浪:顺浪H4%≤0.6m;横浪H4%≤0.4m;T≤6s;持续时间≥5h

可作业时间统计区间:07:00-18:30

4.结论

1)本文通过对某核电厂大件码头卸货作业实际情况进行统计分析,得出核电厂大件码头卸货作业具有以下特点:船舶吨位较小卸货越困难,同船装载两件大件较只装载一件大件卸货困难,设备尺寸、重量越大卸货越困难,设备尺寸较重量对卸货作业影响大,体积小的重件较容易成功卸货。

2)本文通过对某核电厂大件码头防波堤修建前后卸货作业实际情况进行对比,得出适用于该大件码头的可作业天数统计标准为:

风:≤6级;持续时间≥5h

浪:顺浪H4%≤0.6m;横浪H4%≤0.4m;T≤6s;持续时间≥5h

可作业时间统计区间:07:00-18:30

参考文献:

篇3

中图分类号:S611文献标识码: A 文章编号:

随着我国经济的快速发展以及港口物流业的迅速发展,对港区陆域的土地利用提出了进一步的要求,集装箱码头货物流转的对港区查验场地的设计提出了更高要求。目前我国各大港口均编制了港区总体规划和详细规划,但是由于各大港区建设成因的不同,查验模式的不同,其查验场地的设置规模及布置方式有很大的不同,没有一定的规律可循。本文通过对某港区海关集中查验场的规划设计为例,初步探讨港区集中查验场的指标估算,交通流线安排,功能分区等的设计方法。

1、对集中式查验场地的需求,建设的必要性

1.1 项目概况

目前某港区一期码头和查验场已经投入使用,二、三期正在筹建中。同时查验单位拟对该口岸监管区实行“围网封闭式,一进口、一出口”的卡口验放模式,实施封闭式管理,实行集中式货物查验制度。因此,对于远期发展来说,需要一个规划科学合理,集中集约用地,统筹各期查验的现代化、技术含量高、快速高效的集中查验场地。 本案位于二期工程以东,北邻辅建区,南靠远期工程。某港区年吞吐量为1200万TEU,公路年集疏运量为800万TEU

1.2 上层规划分析

1.2.1功能分析

正在建设的某港区集中查验场在某港区主要承担集装箱货物进出口的海关集中查验功能。分别为:办理进出港手续、查验、疏导交通。 查验场的主要查验流程如图:

1.2.2查验流程

货物由货源地出发经由城市道路网三号主干道、下穿道路以及二号主干道进入查验场总闸口,穿过查验场地进入各期码头堆场。被抽查的集装箱由集装箱卡车运送到查验场进行查验,查验合格则直接运送到各期码头堆场最后离港;查验不合格则运送至暂扣仓库或者暂扣箱区等候处理。

1.2.3地块总体交通流向

进闸口:集装箱车辆通过沿江高速公路、港区内二号及三号主干道汇集,经总闸口后分流至各期码头堆场。出闸口:集装箱车辆经总闸口后分流至各城市道路。小型车辆有其专用通道。

地块交通流向分析图

2、查验场设计设计存在的问题与难点

2.1规模估算

目前集中查验场设计没有具体的规模标准规范,整个场地需要占地多少,没有统一的规定。这就使查验场地的设计带来了很大的模糊性。规模不足,不能满足使用需求,造成效率过低;或者当前满足使用,随着港区的发展,在设计期内逐渐不满足使用。规模过大,造成宝贵的土地资源的浪费。

2.2交通流线组织

集中查验场位于港区中部,有三条主要通道进去查验场,分别为:2、3号主干道和西乡互通,通过查验场竟如各期码头堆场。主要矛盾点有3个方面:1)总闸口内外两侧的排队等候场地的规模核算;2)查验场内道路占地面积的核算;3)交通冲突点的解决。

3、解决方法:

