論某港口碼頭結(jié)構(gòu)型式的選擇

王蝶 江西省港航設(shè)計(jì)院

1.某港口工程概況

2015 年某港口建成1個(gè)2000 DWT散貨泊位（1#泊位），結(jié)構(gòu)型式為浮躉+活動(dòng)鋼引橋，鋼引橋與后方提升架相連，滿足高低水位落差的需求。其中躉船長65m，寬12m，躉船上布置2臺(tái)10噸浮吊和一個(gè)受煤倉。

2019年在1#泊位下游又建立了1個(gè)2000DWT散貨泊位（2#泊位），結(jié)構(gòu)型式為高樁框架式，碼頭平臺(tái)長度為115m，寬度為22m，下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁，框架按4層設(shè)計(jì)。

2.兩個(gè)泊位的對(duì)比

工程設(shè)計(jì)中碼頭建筑物結(jié)構(gòu)型式的不同，使得工程在平面布置和裝卸工藝上有所區(qū)別，使得碼頭建成后在安全使用、檢修維護(hù)、運(yùn)行管理、工作效率、環(huán)保等方面存在差異。

2.1 安全可靠方面

①抗風(fēng)能力比較。2#泊位因?yàn)樾洞瑱C(jī)是安裝在碼頭平臺(tái)上，采用橋式抓斗卸船機(jī)，抓斗抓煤時(shí)直線運(yùn)行，受風(fēng)影響較小，只有較大風(fēng)力并且能足夠吹動(dòng)卸船機(jī)時(shí)才會(huì)影響卸船機(jī)卸煤，此時(shí)風(fēng)力應(yīng)該達(dá)六級(jí)以上，而1#泊位卸船機(jī)安裝在躉船上，首先有風(fēng)時(shí)，江面風(fēng)浪會(huì)沖擊躉船，導(dǎo)致躉船晃動(dòng)，同時(shí)浮吊卸煤為弧線運(yùn)行，受風(fēng)力影響較大，只要江面風(fēng)力達(dá)三級(jí)以上就影響卸煤出力，達(dá)六級(jí)風(fēng)需停止卸煤作業(yè)。

圖1 某港口碼頭現(xiàn)狀圖

②靠船時(shí)風(fēng)險(xiǎn)比較。1#泊位因?yàn)槭歉≤O因此靠船時(shí)不可避免躉船會(huì)晃動(dòng)，特別在豐水季節(jié)，船舶靠船時(shí)碰撞將造成大幅度晃動(dòng)，員工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大，員工心理時(shí)刻保持高度緊張，易導(dǎo)致作業(yè)人員的心理疲勞，長期工作影響作業(yè)人員的身心健康，且增加工作失誤導(dǎo)致事故發(fā)生概率。而2#泊位為固定碼頭，且在碼頭前沿設(shè)有橡膠護(hù)舷，吸收靠船時(shí)船體與裝卸平臺(tái)之間產(chǎn)生碰撞時(shí)的能量，不存在晃動(dòng)現(xiàn)象。

③水位高低對(duì)碼頭安全影響比較。1#泊位需根據(jù)水位變化調(diào)整鋼引橋平臺(tái)在提升架中的位置，一般水位每變化三米就需調(diào)整一次，鋼引橋平臺(tái)起吊由提升架頂部的四臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)同步運(yùn)行保證平臺(tái)平穩(wěn)起吊，平臺(tái)起吊后需人工收起平臺(tái)底部的支撐鋼梁，隨著平臺(tái)的起吊將支撐鋼梁放置到新調(diào)整的提升架牛腿支撐點(diǎn)上，起吊過程中可能發(fā)生卷揚(yáng)機(jī)不同步、剎車裝置打滑等問題，若在支撐鋼梁收起后發(fā)生上述問題，將造成鋼引橋起吊事故，影響碼頭的運(yùn)營，甚至威脅港口作業(yè)人員的安全。水位變化時(shí)躉船也需作相應(yīng)錨鏈調(diào)整，錨鏈長期使用也會(huì)腐蝕有斷裂風(fēng)險(xiǎn)。而2#泊位不存在這些風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

④維護(hù)保養(yǎng)危險(xiǎn)點(diǎn)分析比較。兩個(gè)泊位都存在高空墜落的風(fēng)險(xiǎn)，但2#泊位卸船機(jī)檢修維護(hù)的位置都有樓梯平臺(tái)護(hù)欄，1#泊位在懸臂上無法安裝檢修平臺(tái)，每次檢修需在30多米高處搭設(shè)懸吊檢修平臺(tái)，風(fēng)險(xiǎn)非常大。躉船的除銹防腐需采用臨時(shí)措施解決鋼引橋的擱置問題，增加了維修的工作量和費(fèi)用，安全措施復(fù)雜，安全風(fēng)險(xiǎn)大。

⑤兩臺(tái)浮吊存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)分析。躉船上兩臺(tái)浮吊作業(yè)半徑部分重疊，同時(shí)作業(yè)有發(fā)生吊臂碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，操作員在抓煤的同時(shí)必須隨時(shí)觀察另一臺(tái)吊車的位置和運(yùn)動(dòng)趨勢，稍有疏忽就可能發(fā)生碰撞事故，給操作員造成的精神壓力很大，為避免碰撞不得不降低卸船速度。

2.2 檢修維護(hù)

①檢修維護(hù)工作量和費(fèi)用比較。2#泊位檢修維護(hù)主要是一臺(tái)橋式卸船機(jī)的檢修維護(hù)，從調(diào)查反饋的信息，橋式卸船機(jī)缺陷較少，浮躉卸船機(jī)缺陷普遍較多。1#泊位不僅需對(duì)兩臺(tái)浮躉卸船機(jī)檢修維護(hù)，還需對(duì)提升架、躉船、錨定設(shè)施進(jìn)行檢修維護(hù)。通過調(diào)查1#泊位每年維修費(fèi)約130萬元，2#泊位每年維修費(fèi)約70萬元。

