王亞武

引言

我國(guó)湖泊水蕩眾多，航線(xiàn)常穿湖、蕩而過(guò)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)湖泊總面積約8萬(wàn)平方公里。長(zhǎng)江中、下游大多數(shù)湖泊有航線(xiàn)貫穿。如上海的淀山湖、江蘇的陽(yáng)澄湖、太湖、安徽的巢湖、江西的鄱陽(yáng)湖、湖南的洞庭湖等星羅棋布鑲嵌在縱橫交織的水網(wǎng)之間，構(gòu)成一幅“水鄉(xiāng)澤國(guó)”的圖景，給航運(yùn)事業(yè)提供了良好的水域條件。湖泊水面寬闊，水中固定天然目標(biāo)少，湖泊內(nèi)風(fēng)浪大，枯水時(shí)航槽淺而狹。為保障船舶航行安全，一般采用側(cè)面標(biāo)標(biāo)示航道的側(cè)面界限。在水位升降幅度不大（枯洪水位相差四米以?xún)?nèi)），航槽穩(wěn)定時(shí)，現(xiàn)有側(cè)面標(biāo)一般采用燈樁形式，下部為樁基礎(chǔ)混凝土承臺(tái)結(jié)構(gòu)，以達(dá)到保證率高、視距遠(yuǎn)、維護(hù)成本低、防盜性能好等優(yōu)點(diǎn)。在水位升降幅度較大時(shí)，一般采用側(cè)面浮標(biāo)，其具有造價(jià)低、移位方便等優(yōu)點(diǎn)。

湖泊燈樁、浮標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn)比較

湖泊燈樁由標(biāo)體（含航標(biāo)燈組）和基礎(chǔ)組成，標(biāo)體多為玻璃鋼材料制作，標(biāo)體直徑及高度根據(jù)視距等條件確定。基礎(chǔ)由圓型鋼筋砼承臺(tái)和樁基組成，基礎(chǔ)與標(biāo)體間用預(yù)埋螺栓聯(lián)接。有些水位差小的湖泊航標(biāo)為防止船舶碰撞對(duì)航標(biāo)產(chǎn)生破壞，在圓型鋼筋砼承臺(tái)外側(cè)加設(shè)帶橡膠護(hù)舷的環(huán)形鋼質(zhì)浮筒，取得較好效果。側(cè)面燈樁具有保證率高、視距遠(yuǎn)、能保證最小安全航行距離、對(duì)航線(xiàn)標(biāo)示準(zhǔn)確、維護(hù)成本低、防盜性能好等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)主要為造價(jià)高，特別是對(duì)于地質(zhì)條件差的湖泊，基礎(chǔ)造價(jià)更高，施工困難、施工期長(zhǎng)。不能根據(jù)航線(xiàn)變化移位，不能滿(mǎn)足水位升降幅度較大的湖泊要求。防撞性能差，雖加設(shè)防撞浮筒，也只能解決船舶側(cè)面擦過(guò)問(wèn)題，不能從根本上解決防撞問(wèn)題。特別是在高水位且空載船舶撞擊時(shí)，船舶會(huì)直接撞擊到玻璃鋼標(biāo)體，造成破壞，如在巢湖湖區(qū)航標(biāo)中類(lèi)似情況多次出現(xiàn)。

湖泊浮標(biāo)由標(biāo)體（含航標(biāo)燈組）、浮具和系留裝置組成，標(biāo)體和浮具多為鋼質(zhì)或玻璃鋼制作。系留裝置由鏈條、錨或沉石組成，鏈條分別與浮具及錨或沉石連接，依靠系留裝置所起固定作用，將浮標(biāo)停留在確定位置上。側(cè)面浮標(biāo)具有造價(jià)低、能快速設(shè)標(biāo)、根據(jù)航線(xiàn)變化移位方便、防撞性能好等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)主要為防盜性能差，丟失現(xiàn)象嚴(yán)重。由于連接鏈條長(zhǎng)度為定值，所以在水位升降幅度較大時(shí)，受湖泊風(fēng)浪影響，其漂移范圍變化較大，使標(biāo)示的安全航行距離有較大差別，不能準(zhǔn)確標(biāo)示航線(xiàn)，對(duì)船舶安全有一定影響。

湖泊燈樁、浮標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn)都非常突出，如何在吸取二者優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，盡量克服二者存在的不足，開(kāi)發(fā)一種兼顧燈樁、浮標(biāo)優(yōu)點(diǎn)的新型航標(biāo)，是擺在我們面前需要解決的課題。

湖區(qū)新型航標(biāo)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)思路：根據(jù)湖泊的自然條件、航道條件等，結(jié)合湖泊燈樁、浮標(biāo)具有的優(yōu)點(diǎn)，明確湖區(qū)新型航標(biāo)應(yīng)該滿(mǎn)足的要求及達(dá)到的目的。

新型湖區(qū)航標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足：①保證率高、視距遠(yuǎn)；②造價(jià)較低、施工方便；③防盜性能好；④移位方便；⑤安全航行距離有保障、位置相對(duì)固定；⑥抗撞擊性能較好。

