既有碼頭靠泊能力的管理

劉英博，李沛，張鵬，王劍，陳浩宇，馬強（.葫蘆島港集團有限公司，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1
（1.葫蘆島港集團有限公司，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.唐山市國土資源局，河北唐山063000）

為適應船舶大型化發展的需要，國內各港口企業正加快碼頭靠泊能力的調整，提高碼頭的可?？看暗牡燃?。文中以遼寧某港散雜貨碼頭為論證對象，依據靠泊能力論證管理規定，從碼頭平面尺度、裝卸工藝設備、結構和輔助設施安全三方面論證碼頭的靠泊能力。論證結果不僅及時掌握了論證碼頭的使用狀況，也為類似碼頭的靠泊能力管理提供參考，對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

港口企業屬于交通運輸服務業，碼頭工程是港口企業主要的固定資產。近年來，隨著船舶大型化的快速發展，我國部分沿海港口能力結構不合理矛盾突出，各港口企業正加快碼頭結構的調整。為此，交通運輸部于2009年、2014年相繼發布《關于沿海港口碼頭結構加固改造有關事宜的通告》[1]和《沿海碼頭靠泊能力管理規定》[2]，對符合條件的碼頭泊位進行靠泊能力論證，規范沿海港口碼頭靠泊能力管理，保障碼頭和船舶安全，適應船舶大型化發展的要求。

靠泊能力論證的對象是沿海既有碼頭，目的是提高碼頭的可?？看暗牡燃墸侄问歉劭谄髽I委托有相應資質的檢測單位、設計單位對碼頭泊位進行檢測評估和論證，客觀上節約岸線資源。本文介紹遼寧某港散雜貨碼頭靠泊能力論證過程，不僅及時掌握了碼頭的使用狀況，提升了碼頭?？看暗牡燃?，也為類似碼頭的靠泊能力管理提供參考。

1　靠泊能力論證的相關規定

1.1論證流程

碼頭靠泊等級，即為碼頭可停靠的設計船型噸級。當港口企業需要上浮靠泊船型噸級時：1）港口經營人委托有資質的檢測單位對碼頭進行現狀檢測，并給出碼頭泊位的安全性、使用性和耐久性評估等級；2）港口經營人委托有資質的設計單位根據檢測單位出具的檢測評估報告和相關勘察資料、竣工資料等對碼頭靠泊條件進行論證，并給出靠泊限定條件；3）港口經營人將檢測評估報告和能力論證報告報送所在地省級港口行政管理部門核定；4）港口所在地省級港口行政管理部門組織港政、海事、工程設計、引航等單位專家復核港口經營人提交的材料，核定碼頭靠泊等級和相關靠泊限定條件；5）省級港口行政管理部門對外公布經核定的碼頭靠泊等級和相關靠泊限定條件，并在交通運輸部政府網站集中公布。

1.2論證內容

論證主要包括：1）平面尺度論證，論證泊位長度、碼頭前沿停泊水域、回旋水域尺度、航道、錨地是否滿足論證船型的靠泊要求；2）工藝設備論證，論證門機外伸距、軌上和軌下起升高度是否滿足論證船型的裝卸要求；3）碼頭結構和附屬設施安全論證，從系泊設施、靠泊設施、結構安全三方面論證碼頭?？空撟C船型是否安全；4）船舶靠離泊應急處理預案，制定船舶進出港靠泊方案、碰撞事故應急處理措施、沉沒事故應急處理措施、擱淺應急行動、人員救助應急、防抗雷雨大風應急預案等。限于文章篇幅及專業原因，本文未涉及第4）部分相關內容。

圖1　碼頭斷面Fig.1　Cross section of wharf

2　碼頭現狀

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，水工結構為70 000 DWT，于2008年通過驗收。碼頭頂面設計高程+5.00 m，碼頭前沿設計水深-15.1 m，碼頭前沿總長416.035 m。碼頭結構類型為重力式沉箱結構（圖1），沉箱主尺寸18.04 m×12.8 m× 17.1 m，前后趾各1 m長，單個沉箱重量1 816 t。下部基礎為暗基床，基床頂寬19.8 m，基床厚度不等，基床底坐落于強風化砂巖面上。沉箱上部為現澆混凝土胸墻，墻后設置拋石棱體、二片石和碎石倒濾層并回填開山石形成陸域場地。胸墻上設置1 000 kN系船柱和SUC1450H型橡膠護舷。碼頭前沿設軌道2條，軌頂高程+5.03 m。建筑結構安全等級為二級，地震烈度為6度。

