港口与航道工程的发展现状与趋势.ppt

港口与航道工程发展现状与趋势 二零一二年十一月 港口与航道专业一级建造师继续教育培训 国际港口建设的发展趋势 国际港口向第四代港口的推进泊位 航道深水化和码头外移码头专业化和装卸设备大型化港口信息化 网络化的发展功能多元化 趋向物流分拨 国际内河航运建设的发展趋势 国际上在内河运输的开发方面经历了一个不断发展的过程 美国最发达的内河航道网络内河航道全部实现渠化内河运输的运费优势明显 欧洲内河运输船舶大型化形成内河集装箱运输网络着力构筑内河运输物流链 鹿特丹港港区建设 物流园区 临港产业及集疏运体系很有特色 香港港亚洲和世界航运的中心 目前世界上最大的自由港之一 上海港世界上最大的港口 2010年集装箱吞吐量位居世界第一 巴拿马运河为水闸式运河 世界重要航运要道 世界七大工程奇迹之一 苏伊士运河横跨苏伊士地峡 长约163公里 世界使用最频繁航线之一 我国港口建设的发展 我国内河航运建设的发展 内河通航里程已达12 4万公里 其中三级及以上航道里程9085公里 初步形成了国家高等级航道网络 长江干线 京杭运河成为世界上运量最大 最繁忙的通航河流和人工运河 我国内河围绕长江干线 西江干线 京杭运河 长江三角洲 珠江三角洲等重要航道进行建设 全国内河航道 两横一纵两网 格局基本形成 通航建筑物建设 通航建筑物主要分为船闸及升船机两大类三峡工程双线连续五级船闸世界最高水平 总水头高113m升船机是通航建筑物中的另一种 主要型式可分为垂直 斜面两种三峡升船机其提升高度将达113m 提升重量达15000t以上 可通过3000t的大型船舶 它的建成将为世界升船机建设树立新的里程碑 一 继续加大水运基础设施投资建设力度 保持适度的建设规模和适当的发展速度 二 有续推进沿海港口建设 完善主要货种港口布局 推进以临港工业为依托的沿海港口新港区开发建设 三 加快推进长江等内河高等级航道建设 加快内河航运干线系统治理步伐 四 深入实施科技强交战略 推进科技创新能力建设 搭建平台 完善机制 切实提高自主创新能力和国际竞争力 水运建设下一阶段工作重点 141 552 2061 7190 14500 1990 1995 2000 2005 2010 2010年集装箱吞吐量达到1 45亿标准箱 万TEU 年 概况 艾玛 马士基可载箱量11000船长397 7m船宽56 4m吃水15 5m 集装箱码头发展趋势 大顺岸在自然岸线丰富的情况下 集装箱码头倾向于大顺岸式的布置 大港湾在有优越天然港湾的情况下 多采用在湾内布置长顺岸式码头 大突堤在自然岸线资源较少的情况下 集装箱码头建设往往是宽突堤 长突堤 形成了若干个集装箱港池 上海港洋山港区 集装箱码头装卸工艺及设备 振华重工全自动双40英尺双小车装卸桥 E RTG 振华重工RTG 超级电容技术 E RTG技术DGPS技术 8绳防摇系统等 上海港外高桥集装箱堆场自动化装卸系统 振华重工环保型高效全自动化集装箱码头示范区 集装箱堆场自动化装卸系统 集装箱起重机三维仿真系统以自动化码头为研究对象 结合自动化仿真技术和计算机三维模拟技术 实现一个三维模拟仿真平台 协助用户在三维虚拟环境中展示码头控制逻辑 检测系统集成的准确性与完备性 以降低设备的设计 调试与验证费用 也可以结合现场采集数据 快速搭建起一个码头三维远程监控系统 为码头用户提供更合理 更直观 更逼真的视觉显示效果 概况 概况 VALEBRASILDWT400000mt船长362m型宽65m吃水30m 干散货码头发展趋势 离岸式离岸式码头多建在天然海岬 岛屿掩护处 以短栈桥或路堤直接连接路域 码头结构常采用中空承台式 开敞式开敞式码头常采用长栈桥和无掩护墩式码头结构 墩基础采用桩基式 软基 或沉箱式 硬基 干散货码头装卸工艺及设备 码头装卸 堆场装卸 装卸车 大型煤炭 铁矿石码头装船设备多采用移动式装船机 卸船机可分为间隙式和连续式两类 桥式抓斗卸船机和链斗卸船机分别为间隙式和连续式卸船机的主流机型 世界最大移动装船机装载能力15000t h 世界一流高效智能自动化装卸作业 世界最大链斗式连续卸船机卸船能力3800t