集中查验场地的规模主要有三大部分构成:道路交通面积,查验场面积,各功能用房用地面积。

3.1道路交通面积

道路交通面积由总闸口占地面积和内部道路组成。单个闸口尺寸已知,内部一条车道的宽度可知,关键在于确定总闸口车道数和内部车道数的测算。

3.1.1总闸口车道数预测

(1)方法一:根据规范公式

根据《海港总平面设计规范》中的公式计算闸口车道数,即

式中:N为闸口车道数;Qh为码头年吞吐量,TEU——根据《深圳港某港区港区集装箱码头水陆域详细规划(修编)》,某港区港区集装箱码头的最终吞吐量将达到 1200 万 TEU。

Kb为水路和铁路集装箱占码头年吞吐量的比例,14.3%;

Kbv为集卡到港不平衡系数——2;

Pd为每条车道的平均通行效率,辆/h——依据规范并综合考虑查验场设施现代化程度的提高,通行效率增高,取较高值40辆/h ;

qc为集卡平均载箱量,TEU/辆——1.2TEU/辆(通过调查,获得目前盐田港集卡车装载率,平均值为1.20;盐田港是经过20多年的快速发展日益成熟的,因此可以认为平均值为1.2的装载率代表相对较高的货运效率);

Tyk为闸口年作业时间,d——360d;

Td为闸口日作业时间,h——24h。

计算取整得总闸口车道数为50个。

(2)方法二:基于闸口通行效率

根据远期闸口总通行量与单个闸口通行能力,推算所需闸口车道数, 计算公式为:

其中

(式中:公路集疏运量为800万TEU;集卡平均装载箱量取1.2;不均匀系数取1.8;)

单个闸口通行能力:根据《海港总平面设计规范》取值为20-40辆标准集装箱车/小时,结合实际调研数据,取30辆/小时。

计算取整得总闸口车道数为47个,考虑到设置少量空箱车通道,总闸口车道数总量为50-52个。

(3)两种方法校核

通过以上两种方法的分析计算,预测总闸口车道数约为50个。考虑到远期不确定因素,本着弹性发展原则,确定总闸口车道数为50-55个。

3.1.2内部车道数预测

其中:

高峰小时车流量=平均小时车流量×高峰小时系数(取1.8)。

平均小时车流量——根据《深圳港大铲湾港区集装箱码头 水陆域详细规划》,查验区集卡交通量折算为标准车流量为3780pcu/h;

单条车道的通行能力:场地内按20~25km/小时设计时速,单条车道理论通行能力为1400标准车/小时,考虑到多车并行所带来的交通影响,通行能力折减系数取0.6,则单条车道平均通行能力为1400 × 0.6=840pcu/h。

计算取整得查验场内部环路车道数8条,考虑抽验车辆进出查验场会形成一定的干扰,以及突发不可预见因素的影响,按10车道控制。

3.2查验场面积

查验场地主要由查验台、待查验车辆停车位、暂扣仓库等,查验台宽度以及暂扣仓库都有业主规定,车辆尺寸可知,因此,规模确定的关键在于查验车位需求量的测算。

式中:码头年吞吐量——1200万TEU;

堆场年作业时间——360d;

查验率——据调查,为2%

车位日周转率——2.5

计算得查验台查验车位需求量为266个,本着弹性原则,设计查验台查验车位260-280个。

4、规划设计

4.1规划构思

本规划采用“U”环+“岛”的模式对各个用地进行布局。

(1)、 “U”环:交通组织环路。在设计范围内总闸口分为西侧进闸口和东侧出闸口两部分,由西侧闸口经 “U”型环路至东侧出闸口,形成一个主要交通环路。 “U”型环路为10车道,既能使过境集装箱卡车能够迅速通过进入各期码头堆场,又有足够的交通空间保证需查验车辆的交通顺畅。

(2)、 “岛”:口岸查验设施功能岛。

功能布局:设立围网,内部分为南北两部分:

南部配套查验平台,现场值班室,查验场业务用房以及封闭式查验场地;

