淺談天津東疆海事監(jiān)管基地躉船浮碼頭設計方案

馬曉雪

摘 要：為滿足天津東疆海事監(jiān)管基地碼頭中小型巡邏艇?？康囊?，對海事監(jiān)管基地原有高樁碼頭進行優(yōu)化，設置躉船浮碼頭。躉船浮碼頭由一艘躉船、一座設有舷梯翻梯裝置的活動踏步鋁質引橋和鋼筋混凝土墩臺組成，通過比選分析提出合理的平面布置方案，供類似工程參考。

關鍵詞：躉船；浮碼頭；潮差大；平面方案

中圖分類號：U652 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2018）2-0060-03

1 工程背景

本工程位于天津港東疆港區(qū)的進出港池咽喉處，緊靠海事監(jiān)管基地高樁碼頭，東南側緊鄰規(guī)劃建設中的國際郵輪碼頭，西北側是堆場碼頭用地，與北疆港區(qū)隔航道相望，地理位置優(yōu)越便利。

隨著天津港區(qū)的發(fā)展，天津海事將承擔更加艱巨的任務，東疆海事監(jiān)管基地已經(jīng)成立，相應的基礎設施如碼頭、巡邏船舶都陸續(xù)配置到位，現(xiàn)有碼頭岸線長約200m，高樁結構。目前，存在幾個實際問題。由于東疆海事監(jiān)管基地位置優(yōu)越，距離錨地最近、監(jiān)管對象最多，海事安全監(jiān)管和海上人命安全救助任務日益繁重，因此海事監(jiān)管基地碼頭需要停泊中小型快速反應巡邏艇。目前，基地配置有60米級、20米級及12米級巡邏艇。但是現(xiàn)有基地碼頭主要用于?？看笮脱策壌埃荒軡M足12米高海況玻璃鋼巡邏船等中小型快速反應巡邏船舶的進駐。同時，由于東疆海事監(jiān)管基地水域潮差較大，特別對于中小型船舶，由于干舷較低，人員上下船極為不便。另外，基地位于進出港池咽喉處，受風浪、潮汐的影響巡邏船搖晃較大，經(jīng)常與碼頭碰撞造成損壞，威脅工作人員及船舶安全，存在較大的安全隱患。基地現(xiàn)場圖見圖1。

因此，為加強東疆海事局轄區(qū)水上交通安全監(jiān)管，提高快速反應救助的需要，急需在東疆海事監(jiān)管基地建造一座躉船浮碼頭，主要解決中小型巡邏船舶安全?？?、提供物資補給等問題，完善碼頭功能所需。

2 設計條件及要求

2.1 設計船舶主尺度

根據(jù)海事局配備的巡邏艇狀況及要求，確定本項目設計代表船型見表1。

2.2 自然條件

設計高水位：4.30m，設計低水位：0.50m，極端高水位：5.88m，極端低水位：-1.29m，年平均高潮位：3.74m，年平均低潮位：1.34m，年平均潮差：2.40m。

本工程處在現(xiàn)有防波堤掩護之內，波浪對碼頭的影響可不考慮。

港區(qū)水域潮流呈現(xiàn)往復流性質，海流方向基本與航道軸線平行，漲潮流速大于落潮流速。

港區(qū)海域每年冬季有不同程度的海冰出現(xiàn)，初冰日在12月下旬，終冰日在2月下旬，總冰期約60天，多年資料統(tǒng)計，嚴重冰期年平均僅為10天，正常年份海冰對港口營運及船舶航行無影響。

2.3 靠泊標準

波浪條件要求：順浪≤0.5m，橫浪≤0.3m。風力≤6級。能見度>1km。日降水量≤25mm。

2.4 選址要求

（1）選址應考慮船舶進出港的便利性及安全性，本工程位于天津港東疆港區(qū)的進出港池咽喉處，躉船的設置盡量不影響正常行駛船舶的通行，盡可能少的占用航道水域。

（2）選址應考慮躉船與現(xiàn)有海事高樁碼頭的岸線關系，占用最少岸線，使原有高樁碼頭和本項目設計的浮碼頭岸線在滿足自身要求的情況下得以充分利用，滿足船舶靠泊作業(yè)。

