某浮碼頭設(shè)計(jì)方案

宋爽

摘 要：浮碼頭是沿海小型游船常采用的碼頭結(jié)構(gòu)，碼頭面能隨著水位的變化而升降，可以供游船?？亢吐每蜕舷麓８〈a頭主要的結(jié)構(gòu)形式有躉船結(jié)構(gòu)、浮箱結(jié)構(gòu)和浮筒結(jié)構(gòu)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，旅客的需求發(fā)生變化，浮碼頭的設(shè)計(jì)重點(diǎn)也發(fā)生著變化。本文將通過(guò)論述某旅游碼頭工程的設(shè)計(jì)方案對(duì)比，為類似浮碼頭設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

關(guān)鍵詞：浮碼頭;躉船結(jié)構(gòu);浮筒結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)

浮碼頭是沿海小型游船常采用的碼頭結(jié)構(gòu)，碼頭面能隨著水位的變化而升降，可以供游船停靠和旅客上下船。浮碼頭主要的結(jié)構(gòu)形式有躉船結(jié)構(gòu)、浮箱結(jié)構(gòu)和浮筒結(jié)構(gòu)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，旅客的需求發(fā)生變化，浮碼頭的設(shè)計(jì)重點(diǎn)也發(fā)生著變化。本文將通過(guò)論述某旅游碼頭工程的設(shè)計(jì)方案對(duì)比，為類似浮碼頭設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

本工程背景為某市海域漁業(yè)資源枯竭，以漁業(yè)為生的部分漁民面臨失業(yè)，大多數(shù)漁民需要轉(zhuǎn)產(chǎn)另謀出路，希望從事與海洋相關(guān)的行業(yè)。本旅游碼頭工程建成后，可以安置部分待業(yè)漁民，幫助他們轉(zhuǎn)產(chǎn)就業(yè)，從事與旅游業(yè)相關(guān)的第三產(chǎn)業(yè)，解決部分漁民的轉(zhuǎn)產(chǎn)就業(yè)問(wèn)題。因此，本項(xiàng)目的建設(shè)是漁民轉(zhuǎn)產(chǎn)就業(yè)的需要。

1 設(shè)計(jì)條件及要求

1.1 自然條件

設(shè)計(jì)高水位：4.05m，設(shè)計(jì)低水位：0.62m，極端高水位：5.61m，極端低水位：-l.22m。

最高高潮位：4.66m，最低低潮位：-0.30m，平均高潮位：3.48m，平均低潮位：1.44m，平均海面：2.40m，最大潮差：3.87m，最小潮差：0.44m，平均潮差：2.04m。

本地區(qū)的潮流特性與駐波型潮波系統(tǒng)一致，在一個(gè)潮周期內(nèi)，最大流速發(fā)生在中潮位前后，而高平潮和低平潮前后為緩流時(shí)刻。本海區(qū)為規(guī)則半日潮流，漲潮歷時(shí)小于落潮歷時(shí)，漲潮流速大于落潮流速。

本區(qū)地處華北平原，冬季常受寒潮侵襲，產(chǎn)生海冰。根據(jù)海冰實(shí)測(cè)資料分析統(tǒng)計(jì)，本區(qū)初冰日在12月上旬，盛冰日在12月下旬，融冰日在2月下旬，終冰日在3月上旬，總冰期約3個(gè)月，其中盛冰期約2個(gè)月。

1.2 環(huán)境條件

本工程的施工期會(huì)對(duì)區(qū)域環(huán)境造成一定影響，施工期間盡量控制污染物排放總量，采用設(shè)計(jì)控制和港口運(yùn)營(yíng)相結(jié)合方案，設(shè)置環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理機(jī)構(gòu)，適當(dāng)配備相應(yīng)環(huán)保設(shè)施。施工完畢后，環(huán)境會(huì)逐漸恢復(fù)。

1.3 設(shè)計(jì)船型主尺度

旅游碼頭建成后主要到港船舶為快艇、游船和氣墊船，設(shè)計(jì)代表船型主尺度見(jiàn)表1。

2 設(shè)計(jì)主尺度

2.1 碼頭系泊水域?qū)挾?/p>

旅游碼頭建成后主要到港船舶為快艇、游船和氣墊船，設(shè)計(jì)代表船型主尺度見(jiàn)表1。

系泊水域?qū)挾雀鶕?jù)《游艇碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS165-7-2014）5.2.8條規(guī)定進(jìn)行計(jì)算：

各設(shè)計(jì)船型的系泊方式及對(duì)應(yīng)的系泊水域?qū)挾扔?jì)算結(jié)果列表2。

2.2 碼頭系泊水域長(zhǎng)度

系泊水域長(zhǎng)度應(yīng)滿足船舶安全系泊的要求，根據(jù)《游艇碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS165-7-2014）5.2.9條規(guī)定按下列公式確定：

各設(shè)計(jì)船型的系泊方式及對(duì)應(yīng)的系泊水域長(zhǎng)度及支浮橋長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果列表3。

為提高碼頭的通用性，考慮小型游船泊位和游船泊位可?？坑未?、氣墊船兩種船型，因此在尺寸選擇上，小型游船泊位和游船泊位取大值。

2.3 碼頭前沿設(shè)計(jì)水深

根據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS165-2013）5.4.12條規(guī)定進(jìn)行計(jì)算：

Z2—備淤富裕深度（m），根據(jù)回淤?gòu)?qiáng)度、維護(hù)挖泥間隔期的淤積量計(jì)算確定，對(duì)于不淤港口，可不計(jì)備淤深度;有淤積的港口備淤深度不宜小于0.4m。