北部配套闸口业务用房,暂扣仓库、暂扣箱区,查验大厅等,满足相关技术设备配置以及人员现场作业要求。

内部交通:小型车辆经专用通道可进入查验场,各期码头集卡通过周边的环线组织交通。

4.2交通流线组织

地块形成环路,按逆时针方向组织所有车辆流线。

各港口进出车辆均通过环路组织。

查验区设3处出入口,1处单向出口,以组织各港口抽检车辆的查验工作。

参考文献

1、《集装箱港区后方陆域规划研究》潘艳荣,邓卫,童韬(东南大学交通学院,江苏南京210096;2.重庆交通科研设计院,重庆400067)

2、《青岛港前湾集装箱港区总体规划探讨》柯红雁,刘丽华 (中交第二航务工程勘察设计院,湖北 武汉 430071)

3、《日照港虎山港区规划探讨》孔宪雷 (河海大学,江苏 南京 210098)

篇4

0引言

船舶大型化已成为当今航运业发展的主流,船舶大型化,对于船东来说,不仅可以提高船舶的营运效率,降低营运成本,而且还为船东减少了大量的人力成本和管理成本。然而由于港口发展的滞后性,港口码头或泊位的等级限制了大型船舶的靠泊,加上商务经营的需要,大型船舶时常会遇到需要更改载重线的情况。原因之一是为了营运目的,满足进港要求。特别是大型散货船和油轮,为了最大限度也达到满载的目的,时常会发生多港装卸的情况,先到小等级的泊位装货然后再靠大等级的泊位加载或是先到大等级的泊位减载再靠小等级的泊位缺货,这就需要临时更改载重线,以满足码头泊位等级的限制。另一个原因是经济目的,船舶营运过程中会发生许多费用,而其中的一部分与载重吨(DWT)有关,通过修改载重线证书,就能间接地起到降低成本费用,在航运市场普通萧条的当下,不失为一个不错的应对方法。

对于第一次遇到要求更改载重线的船舶,船长可能觉得无从下手,不知如何计算新的载重线数据,如何确定载重线标志的位置与如何正确地去勘划载重线标志。只能申请岸基协助,聘请岸上专业机构,通过他们来核算出新的载重线数据,这样不仅需要船舶提供许多资料,有时资料递交不全,来回电邮、传真多次,还可能会影响船期和靠泊,对船舶和船东而言费时又费力,而且船东还要支付专业公司一笔不小的服务费用。在当前航运市场不景气的情况下,作为船长,理应掌握有关载重线更改的计算与勘划,一方面可以为船东节约成本,另一方面更能体现为船东服务的理念。

1码头靠泊等级与船舶吨级

码头建造完成后,在码头工程竣工验收证书上,都有一个核定的靠泊等级,如5万吨级、10万吨级等等,表明该码头或泊位最大能接受靠泊船舶的吨级大小。码头靠泊等级主要根据其靠船结构的强度及其护舷等抵御船舶冲撞能量的能力,船舶产生的冲撞能量主要包括靠泊过程中产生的撞击力、波浪作用下产生的撞击力、风流产生的挤压力和缆绳的拉力[1],在确定码头的等级时还要综合考虑到泊位的长度、系缆桩布置、水深、水域等因素。

船舶的吨级是指船舶的载重吨(DWT),根据交通部《沿海码头靠泊能力管理规定》[2]第十七条(一)的规定:“靠泊等级,是指码头允许接靠满载船舶的吨级。船舶吨级的划分按交通运输部的海港平面设计规范中设计船型系列执行”,《海港总平面设计规范》[3]附录A 中船舶吨级是以DWT为分级标准,并说明DWT系指船舶载重吨。从笔者以往更改载重线的经历中,租家或船东的更改指令中也得到印证,通常要求船舶改至xxx载重吨。SOLAS公约第II-1章第2条定义中规定:载重吨系指船舶在比重为1.025的海水中,吃水相应于所勘划的夏季干舷时,排水量与该船空船排水量之差,以吨计。也即通常所说的夏季吃水时的载重吨。因此,码头等级中所指的船舶吨级指的就是靠泊船舶的夏季载重吨。