3 設計主尺度

3.1 碼頭泊位長度

根據(jù)本工程設計船型的使用要求，泊位長度應滿足海巡艇船型（20m和12m級巡邏艇）組合靠泊的需要，泊位長度計算如下。

（1）浮碼頭一側?？?艘巡邏船工況：

根據(jù)《海港總平面設計規(guī)范》，獨立布置單個泊位，其碼頭總長度可按照下式確定：Lb=L+2d

其中：Lb—碼頭泊位長度（m）；L—設計船型長度（m）；d—泊位富裕長度，d=5m。

a、浮碼頭一側?？恳凰?0m級巡邏船，需要泊位長度Lb =L+2d=25+2×5=35.0m

b、浮碼頭一側?？恳凰?2m級巡邏船，需要泊位長度Lb =L+2d=12.35+2×5=22.35m

（2）浮碼頭一側?？?艘巡邏船工況：

根據(jù)《海港總平面設計規(guī)范》，當在同一碼頭線上連續(xù)布置泊位時，其碼頭總長度可按照下式確定：Lb =2L+3d

其中：L—設計船型長度（m）；d—泊位富裕長度，d=5m。

a、浮碼頭一側?？績伤?2m級巡邏船，需要泊位長度Lb =2L+3d=12.35+12.35+3×5=39.70m

b、浮碼頭一側?？恳凰?2m級和一艘20m級巡邏船，需要泊位長度Lb =2L+3d=12.35+25.0+3×5=52.35m

根據(jù)《河港工程總體設計規(guī)范》要求，貨運碼頭，躉船長度根據(jù)靠泊船型、裝卸工藝、躉船設備和堆貨情況等確定，躉船長度=（0.65～0.80）L。

因此，經(jīng)綜合分析45米躉船滿足?？康男枰?。

3.2 碼頭前沿設計水深及底標高

根據(jù)《海港總平面設計規(guī)范》（JTS 165-2013）有關規(guī)定，在可行性研究或方案階段，當自然資料不足時，碼頭前沿設計水深可按下式估算：D=kT，式中k—系數(shù)，有掩護碼頭取1.1～1.15，本工程屬于有掩護碼頭，K取1.1，按最大吃水1.20m計算：D=1.32～1.38m。

碼頭前沿設計底標高=設計低水位（0.50m）-碼頭前沿設計水深，經(jīng)計算，碼頭前沿設計底標高為-0.82～-0.88m，故碼頭前沿設計底標高取-1.0m。

已建成的天津海事局東疆海事監(jiān)管基地工程，碼頭前沿設計底高程為-6.0m，滿足本工程浮碼頭前沿設計底標高的要求。躉船可緊靠現(xiàn)有岸線布置。

4 躉船的選型endprint

船體結構按中國船級社現(xiàn)行《鋼質海船入級與建造規(guī)范》中對非自航海駁的要求進行設計，構件尺寸滿足規(guī)范第二章“船體結構”有關要求和第十二章“駁船”的有關要求，其中船底結構和甲板骨架參照了第十三章“起重船”的要求。

浮碼頭躉船船型設計，總長45.4m，型寬9m，型深2m，吃水1m，排水量336t。

躉船船體分倉由艉至艏分別布置為：空艙、壓載水艙、泵艙、備件艙，各空艙根據(jù)船舶的吃水和浮態(tài)設適當?shù)墓潭▔狠d。主甲板左右舷對稱布置4對帶纜樁、2對拖攬樁，甲板室由艉至艏為：物料間、水手室、應急物資倉庫、岸電間?？偨ㄖ娣e為38平方米。

