謝 磊 趙秋果

中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司

1 引言

近年來，隨著國防建設(shè)資金投入的加大和軍民融合發(fā)展的進一步推進，戰(zhàn)備滾裝碼頭建設(shè)被列入國家戰(zhàn)備建設(shè)規(guī)劃中。一般而言，民用碼頭對戰(zhàn)備滾裝具有適應(yīng)性。根據(jù)《海港總體設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定[1]，碼頭引橋的最大縱坡不超過10%，小于6°，裝備車的爬坡度均不低于8°，滿足運行要求。目前主要重型裝備車整車自重在75 t以內(nèi)[2]，該重量相當于港區(qū)載重60 t的集裝箱卡車，其中自重23 t以內(nèi)的占比約為86%，相當于港區(qū)載重20 t的平板車，碼頭可適應(yīng)以上車輛荷載要求；主要軍用車輛裝備長度一般不超過11 m[3]，而港區(qū)40 ft集裝箱卡車的長度約為14 m，道路轉(zhuǎn)彎半徑一般設(shè)置為15～18 m。因此，港區(qū)道路可以滿足絕大部分裝備的通行，且對于少量轉(zhuǎn)彎半徑過大的特種裝備車，需采取“直上直下”的滾裝工藝，避免車輛轉(zhuǎn)彎。

由于戰(zhàn)備滾裝作業(yè)頻次低，為提高民用生產(chǎn)性碼頭的使用效能，盡可能降低碼頭戰(zhàn)備滾裝作業(yè)改造費用，結(jié)合國內(nèi)各類型貨種碼頭既有的建設(shè)條件和平面布置，進行戰(zhàn)備滾裝作業(yè)的適應(yīng)性分析，并提出解決方案，供建設(shè)單位在項目實施中借鑒。

2 通用物資(設(shè)備)滾裝工藝方案

通用物資(設(shè)備)指可用長、寬、高等主尺度不超過民用碼頭車輛通行要求的滾裝車裝載的物資(設(shè)備)。針對民用生產(chǎn)性碼頭的主要類型，形成不同形式的工藝布置方案。

2.1 件雜貨、通用、集裝箱等貨種泊位

該類泊位的主要特點是：由于碼頭上車輛通行頻繁，碼頭面不設(shè)置固定建/構(gòu)筑物；為了便于碼頭裝卸作業(yè)，碼頭寬度較大，配套引橋的寬度也較大，不小于雙車道通行(見圖1)。以上特點，為軍用設(shè)備的滾裝作業(yè)提供了良好的外部條件。

圖1 典型通用泊位示意圖

為充分利用該類泊位和引橋資源，采用駁船+升降平臺的方案(見圖2)。該方案的主要優(yōu)勢是：滾裝運輸船和駁船的靠泊全部利用現(xiàn)有的泊位資源，無需新增水工結(jié)構(gòu)，僅需配置駁船設(shè)施；滾裝作業(yè)結(jié)束后，駁船即可撤離碼頭，不對碼頭的生產(chǎn)作業(yè)造成影響；駁船可采用自航式或非自航式，根據(jù)戰(zhàn)備滾裝的需要，可隨同運輸戰(zhàn)備設(shè)備的滾裝船前往其他碼頭，持續(xù)提供滾裝作業(yè)服務(wù)，極大地提升設(shè)備的利用率和經(jīng)濟價值。

圖2 駁船+升降平臺方案

根據(jù)軍用裝備車輛的轉(zhuǎn)彎半徑要求，駁船長度約90 m，寬度約26 m。該尺度相當于8 000 t級駁船，大型駁船能提供更高的干舷高度，能更好地適應(yīng)水位差變化。根據(jù)我國沿岸海域潮差分布的總體趨勢，東海最大，黃海、渤海次之，南海最小，由此提供兩種不同模式的滾裝作業(yè)。

第一種模式：對于水位差小的碼頭，如南海和渤海地區(qū)，選擇在高平潮時進行滾裝作業(yè)，車輛直接通過設(shè)置在甲板面的活動跳板1行駛至碼頭面。滾裝過程中，通過調(diào)節(jié)駁船的壓載水來適應(yīng)少量的水位變化。該模式需要解決的主要問題是滾裝運輸船尾部直跳板與駁船甲板面的高度差。根據(jù)資料顯示，尾直跳板距離水面的距離隨著船舶裝載情況而變化，一般在2～4 m范圍內(nèi)。8 000 t級駁船空載狀態(tài)的干舷高度可達4 m，而滿載狀態(tài)下僅為0.5 m。因此，兩者的高度差可通過調(diào)整駁船的壓載水解決。