2.2自然環境

氣溫：溫帶季風性氣候，歷年最高氣溫34.1℃，平均氣溫9.4℃；潮汐：不規則半日潮，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；風況：常風向SW，出現概率19.39%；其次為SSW，出現概率12.73%；強風向N，風速≥7級出現概率0.55%，全方位風速≥7級出現概率1.07%；波浪：常波向SSW，出現頻率30.39%；次常波向S，出現頻率16.59%；強波向SSW，H4%≥1.5 m出現頻率4.27%，全方位H4%≥1.5 m出現頻率6.65%，全方位H4%≥2.1 m出現頻率0.72%；徑流：以潮流為主，不規則半日潮流，基本呈往復流型，漲落主流基本流向NE—SW，流速0.20～0.30 m/s；冰況：對通航不構成影響。

3　靠泊能力論證

3.1論證船型

依據JTS 165—2013《海港總體設計規范》[3]，原設計船型和論證船型見表1。

表1　船型尺度Table 1　Moulded ship size

3.2平面尺度論證

1） 泊位長度

碼頭前沿總長416.035 m，依據《海港總體設計規范》中式（5.4.18）[3]計算，碼頭長度滿足停靠1 艘50 000 DWT散貨船（核算泊位長273 m）或1艘70 000 DWT散貨船（核算泊位長278 m）要求。

2）碼頭前沿停泊水域

碼頭前沿停泊水域寬度65 m，依據《海港總體設計規范》中第5.3.4條[3]，停泊水域寬度取2倍船寬，即64.6 m，滿足要求。

碼頭前沿水深標高在-14.5～-15.1 m之間，依據《海港總體設計規范》中第5.4.12條[3]計算，當前前沿水深滿足50 000 DWT散貨船（核算標高-13.96 m）靠泊要求，70 000 DWT散貨船需減載至吃水13.0 m（核算標高-14.16 m）后靠泊。

3）回旋水域尺度

碼頭對應港池區域寬度為650 m，依據《海港總體設計規范》中第5.3.3條[3]計算，碼頭有掩護水域，回旋直徑按2倍船長確定，可滿足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。

碼頭現有回旋水域深標高在-14.5～-15.1 m之間，回旋水域水深與航道設計水深一致，依據《海港總體設計規范》中第6.4.6.1條[3]計算，船舶在航道內航速按8 kn計算，當前回旋水域滿足50 000 DWT散貨船（全年乘潮水位1.81 m，乘潮2 h，頻率80%，核算航道底標高-13.44 m）滿載乘潮掉頭要求，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%，核算航道底標高-13.64 m）后乘潮掉頭。

4）航道

航道有效寬度170 m。依據《海港總體設計規范》中第6.4.2條[3]計算，單線航道，按航速大于6 kn計算，現有航道寬度滿足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。

航道現有水深標高在-14.5～-15.1 m之間，依據《海港總體設計規范》中第6.4.6.1條[3]計算，現有航道水深滿足50 000 DWT散貨船滿載乘潮進出港要求，70 000 DWT散貨船需減載至吃水13.0 m后乘潮進出港。

5）錨地

當前錨地面積1 077萬m2，依據《海港總體設計規范》中第6.4.5條[3]計算，采用雙浮筒系泊，水域尺度滿足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。

當前錨地水域水深在-15.5～-16.5 m之間，依據《海港總體設計規范》中第6.5.1條[3]計算，當前錨地水域水深滿足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（核算標高-15.61 m）候潮待泊。

3.3裝卸工藝設備論證

碼頭現配備Mh-25-35門座起重機：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《海港工程設計手冊》[4]最大工作幅度和軌上、軌下起升高度設計條件計算，現有門座起重機可滿足裝卸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碼頭結構和輔助設施安全論證

3.4.1船舶荷載

船舶噸位70 000 DWT。

1）船舶系纜力

依據JTS 144-1—2010《港口工程荷載規范》[5]中第10.2條計算：設計風速20 m/s，設計流速0.26 m/s，計算得系纜力849 kN，現有系船設施能力1 000 kN。

