港航工程及近海作业 第3讲__22 航道条件__肖政

1、港航工程及近海作业第3单元航道条件主讲老师：肖政2.3 航道条件1、通航保证率2、航道尺度3、航道断面系数4、航道水流条件2 河流与航道 根据我国内河通航标准的规定，各级航道的尺度是航道工程要达到的标准，系指在设计最低通航水位下滩险河段上保证通航的最小尺度，包括航道水深，航道宽度，航道弯曲半径，以及在设计最高通航水位下跨河建筑物的净空等。 2 河流与航道定义：在规定的航道水深下，一年内能够通航的天数与全年天数之比1 通航保证率天然河流试行通航标准关于航道等级请参考内河通航标准（GB50139-2004）第一章总则第二章航道的等级划分和尺度第三章船闸第四章过河建筑物第五章通航水位2004年3月1

2、日由建设部发布，2004年5月1日正式实施。 通航保证率与河流的大小及其所承担的运输任务有关。大的河流 , 其运输任务一般都较繁重 , 故要求的保证率高些 , 使之达到要求的水深.如果保证率定得过高 , 航道工程的投资就较大。反之 , 过低时 , 则对河流利用率不高。 故保证率须根据河流的特征、航运及战备的要求和技术经济的可能来决定 , 它是确定航道设计水位的依据。1 通航保证率2 航道尺度 在设计通航期内，航道能保证设计船型（船队）安全航行的最小尺度。包括： （1）在设计最低通航水位下的航道保证水深、航道保证宽度、航道最小弯曲半径； （2）在设计最高通航水位时跨河建筑物的下的净空高度和净空宽

3、度。 山区河流滩险河段空驳上滩2.1 航道标准水深 2 航道尺度 HtH 2.1 航道标准水深 1）航道标准水深（航道设计水深）的定义 设计最低通航水位下的航道范围内保证的最小水深。航道标准水深的计算式中：H航道标准水深(m)； t设计船型标准吃水(m)； H富裕水深(m) 2 航道尺度 Ht H 2.1 航道标准水深 2）航道标准水深的计算（1）船型标准吃水与结构吃水t 设计船型标准吃水：指设计船型在标准载重量时的吃水。最大吃水(结构吃水)：船体结构所能承载的吃水称，大于标准载重时的标准吃水。 （2）富裕水深H 船舶在标准载重时，船底龙骨下至河底的最小安全距离。 2 航道尺度2 航道尺度2.

4、1 航道标准水深 2）航道标准水深的计算富裕水深应考虑以下因素： 触底安全富裕量H1 考虑波浪影响的富裕量H2 船舶航行下沉量H3 考虑水体密度影响的富裕水深H4 考虑挖槽回淤影响的富裕量H52 航道尺度（3）富裕水深的计算 触底安全富裕量H1 包括船舶装载不均匀、水深测量误差的影响 (见表2-3) 考虑波浪影响的富裕量H2 2.1 航道标准水深 2）航道标准水深的计算 船舶航行下沉量H3 V船舶相对于水的速度(ms)； m系数，见下表。 考虑水体密度影响的富裕水深H4 (见表2-5) 考虑挖槽回淤影响的富裕量H5 2 航道尺度2.1 航道标准水深 2）航道标准水深的计算（4） 富裕水深的确定

5、： 内河航道一般可只考虑 H触底安全富裕量H1船舶航行下沉量H3 也可直接按航道等级选取 航道标准水深H(m)1.51.53.03.0富裕水深H(m)0.20.30.30.40.40.52 航道尺度2.1 航道标准水深 2）航道标准水深的计算（5） 浅水吸底现象 船舶在浅水区航行时，船底和航道底面之间现成了明显的水流加速区，船 底水流的压力将比深水时小，因此船底下座吃水增加。 对限制性航道，要求 H/T1.51.6。2 航道尺度2.2 航道标准宽度航道宽度航迹带宽度安全富裕宽度 单线航道宽度：双线航道宽度：图1-5 双线航道宽度示意图2 航道尺度 2.2 航道标准宽度1）航迹带宽度：式中：b设