第二種模式：對于大水位差的碼頭，如東海和黃海地區(qū)，大部分水域的平均水位差可達4 m以上。該模式需要解決2個高度差問題，一個前文已經(jīng)講述，另一個是駁船甲板面與碼頭面高度差，可通過駁船上設(shè)置的固定平臺和升降平臺予以消除。滾裝作業(yè)選擇在高平潮時進行，根據(jù)碼頭面高度，升降平臺上升至高于碼頭面位置，確保活動跳板2順搭于碼頭面，隨后車輛通過駁船上的固體平臺、活動跳板3行駛至升降平臺，最終通過升降平臺上的活動跳板2行駛至碼頭。當水位逐漸降低，活動跳板2與碼頭面的夾角開始減小時，首先通過駁船調(diào)整壓載水來維持活動跳板2與碼頭面的順搭狀態(tài)，當水位進一步下降，調(diào)整壓載水不能維持活動跳板2與碼頭面的順搭狀態(tài)，此時升降平臺開始作業(yè)。平臺升降采用多點液壓頂升，通過液力傳動實現(xiàn)柔性頂升以及各個頂升點之間的升降同步功能。當潮水回落至最低位，油缸行程達到最大，此后隨著潮水回升，油缸行程減小，最后回到高平潮水位，完成一個作業(yè)循環(huán)。駁船壓艙水的調(diào)節(jié)，以及升降平臺的調(diào)節(jié)，以活動跳板2與碼頭面的角度進行閉環(huán)控制。

2.2 干散貨和液體散貨泊位

此類碼頭的主要特點是：碼頭面配置有專業(yè)的工藝設(shè)備及構(gòu)筑物，比如煤炭碼頭的帶式輸送機、棧橋及轉(zhuǎn)運站等，成品油泊位的輸油臂及輸油管線橋架等，引橋上也相應(yīng)設(shè)置有輸送機、管道、棧橋及橋架等，車道一般為單車道布置(見圖3)。

圖3 典型干散貨泊位示意圖

由于碼頭面和引橋面的空間相對局促，軍用裝備車輛往往無法通過碼頭面設(shè)置的專業(yè)設(shè)備及配套設(shè)施，引橋單車道寬度也不滿足車輛通行，因此，此類泊位僅具備滾裝船的靠泊功能，車輛滾裝功能需要通過其他設(shè)施來實現(xiàn)。為此，在靠近碼頭端部的位置，設(shè)置1個駁船，駁船采用抱樁錨定，共配置4個抱樁器。駁船寬度約40 m，并需滿足裝備車輛的轉(zhuǎn)彎半徑要求。為消除潮差的影響，采用浮動鋼引橋的方案，根據(jù)潮差大小，鋼引橋長度約70 m，一端鉸接在搭接平臺上，另一端簡支在駁船上，隨著駁船的升降而浮動。在鋼引橋靠近駁船一端，設(shè)置鋼橋起吊平臺，將鋼橋一端起吊后，可用于鋼橋檢修作業(yè)，或風暴期時避免鋼橋被波浪拍擊(見圖4)。滾裝運輸船尾部直跳板與駁船甲板面的高度差，同樣采用駁船調(diào)整壓載水的方法進行調(diào)節(jié)。

圖4 駁船+鋼引橋方案

3 特種物資(設(shè)備)滾裝工藝方案

特種物資(設(shè)備)主要指超長、超寬、超高等外形尺度較大的物資(設(shè)備)，此類設(shè)備對碼頭結(jié)構(gòu)承載、道路轉(zhuǎn)彎半徑等要求高，需要采用直上直下的滾裝方案，船舶采用甲板駁船進行海上運輸。

對于潮差小的碼頭，特種設(shè)備采用甲板駁船運輸并靠泊碼頭后，利用駁船調(diào)整壓載水即可適應(yīng)滾裝作業(yè)的水位變化。而對于潮差大的碼頭，如我國杭州灣、福建地區(qū)實測最大潮差超過8 m，由于甲板駁干舷高度低，為滿足滾裝作業(yè)要求，采用“駁船+半潛船”的組合方式，在駁船靠泊碼頭前，由半潛船將駁船托起，即利用甲板駁的型深+半潛船的干舷，以及半潛船的調(diào)載能力，克服極端水位差(見圖5)。以8 000 t駁船為例，其型深約6 m，2萬t半潛船型深約13 m，滿載吃水約9 m，輕載吃水約4 m，即“甲板駁+半潛船”組合形成的干舷高度范圍可達10～15 m，可以適應(yīng)我國極端地區(qū)的水位差變化作業(yè)要求。

圖5 駁船+半潛船方案

4 結(jié)語

實踐表明，駁船+升降平臺方案具有最廣泛的泊位適用性，無需增加水工結(jié)構(gòu)，駁船設(shè)施可以靈活調(diào)動，為不同地區(qū)、不同地點的戰(zhàn)備滾裝提供服務(wù)，可作為戰(zhàn)備滾裝的主要考慮方向。駁船+鋼引橋方案會增加部分水工結(jié)構(gòu)的投資，相關(guān)設(shè)施只能服務(wù)于該泊位，考慮該類碼頭占比較為廣泛，同樣具有推廣的價值。駁船+半潛船方案是針對特種物資(設(shè)備)和極端水位差情況下，選擇的特殊滾裝方案，其代價最大，可作為同類項目的參考。