新型湖區(qū)航標(biāo)由標(biāo)體（含航標(biāo)燈組）、浮具和系留裝置組成，其原理為：由浮具作為承受標(biāo)體重量及船舶撞擊的主要承載結(jié)構(gòu)，通過(guò)其上部的標(biāo)體滿(mǎn)足航標(biāo)的使用功能。系留裝置作為航標(biāo)定位的組成部分，并滿(mǎn)足風(fēng)浪影響、船舶撞擊影響而產(chǎn)生航標(biāo)漂移后快速?gòu)?fù)位的功能。標(biāo)體采用玻璃鋼結(jié)構(gòu)燈樁（含航標(biāo)燈組），以減輕上部結(jié)構(gòu)自重及提高抗腐蝕性能。浮具采用鋼質(zhì)環(huán)形浮筒結(jié)構(gòu)，浮筒為航標(biāo)的承重及船舶與航標(biāo)碰撞時(shí)的受力構(gòu)件，其表面進(jìn)行噴鋅防腐處理，浮筒內(nèi)部加筋桿，以保證局部穩(wěn)定性要求，滿(mǎn)足船舶撞擊的要求。浮筒外側(cè)安裝橡膠護(hù)舷，以起到保護(hù)航標(biāo)的作用。鋼質(zhì)浮筒與標(biāo)體間通過(guò)法蘭盤(pán)用螺栓進(jìn)行連接。系留裝置由抗拔樁、鍍鋅鋼絲繩、連接件、滑輪組、導(dǎo)向裝置及配重組成。鍍鋅鋼絲繩一端通過(guò)連接件與抗拔樁連接，另一端通過(guò)導(dǎo)向裝置、滑輪組連接配重，定滑輪設(shè)置在標(biāo)體的適當(dāng)位置?？拱螛兜亩ㄎ挥珊綐?biāo)設(shè)置位置的坐標(biāo)確定，在配重的作用下，使航標(biāo)準(zhǔn)確定位。在有風(fēng)浪及船舶撞擊時(shí)，標(biāo)體及浮具會(huì)產(chǎn)生漂移，待風(fēng)平浪靜或失去船舶撞擊外力時(shí)，在配重的作用下能快速移回原來(lái)的位置。

標(biāo)體主要受風(fēng)載荷，根據(jù)所受風(fēng)載荷、波浪、視距及玻璃鋼的材料特性確定其高度及結(jié)構(gòu)尺寸。鋼質(zhì)浮筒設(shè)計(jì)為新型航標(biāo)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，需要滿(mǎn)足風(fēng)浪影響及船舶撞擊時(shí)的整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性要求，同時(shí)也要滿(mǎn)足作為標(biāo)體的載體浮心要高于重心的要求。系留裝置中的抗拔樁根據(jù)湖區(qū)地質(zhì)條件、風(fēng)浪影響及船舶撞擊影響所產(chǎn)生的最不利載荷組合確定樁長(zhǎng)及截面尺寸。鋼絲繩規(guī)格及配重根據(jù)最大拉力確定，滑輪組可根據(jù)湖區(qū)的水位變化幅度大小確定倍率。

新型湖區(qū)航標(biāo)由于上部結(jié)構(gòu)與燈樁相同，因此滿(mǎn)足保證率高、視距遠(yuǎn)的要求。采用鋼質(zhì)浮筒為承載結(jié)構(gòu)，且系留采用單樁僅需要滿(mǎn)足抗拔要求，故在整體造價(jià)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于固定燈樁的造價(jià)，且施工方便、工期短。新型航標(biāo)為整體結(jié)構(gòu)，系留裝置在航標(biāo)內(nèi)部與標(biāo)體連接，且有抗拔力大的水下抗拔樁固定，因此防盜性能較好。通過(guò)拆卸系留裝置中的連接件可快速將航標(biāo)進(jìn)行移位（在新位置需重新施工樁基礎(chǔ)）。在風(fēng)浪影響或船舶撞擊時(shí)，航標(biāo)會(huì)產(chǎn)生一定的漂移距離，但在配重的作用下，可快速?gòu)?fù)位，能滿(mǎn)足安全航行距離、位置相對(duì)固定的要求，克服了普通浮標(biāo)漂移半徑大的缺陷。由于新型航標(biāo)的系留為柔性連接，在船舶撞擊時(shí)，其能產(chǎn)生一定位移，能起到緩沖作用，再加上配備橡膠護(hù)舷，故對(duì)航標(biāo)的破壞力較小，能滿(mǎn)足抗撞擊性能好的要求。

結(jié)束語(yǔ)

湖泊水面寬闊，無(wú)參照物，湖區(qū)航道只有采用航標(biāo)標(biāo)示航線(xiàn)。由于湖區(qū)燈樁的工程造價(jià)高，一些經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)無(wú)財(cái)力進(jìn)行設(shè)置，采用浮標(biāo)又存在被盜丟失現(xiàn)象嚴(yán)重等問(wèn)題，因此國(guó)內(nèi)許多湖泊沒(méi)有進(jìn)行必要的航標(biāo)配布，船舶航行只能靠經(jīng)驗(yàn)，造成了很大了安全隱患，也限制了水路交通的發(fā)展。采用新型湖區(qū)航標(biāo)能較好地解決湖區(qū)燈樁和浮標(biāo)存在的不足，為湖區(qū)航標(biāo)設(shè)置提供了一種新的思路。

（作者單位：安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院）