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6 港 口工程1 9 8 9 年第 2 i l l 进 港航 道 设计 续 交通 部第一 航务 工程勘 寮设计 院 杨 桂樨 四 转 弯航 道设 计 按 照行船 要求 航道转 弯段应 以航 道 中 心 线为准 用一 定 半径的 圆弧线 连接过 渡 航道转 向 轴线的 布置 要 求 已 在 航 道 选 线 一 节中述 及 本 节将 着 重阐述选择 确定 转 弯 半径和 转向角 的 缀则I转 弯段增 加 的富 裕 宽度 以及 转向 拓宽方 式等 一 航 道转 弯 半径的确 定 由于船舶 行驶在 航道 转弯段 时 航 线不 断 变化 导助 航 设施的有 效性 受使 用范 围变 化 船 舶 转弯过 程 中风 浪流 的 影响变 化 以 及 航道 断面水 域 的变化 必 将 I 起 水流强 窿 的 改变 因此 为使船舶按 一 合理 的圆弧 线 航 行 满 足船 舶在 航道 中有 良好的操 船 作业 条 捧 保证其安 全方 厦转 向 提 高航 道递 过 能 力 在布置 转 弯航道 轴线 确定 转弯 半径 时 一般应遵 循的 原 则如 下 t l 航道 转 弯半径与设 计船 眭有 关 船 舶 尺度 越大 昕要 求 的转 弯 半径 越 大I 2 不 同 专业船 舶转 弯 半径 不同 行 驶 油轮和危险品船航道的转弯半径应大于其它 专 业船 舶使 用的航 道 3 转 弯半 径随 水文 地质条件 变 化 风 浪 流大 的水域应增 大 R值 对 于回淤 严重 岸坡 不 稳定 或 土质 较 坚硬 的航道 也应适 当 增 加转 弯半径 4 转 弯半径 随航 道水深 满载吃 水 的 加 大而 减小 5 航 道宽 度越窄或 边坡越 陡 应适 当 加大转 弯半径 6 航道转 向角越 大转 弯 半径 应按 规定 增 加 7 航 道设计 航速越 快 转 弯 半径要 求 越 大 8 港 外无掩 护航 道的 转弯 半径应大 于 港 内有 掩护 航道 的转 弯半径 外 海 航道应 大 于 港外航 道 的转 弯 半径 9 当 水域 狭 窄 地形 条件 复杂 选 线 困难而必 须 采用 弯转 向时 应适 当 加 大转 弯半 径 1 0 有 拖轮 助 航时 可适 当碱 小转 弯半 径 1 1 航道转弯半径还与转弯段增加 的富 裕宽度有关 增加的富裕宽度越大 转弯半 径应 越1 1 x t l 2 当船舶转向时 采用不同的平衡舷 角 转 弯半径不 同 平衡 舵 角小 转 弯 半径 大 平 衡舵角 犬转 弯 半径 l J 1 3 转弯 半径 与船 舶操 纵性 能 特 点 装 载情况 驾驶 技 术和 其 它人 为因素有 关 关于按航道转向角的大小受船舶长度为 依 据 参照上述 有 关因素 决定转 弯 半径 各 国均有昵确规定和要求 最早 我国交通部 制 定的 海港航 道 养护 尺 度的试 行办 法 仅 规 定转 弯段宽 度 I 4簪 修 改 规 范时 提出 R 3 L要 求 由于这种硬性规定普谊认为 取值偏小 多年来备藩航道设计主要 II1 萁 具 体的 自然条l件 和航行经 验 医地种 宜地确 维普资讯 港 口工 程1 9 8 9 年第2 搬 7 定 转 弯 半径 详 见表 1 世 界各 国港 12 1 航 道 对转 弯半径 的要求 随 着海 运事 业 的发展 其经验 方法 计算 公 式 各不 相同 例 如t 1 第 1 4 届 国际航 运会 议提 出t船 