劉英博，李沛，張鵬，王劍，陳浩宇，馬強(qiáng)（.葫蘆島港集團(tuán)有限公司，遼寧　葫蘆島　500；.中交天津港灣工程研究院有限公司，天津　00；.唐山市國(guó)土資源局，河北　唐山　06000）

既有碼頭靠泊能力的管理

劉英博1，李沛2，張鵬2，王劍3，陳浩宇2，馬強(qiáng)1
（1.葫蘆島港集團(tuán)有限公司，遼寧葫蘆島125003；2.中交天津港灣工程研究院有限公司，天津300222；3.唐山市國(guó)土資源局，河北唐山063000）

為適應(yīng)船舶大型化發(fā)展的需要，國(guó)內(nèi)各港口企業(yè)正加快碼頭靠泊能力的調(diào)整，提高碼頭的可停靠船舶的等級(jí)。文中以遼寧某港散雜貨碼頭為論證對(duì)象，依據(jù)靠泊能力論證管理規(guī)定，從碼頭平面尺度、裝卸工藝設(shè)備、結(jié)構(gòu)和輔助設(shè)施安全三方面論證碼頭的靠泊能力。論證結(jié)果不僅及時(shí)掌握了論證碼頭的使用狀況，也為類(lèi)似碼頭的靠泊能力管理提供參考，對(duì)于保證碼頭安全使用具有重要意義。

既有碼頭；靠泊能力；管理

0　引言

港口企業(yè)屬于交通運(yùn)輸服務(wù)業(yè)，碼頭工程是港口企業(yè)主要的固定資產(chǎn)。近年來(lái)，隨著船舶大型化的快速發(fā)展，我國(guó)部分沿海港口能力結(jié)構(gòu)不合理矛盾突出，各港口企業(yè)正加快碼頭結(jié)構(gòu)的調(diào)整。為此，交通運(yùn)輸部于2009年、2014年相繼發(fā)布《關(guān)于沿海港口碼頭結(jié)構(gòu)加固改造有關(guān)事宜的通告》[1]和《沿海碼頭靠泊能力管理規(guī)定》[2]，對(duì)符合條件的碼頭泊位進(jìn)行靠泊能力論證，規(guī)范沿海港口碼頭靠泊能力管理，保障碼頭和船舶安全，適應(yīng)船舶大型化發(fā)展的要求。

靠泊能力論證的對(duì)象是沿海既有碼頭，目的是提高碼頭的可停靠船舶的等級(jí)，手段是港口企業(yè)委托有相應(yīng)資質(zhì)的檢測(cè)單位、設(shè)計(jì)單位對(duì)碼頭泊位進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估和論證，客觀(guān)上節(jié)約岸線(xiàn)資源。本文介紹遼寧某港散雜貨碼頭靠泊能力論證過(guò)程，不僅及時(shí)掌握了碼頭的使用狀況，提升了碼頭?？看暗牡燃?jí)，也為類(lèi)似碼頭的靠泊能力管理提供參考。

1　靠泊能力論證的相關(guān)規(guī)定

1.1論證流程

碼頭靠泊等級(jí)，即為碼頭可停靠的設(shè)計(jì)船型噸級(jí)。當(dāng)港口企業(yè)需要上浮靠泊船型噸級(jí)時(shí)：1）港口經(jīng)營(yíng)人委托有資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)碼頭進(jìn)行現(xiàn)狀檢測(cè)，并給出碼頭泊位的安全性、使用性和耐久性評(píng)估等級(jí)；2）港口經(jīng)營(yíng)人委托有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位根據(jù)檢測(cè)單位出具的檢測(cè)評(píng)估報(bào)告和相關(guān)勘察資料、竣工資料等對(duì)碼頭靠泊條件進(jìn)行論證，并給出靠泊限定條件；3）港口經(jīng)營(yíng)人將檢測(cè)評(píng)估報(bào)告和能力論證報(bào)告報(bào)送所在地省級(jí)港口行政管理部門(mén)核定；4）港口所在地省級(jí)港口行政管理部門(mén)組織港政、海事、工程設(shè)計(jì)、引航等單位專(zhuān)家復(fù)核港口經(jīng)營(yíng)人提交的材料，核定碼頭靠泊等級(jí)和相關(guān)靠泊限定條件；5）省級(jí)港口行政管理部門(mén)對(duì)外公布經(jīng)核定的碼頭靠泊等級(jí)和相關(guān)靠泊限定條件，并在交通運(yùn)輸部政府網(wǎng)站集中公布。