h 干散货码头装卸工艺及设备 码头装卸 堆场装卸 装卸车 斗轮堆取料机和带式输送机是现代化的煤炭堆场堆取料作业的主要配套设备 堆场装卸工艺重点在创新出能够达到绿色环保堆存形式要求的新型设备 提高无人操作堆场的可靠性和带式输送机节能运行的实效性 世界最大斗轮堆取料机12600 7200吨每小时 精细配煤加工配煤中心 变频控制带式输送机 干散货码头装卸工艺及设备 码头装卸 堆场装卸 装卸车 翻车机是煤炭码头目前最为普遍的机械化卸车方式 卸车能力最大可达8640t h 我国港口通常采用高效装车楼系统进行装车 该系统集储料 计量 牵引为一体 自动化程度高 世界最大四翻翻车机卸车能力8640t h 高效三翻翻车机翻卸次数45 h 高效矿石装车楼装车能力5625t h 上海港 大连港 天津港 日照港 青岛港 宁波港 泉州港 广州港 营口港 洋浦港 湛江港 概况 唐山港 BATILLUSDWT550000mt船长397m型宽62m吃水28m 原油码头发展趋势 为适应原油运输船舶的大型化 港口逐步向外海发展 越来越多地采取开敞式布置形式 包括栈桥式 墩式 单点系泊 多点系泊等几种形式 单点系泊码头具有施工周期短 投资省等优点 在国外港口建设中得到大量应用 浮式单点系泊码头在我国处于初期快速发展阶段 原油码头装卸工艺及设备 卸船作业采用串联顺序输油加压的方式 取消了旁接油罐 降低了能耗 提高了效率 大型油船卸船效率可达18000m3 h 泊位通过能力高 装船作业油气回收法降低油品装卸过程的蒸发损耗的技术日趋成熟 欧美已全面推广油船装载过程中的油气回收技术 目前我国尚无油气回收系统在工程中应用的案例 液化气码头 液化天然气 LNG 码头液化石油气 LPG 码头一 液化气船的大型化趋势二 液化气码头的工艺流程三 码头布置和结构型式等 蝶形油气码头平面布置 孤岛式油码头平面布置 遮帘式板桩码头新结构 遮帘式板桩码头新结构 半遮帘式板桩码头新结构 高桩码头深水软基接岸结构 斜顶桩板桩承台式接岸结构 适用外海深水码头 水深大 陆域回填层厚 陆域形成时间短 地基软弱 由钢管桩板桩墙 墙前斜顶桩和墙后支承桩以及桩顶承台组成 洋山深水港工程中得到成功应用 钢管桩高桩码头钢管桩板桩码头钢管桩板桩组合板桩码头H型异形钢桩板桩组合板桩码头 近年来钢桩码头在国内外大行其道 码头的发展现状与趋势 防波堤的发展现状与趋势 2 消能沉箱直立堤 加拿大 丹麦圆柱削角直立堤 阶梯式胸墙 亲水性 沉箱直立堤 韩国 曲面开孔直立堤 日本 双层圆筒开孔消浪沉箱防波堤 日本 留萌港西防波堤断面图 日本 援马耳他工程沉箱直立堤 沙角电厂大直径圆筒削角直立堤 秦皇岛油港开孔消浪直立堤 墩式透空堤剖面图 双柱消浪块体护岸断面 CERC三层式抛石堤 美国 英国标准BS堤顶带胸墙式斜坡堤 四脚椎体护面斜坡堤 连云港西大防波堤 爆破挤淤填石法 大连北良公司宽肩台斜坡堤 2020 3 16 63 可编辑 青岛港削角空心方块混合堤 空心方块斜坡堤断面图 长江口土工材料斜坡堤 用于长江口 期工程的半圆型沉箱断面示意图 天津港北大防波堤断面图 天津港北防波堤 箱筒型基础 延伸试验断面图 港珠澳大桥人工岛护岸沉入式大圆筒堤岸结构图 炮台湾透空式防波堤 钢管桩直立堤 浮式防波堤 友谊港码头段扭工字块护面斜坡堤 岭澳核电站防波堤断面图 岱山连岛斜坡堤 栅栏板结构图 双柱消浪块体 双联 型消浪块体 码头的发展现状与趋势 防波堤的发展现状与趋势 2 船坞的型式 按照其功能 工艺特点 结构特点和施工方法可分为多种类型 按照功能特点 可分为修船坞和造船坞 按照工艺特点 可分为干船坞和浮船坞 按照结构特点 可分为重力式 排水减压式等 按照连接方式 可分为整体式 分离式 铰接式 按照施工方法 可分为干法施工 湿法施工型式 干船坞建设概况 干船坞建设大型化 最大已到达100万吨级按照结构型式 分为重力式结构和轻型结构按照坞墙结构型式 有地连墙式 沉箱式等坞门型式有浮箱式等 常用浮箱式和卧倒式很少建重力式干船坞 以轻型式干船坞为主结构型式视当地土质 地下水位等条件选择 