1.1新载重吨的干舷计算

船舶载重线的更改应根据船东的更改指令,核算出新的干舷。按照以往的经验,船东或船家的更改指令中,新的载重吨通常比船舶原来的载重吨级低一个至几个等级,如原来船舶的载重吨为109 500吨,新的船舶载重吨改为99 999吨、89 999吨或74 999吨等,恰恰比码头等级限制小1吨。新载重吨的干舷核算首先依据新的载重吨更改要求,算出该载重吨下的夏季干舷,然后根据新的夏季干舷,分别算出热带、热带淡水、冬季及冬季北大西洋等各档干舷。

计算举例:

如某阿芙拉型油轮原载重吨:104 405T,夏季干舷F=6 616mm,空船重量=18 204.3T,现要改到WDT 99 999T。

(1)根据所要更改的载重量,算出对应的新的排水量。以此排水量查稳性计算书,得出对应的吃水。

WDT+空船重量=排水量(),=18 204.3+99 999=118 203.3T

查从稳性计算书:

吃水(d) 排水量()

14 322 118 013.0

14 372 118 469.5

进行线性内插得: 当排水量=118 203.3时,吃水(d1)=14343mm,此吃水即为WDT 999 99T时的夏季吃水,并以此去查稳性计算书中的静水力表得出TPC=91.8。

(2)确定船舶的干舷计算型深,从载重线标志图上或稳性计算书都可得到。

查载重线标志图:从甲板干舷标志线上缘(Upper Deck Top Line)到吃水标志中心线上缘之间的夏季干舷高度为F=6 616mm,夏季吃水为d= 14 822mm。

则干舷计算型深:D=F+d=6 616+14 822=21 438mm

(3)用计算型深减去上面(1)所得的吃水(d1),即得出WDT 99 999T时的夏季干舷。

Fs=D-d1=21 438-14 343=7 095mm

(4)根据载重线公约规定,热带干舷梯与夏季、冬季干舷间的修正值d=1/48Dt。

d=1/48x14 343=299mm

热带干舷 Ft=Fs-d =7 059-299=6 796mm

冬季干舷 Fw=Fs+d =7 059+299=7 394mm

(5)计算淡水宽限

根据载重线公约规定,淡水宽限Fa=/40.TPC

Fa=118 203.3÷(40X91.8)=322mm

淡水干舷 Ff=Fs-Fa=7 095-322=6 773mm

热带淡水干舷 Ftf=6 773-299=6 474mm

至此,WDT 99 999T时的夏季、热带、冬季、淡水和热带淡水干舷都已计算完成。将新的干舷计算数据发送船船东,由船东向船级社申请更改载重线。

2 载重线证书更改

船舶载重线证书是船级社颁发的法定证书,船舶更改载重线,必须取得船级社的认证,获取新的载重线证书。《1966年国际载重线公约》[4]第13条规定:“为实施本公约的规定和核准免除上述规定而对船舶进行的检验、检查和勘划标志,应由主管机关的官员办理”。因此,载重线的更改并不是说改就能改的,想改到多少就多少。

载重线证书的更改有二种情形,一种是临时的载重线更改,需获得临时载重线证书;另一种是船舶在建造交付后或使用过程中,船舶已申请取得了多套载重线证书,封存放在船长处,需要时由船级社官员上船进行验证,启用新证,封存旧证。

对于临时载重线的更改,一是要经过精确的验算,得出新载重吨的各种干舷数据;二是要将得出的更改数据发给船东,船东向原发证船级社提出更改申请,船级社制作临时载重线证书,然后派检验官员上船实地验证,包括对新载重线标志勘划的验证,最后将原载重线证书封存,颁发一份临时载重线证书。

临时载重线证书必须在船舶抵达受限港口或码头之前取得,一般在离上一港时获取临时载重线证书,对持有多套载重线证书的船舶,也在此期间取得船级社的验证,然后在码头边或离港后在锚地进行载重线标志的更改,按规定船级社官员要进行现场勘验后再发证。如果不强求现场勘验,则船舶可选择合适时机在抵达受限制港口或码头前完成载重线标志的勘划。

