港口规划设计课件

1、港口规划设计,第五节 码头平面设计,一、码头规模的确定 二、码头泊位尺度的确定 三、港池、突堤的平面尺度 四、多用途杂货码头的布置 五、集装箱码头的布置 六、滚装码头的布置,港口规划设计,一、码头规模的确定,港口陆域用地布局，按生产作业性质可分为装卸作业地带、辅助作业地带、铁路站场用地和预留发展用地。现代港口还应规划商务信息设施用地、分运中心等用地。 装卸作业地带布置有供装卸运输机械操作运行的码头前沿作业地带、仓库堆场及集疏运设施； 辅助作业地带布置有各种流动机械库、工具库、机具修理厂、总降压站及变电站、供热建筑、消防车库、材料库、作业区办公楼等设施； 铁路站场一般由港口车站、港区车场、码头装

2、卸线及配套设施组成。 码头规模包含泊位停船吨级和泊位数量两个指标.,港口规划设计,港口规划设计,1.泊位停船吨级,码头泊位停船吨级指所能停泊的标准吨级的船舶。停船吨级主要取决于货种、航线运距和吞吐量。一般情况，运距越长，船舶吨位越大。 在确定码头泊位停船吨级时，同时要考虑航运市场运力分布和运价变化的一般规律、单吨运输成本和必要运费率等。 结合我国大宗散货、集装箱等进出口船舶的运距、近年来各类船型发展趋势以及我国港口内部规模的合理性，码头停船吨级可参考表6-2 中的吨级。,港口规划设计,2.泊位数量,泊位数量取决于码头装卸效率和船舶周转量 (1年间到港的船舶数量)。 船舶周转量除与吞吐量有关外，

3、还取决于船舶在本港的平均装卸量。船舶在码头平均装卸量小，则船舶周转量大，船舶占用泊位时间中非生产性辅助作业时间长，影响泊位吞吐能力。 泊位装卸效率随系统水平的不同可以有很大差别，在规划设计阶段难以精确确定。 码头所需泊位数(S)的计算: 泊位数S=码头年作业量Q/一个泊位年通过能力Pt PtP128表65中的数据。,港口规划设计,二、码头泊位尺度的确定,泊位尺度就是一艘设计船型停靠码头时所占用的空间，即所占用的码头岸线长度(泊位长度)、码头前水域宽度(泊位宽度)和相应的水深(泊位水深) 。要保证船舶在码头停靠作业安全。 1.泊位长度 泊位长度一般由船长(L)和船与船之间的必要间隔(d )所构成

4、。确定间隔要考虑系缆要求，船舶靠离安全、方便，一个泊位的装卸作业对相邻泊位作业互不妨碍以及装卸机械检修方便等因素。 （1）单个泊位：泊位长度主要取决于首尾缆的系缆角度 和长度。 .有掩护的码头泊位长度: Lb L+2d， 式中:L设计船长(m); d泊位间富裕长度(m)表6-6.,港口规划设计,B.开敞式码头的泊位长度,系泊在开敞式码头的船舶，其受力较有掩护的 水域复杂，除系缆角度适宜外，缆绳应有足够长度以吸收船舶动能，减小系船力。 一般泊位长度: Lb = (1.41.5)L 开敞式码头为油码头时，多系墩式结构，由作业平台、靠船墩和系缆墩所组成，通常布置两个靠船墩，其间距宜在船体平直段，故两

5、墩间距常布置为(0.30.4)L。,港口规划设计,（2）多个泊位,端部泊位: Lb = L + 1.5d 中间泊位: Lb = L + d,港口规划设计,(3) 折角布置的泊位长度,/2， -船长系数，表67,=45，70，90,港口规划设计,2.泊位宽度,泊位宽度，即保持码头前水深不变的宽度。 确定此宽度要考虑到船舶系泊时可能产生的漂移量。吹开风 ，加之尼龙缆的变形以及潮位变化均是导致船舶漂移的原因。 一般泊位宽度取 2倍船宽。,港口规划设计,三、港池、突堤的平面尺度,泊位尺度：要保证船舶在码头停靠作业安全； 港池尺度：要保证船舶靠离出入的安全。 港池尺度主要取决于船舶在码头前操作方式及泊位

6、数。 宽度：突堤宽度宜能布置下装卸作业地带所需宽度。当突堤侧面泊位数超过2个时，港池宽度 B 1.4L。船舶在泊位调头离泊，向内调头需水域宽度1.5L；而向外调头需 2L 水域宽度； 长度：突堤的长度或港池长度，决定于突堤一侧布置的泊位数。从营运管理效率考虑，当突堤足够宽时，突堤一侧可布置多泊位，便于泊位间设备互用调剂，成组运营管理。,港口规划设计,四、多用途杂货码头的布置,1.多用途杂货码头的特点 （）多用途杂货船装载货物类型比较多，装卸设备配套能力要求大； （）多用途杂货码头纵深大，以适应多类型货物存储。 2.多用途杂货码头的布置形式 视货种情况有三种布置形式: 前沿仓库式，即临近前沿为堆