1.2論證內(nèi)容

論證主要包括：1）平面尺度論證，論證泊位長(zhǎng)度、碼頭前沿停泊水域、回旋水域尺度、航道、錨地是否滿(mǎn)足論證船型的靠泊要求；2）工藝設(shè)備論證，論證門(mén)機(jī)外伸距、軌上和軌下起升高度是否滿(mǎn)足論證船型的裝卸要求；3）碼頭結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)施安全論證，從系泊設(shè)施、靠泊設(shè)施、結(jié)構(gòu)安全三方面論證碼頭停靠論證船型是否安全；4）船舶靠離泊應(yīng)急處理預(yù)案，制定船舶進(jìn)出港靠泊方案、碰撞事故應(yīng)急處理措施、沉沒(méi)事故應(yīng)急處理措施、擱淺應(yīng)急行動(dòng)、人員救助應(yīng)急、防抗雷雨大風(fēng)應(yīng)急預(yù)案等。限于文章篇幅及專(zhuān)業(yè)原因，本文未涉及第4）部分相關(guān)內(nèi)容。

圖1　碼頭斷面Fig.1　Cross section of wharf

2　碼頭現(xiàn)狀

2.1碼頭概況

遼寧某港散雜貨碼頭一期工程包括35 000 DWT和20 000 DWT泊位各1個(gè)，水工結(jié)構(gòu)為70 000 DWT，于2008年通過(guò)驗(yàn)收。碼頭頂面設(shè)計(jì)高程+5.00 m，碼頭前沿設(shè)計(jì)水深-15.1 m，碼頭前沿總長(zhǎng)416.035 m。碼頭結(jié)構(gòu)類(lèi)型為重力式沉箱結(jié)構(gòu)（圖1），沉箱主尺寸18.04 m×12.8 m× 17.1 m，前后趾各1 m長(zhǎng)，單個(gè)沉箱重量1 816 t。下部基礎(chǔ)為暗基床，基床頂寬19.8 m，基床厚度不等，基床底坐落于強(qiáng)風(fēng)化砂巖面上。沉箱上部為現(xiàn)澆混凝土胸墻，墻后設(shè)置拋石棱體、二片石和碎石倒濾層并回填開(kāi)山石形成陸域場(chǎng)地。胸墻上設(shè)置1 000 kN系船柱和SUC1450H型橡膠護(hù)舷。碼頭前沿設(shè)軌道2條，軌頂高程+5.03 m。建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，地震烈度為6度。

2.2自然環(huán)境

氣溫：溫帶季風(fēng)性氣候，歷年最高氣溫34.1℃，平均氣溫9.4℃；潮汐：不規(guī)則半日潮，最高潮位4.22 m，最低潮位-1.12 m，平均高潮位2.63 m，平均低潮位0.58 m，平均海平面1.60 m，最大潮差4.06 m，平均潮差2.05 m；風(fēng)況：常風(fēng)向SW，出現(xiàn)概率19.39%；其次為SSW，出現(xiàn)概率12.73%；強(qiáng)風(fēng)向N，風(fēng)速≥7級(jí)出現(xiàn)概率0.55%，全方位風(fēng)速≥7級(jí)出現(xiàn)概率1.07%；波浪：常波向SSW，出現(xiàn)頻率30.39%；次常波向S，出現(xiàn)頻率16.59%；強(qiáng)波向SSW，H4%≥1.5 m出現(xiàn)頻率4.27%，全方位H4%≥1.5 m出現(xiàn)頻率6.65%，全方位H4%≥2.1 m出現(xiàn)頻率0.72%；徑流：以潮流為主，不規(guī)則半日潮流，基本呈往復(fù)流型，漲落主流基本流向NE—SW，流速0.20～0.30 m/s；冰況：對(duì)通航不構(gòu)成影響。