3 载重线勘划

载重线标志的勘划,有严格的规范和标准。必须按照《1966年国际载重线公约》附件B附则I《载重线核定规则》第6条载重线标志所用的各线段中的尺寸规定进行勘划(附图1),同时,第8条对标志的颜色也有明确的要求,“对圆圈、线段和字母,当船舷为暗色底者,应漆成白色或黄色,当船舷为浅色底者,应漆成黑色。它们也应是经主管机关认可,并勘划在船舶两侧的永久性标志。这些标志应能清晰可见,必要时应为此作出专门的安排”。因此,载重线标志也不是想怎么划就怎么划。

船舶载重线标志的更改,船舶应事前做好载重线标志更改的准备工作,根据计算所得的各种干舷数据,按照载重线公约规定的标志中各线段、字母的尺寸及位置要求,利用硬纸板或橡胶板制作好模板,便于标志的更改和勘划。

4载重线更改后的干舷验算探讨

船舶载重线在船舶建造完工后,其干舷都根据《1966年国际载重线公约》进行过严格的验算,满足载重公约要求的最小夏季干舷标准。而船舶载重线的更改,主要是由于港口泊位等级的限制,通过减少船舶载重吨,降低船舶的吨级,以满足进港靠泊要求,即采取临时更改船舶载重线证书措施。船舶载重吨减少,其直接的反映就是船舶的夏季吃水的减少,其结果反而是增加船舶的夏季干舷。因此,更改后的干舷是完全能满足载重线公约的最小干舷的要求。

从载重线公约中最小干舷修正的要求及计算标准中各参数的值来分析,各参数值的采样在船舶建造完工后是恒定的,并不会因载重吨的修改与夏季吃水的减少而改变,如船长(L)应取为量自龙骨板上边的最小型深85%处水线总长的96%,或沿该水线从首柱前边至舵杆中心的长度,取大者;排水量以最小型深85%处的排水体积等。我国《国际航行海船法定检验技术规则》[5]规定船舶进行修理、改装、改建等应重新进行干舷的核定,同时,《1966年国际载重线公约》第10条(1)规定,进行修理、改装和改建以及与之有关的舾装的船舶,至少应继续符合以前适用于该船的要求。在此情况下,现有船舶照例不得低于它在修建以前已经符合的新船要求的程度。言下之意,当船舶发生修理、改装和改建以后,要进行核算以满足此前新船的要求。综上所述,载重线更改后,不需要进行干舷的核算。

5 临时或多套载重线证书的使用注意事项

根据载重线公约第16条证书的签发要求,对于依照本公约进行检验和勘划标志的船舶,应签发一张国际船舶载重线证书。船舶在任何时候所持的载重线证书应与船舷两侧的载重线标志要保持完全一致,且在船旗国检查时,仅能出示正在使用的这一张载重线证书。因所持载重线证书与船壳上实际的载重线标志不符而导致PSC滞留案件多有发生,2015年东京备忘录地区就发生了5起因载重线证书缺陷导致的滞留事件。因此,在载重线证书的更改和载重线标志的勘划过程中必须引起高度的重视。

(1)任何时候在船舶舷侧只能看到一套载重线标志,且船上只能出示与其相应的载重线证书,更改过程中必须将原有的标志用船体相同的油漆完全覆盖;

(2)注意涂刷新标志的位置和完整性,标志圈中心应位于船中处,标志的颜色与船壳有明显的反差,各线段与字母要完整;

(3)颁发的临时载重线证书只能适用于某一特定的航线、港口或泊位,原有的载重线证书船长必须封存并分开存放和妥善保管,在更改至原有载重线标志之前不得出示和使用;

(4)恢复原有载重线证书,也必须经过船级社的认可,并封存临时载重线证书,同时在船壳上改回原有载重线标志,严防载重线证书已改回,但船壳上载重线标志因种种原因未及时改回,而导致“证照不符”或在港装货时超载重线标志的事件发生;

