簡論船庫碼頭設計要素

李 辰，程澤坤

（中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海 200032）

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簡論船庫碼頭設計要素

李 辰，程澤坤

（中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海 200032）

船庫碼頭是一種服務水平較好、運行效率較高的碼頭布置形式。該碼頭上建設避雨擋風的船庫是其主要特征之一。本文結合國內外該類碼頭實際建設和使用情況，對船庫的設計的重點進行梳理，并提出各設計要素的解決方案，以期對未來相關項目建設提供借鑒。

船庫碼頭；船庫；設計要素

引 言

國內外船庫碼頭主要是通過在港池上方加建具有避雨擋風及貨物裝卸功能的構建筑物，一般稱船庫（或雨棚），使得船舶在裝卸作業時期不受風雨影響的碼頭［3～7］。

對于大型港口運輸部門，特別是專業化港口企業，船庫碼頭是一種運行效率高、服務水平好的碼頭型式。通過建設全天碼頭可以提高碼頭裝卸對自然條件的適應性，改善港口作業條件，提高港機作業效率和港口整體通過能力。根據船庫碼頭運輸貨物特點，據不完全統計，現階段建成的船庫碼頭泊位等級最大為5 000 t級。

1 船庫長度

船庫長度要求完全涵蓋貨艙艙口，同時艙口邊線距離船庫首尾均留有一定艙口富裕長度。艙口富裕長度可按設計低水位時期艙口甲板至船舶進出口門下沿高度來確定。

船庫一端或兩端應設置船舶出入庫門洞。若船庫兩端均設置門洞，則無需考慮船艏至船庫末端的安全富裕；若船庫單側設置門洞，則應在另一側留有安全富裕。

由于船舶在該位置主要為平行碼頭前沿線方向水平移船運動，并無離泊等操作情況。因此該段安全富裕不應參考《海港總體設計規范》5.4.21.1條文［1］對于直立式岸壁折角處的安全富裕。本文根據國內外現有船庫碼頭的實際情況，該段安全富裕建議取值為1.5d（帶纜富裕長度）或0.2L（設計船長）。

船庫內布置泊位數量根據作業船舶等級、設計吞吐量、自然條件、投資規模綜合確定。若船庫內布置多個泊位，則應根據《海港總體設計規范》［1］進行港內布置后，參考以上內容進行船庫長度設計。

根據已建船庫碼頭實際情況建議整船入庫的布置方式。因此，一個1 000 t級左右的船庫碼頭，其船庫長度在80～90 m；一個3 000 t級左右的船庫碼頭，其船庫長度在90～110 m；一般來說一個5 000 t級左右的船庫碼頭，其船庫長度在110～130 m。

圖1　單泊位船庫長度布置

圖2　多泊位船庫長度布置

2 船庫寬度

船庫寬度由港池段寬度、庫內外平臺寬度和水側平臺寬度3部分組成。

港池段寬度設計主要考慮設計船體寬度、護舷尺度以及安全富裕。若港池內多檔?？看?，則船體所占港池段寬度應根據《海港總體設計規范》［1］進行港內布置后確定。

在船庫中護舷的選型不僅需要考慮作業船舶的正?？坎春褪芰σ螅惨c船舶進出庫工藝相銜接。采用船舶自航進出庫方式的船庫，一般在進庫門洞端部加裝滾動護舷（類似干船塢塢口和火車輪渡接船渡口的滾動護舷），其余部分為一般常用鼓板或橡膠護舷，見圖3、圖4；采用輔助工藝牽引船舶進出庫的船庫，其整體均應以滾動護舷為主要護舷選型，中間輔以橡膠護舷。因此在船庫寬度設計中，應根據以上情況留出護舷所占用的水域寬度。

庫內平臺是船庫裝卸作業的一線區域，是滿足船庫碼頭整體高效率裝卸的重要環節之一。該區域的綜合布置不但影響船庫碼頭的運行效率，其寬度的設置也直接決定船庫及其內部主要設備（行車）的投資規模。庫外平臺是船庫碼頭交通組織的重要場地。因此該部分寬度設計與綜合交通組織（工藝流線）有關。

圖3　韓國浦項制鐵碼頭護舷布置

圖4　國內某碼頭護舷布置［2］

水側平臺主要功能包括船庫水側立柱、船庫水側內外立面維護、人員進出庫、水側岸線綜合使用等。水側平臺寬度根據以上要求結合水工結構設計綜合確定。

3 船庫內主要高程控制

船庫主要控制高程包括裝卸軌道層、操作平臺即樓梯（電梯）平臺、檢修平臺即爬梯（消防）平臺、屋頂層底平臺和船庫屋頂高程等（圖4）。

根據裝卸作業要求，行車吊鉤收起后下沿要求高于設計高水位時期船舶艙口甲板高度。但實際作業時期船艏會有部分設備高出艙口甲板；且船舶出入庫作業時期，船身控制受到自然條件影響，存在靠泊位置偏移，船艉駕駛臺區域進入裝卸區域的情況。