2）船舶擠靠力

依據《港口工程荷載規范》[5]中第10.3條計算：與船舶接觸的護舷組數6組，擠靠力不均勻系數1.3，計算得擠靠力408 kN。

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

計算波高1.2 m，波浪平均周期6.8 s，計算得單組護舷有效撞擊能量196.4 kJ。

4）護舷選型

根據靠岸時有效撞擊能量323 kJ及現有護舷為SUC1450H型橡膠護舷（一鼓一板），在52.5%設計壓縮時，反力936 kN，吸能量596 kJ。

3.4.2碼頭穩定驗算

1）作用與作用效應組合

依據JTJ 302—2006《港口水工建筑物檢測與評估技術規范》[6]和JTS 167-2—2009《重力式碼頭設計與施工規范》[7]，作用與作用效應組合見表2。

表2　作用與作用效應組合Table 2　Combination of action and effects

地震組合：因該地區地震烈度為6度，根據JTS 146—2012《水運工程抗震設計規范》[8]第1.0.3條的規定，可不進行抗震計算。

2）主要計算結果

依據《港口水工建筑物檢測與評估技術規范》[6]和《重力式碼頭設計與施工規范》[7]對碼頭進行抗滑、抗傾、基床承載力和地基承載力計算。計算結果如表3。

表3　計算結果Table 3　Calculation results

3.4.3碼頭整體穩定性驗算

由荷載工藝和工程地質條件調查、變形與變位檢測結果可知：碼頭使用荷載、港池泥面標高等未發生變化，且碼頭整體未發生過大的變形及變位，依據《港口碼頭結構安全性檢測與評估指南》[9]驗算原則，不需進行此項驗算。

3.4.4結構構件承載力驗算

由檢測結果，構件混凝土強度滿足設計要求，主要受力鋼筋無銹蝕，混凝土外觀劣化程度不影響構件承載能力。依據《港口碼頭結構安全性檢測與評估指南》[9]驗算原則，不需進行此項驗算。

3.4.5系泊設施安全論證

當碼頭區域出現9級以上大風時，船舶必須離開碼頭去錨地錨泊，根據船舶系纜力計算結果，碼頭現有系船柱（1 000 kN）滿足70 000 DWT散貨船靠泊要求（核算系纜力849 kN）。

3.4.6靠泊設施安全論證

根據有效撞擊能量和橫向撞擊力計算結果，70 000 DWT散貨船滿載以法向速度0.10 m/s靠泊時，有效撞擊能量323 kJ；船舶逃跑波高1.2 m，橫浪作用下單組護舷有效撞擊能量196.4 kJ。碼頭現有靠泊設施為TD-A1450H高反力型橡膠護舷，52.5%設計壓縮變形吸能量596 kJ，滿足靠泊要求。

3.4.7結構安全論證

經驗算，碼頭現有系、靠泊設施滿足70000DWT散貨船正?？坎矗a頭使用荷載不超過碼頭原設計控制荷載，各結構穩定性和承載能力控制狀態滿足使用要求。

4　結語

伴隨國內港口碼頭基礎設施建設規模的逐年降低，船舶大型化的快速發展，對碼頭工程這類固定資產的管理，將是各港口企業未來越來越重要的工作。本文的論證實踐表明，既有碼頭靠泊能力論證涉及港政、海事、工程檢測和評估、引航等多領域。這也充分說明，碼頭資產的管理對各級相關行政主管部門和各港口企業提出了更高的管理要求。

[1]中華人民共和國交通運輸部.關于沿海港口碼頭結構加固改造有關事宜的通告[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]中華人民共和國交通運輸部.沿海碼頭靠泊能力管理規定[Z]. 2014-01-26.

Ministry of Transport of the People′s Republic of China.Regulations on management of berthing capacity of coastal wharfs[Z]. 2014-01-26.

[3]JTS 165—2013，海港總體設計規范[S].

JTS 165—2013，Overall design code for sea ports[S].

[4]交通部第一航務工程勘察設計院.海港工程設計手冊[M].北京：人民交通出版社，2001.

CCCC First Harbour Consultants Co.,Ltd.Handbook for design of sea harbour[M].Beijing:China Communications Press,2001.

[5]JTS 144-1—2010，港口工程荷載規范[S].

JTS 144-1—2010，Load code for harbour engineering[S].

[6]JTJ 302—2006，港口水工建筑物檢測與評估技術規范[S].

JTJ 302—2006，Technical specification for detection and assessment of harbour and marine structures[S].

[7]JTS 167-2—2009，重力式碼頭設計與施工規范[S].

JTS167-2—2009，Design and construction code for gravity quay [S].

[8]JTS 146—2012，水運工程抗震設計規范[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.港口碼頭結構安全性檢測與評估指南[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目管理工作。E-mail：124864084@qq.com