6、计船队（或单船）宽度(m)； L设计船队长度，拖带船队为最大单船长度 (m)； a航行漂角；反应船队的操作性能和航行条件对航 迹宽度的影响。 2）航行漂角 （1）漂角的定义 ：船舶为了保持航行的正确方向，往往使船舶（队）纵轴线与航向线保持一定的夹角，即为航行漂角。 )sincosLb（2 航道尺度2.2 航道标准宽度)sincosLb（2 航道尺度2.2 航道标准宽度（2）影响漂角的因素： 漂角()的大小和船舶吃水与航道水深的比值(t/H)成正比。 水流流态的好坏直接影响航行漂角，流态越坏漂角越大，流速越大漂角也越大，且下水船舶的漂角比上水船舶大。 船舶(队)长度与航道弯曲半径的比值(L/R)

7、增加，漂角亦随之增加。反之减小。 顶推船队的方形系数(L/b)较小时，产生的漂角较大。 2 航道尺度R/L（下水)（上水）2.03.04.05.028352125162013179543弯曲航道的船舶（队）航行漂角 2.2 航道标准宽度 2） 航行漂角（3）直线段航行漂角的选取 漂角的大小可通过设计船型的实船试验确定，或按航道工程技术规范规定的范围(35)内选取；一般情况下，航道标准高，取值较大；航道标准低，取值较小。 （4）弯曲段航行漂角的选取 2 航道尺度 2.2 航道标准宽度3） 单线、双线航宽的选择 （1）为了扩大航道的通过能力，一般航道都应满足上下水船舶交会的要求，不应设计为单线航道

8、。 （2）在天然河流，有以下几种情况，虽然局部滩段不能会船，但不影响整个河段的双线通航，这类航道也不算单线航道。 有些滩险河段，有一段较短的狭窄航道，只能满足单行要求，船舶不在此交会，若通视条件好，上行船舶可在滩下稍加等候，下行船过后即可上驶。 2 航道尺度 有些滩段航道较窄，但能满足一般船舶交会，仅对极少数大型船队不能满足，而这种大型船队在此段交会的机遇极少。 较长的狭窄河段，为节省工程投资，经分析论证后在中间设置会船段。 我国天然河流航道，除局部设信号台控制的河段外，基本符合上述情况，因此一般航道基本满足双线通航要求。 2 航道尺度 2.3 航道最小弯曲半径 1） 航道最小弯曲半径 （1）

9、航道弯曲半径定义：指弯曲航道中心线的曲率半径。航道最小弯曲半径R 是指保证标准船队安全通过弯道的最小弯曲半径。 （2）航道弯曲半径取值：一般情况下，取顶推船队长度的3倍，或拖带船队中最大单船长度的4倍作为航道最小弯曲半径。2 航道尺度2.3 航道最小弯曲半径 2）弯道加宽计算（1）弯道加宽的情况 有些困难弯道因受河道地形限制，不能满足要求的最小弯曲半径，则应采取航道加宽措施。 航道整治工程技术规范(JT312-98)规定：“航道弯曲宽度应根据弯曲半径、流速、流向、流态、船队长度及其操作性能等因素确定。当R6L时，可不考虑弯道加宽；当R3L时，需要适当加宽；当3LR10时,断面形状对航道阻力的影

10、响可以忽略不计。结合我国实际情况,航道整治工程技术规范规定： 一般情况6;对流速较大的河流，7。3 航道断面系数 4 通航水流条件 1）船舶航行阻力： 表面流速和局部比降不能过大，推力应能克服阻力。 水流阻力的大小与船体形态和船舶对水航速有关，阻力与速度的平方成正比。坡降阻力： 2）横流 横向流速不能过大，否则将船舶推离航道 船闸上下引航道进出取水工程的进口及排水工程出口处，航道横向流速不宜超过0.3ms，回流流速不宜超过0.4ms。 4 通航水流条件 3）流态：要有适于航行的流态。 如：泡水是一种从河底向上的上升水流。较强的泡水，在水流中形成局部隆起和向四周翻滚的流态，泡水越高，强度越大。大型船舷一般希望泡水高