舶航 速 为8 1 0 节时 转向角 和转 弯半径 关系 为 35 1 0 L 2 日本 的规 范规定 航道 转 向角 尽量 表 1 序 号 港口名称 航 道 名 替 掩护程度 转向角 转 弯半径R 一 1 秦皇 岛港 主航 道 一西 航道 开敞 3 0 3 0 6 7 L 主航 道一 束 航道 开敞 3 0 3 0 6 7 L 2 天 津 港 进 兽 圭航道一东突堤航谴 掩护 6 0 4 L 进港主航道一闸求航道 掩护 l 3 1 7 4 2 3 8L 8 青 岛港 进浩航道 掩护 1 5 2 3 3 4L 4 蛔台 港 进 港 航 道 掩护 8 3 L 5 连 云 港 进 港 航 道 掩护 2 7 4L 三 亚港 进浩主航道一旧航道 半掩护 3 1 L 斗 龙 村 北航 道一 蔚 苹血 争 兢遭 开 敞 3 8L 7 湛 江港 甫三 岛南航 道一 斗龙 村 北航 道 开龇 2 1 4L 东石航道一南三岛西航趋 开敲 6 5 2 1 0 L 太 蕞堋 大 石 浮一转 向 浮 掩护 3 1 6L 大 潦洲 转 向 浮一尾 掩护 1 2 8L 黄 浦浩 莲花 t h1 2 一 l 0 灯 浮 掩护 2 3 4L 莲花山l D 一 4 灯浮 掩护 3 0 5 L 莲 花 山 4 一 2 向 浮 掩护 2 4 4L 小 于 3 0 超 过3 0 时 其转 弯半径 R 4 L 营野一 港湾和海洋工学一提出 转向角应 尽量小 于 3 0 超过 3 0 时 应 对转 弯段 航道 作 切角加 宽 港 内R 4L 港外R 8L 3 美国 主 要依据陆 军工 程兵 团所 做的 大 量试验 和 巴拿马 运河 船 长 引水员意 见提 出有关建议t转向角小 于 1 0 航道不必加 宽 2 0 3 O 时 采 旯 j 切角 加 宽 法 大 于 3 o 时 R 8 5 L 美 国代 表在第 五次 国 际 油 轮 委员会 提 出 对大型 油 轮 R 8L 1 0 L 1 2Lj 4 苏联方 法 是按 波 日奇公 式计算 的 外 海条 件 R i 4 5 L 沿 海 地 区 t R i 3 5 L 河道 上 R 3 7 5 L 在 任 何 地 区最 大 的转 弯 半径为 t Rm 苏 联 列宁格 勒 新米尔 诺 夫提 出t 转 弯半径应 根据船 速Vm 确定 当V 5米 秒 时 R 4L 当 V 5米 秒时 R 8L 1 2 Lj 苏联 代 表在 第 七次 国际油轮 委员 会 提 出 R 5Lj 5 荷兰 水道有 相 当多 的弯道 通常 转 弯半径 为 R 4L 6 L 狭 窄河 道 取 小 值 不 受限制 时取大 值 6 其它 围家 如英 国 法 国 瑞 典 芬 兰和波 兰等 国删 推荐R 5 L 1 o L 综 台上述 有 关资料和 规定 说明世 界备 维普资讯 8 港 口工程1 9 8 9 年 第 2斯 国 确定航 道转 弯半径 原则是 相同 的 但 由于 技术和 经济实 力不 同 以及 实 践经 验 和现有 建设条 件差 异 则在 具 体规 定 标准 和表 示方 法方面略有不同 例如 美国和 日本等大多 数 国家 一般都 要求 以 3 0 为 限 界 小于 3 0 时 R i 3 L 超过 3 O 时 R 1 2 L 苏联规定按海区划 分 R 值 R 3 5 L R 则根据 不 同吨级 船 舶 取 值 如 万 吨 级 船 R 1 5 3 L l 0 万 吨 级船 I R 1 6 8 L 还有 一 些匿家 笼统 规 定 R 4 L 1 0 