7、场，其后为合库；适用于货物入库比重较大的泊位； 前沿堆场式，即临近前沿为堆场，其后为合库； 半库半场式，是一种灵活布置，对货种适应性较好。,港口规划设计,港口规划设计,五、集装箱码头的布置,目前航行于国际干线的集装箱船，船舶大型化规模效用的影响，巨型巴拿马型船、超巴拿马型船逐渐增多，船舶大型化的趋势仍在发展。 国际集装箱运输围绕着东亚欧洲、东亚美 洲、欧洲美洲三条主干线，形成了不同航线交叉和衔接的转运港口，组成了一系列干线、支线的班轮航运网络。因而港口也被区分为干线港和支线港。只停泊航行于支线集装箱船的港口就是支线港，同时停泊航行于支线、干线集装箱船的港口就是干线港。 集装箱码头规划时大致可参

8、考表 6-12 所列的四个级别的集装箱船进行。,港口规划设计,港口规划设计,集装箱码头装卸作业区域,集装箱码头装卸作业地带一般包括: (1) 码头前沿作业地带； (2) 集装箱堆场； (3) 拆装箱库，货运站(CFS)； (4) 大门、停车场、通道及管理中心。 码头前沿作业地带宽度 停靠巴拿马型船的码头前沿作业地带宽度需70-80m。 堆场宽度 堆场宽度与装卸工艺系统有关，常用装卸工艺系统有： 轮胎式龙门起重机系统，我国港口大多采用此系 统，如天津港、大连港等; 跨运车系统，欧洲港口多采用此系统，如鹿特丹 港、汉堡港、不来梅港等。,港口规划设计,堆场面积 堆场所需平面箱位数和面积大小取决于泊位

9、运量、堆存天数、堆箱层数及装卸系统等因素。 一般，每个20ft箱平面箱位所需面积为22.7-28.8平方米； 40ft箱为44.6-56.8平方米。 集装箱泊位宜采用成组多泊位直线布置；装卸工艺系统以泊位组为单元进行设备选型；装卸桥采用跨泊位工作以缩短船舶在港时间。 入口大门 我国集装箱码头车流量比较大，一般两个泊位出入口车道数需6-8条。大门不仅是出入口，还承担称重、检查、交接、指挥等功能。,港口规划设计,六、滚装码头的布置,滚装码头又称开上开下码头，其优点表现在: 装卸货物快； 可不需要码头装卸机械设备； 货物装车后不需中间装卸直接“门到门”； 可装运汽车、装货卡车、载箱的拖车等多种型式的

10、货物。 缺点就是船舶造价高，潮差大时斜坡道投资大。 滚装码头的布置： 为使自行货物开上开下方便,在泊位端部设坡道。 当只需要一个泊位时，其优势位置是布置在转角处；多泊位时可采用折线布置。,港口规划设计,港口规划设计,第六节 水域与外堤布置,一、港口水深 二、航道,港口规划设计,港口水域包括船舶进出港航道、转头水域、制动水域 , 过驳水转水作业和停泊的锚地水域以及港池、码头前水域等。 外堤是防波堤、防沙堤、导流堤的总称。 防波堤：防御外海波浪侵袭港池、码头前等水域为主要功能的水工建筑物，其所围成的水域水面平稳、水深足够，使船舶能安全进行装卸作业、停泊和进出港口。有时也兼防泥沙、水流及冰凌等对港口

11、的侵袭。 防沙堤：以防止或减少涨沙侵入港口或航道为主要功能的水工建筑物，常兼有防波的作用。在沙质海岸修建防波堤，常兼有防沙功能 。 导流堤：以束水导流、维持航道和口门水深为主要功能的水工建筑物，一般布置在河口或泻湖口。 外堤除按功能分类外，也常按其所在位置，特别是按其与岸边的相对位置分为突堤和岛堤。 突堤是一端与岸连接，一端伸入海中的外堤； 岛堤是两端均不与岸相连接的外堤 。,港口规划设计,港口规划设计,港口规划设计,一、港口水深,港口水深是港口主要技术特征之一，它应保证船舶安全行驶和停泊。 一定的富裕水深能保证船舶安全方便的航行；过多的富裕水深会增加港口水工建筑物的造价和挖泥费用。 确定合理

12、的富裕水深要兼顾航行和工程两个方面。,港口规划设计,港口规划设计,1.富裕水深的构成和决定条件,1)船舶航行或停泊不致触底所需的富裕水深 （1）水深误差及水中障碍 水深变化：实际水位与测量水位间的误差； 海图水深测量误差； 船舶抛锚引起的富裕量。 （2）船舶运动时吃水增大 航行时船体下沉； 因波浪作用船体产生的垂直运动。 2) 减少船舶操纵困难所要求的富裕水深 （1）考虑船舶操纵性能所要求的水深； （2）保护主机避免冷凝器取水口堵塞所要求的富裕水深。,港口规划设计,2. 码头前沿水深,概念：码头前沿水深，即泊位水深，通常是指在设计低水位以下的深度。 组成：泊位水深由停靠本泊位的设计船型满载吃水