本船船體骨架采用混合骨架式，躉船的主甲板和船底為縱骨架式，縱骨間距500mm；舷側為橫骨架式，肋骨間距600mm。艙壁為平直型，設置垂向扶強材。

本船為單底、單甲板結構，全船主甲板以下位于船體中心線處設置一道貫通全船的縱艙壁。淡水艙位置處的縱艙壁為水密艙壁。

船體鋼料采用CCSA級，焊接材料為船用Ⅰ級。

5 平面布置方案

5.1 浮碼頭平面方案簡述

本工程采用躉船浮碼頭結構型式，方便巡邏船的靠泊和人員上下需要；其次，浮碼頭施工方便，安裝拆卸靈活，上部建筑還可作為臨時辦公和休息場所，下部船艙可以用來存儲物料。因此，根據(jù)建設單位對碼頭使用功能的要求，本工程碼頭選用浮碼頭結構型式。

躉船碼頭的總平面采用順岸式布置方案，碼頭前沿線與水流方向基本平行，躉船布置于現(xiàn)有高樁碼頭東側，使原有岸線得以最大化利用，躉船系纜方便，對航道的影響小。而躉船垂直于岸線的布置型式占用水域較大，不適用于本工程，因此不予推薦。

躉船位置及接岸型式采用兩種布置方案比選。

方案一接岸選用單活動踏步鋁質引橋+現(xiàn)澆鋼筋混凝土踏步結構型式。躉船緊靠碼頭岸線布置，系留方式采取陸側直接系纜于碼頭系船柱。水位較低時，人員可通過碼頭上現(xiàn)有的人行樓梯上下躉船。水位較高時，可通過鋁質引橋上下躉船。鋁質引橋尺寸為8.0×1.5m，垂直于碼頭前沿線布置。由于水位差導致引橋坡度較大，考慮人員上下的安全和便利，特選用設有舷梯翻梯裝置的活動踏步鋁質引橋。引橋靠岸側設置鋼筋混凝土踏步，混凝土踏步直接做在高樁碼頭上，并通過鉸支座固定連接，引橋的另一端通過滾輪支座直接搭在躉船上。

方案二接岸選用無踏步雙鋁質引橋+現(xiàn)澆鋼筋混凝土踏步結構型式。躉船距離已建碼頭岸線10余米，通過兩座引橋與碼頭前沿線連接。鋁質引橋尺寸為12.0×1.5m，垂直于碼頭前沿線布置。因距岸一定距離，引橋坡度較緩，固選用無踏步普通引橋。兩座鋁質引橋靠岸側均設置鋼筋混凝土踏步，踏步直接做在碼頭上，并通過鉸支座固定連接，引橋躉船側也通過鉸支座固定連接。兩個方案的平立面圖見圖3～4。

5.2 方案比選

本工程的兩個平面布置方案比選結果見表2。

通過技術、經(jīng)濟等因素的分析，推薦方案一作為實施方案。

6 結論

本工程位于天津港東疆港區(qū)的進出港池咽喉處水域，東疆海事監(jiān)管基地高樁碼頭海測，首先，潮差變化較大，年平均潮差為2.40m，需停靠巡邏艇干舷高度僅為1.1m左右，采用躉船浮碼頭結構型式方便巡邏艇的靠泊和人員上下需要；其次，躉船浮碼頭施工方便，安裝拆卸靈活，上部建筑可作為休息室，下部船艙可以用來存儲物料。因此，根據(jù)建設單位對碼頭使用功能的要求，結合現(xiàn)有高樁碼頭的條件及優(yōu)勢，躉船浮碼頭結構選型最為合理。通過考慮建設地點、結構穩(wěn)定性、實用性、安全、經(jīng)濟等條件，結合不同方案比選分析得出，采用躉船通過設有舷梯翻梯裝置的活動踏步鋁質引橋與岸相接，且緊靠碼頭布置的平面布置方案最為合理。

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