3　靠泊能力論證

3.1論證船型

依據(jù)JTS 165—2013《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]，原設(shè)計(jì)船型和論證船型見(jiàn)表1。

表1　船型尺度Table 1　Moulded ship size

3.2平面尺度論證

1） 泊位長(zhǎng)度

碼頭前沿總長(zhǎng)416.035 m，依據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》中式（5.4.18）[3]計(jì)算，碼頭長(zhǎng)度滿(mǎn)足?？? 艘50 000 DWT散貨船（核算泊位長(zhǎng)273 m）或1艘70 000 DWT散貨船（核算泊位長(zhǎng)278 m）要求。

2）碼頭前沿停泊水域

碼頭前沿停泊水域?qū)挾?5 m，依據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》中第5.3.4條[3]，停泊水域?qū)挾热?倍船寬，即64.6 m，滿(mǎn)足要求。

碼頭前沿水深標(biāo)高在-14.5～-15.1 m之間，依據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》中第5.4.12條[3]計(jì)算，當(dāng)前前沿水深滿(mǎn)足50 000 DWT散貨船（核算標(biāo)高-13.96 m）靠泊要求，70 000 DWT散貨船需減載至吃水13.0 m（核算標(biāo)高-14.16 m）后靠泊。

3）回旋水域尺度

碼頭對(duì)應(yīng)港池區(qū)域?qū)挾葹?50 m，依據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》中第5.3.3條[3]計(jì)算，碼頭有掩護(hù)水域，回旋直徑按2倍船長(zhǎng)確定，可滿(mǎn)足1艘50 000 DWT散貨船（核算回旋直徑446 m）或1艘70 000 DWT散貨船（核算回旋直徑456 m）通航安全條件。

碼頭現(xiàn)有回旋水域深標(biāo)高在-14.5～-15.1 m之間，回旋水域水深與航道設(shè)計(jì)水深一致，依據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》中第6.4.6.1條[3]計(jì)算，船舶在航道內(nèi)航速按8 kn計(jì)算，當(dāng)前回旋水域滿(mǎn)足50 000 DWT散貨船（全年乘潮水位1.81 m，乘潮2 h，頻率80%，核算航道底標(biāo)高-13.44 m）滿(mǎn)載乘潮掉頭要求，70 000 DWT散貨船需減載至吃水13.0 m（全年乘潮水位1.81 m，乘潮2 h，頻率80%，核算航道底標(biāo)高-13.64 m）后乘潮掉頭。

4）航道

航道有效寬度170 m。依據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》中第6.4.2條[3]計(jì)算，單線(xiàn)航道，按航速大于6 kn計(jì)算，現(xiàn)有航道寬度滿(mǎn)足50 000 DWT散貨船（核算航道寬度165.1 m）和70 000 DWT散貨船（核算航道寬度166.1 m）航行要求。

航道現(xiàn)有水深標(biāo)高在-14.5～-15.1 m之間，依據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》中第6.4.6.1條[3]計(jì)算，現(xiàn)有航道水深滿(mǎn)足50 000 DWT散貨船滿(mǎn)載乘潮進(jìn)出港要求，70 000 DWT散貨船需減載至吃水13.0 m后乘潮進(jìn)出港。

5）錨地

當(dāng)前錨地面積1 077萬(wàn)m2，依據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》中第6.4.5條[3]計(jì)算，采用雙浮筒系泊，水域尺度滿(mǎn)足50 000 DWT散貨船（核算水域尺度293 m×129.2 m）和70 000 DWT散貨船（核算水域尺度308 m×129.2 m）錨泊要求。

當(dāng)前錨地水域水深在-15.5～-16.5 m之間，依據(jù)《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》中第6.5.1條[3]計(jì)算，當(dāng)前錨地水域水深滿(mǎn)足50 000 DWT散貨船（核算水深-15.37 m）候潮待泊需要，70 000 DWT散貨船需減載至吃水13.0 m（核算標(biāo)高-15.61 m）候潮待泊。

3.3裝卸工藝設(shè)備論證

碼頭現(xiàn)配備Mh-25-35門(mén)座起重機(jī)：最大起重量25 t，最大幅度35 m，軌距10.5 m，基距10.5 m，軌上起升高度28 m，軌下起升高度15 m。

