符家英

摘 要：本文主要對目前碼頭水工結(jié)構(gòu)的特點進(jìn)行分析，細(xì)致分析了碼頭水工結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新點，并結(jié)合實例，充分闡述創(chuàng)新技術(shù)在碼頭水工結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運用。

關(guān)鍵詞：碼頭水工 結(jié)構(gòu)特點 創(chuàng)新技術(shù)

為了滿足日前我國日益增長的原油消費需求，人們越來越重視原油碼頭的相關(guān)建設(shè)，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新和改造。近年來，隨著日益增長的原油消費需求，我國沿海進(jìn)口原油碼頭目前都以30萬噸級油船作為設(shè)計根據(jù)進(jìn)行碼頭的建設(shè)設(shè)計。由于目前的船型都在朝著大型化趨勢發(fā)展，許多30萬噸級碼頭的設(shè)計都考慮了45萬噸級油船，在設(shè)計中兼容這些大容量的油船，使得碼頭更具兼容性。

特點分析

目前，大型碼頭對于專業(yè)技術(shù)要求更高，開敞式的布局、泊位的擴大都是主要的發(fā)展趨勢，不僅如此，相關(guān)的配套管理也要與時俱進(jìn)（比如安全、消防、環(huán)保管理等等）。這些有效的管理措施能夠使得油船的裝卸效率得以提升，令碼頭擁有更高效率和高層次的自動化。

1、選址特點

目前，碼頭的類型有兩種（分為固定和離岸兩種碼頭），固定碼頭靠近岸邊，而離岸碼頭包括單點或多點系泊、孤島碼頭等等。在我國，較為常見的是固定碼頭，已經(jīng)有許多較為成功的設(shè)計案例和建設(shè)實例。

2、平面布局的特點

目前較為常見的平面布局分為“一字型”和“蝶型”兩類。圖1-1為“一字型”碼頭布局示意圖，圖1-2為“蝶型”碼頭布局示意圖。

2.1“一字型”與“蝶型”碼頭

“一字型”碼頭屬于“蝶型”碼頭的一種形式，它們的不同之處在于“蝶型”碼頭的船的前后纜墩的位置有所變化，較“一字型”碼頭相對靠后，與橫纜墩在一直線上（國外這種形式的碼頭比較常見，尤其開敞式油品碼頭更是屢見不鮮）。

假設(shè)碼頭內(nèi)能夠供船只?？康牡胤降拈L度等于纜繩的可負(fù)載程度，如果按照“一字型”碼頭那樣布置，那么船的前后纜的位置和船只之間成垂直的兩條線，這樣情況下“一字型”碼頭能夠使系船用的粗繩子受力較大的情況有所緩解，能夠使受力均衡，因為形成的角度較大，船的前后纜和橫欄都能夠?qū)Υ坏臋M向約束起到作用，而倒纜則是對縱向約束起到作用，同時這種布置可以讓兩邊依靠船來進(jìn)行作業(yè)。輸油管道的管線接入碼頭的一側(cè)，離碼頭近的地方用撐桿式板梁──梁桁構(gòu)成的橋為主（該橋同樣起到充當(dāng)聯(lián)系橋的作用），而離碼頭較遠(yuǎn)的地方則用聯(lián)系橋。這樣不但可以節(jié)省花費在整個工程上的投資，而且還對控制和調(diào)節(jié)水流、防治水害、開發(fā)利用水資源的建筑物進(jìn)行了充分的利用。

船的前后纜墩的位置相較于“蝶型”碼頭的橫纜墩在前面的位置而言，船的前后纜對船倒纜時受力大的情況可以有所緩解（約束船舶縱向運動），假設(shè)碼頭內(nèi)能夠供船只?？康牡胤降拈L度等于纜繩的可負(fù)載程度，如果按照“蝶型”碼頭那樣布置，船倒纜時受力大的情況能夠得到改善。“蝶型”碼頭布置的缺點是只能依靠船得單側(cè)來進(jìn)行作業(yè)（這種布置在國內(nèi)沿海新建的碼頭十分常見）。