考慮氣墊船吃水很小，本次計(jì)算不考慮此船型。各設(shè)計(jì)船型系泊水域設(shè)計(jì)水深計(jì)算結(jié)果列表4。

由表4可知，三種設(shè)計(jì)船型的最大設(shè)計(jì)水深為2m，取為整個(gè)碼頭前沿設(shè)計(jì)水深。

根據(jù)《游艇碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS165-7-2014）5.1.6條規(guī)定，沿海游艇碼頭港池設(shè)計(jì)水深的起算面應(yīng)采用極端低水位?？紤]到工程區(qū)域的泥沙淤積及旅游碼頭的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，對(duì)港池水深的起算面做了些調(diào)整。由于本工程營(yíng)運(yùn)期為4月至10月，參考國(guó)家海洋局海洋出版社出版的《潮汐表》4月至10月的潮汐數(shù)據(jù)，對(duì)潮汐數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，潮高最低值為0.69m，高于設(shè)計(jì)低水位0.62m，因此本次設(shè)計(jì)采用設(shè)計(jì)低水位為0.62m作為港池底標(biāo)高起算面，則系泊水域設(shè)計(jì)底高程為-1.38m，取-1.4m。

3 碼頭結(jié)構(gòu)選型

3.1 浮碼頭結(jié)構(gòu)方案簡(jiǎn)述

根據(jù)工程區(qū)域的地質(zhì)條件，并參照類似碼頭的結(jié)構(gòu)型式，該工程碼頭的結(jié)構(gòu)型式宜采用浮碼頭結(jié)構(gòu)。

3.1.1水工建筑物結(jié)構(gòu)方案一（浮筒方案）

浮筒結(jié)構(gòu)由500mm×500mm×400mm的高分子高密度聚乙烯材料浮筒拼接而成，浮筒之間通過(guò)銷釘組裝成片，結(jié)構(gòu)面鋪設(shè)25mm厚塑木面板，上部安裝護(hù)欄、系船柱和橡膠護(hù)舷，通過(guò)打ф426mm（壁厚11mm）、ф560mm（壁厚13mm）鋼管樁進(jìn)行定位。

新建兩座樁基現(xiàn)澆混凝土墩臺(tái)，與碼頭上下客平臺(tái)銜接，墩臺(tái)基礎(chǔ)為4根ф800mm鉆孔灌注樁，樁底高程-17.0m。墩臺(tái)兩側(cè)預(yù)留鋼引橋固定鉸支座，鋼引橋長(zhǎng)20.0m，寬2.0m，與浮筒結(jié)構(gòu)通過(guò)滑道設(shè)備連接。

3.1.2水工建筑物結(jié)構(gòu)方案二（鋼躉船方案）

碼頭部分為鋼制躉船結(jié)構(gòu)，由廠家整體分段制作后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼接，躉船上布設(shè)系船柱和橡膠護(hù)舷，通過(guò)打ф426mm（壁厚11mm）和打ф560mm（壁厚13mm）的鋼管樁進(jìn)行定位。

新建兩座樁基現(xiàn)澆混凝土墩臺(tái)，與原有碼頭銜接，墩臺(tái)基礎(chǔ)為4根ф800mm鉆孔灌注樁，樁底高程-17.0m。墩臺(tái)兩側(cè)預(yù)留鋼引橋固定鉸支座，鋼引橋長(zhǎng)20.0m，寬2.0m，與鋼躉船機(jī)構(gòu)通過(guò)滑道設(shè)備連接。

3.2 方案比選

本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件并綜合未來(lái)發(fā)展需要，旅游碼頭結(jié)構(gòu)型式共提出兩個(gè)方案，兩種方案將從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工難易程度、結(jié)構(gòu)耐久性、使用期的可維護(hù)性四個(gè)方面進(jìn)行比選，詳見(jiàn)下表5。

施工難易度 施工經(jīng)驗(yàn)較為成熟;浮筒的運(yùn)輸和安裝都較簡(jiǎn)單，不需要大型施工機(jī)具，施工方法較簡(jiǎn)單 施工經(jīng)驗(yàn)較為成熟;躉船制作完成后托運(yùn)到工程建設(shè)地點(diǎn)進(jìn)行拼接按照，需施工機(jī)械輔助拼接。

結(jié)構(gòu)耐久性

浮筒材料采用高分子高密度聚乙烯材料，具有高韌性、高強(qiáng)度的特點(diǎn)，重量輕、浮力大、耐酸堿、不易老化，不受化學(xué)品、藥劑、油漬及水生物的侵蝕，結(jié)構(gòu)耐久性較好 外部涂有防腐涂層，結(jié)構(gòu)耐久性良好。

使用期可維護(hù)性 浮筒破損后，可通過(guò)拆卸、更換新筒來(lái)修復(fù)工作，施工較簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低。 模塊化結(jié)構(gòu)，可拆卸維修，但單個(gè)躉船結(jié)構(gòu)重量較大，需要施工機(jī)械配合吊運(yùn)。

通過(guò)以上四個(gè)方面進(jìn)行比選，推薦方案一浮筒碼頭結(jié)構(gòu)型式。

4 結(jié)論

本工程通過(guò)分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工難易度、結(jié)構(gòu)耐久性、使用期可維護(hù)性等條件，對(duì)鋼躉船結(jié)構(gòu)和浮筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行了方案比選，希望為類似浮碼頭設(shè)計(jì)提供思路借鑒。

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