依據(jù)《海港工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》[4]最大工作幅度和軌上、軌下起升高度設(shè)計(jì)條件計(jì)算，現(xiàn)有門(mén)座起重機(jī)可滿(mǎn)足裝卸70 000 DWT散貨船要求。其中，核算最大工作幅度33.8 m，核算軌上起升高度28 m，核算軌下起升高度9.41 m。

3.4碼頭結(jié)構(gòu)和輔助設(shè)施安全論證

3.4.1船舶荷載

船舶噸位70 000 DWT。

1）船舶系纜力

依據(jù)JTS 144-1—2010《港口工程荷載規(guī)范》[5]中第10.2條計(jì)算：設(shè)計(jì)風(fēng)速20 m/s，設(shè)計(jì)流速0.26 m/s，計(jì)算得系纜力849 kN，現(xiàn)有系船設(shè)施能力1 000 kN。

2）船舶擠靠力

依據(jù)《港口工程荷載規(guī)范》[5]中第10.3條計(jì)算：與船舶接觸的護(hù)舷組數(shù)6組，擠靠力不均勻系數(shù)1.3，計(jì)算得擠靠力408 kN。

3）船舶撞擊力依據(jù)《港口工程荷載規(guī)范》[5]中第10.3條計(jì)算。法向靠岸速度0.10 m/s，船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量323 kJ。

計(jì)算波高1.2 m，波浪平均周期6.8 s，計(jì)算得單組護(hù)舷有效撞擊能量196.4 kJ。

4）護(hù)舷選型

根據(jù)靠岸時(shí)有效撞擊能量323 kJ及現(xiàn)有護(hù)舷為SUC1450H型橡膠護(hù)舷（一鼓一板），在52.5%設(shè)計(jì)壓縮時(shí)，反力936 kN，吸能量596 kJ。

3.4.2碼頭穩(wěn)定驗(yàn)算

1）作用與作用效應(yīng)組合

依據(jù)JTJ 302—2006《港口水工建筑物檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)范》[6]和JTS 167-2—2009《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》[7]，作用與作用效應(yīng)組合見(jiàn)表2。

表2　作用與作用效應(yīng)組合Table 2　Combination of action and effects

地震組合：因該地區(qū)地震烈度為6度，根據(jù)JTS 146—2012《水運(yùn)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[8]第1.0.3條的規(guī)定，可不進(jìn)行抗震計(jì)算。

2）主要計(jì)算結(jié)果

依據(jù)《港口水工建筑物檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)范》[6]和《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》[7]對(duì)碼頭進(jìn)行抗滑、抗傾、基床承載力和地基承載力計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如表3。

表3　計(jì)算結(jié)果Table 3　Calculation results

3.4.3碼頭整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

由荷載工藝和工程地質(zhì)條件調(diào)查、變形與變位檢測(cè)結(jié)果可知：碼頭使用荷載、港池泥面標(biāo)高等未發(fā)生變化，且碼頭整體未發(fā)生過(guò)大的變形及變位，依據(jù)《港口碼頭結(jié)構(gòu)安全性檢測(cè)與評(píng)估指南》[9]驗(yàn)算原則，不需進(jìn)行此項(xiàng)驗(yàn)算。

3.4.4結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算

由檢測(cè)結(jié)果，構(gòu)件混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，主要受力鋼筋無(wú)銹蝕，混凝土外觀(guān)劣化程度不影響構(gòu)件承載能力。依據(jù)《港口碼頭結(jié)構(gòu)安全性檢測(cè)與評(píng)估指南》[9]驗(yàn)算原則，不需進(jìn)行此項(xiàng)驗(yàn)算。

3.4.5系泊設(shè)施安全論證

當(dāng)碼頭區(qū)域出現(xiàn)9級(jí)以上大風(fēng)時(shí)，船舶必須離開(kāi)碼頭去錨地錨泊，根據(jù)船舶系纜力計(jì)算結(jié)果，碼頭現(xiàn)有系船柱（1 000 kN）滿(mǎn)足70 000 DWT散貨船靠泊要求（核算系纜力849 kN）。