(5)持有多套载重线标志的船舶,船长要注意经常核对启用的载重线证书与载重线标志是否统一;另在启用新证时注意应根据船旗国主管机关、船级社的相关规定,确定是否需要申请船级社官员上船进行验证,如香港旗船舶,根据香港海事通函[6]的规定,持有多套国际载重线证书的香港旗船舶在变更干舷时,可由船长进行确认(无需验船师登轮确认),但船舶必须持有香港海事处签发的同意该船持有多套国际载重线证书的批准函。而中国船级社则规定CCS级的香港旗船舶在变改载重线时,还应发送相关规定的信息至CCS营运入级处[7];

(5)每次变更载重线标志时,应在航海日志中进行记载,显示有最大载重量的证书(如CSC,CSE,COP证书等)适用于所有不同载重线的情况。同时强调船舶的安全管理体系应包括适当的程序和相关指南,以确保使用多套国际载重线的船舶能够满足上述要求。

6结束语

在实际工作中,载重线的临时更改并非难事。笔者曾经服务过一艘专门从事从中东到远东航线的阿芙拉型油轮,几乎每个航次在卸港都需更改载重线,甚至一个航次要连续更改多次。因此,只要掌握了载重线的计算与勘划要求,按照有关规范和主管机关的规定执行,船长加强对证书的管理,妥善地保管、使用和出示载重线证书,及时做好载重线标志更改和勘划工作,是完全可以避免发生类似PSC检查滞留的问题或“证照不符”的问题。

参考文献:

[1] JTJ215-98《港口工程荷载规范》,1998.

[2] 交通部《沿海码头靠泊能力管理规定》,2014.

[3] JTJ211-99《海港总平面设计规范》,1999.

[4] IMO,《1966年国际载重线公约》及1988年议定书,1989.

篇5

关键词:航道尺度 转弯半径 加宽

近年来,随着国际、国内船舶制造业的快速发展,船舶载重吨级日趋大型化,大型海轮停靠港口进行装卸作业已经非常普遍。中化珠海石化公用码头位于高栏港区南迳湾作业区,其南侧泊位原设计最大靠泊船型为80000DWT船舶。根据业主提供的资料,近几年来,格力石化码头实际到港船型中就有超过80000DWT的船舶。自正式投产以来,本码头共安全靠泊多艘次大轮,而且到港大型船舶艘次在逐年增加,为适应较大船型的安全靠泊要求,现拟将南侧8万吨级泊位改造为15万吨级泊位,与码头配套的进港支航道也需浚深拓宽。

航道概况

工程所处的高栏港现有一条人工开挖主航道及通向各港区的支航道若干条。目前主航道口门至南迳湾港区支航道段航道设计海底高程为-15.7m(当地理论最低潮面,下同),航道底宽250m,航道轴线走向350°~170°,可满足8万吨级油船单向满载乘潮通航需要。根据高栏港区航道规划,主航道起点至华联支航道区间按满足15万吨级油船通航要求设计,设计底宽为290m,设计底标高-19.0m。15万吨级主航道计划2014年内完工。

从高栏港主航道至南迳湾港区华联码头辟有一条支航道,支航道现状:长1.6km,底宽201m,航道底标高-13.5m,航道轴线走向20°~200°。支航道与主航道轴线夹角为30°。

转弯段航道尺度计算

南侧泊位改造后设计代表船型为150000DWT油船,其船型尺度为274m×50.0m×24.2m×17.1m(总长×型宽×型深×满载吃水)。本工程支航道通航密度甚小,按单向航道进行设计。单向航道航宽和航道设计水深均采用《海港总平面设计规范》中公式计算。