L 根 据我 国各 港的 具 体条件 和经 验 经 技术经 济论证 和分 析 转 弯 半 径 范 围 为 R 8 L 1 0 L 实践证 明是 合理 的 因此 在 规 范 中建议按 下述规 定和 条件 确定 R值 l 1 0 不考虑 转弯 匿圆 滑过蝗 航 道 内外 边 线可直 接 相交 2 1 0 3 0 R 5 L 1 o L 在 有掩 护水 域内 R 5 L 7 L 在开 敞 出域 内 R 7 L l 0 L 俺大 R取 大值 巾 角小 R取 小 值 4 航速 要 求 在 有 掩 护 水 域 内 V 6节 在 开敞 球域内 V 1 昕 二 航 道 转弯段增 加 的富裕宽 度 航 道 转弯有 效宽度 W应 由四部 分组 成 郁航迹带宽度I A 船舶阃富裕宽 葭 b 船 舶 与 航道寐边线间的富裕宽度 C 航道转弯段 增 加的 富裕 宽度 e 单向 航 道转 弯段 t W A 4 2 c e 嘏向航 道转 弯 段l W 2A b 2 c 2 e 式中 A b c 取 值与直 皖道 相同 关于 加宽值e 昀确 定 其 经验 公式 较 多 一 般多塌于 河流航道 我蜀 试行办法 中 规 定 s 一半 其 它 国家的 资料所提 供 的公 式有 苏联 渡 日奇公式 第 1 4 届和 第2 2 届 国际航 运会 议推 荐 的公式 荷兰 公式 苏伊 士运河 研究 中心 总结 的公 式 以及 巴拿马运河 试验 资料 等 由于 这些 公式 都有其 局限性 我们 通过 大量 的统计工作 考虑除适用于河口港航道外 还应 控制 海港 航 道转 弯段的有 效宽 度 建议 e 值 的要 求如 下 2 5 时 e 巾 1 5 时 e r 三 航道转 向 拓宽方 式 航 道转 向拓宽应 根据转 向角 转 弯 半径 和设计 船长 确定 为 琉浚施 工 方便 其通 常 采 用 的加宽 方式如 下 l 1 0 航 道 内外 边 线 相 交 不 必 加宽 见图 1 盘 I 边境直 袭 蹬 2凹 岸切角 盛 维普资讯 港口王程1 9 8 9 年港 朝 9 2 1 0 3 0 R 5L 1 o L 采 用 折 线 切 割加 宽法 巾值小 时 采 用三 角形 顶点 连接 凹岸折线切割法 巾值大时 采甩梯 形或 多 边形连 接 凹 岸折 线 切割法 见图 3 图 4 图 5 一 鱼 j 三 角 珏 理点 琏 臻 岸 辑 譬 谴 锑 粒 日 打 口藕 j蔷 磕1 4 对 于天 然河流 中的河 口港航 道 可 采 用上述多边折线切割法加宽 见图 5 5 对 于特 殊情况 下 R l O L时 航道 转 弯段可 不予 加 宽 五 航道边 坡设计 航 遒边 坡主 要取决于 航槽 断 面 土 质 种 类 物理力学特性 以及维护期间堆积在边 坡上土质 的性质 取决于该海域波浪水流以 及 泥砂 沉积 的强 度和性质 对 边坡 的影响 取 决于航道被掩护的程度 取决于航行船舶对 边 坡的 影响 还取 决于 边坡形 成 的时间 航 道 边坡 分为 设计边 坡和 稳定边 坡 设 计 边坡 是 根据开 挖 航槽 的土质 特性而 形成 天然 坡度 时 的边坡 稳定边 坡是在 两维 护期之 间 定 期维护疏浚开始前 由于外部困素波浪水流 和泥 沙 回淤 作用下 设 计边坡 发生 变化之 后 而形 成 的稳定 边坡 W 舶 声 m 蕞 岸并 或 翻 设计 边 坡坡 度 一殷 根据土 质 类型 状态 和贯 人 击数 确定 几个 典型 国家 的取 值 标准 下 一 日本 标准 表 2 