干船坞建设大发展30万吨级以上的大型船坞鳞次栉比排水减压式结构型式应用越来越多船坞的数量上数倍于前40年的发展建设速度加快 建设周期大大缩短新技术层出不穷 施工设备现代化 浮船坞的发展与趋势 浮船坞具有不受地质条件限制 建造快 便于转移 可兼顾造船和修船等优点 且可用于岸上建造的船舶或预制的大型沉箱下水等 浮船坞大多数为钢质整体式结构 也有钢筋混凝土整体式结构 码头的发展现状与趋势 LeivEiriksson仓容46000m3 耙吸式挖泥船 新海龙仓容12888m3 亚洲最大自航耙吸式挖泥船 通途 号 通途仓容20467m3 自航耙吸船发展趋势 浅吃水 肥大的船型采用复合驱动技术全集成综合控制平台动态定位 跟踪系统动力管理系统的应用船舶功能更加多样化 通程 号自航耙吸式挖泥船 万顷沙 号自航耙吸式挖泥船 ARTEMIS功率24650KW 绞吸式挖泥船 新海豹功率11952Kw 天鲸号功率19700Kw 绞吸式挖泥船发展趋势 液压控制柔性钢桩台车定位系统大功率绞刀和水下泥泵的运用疏浚设备的变频控制的推广应用 华泰龙 号绞吸式挖泥船 天麟 号绞吸式挖泥船 抓斗式挖泥船 五祥斗容200m3 进入21世纪后 我国开始加强了对抓斗挖泥船的设计研究 在广泛调研的基础上 采用国内设计和建造 部分关键设备进口的技术路线 由中国交广州航道局投资并与有关单位联合自主设计建造了30m3抓斗式挖泥船 金雄 号 金雄 号是目前国内采用液力变矩器传动结构建造的最大抓斗式挖泥船 抓斗式挖泥船 金雄 号 抓斗式挖泥船发展趋势 四锚定位和钢桩定位系统相结合应用双DGPS定位和声纳旁扫技术抓斗斗容的大型化以提高效率 东祥 号抓斗式挖泥船 长鹰50 号抓斗式挖泥船 截止2010年底全球疏浚企业按疏浚能力排名 疏浚土是一种可利用的资源港口和航道疏浚工程中的大部分疏浚土与河流 河口 海洋中的天然沉积物没有本质区别 是一种可以利用的资源 不应将它们看作是废弃物 应在自然生态环境中以最有效和经济的方式实现有益利用 疏浚土的利用范围疏浚土的组成可分为 岩石 沙或砾石 固结粘土 软粘土或淤泥及上述成分的混合物 根据疏浚土的成分 其有益利用范围大致分为工程应用 农业应用 改良环境 被严重污染的疏浚土未经处理是不能利用的 受到轻度或中度污染的疏浚土 经过处理后一般都可以利用 起重船 Thialf起重能力14200t 四航奋进起重能力2600t 蓝鲸起重能力7500t SAMSUNG5起重能力8000t Saipem7000起重能力8000t 打桩船 粤工桩8桩架高93 5m 2000年以来 随着我国超大型码头的兴建和跨海大桥的启动 使得国内对于打桩船的需求不断增加 进而带动我国打桩船进入快速发展通道 目前国内港工常用打桩船可分为变幅式 如 粤工桩8 号等 全回转式 如 宁波海力801 号等 粤工桩8 号变幅式打桩船 宁波海力801 号全回转式打桩船 粤工桩8国内最高 性能最先进的变幅式打桩船之一 桩架为三角形塔架结构 高达93 5米 最大可沉桩的桩径为2 5米 桩长80m 水深 桩重120吨 能通过液压操作系统 自由控制升起和放下 船舶通行高度仅为44米 配备D160柴油锤和先进GPS卫星打桩定位系统 宁波海力801国内性能最先进全回转式打桩船之一 全回转桩架高达95米 最大可沉桩的桩径为2 5米 桩长80m 水深 桩重100吨 桩架具有全旋转并伸出船艏一定距离等优越于固定式桩架的特点 钢管桩可以插打 沉桩顺序很灵活 配备S 280型双作用液压锤和先进GPS卫星打桩定位系统 对于常规的高桩码头而言 架高93m 直径2 5m 钢桩重量120t的打桩船其性能已经满足施工要求 只需根据需求适当增加而已 但在新的领域如海上风电设备基础桩和钻井平台桩腿的施打方面 仍需研发更大能力 更新形式和一船多用的打桩船 OlegStrashnov浮吊配置液压锤进行海上风机立柱打桩作业 JumpingJack自升式起重安装船进行海上风机安装作业 半潜驳 四航广州承载能力8000t 四航广州载运5800t沉箱 沉箱尺寸和重量极大飞跃需要半潜驳的举力更大 下潜更深 用途更广 基床抛石整平船 津平1自升平台式深水整平船 国内整平船的正式研制始于1998年 适逢国家