綜合以上因素，裝卸軌道層有以下2種設置方案：

1）裝卸軌道層可設計為行車吊鉤收起后下沿高于設計高水位時期船舶頂部。

2）設置行車上移軌道，使得船舶進出庫時期行車整體上移，離開裝卸軌道層，見圖5。

圖5　行車軌道上移作業實例

操作平臺即樓梯（電梯）平臺，是人員（司機及維護人員）上下和進入行車駕駛艙的通道，該平臺可采用沿船庫長軸方向通長設置，方便人員進出和消防逃離。

檢修層平臺即爬梯（消防）平臺，主要用來檢修行車設備，一般在行車頂高程之上。

屋頂層底平臺的設置要求滿足行車檢修及大修時期作業空間的要求。

船庫屋頂高程的設置要考慮以下要求：

1）屋頂結構（桁架或網架結構）自身結構高度的要求；

2）屋頂面層結構及太陽能收集裝置（或有）所需要的荷載及結構高度；

3）屋頂防雨坡度設計及周邊女兒墻等輔助設施設計的要求。

4 船庫與綜合交通組織（工藝流線）的關系

庫內作業區以及和庫外作業區的設計尺度與整體作業流線安排是由船庫作業平臺的綜合交通組織（工藝流線）決定的。

根據現有船庫碼頭的實際作業方式，庫內布置一般有兩種工藝流線方式：1）作業線（或稱停車位）垂直前沿線布置，如圖6；2）作業線（或稱停車位）平行前沿線布置，如圖7［8］。

圖6　作業線垂直前沿線布置

圖7　作業線平行前沿線布置

根據裝卸設備的綜合能力以及裝卸船舶的噸位設計裝卸區停車位數量及交通車道布置，結合運行車輛的轉彎半徑、進出船庫作業平臺的外部道路等技術參數，最終確定庫內作業區、庫外作業區以及船庫作業平臺的設計尺度。

另外，不同的工藝流線方式對于船庫車輛通行的門洞設置也有不同的要求。而門洞設置與船庫結構設計相關。

5 船庫結構設計和水工結構的關系

該類船庫結構設計與大型車間廠房結構設計是類似的。其結構形式一般采用鋼結構主體+維護結構，比較傳統也較為常見。

由于船庫尺度相對較大（一個3 000 t級的船庫長度要達90～110 m），同時其庫內空間的充分利用是保證船庫碼頭作業效率的重要因素，因此建議船庫結構采用獨棟整體布置，不考慮結構拆分成多棟建筑聯合布置的方式?；谝陨峡紤]，水工結構建議采用大分段布置，在單個分段上完成整個船庫基礎的布置。故水工結構在設計時應注重溫度應力對結構的影響。

若船庫內采用“作業線（或稱停車位）垂直前沿線布置”的工藝流線方式時期，則要求在船庫長軸方向開啟多個門洞。由于港口內部運輸作業車輛較一般車輛寬且長，同時進出庫要求倒車作業。所以門洞尺度在滿足停車的要求下，需適當留出富裕。故而該門洞的尺度相對較大（一個門洞的尺度可達到12～18 m，可同時駛入3～4輛車）。因為門洞設置的數量直接決定庫內作業平臺的數量，也就間接控制了碼頭的作業能力。所以在該工藝流線的情況下，要求船庫長軸方向盡可能開啟門洞?；谝陨峡紤]，水工結構若采用高樁梁板結構，則在布置排架位置時，一方面為應適當加大排架間距，為門洞開啟留出位置，另一方面排架位置與船庫立柱基礎應準確對接。

6 船庫與建筑景觀及維護的關系

船庫的建筑體量大且位于水上，有其獨特的景觀特點。因此在具體設計時期應考慮其整體景觀要求。

由于建筑體量較大，且呈方形?？梢詮拿鎸硬牧先胧痔岢鼋ㄖ桨?。盡量選用輕質、耐久且易清洗（或自潔）材料作為面層材料；也可以從涂料方面著手繪制大氣、莊重、符合企業文化特點的涂面裝飾。

另外船庫外層維護是船庫運營期的必要工作?？蓮奈蓓敾驈拇瑤焖畟绕脚_上設置維護場地和設施。

7 結 語

目前我國船庫碼頭建設尚處于起步階段，但該類碼頭擁有較好的作業效率優勢，提高碼頭運營單位的綜合服務水平，提升港口質量。本文提出的在往復流水域中的船庫碼頭靠離泊作業方式通過相關項目驗證，取得了較好的使用效果。如果推廣到國內相關河港和海港可以提升我國綜合港口實力。

［1]JTS165-2013 海港總體設計規范［S］.

［2]中交第三航務工程勘察設計院有限公司. 上海港寶鋼全天候產成品碼頭工程可行性研究報告［R］. 2012.

［3]卜澤光. 內河港口雨天作業的探討［J］. 水運工程，1983（4）: 22-24.

［4]童伍華， 陳子深. 長沙港挖入式港池雨棚直立式碼頭的建設［J］. 水運工程， 1980（6）: 27-29.

［5]南通狼山港區內河港池晴雨作業線的設計及使用情況簡介［J］. 水運工程， 1983（1）: 40-41.

［6]蔡崢. 上海港關港作業區工程簡介［J］. 水運工程，1991（10）: 21-24.

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［8]楊振凱， 唐勤華， 駱林弟， 等. 鋼鐵企業成品出運全天候碼頭關鍵技術［J］. 港口裝卸， 2013（5）: 5-8.

Design Elements of Ship-house on All-weather wharf

Li Chen，Cheng Zekun
（CCCC Third Harbor Consultants Co.， Ltd.， Shanghai 200032， China）

All-weather wharf is of higher service level and operational efficiency. As one of main characteristics，the shielding ship-house is built on the all-weather wharf. By referring to the construction and operation of all-weather wharf in China and abroad， the design elements of ship-house are sort out and the solutions are proposed on the basis of the design elements， which will serve as

for similar projects in future.

all-weather wharf； ship-house； design elements

U651+.4

A

1004-9592（2016）03-0028-03

10.16403/j.cnki.ggjs20160308

2015-09-28

李辰（1979-），男，高級工程師，主要從事港口工程設計規劃工作。