维普资讯 J O 港 口工程 1 9 8 9 年翥 2 期 二 苏联标准 表 8 表 3 靛 沱 粘 土 硬粘 土 桩 动 1 2 3 O 流 塑 l l1 5 0 带贝壳淤记 1 1 0 1 5 可 塑淤 秸 砂壤 土 粉砂 1 7一l 0 砂 土 樵散的 i l 7 9 密实的 1 3 5 擞 尼性 吼壳 灰岩 1 l 4 5 粘 土和 砂质粘 土 轴 塑 l r8 4 可 塑 1 l 2 8 硬 塑 1 t 1 2 三 美 国标准 见表 4 表 4 硬 砂 土 质 竹 娄 f 土层 和酥质粘土l 和含有粉砂的砾石I 砂和 砾 石 I 淤 泥 l 兰 皇 兰 兰 1 堕 兰 竺 二 l 三 一 二5 二 l 3 4 1 6 1 5 l 4 6 r 表 5 土 质丹羹 N 值 边驶 城 度 流 塑淤琵 3 1 0 2 0 5 O 软塑 弛尼 牯 性 土 4 1 0 1 5 Z O 可塑 硬 塑 帖性 土 1 O 一 1 5 1 8 5 坚 硬枯 性 土 1 5 1 2 3 杜靛砂 1 5 1 2 3 石 5 0 1 1 我 国现 有 港 口航道稳 定边 坡坡 度 表 6 序号 港 口航道 名称 土质种类 边垃墟宦 备注 l 秦 皇岛蓓航遗 中砂 亚砂土 亚牯土 1 4 2 山海 关船厂 航 道 亚 秒土 亚 粘 土 1 4 营 口港鲑垒圈航道 谨 泥质亚枯土 亚帖土 l t 8 5 毒 京 晓运 河航 道 缺 记 轻 粉质 壤土 重粉 质砂 土 1 3 8 青 岛港 航道 醚汜 亚 粘 土 牯 土 1 5 r B r 石日港航道 瀣 质亚粘土 亚砂土 亚粘土 1 5 7 烟台港航道 泌汜质亚 牯土 亚砂土 1 l 6 8 北 海港 航道 粗 砂 1 5 8 0 赤 湾港 航道 凇 琵质 亚牯 土 1 5一 t O 连 云港航 道 淤 泥 擞 记 质 亚 轱 土 1 5 1 5 t l 秀 英 港航 道 嫠 耗 质 亚 粘土 皿 粘土 1 l O 一2 O t 2 湛江港航道 淤泥质 亚牯土 亚砂土 l l l 0 I 3 骑 城港 航 道 审 砂 1 1 0 1 4 天 津 港 航 道 淤尼 亚 粘 土 亚 砂 土 1 三 2 o 藩 内 蔼 外 耗 八所 港航 遣 淤沱 粗碌砂 亚粘土 1 l 1 O 一3 O 1 6 长江口江亚 铜砂航道 淤坭 中粗砂 t l 1 0 0 维普资讯 港 口工程1 9 8 9 年 霸 2搬 我 国各港 航道 边坡坡 度设 计要 求 当缺 乏 资料时 建议参照土质类似的航道边坡和 水文条件 按表 5土质分类和贯人击数 N 值 范 围选 用 有条件 时可 通过现 场 和室 内试验 确定 所列表中坡度 对有掩护航道或浅水水 域 取 小 随 对 无掩护 航 道或 深 水水域取大 值 稳定 边坡坡 度 由于 受外 界 因素 影响 一 般比 上述 设计 边坡 坡度缓 一 些 统计结 果 约大 1 2左右 特 珠情 况可 大几 倍 我 匡 现有港 口航道 稳定边 坡坡 度 资料详 见 表 6 波浪 槽 产生 椭 圆余 弦 波的理 论 分 析 大连理 工大学 肖波 提 要 本文基于浅承睦动理论探讨了在涟浪糟中产生 椭圆余弦被的方 击 夼绍了遗泣板位移曲线的计算方法 若希 望在永嚣为d 的泣液糟中产生高为H 眉期雨 r 的椭圆余弦涟 可根据本文建议的简单方 击 求出造披顿的控制信号 一

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