②檢修維護(hù)的效率比較。2#泊位因橋式卸船機(jī)在水泥平臺(tái)上，自身有樓梯平臺(tái)，不需借助其他特殊工具可以直接進(jìn)行維護(hù)。1#泊位中因卸船機(jī)在躉船上，躉船與堤岸無可供車輛通行的檢修通道，因此要進(jìn)行卸船機(jī)檢修更換較重備件時(shí)必須使用浮吊，增加了維護(hù)成本，延長了檢修時(shí)間，檢修效率低。特別是1#泊位中的躉船，根據(jù)《中華人民共和國海事局船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》規(guī)定，躉船4-6年必須檢驗(yàn)檢修一次。其中《內(nèi)河船舶檢驗(yàn)規(guī)范》規(guī)定躉船的中間檢驗(yàn)及第一次換證檢驗(yàn)可在水面進(jìn)行，若發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)隱患，則進(jìn)行船底外部檢查。躉船檢驗(yàn)需將躉船拖至船塢或就近能夠滿足檢驗(yàn)需求的場所進(jìn)行。檢驗(yàn)中若船底腐蝕在規(guī)定值內(nèi)，則只需進(jìn)行除銹刷防腐漆，否則需重新更換底板。移走躉船需采用臨時(shí)措施解決鋼引橋的擱置問題，拆除與躉船連接的電纜、管道、皮帶等設(shè)備，請(qǐng)起錨艇起錨，請(qǐng)拖船將躉船拖至船塢等，可見，躉船的檢驗(yàn)復(fù)雜且安全風(fēng)險(xiǎn)大，工期長，費(fèi)用高。

2.3 運(yùn)行管理

①運(yùn)行人員卸煤時(shí)可視性比較。2#泊位卸煤可視性好。卸船機(jī)司機(jī)室可根據(jù)抓斗位置進(jìn)行調(diào)整，在卸煤全過程都能看到抓斗在船內(nèi)位置和落煤斗的位置。而1#泊位因司機(jī)室固定，司機(jī)無法看清抓斗在船內(nèi)和煤斗位置，易造成抓斗損壞船和煤斗，抓斗自身也易受損。2#泊位因可視性好提高了卸煤速度，并且可靠性高，降低了工作人員工作強(qiáng)度。

②運(yùn)行人員配置要求比較。在卸同煤量時(shí)2#泊位只需一名司機(jī)即可，而1#泊位要兩名司機(jī)，并且躉船上必須有專業(yè)人員24小時(shí)巡檢，經(jīng)常檢查船首、船尾的錨鏈、系纜的定位情況，防止溜船和確保躉船定位向外伸出的纜索不影響過往船只的行駛安全。汛中水流和風(fēng)的作用很大，容易斷鏈、斷纜或走錨，為保證船舶安全，對(duì)錨鏈、纜索應(yīng)時(shí)刻加強(qiáng)觀察，嚴(yán)密注意是否出現(xiàn)異常的現(xiàn)象和響聲，及時(shí)果斷采取措施，加拋錨或加系纜索。

2.4 工作效率方面

1#泊位豐水與枯水季節(jié)卸煤效率無變化。豐水期兩泊位抓煤時(shí)間相當(dāng)；2#泊位在枯水期，由于升降距離長，行程長導(dǎo)致純裝卸時(shí)間增多，效率比1#泊位低。但1#泊位在裝卸工作中，需要有移檔作業(yè)，如遇有風(fēng)或是有過往船舶時(shí)，躉船的搖晃，使得卸煤時(shí)對(duì)位較難，且人工清倉工作量大，裝卸效率進(jìn)一步降低。因而年平均裝卸效率2#泊位更高。

2.5 環(huán)保方面

2#泊位采用的是半封閉式卸料斗，料斗進(jìn)口有防止抓斗漏煤落入江水中的防護(hù)托板，料斗上裝有噴霧抑塵裝置，卸煤作業(yè)中揚(yáng)塵得到有效控制，對(duì)環(huán)境污染較小。1#泊位只能采用敞開式卸料斗，卸煤作業(yè)中揚(yáng)塵很大，且浮吊受風(fēng)浪影響且抓斗弧線運(yùn)行，穩(wěn)定性差，漏煤撒煤情況比較嚴(yán)重。躉船由于受風(fēng)力、水流、靠船等影響與皮帶機(jī)連接位置無法固定，造成皮帶跑偏漏煤。因此1#泊位環(huán)境污染大。

3.結(jié)語

可見，相比浮碼頭結(jié)構(gòu)，高樁框架碼頭結(jié)構(gòu)型式在碼頭運(yùn)營期運(yùn)行維修更便捷，生產(chǎn)作業(yè)更靈活，操作可靠性更高，裝卸效率更高，管理更方便。雖然在前期一次性投資建設(shè)方面，浮碼頭結(jié)構(gòu)型式約為高樁框架結(jié)構(gòu)型式的0.57倍，但在碼頭的年通過能力方面，高樁框架結(jié)構(gòu)型式約為浮碼頭結(jié)構(gòu)型式的1.56倍，企業(yè)的投資回報(bào)率相當(dāng)高。隨著內(nèi)河水運(yùn)的不斷發(fā)展、環(huán)保政策越來越嚴(yán)格、安全生產(chǎn)越來越注重等情形下，高樁框架碼頭結(jié)構(gòu)比浮碼頭結(jié)構(gòu)將具有更大的發(fā)展?jié)摿?shí)現(xiàn)港口綠色、循環(huán)、低碳、可持續(xù)發(fā)展。