3.4.6靠泊設(shè)施安全論證

根據(jù)有效撞擊能量和橫向撞擊力計(jì)算結(jié)果，70 000 DWT散貨船滿(mǎn)載以法向速度0.10 m/s靠泊時(shí)，有效撞擊能量323 kJ；船舶逃跑波高1.2 m，橫浪作用下單組護(hù)舷有效撞擊能量196.4 kJ。碼頭現(xiàn)有靠泊設(shè)施為T(mén)D-A1450H高反力型橡膠護(hù)舷，52.5%設(shè)計(jì)壓縮變形吸能量596 kJ，滿(mǎn)足靠泊要求。

3.4.7結(jié)構(gòu)安全論證

經(jīng)驗(yàn)算，碼頭現(xiàn)有系、靠泊設(shè)施滿(mǎn)足70000DWT散貨船正?？坎?，碼頭使用荷載不超過(guò)碼頭原設(shè)計(jì)控制荷載，各結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載能力控制狀態(tài)滿(mǎn)足使用要求。

4　結(jié)語(yǔ)

伴隨國(guó)內(nèi)港口碼頭基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的逐年降低，船舶大型化的快速發(fā)展，對(duì)碼頭工程這類(lèi)固定資產(chǎn)的管理，將是各港口企業(yè)未來(lái)越來(lái)越重要的工作。本文的論證實(shí)踐表明，既有碼頭靠泊能力論證涉及港政、海事、工程檢測(cè)和評(píng)估、引航等多領(lǐng)域。這也充分說(shuō)明，碼頭資產(chǎn)的管理對(duì)各級(jí)相關(guān)行政主管部門(mén)和各港口企業(yè)提出了更高的管理要求。

[1]中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.關(guān)于沿海港口碼頭結(jié)構(gòu)加固改造有關(guān)事宜的通告[Z].2009-10-20.

Ministry of Transport of the People's Republic of China.Circular on reinforcement and reconstruction of coastal wharfs[Z].2009-10-20.

[2]中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.沿海碼頭靠泊能力管理規(guī)定[Z]. 2014-01-26.

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[3]JTS 165—2013，海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

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[4]交通部第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院.海港工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2001.

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[6]JTJ 302—2006，港口水工建筑物檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)范[S].

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[7]JTS 167-2—2009，重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].

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[8]JTS 146—2012，水運(yùn)工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

JTS 146—2012,Code of earthquake resistant design for water transport engineering[S].

[9]中交四航工程研究院有限公司.港口碼頭結(jié)構(gòu)安全性檢測(cè)與評(píng)估指南[K].2010.

CCCC Fourth Harbour Engineering Institute Co.,Ltd.Guide for ports structural safety inspection and assessment[K].2010.

Management of berthing capacity of existing wharfs

LIU Ying-bo1,LI Pei2,ZHANG Peng2,WANG Jian3,CHEN Hao-yu2,MA Qiang1
（1.Huludao Port(Group)Co.,Ltd.,Huludao,Liaoning 125003,China; 2.CCCC Tianjin Port Engineering Institute Co.,Ltd.,Tianjin 300222,China;
3.Tangshan Municipal Bureau of Land and Resources,Tangshan,Hebei 063000,China）

In order to berth large vessels,domestic port enterprises are quickening the adjustment of berthing capacity of existing wharfs to increase the capacity of the wharfs for large vessels.This paper takes a bulk cargo wharf in Liaoning Province as the objective,and studies and verifies the berthing capacity of the wharf from the plan dimensions,handing technology,and the safety of the structure and auxiliary facilities of the wharf according to the regulations for berthing capacity verification of existing wharfs formulated by the Ministry of Transport of China.The results of the study and verification have found out the usage condition of the bulk cargo wharf,and provided a reference for the management of the berthing capacity of similar wharfs, which is very important to ensure the safety of wharfs.

existing wharf;berthing capacity;management

U653

A

2095-7874（2016）08-0025-04

10.7640/zggwjs201608006

2016-02-25

2016-03-29

劉英博（1983— ），男，遼寧葫蘆島人，工程師，主要從事港口航道項(xiàng)目管理工作。E-mail：124864084@qq.com