2.2離海岸線較遠(yuǎn)的碼頭

離海岸線近的碼頭因為油船噸位增大，船型也愈來愈大，因此已經(jīng)滿足不了大型船只的需求了，而為了滿足這種船只的需求，我們不得不另辟蹊徑向外海發(fā)展，現(xiàn)在又有了新的形式。單點系泊（Single Point Mooring），這種形式節(jié)省投資并且縮短工期，目前國外使用居多。而多點系泊（Multi Point Mooring）則是將使船系靠于碼頭的設(shè)備和裝卸油設(shè)施分離，船舶纜繩系在將船系靠于碼頭的設(shè)備所連接的浮筒上。

3、碼頭主體結(jié)構(gòu)的特點

碼頭大多采用的是重力式沉箱結(jié)構(gòu)（單排橢圓和雙排圓兩種方案為主），這是它們的特點。

創(chuàng)新點分析

因為各個碼頭所在地的地質(zhì)，天氣，潮汐大小與時間，風(fēng)和浪的等級，水流等特點各有千秋，如果要進(jìn)行水工結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，需要根據(jù)這些基本元素來擬定不同的建設(shè)方案。

針對碼頭附近的風(fēng)、浪等級測評和水流的流向大小等進(jìn)行分析和實驗來制定碼頭軸線的所在方位（已從定性轉(zhuǎn)為定量精確分析）。

我國因為一些原因針對碼頭內(nèi)能夠供船只停靠的地方的長度所定標(biāo)準(zhǔn)與國外不同，國外傾向于“一字型”碼頭的布置，并推薦長度較短的泊位長度，而國內(nèi)則推薦長度較長的泊位長度。

為了確保碼頭停靠、離開停泊位置的生產(chǎn)和運行的安全，我們可以在碼頭設(shè)置一些先進(jìn)的設(shè)備，如激光靠泊來進(jìn)行一定的輔助、纜繩張力監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測設(shè)施等來對碼頭的生產(chǎn)和運行的情況做一個實時監(jiān)控。

為了使船只進(jìn)港或離港的航道和途徑的水域更加安全及起到優(yōu)化作用，可以先進(jìn)行船舶操縱的模擬試驗來對通航環(huán)境安全進(jìn)行評估。

施工設(shè)計為了使上部結(jié)構(gòu)施工更加便捷，增加了上部結(jié)構(gòu)的預(yù)先制造的程度。兩端懸臂部分均與預(yù)制蓋板合并為異形塊體，且將塊體懸臂部分尺度加厚并做成削角斜坡結(jié)構(gòu)，有效地減小了作用在上部結(jié)構(gòu)上的波浪浮托力，轉(zhuǎn)運站基礎(chǔ)和變電所基礎(chǔ)平臺兩端均有超過5 m的大尺度懸臂結(jié)構(gòu)，工程通過預(yù)制空心“日”字形支座梁解決了懸臂端支模的難題，同時通過后澆空洞保證上下部結(jié)構(gòu)的整體性。

考慮到碼頭更應(yīng)該為人們提供一些便利，因此為了讓車輛在碼頭后方順暢通行，并且為方便車輛在碼頭后方通行并保證卸船機前后軌頂在同一高度，因此應(yīng)該通過碼頭面的排水坡來對高度進(jìn)行調(diào)整，可以采用明暗結(jié)合的結(jié)構(gòu)方式（前軌采用明軌，后軌則與之相反）。

當(dāng)下，對環(huán)境的保護(hù)得到了人們的重視，因此我們也可以設(shè)法在碼頭中間挖一個污水溝（用來收集含礦的污水），在前后軌的外側(cè)設(shè)置可以使污水溝和主溝連接的渠道，以此來回收含礦的污水，以免使環(huán)境遭到破壞。

結(jié)論

碼頭水工結(jié)構(gòu)對船只運行等至關(guān)重要，以碼頭的“安全、環(huán)保、節(jié)能、高效”為目標(biāo)，碼頭的工程建造理應(yīng)要以防治污染為主，徹底貫徹港口的理念，同時減緩對周邊及環(huán)境的影響，使“四新”的技術(shù)得以推廣并以實現(xiàn)科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展為最終目標(biāo)，不斷的改革和創(chuàng)新。

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（作者單位：中交水運規(guī)劃設(shè)計院有限公司）