单向航道宽度:W=A+2C=n(Lsinγ+B)+2C

航道设计水深: D= D0+Z4=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4

船舶在支航道行驶时风流压偏角按7°,航速按小于6节考虑,计算出单向航道宽度为241m,航道设计水深为19.43m,航道底标高-18.00m(当地理论最低潮面)。

因进港支航道与港区主航道轴线夹角为30°,为保证船舶安全转向,船舶从主航道转向支航道行驶时,其转弯半径和弯道段航宽需合理确定,以下重点分析两者的确定方法。

1、转弯半径

海港总平面设计规范(JTJ211-99)规定,航道转弯半径R应根据转向角φ和设计船长确定:10°30°,R=(5~10)L。美国和日本等大多数国家标准一般要求以φ≤30°为宜,Rmin=3L;超过30°时,Rmax=12L。国内杨桂樨提出的海港航道转弯半径R的经验公式为:

,式中:R为航道转弯半径(m),K0为航道掩护程度,有掩护航道为1.0,无掩护航道为1.2;VS为最大船舶航速(m/s),以小于4m/s为宜,计算时不考虑单位;LPP为最大船舶两柱间长度(m),一般可按LPP=(0.94~0.97)Lo,T为最大船舶满载吃水(m);D0为航道转弯段设计水深(m); φ为航道转向角度(°)。

根据表1计算结果,支航道转弯半径暂按5倍船长考虑。

2、转弯段拓宽要求

航道转弯段宽度在直线段航道航宽的基础上需考虑一个拓宽值ΔW。海港总平面设计规范(JTJ211-99)规定:当10°30°,可采用折线切割法加宽。海港工程设计手册建议当φ>25°时,ΔW> ;φ≤25°时,ΔW≤ 。国内杨桂樨⑵提出的航道转弯拓宽ΔW的经验公式为:

式中:R为航道转弯半径(m),为航道掩护程度,有掩护航道为1.0,无掩护航道为1.2; LPP为最大船舶两柱间长度(m),一般可按LPP=(0.94~0.97)L0,详细可按日本规范推荐的公式计算,T为最大船舶满载吃水(m);D0为航道转弯段设计水深(m); φ为航道转向角度(°)。

由表2两种公式计算结果可知,经验公式计算值偏小,以手册公式结果来进行判断,则加宽后的航道宽度应大于275.25m。本工程φ=30°,采用切角法加宽后,转弯段航道最小宽度为303m,满足设计手册要求。

船模试验

进港航道内单向通航模拟试验选取自然条件分别为涨、落潮平均流速满载进、出港、风速选取6级、风向为最不利横风的条件组合,进出港试验的主航道航速为6~8节,支航道的航速为4~5节。涨潮、风向045°、风力6级为最不利组合,最不利组合情况下(进港航迹带见图1)。

模拟试验表明:15万吨级油轮进出港单向通航的航迹带宽度为110m,15万吨级油轮进出港单向通航支航道所需单向航道宽度为210m,本工程支航道设计宽度241m,进出港航道宽度满足设计代表船型进出港单向通航航道宽度的要求。

模拟操作过程表明,15万吨级油船进出港由主航道转入支航道及由支航道转入港池水域,需要较高的操船水平,存在一定的风险,船舶在支航道受风流影响漂移较大,船位容易偏向西北侧,船舶在支航道的船位距离航道边界最近的距离仅为20m,特别是防波堤堤头的流场突变的特点,使该段的船舶操作较困难。为保障15万吨级油船安全顺利通过支航道,经与当地引航员共同反复操作试验,建议对支航道及与主航道、港池水域衔接段进行优化设计,使支航道与港池衔接段成喇叭口形态,扩大港池操作水域。

航道尺度优化

根据已开挖航道测量资料比较,支航道开挖后年回淤厚度为0.6~1.22m,维护性疏浚量很大,从工程改造经济角度分析,结合主航道规划,南侧泊位改造后支航道暂按底标高-14.5m进行维护,对应的航道设计水深为15.93m。根据经验公式来计算转弯半径,见表3。

根据表3计算结果并结合船模试验结论,最终确定转弯段航道转弯半径取8L即2192m,转弯段仍采用切角法加宽。

优化后的支航道及与主航道连接段见图3,支航道与港池衔接段见图4,图中斜线区域为优化后增加的可航行水域。

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