13、和必要的富裕水深构成。 计算：船舶在码头前航速很小，一般不超过 0.2m/s，几乎不存在因船舶航行增加船舶吃水的现象。因此，富裕水深主要考虑水深误差、波浪引起的船舶垂直升降、配载增加的吃水等因素。,港口规划设计,码头前沿设计水深（D设）可用下式计算： D设=T+Z1+Z2+Z3+Z4 T设计船型满载吃水(m)； Z1 龙骨下最小富裕深度(m)，表617； Z2 波浪富裕深度(m )，公式615， 计算结果为负时取Z20； Z3 船舶因配载不均而增加的尾吃水(m)， 油船、散货船Z3 0.15m； Z4 备淤深度(m)，一般不小于0.4m。 有效水深设计水深（D设）备淤深度（Z4）。,港口规划设

14、计,3.海港航道水深,与确定码头前沿水深相比，航道水深需要考虑船舶航行时船体下沉增加的富裕水深(Z0)，即： D航=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4 Z1 龙骨下最小富裕深度(m)，表618； Z2 波浪富裕深度(m )，公式615， 计算结果为负时取Z20； Z3 船舶因配载不均而增加的尾吃水(m)， 油船、散货船Z3 0.15m； Z4 备淤深度(m)，一般不小于0.4m。 通航水深(D0)航道水深(D航)备淤深度(Z4)。,港口规划设计,说明：,1.在设计河口港时，船舶由海水域进入河水域，因水密度减小吃水 T 增大； 2.航道水深的一般性要求： 外海航道，特别是易受尾随长浪和舷外侧涌浪影

15、响的外海航道的航道水深应不小于1.2T (T为船舶吃水)； 港外航道，易受涌浪影响的航道和锚地处的航道水深应不小于 1.15T； 港内航道和受涌浪较小的航道应航道水深不小于 1.10T 。,港口规划设计,二、航道,航道作用：船舶进出港，必须在规定的航道内航行。一是为了贯彻航行规则，减少事故，二是为了引导船舶沿着足够水深的线路行驶。 航道种类：航道可区分为天然航道和人工航道。天然航道在低潮时其水深已足够船舶航行需要，即无需人工开挖航道。为了满足船舶航行所需的深度和宽度等要求，需进行疏浚的航道称为人工航道。,港口规划设计,1. 航道选线,必须掌握建港地区海域海象、气象和地质条件的特点，充分利用自然

16、条件来最大限度地满足船舶航行要求，注意适应港口平面布置和远景发展对航道的要求。 航道轴线应尽量避免与大于 7 级风力的、频率较高的风向正交，以减少船舶在强横风下航行的机遇。 航道轴线宜尽量避免与大于1kn横流正交。 航道轴线应尽量顺直，避免“S”形航路。 防波堤口门外的航道应保证不小于船舶制动距离的直线段。 航道轴线应选择在产生回淤量少的地方。,港口规划设计,30时，R3L5L (L-船长);同时加宽航道,30，航速8kn时, R10L。,港口规划设计,2.航道宽度,航道宽度是指航槽断面设计水深处两底边线之间的宽度。 航道宽度一般由三部分组成： 航迹带宽度A； 船舶间错船富裕间距b； 克服岸吸

17、作用的船舶与航道侧壁间富裕间距C。,港口规划设计,(l) 航迹带宽度 船舶以风流压偏角在导航中线左右摆动前进所占用的水域宽度称为航迹带宽度（A)。,A= n(Lsin+B) n-船舶漂移倍数； -风流压偏角； L-船长（m）； B-船宽（m）。 A=(24.5)B,港口规划设计,(2) 船舶错船富裕间距（b) 船舶相遇错船时，为了防止船吸现象，保证安全，两航迹带间应留有一定距离，即错船富裕间距。 由于航迹带有一定宽度，错船时两船可注意调整船位，使本船尽量靠右舷侧航行，故此值取等于船宽B，即：b=B 。,港口规划设计,(3) 船舶与航道底边的富裕间距（C）,人工开挖的航道，由于航槽内外水深差形成航槽壁，船舶在这样狭窄的航道内航行，为防止擦壁或搁浅船舷，必须与槽壁保持一定距离。 一般船舶与槽壁的间距愈小、船舶航速愈大，岸吸力愈大；富裕水深愈小，岸吸力愈大；排水量及方形系数大的船舶岸吸力大。 规范规定富裕间距 C 按表 6-20 选取。,港口规划设计,综上所述，航道宽度 W 的取值: 双向航道：W=2A+B +2C 单向航道：W=