浅谈港口码头设计中的基本方法

2014-12-25吴月勇张典典俞博威曹如意

科技视界 2014年22期

吴月勇张典典俞博威曹如意杨燚

（河海大学港口海岸与近海工程学院，江苏南京 210098）

0 引言

中国是一个海岸线与江河岸线资源丰富的国家，有着大量的优良海湾与河湾来建造港口，同时港口对于城市的发展与国民经济的促进作用也十分巨大。同时港口投资往往是十分巨大的，通常需要十数年的时间才能落成。如果没有详细而有效的规划，往往既浪费了投资又可能发生造出的港口不能满足国内外贸易的发展需求的情况。因此需要总结凝炼港口设计的基本方法。

1 港口的设计资料

要想扩建或者新建港口需要有港口的有关资料，包括港口的现状，港口所在地的地形地质条件、水文气象条件、设计船型、施工队的施工能力、主要投资项目单价。其中主要的投资项目单价包括挖泥单价、填土单价、征地动迁、港内铁路、港外道路、生活办公设施、水电供应等等。这些将成为最后港口投资的主要内容。

2 港口建设规模确定

第一步，我们先用时间序列法预测港口的吞吐量，再根据设计船型的平均装卸量、泊位的日装卸效率来算出船流密度。然后由M/M/S排队模型算出各类码头的最优泊位数作为港口的设计泊位。M/M/S 排队模型精髓为：

其中Ns 为船舶在港船数，Cs 为船舶在港日均费用，Cb 为泊位日平均营运费

第二步，我们用海港总平面布置规范中的公式计算港口库场、堆场面积。

第三步我们得先计算防波堤长度，计算中我们用到水文学知识用波浪绕射原理对其进行估算。

计算公式为H1=Ho*Kd，Kd 为绕射系数。防波堤是一个港口能否安全运行的重要屏障，不容忽视。

3 总平面设计

总平面设计包括水域、陆域。

1）水域具体有泊位水深、泊位宽度、泊位长度、码头高顶程、港池底高程、航道底高程、航道宽度、港池宽度、防波堤口门宽度和回旋水域等参数。这些数据的计算方法在《港口规划与布置》一书中有详细的说明。下面就泊位水深的计算给出范例:

船舶停泊水深按下式确定：

式中：k ——船舶吃水系数；Z1——龙骨下最小富裕深度；Z2——波浪富裕；Z3——船舶因配载不均匀而增加的船尾吃水值；Z4——备淤富裕深度；Z5——浚深富裕

2）陆域具体有码头集疏运布置、码头前沿线、堆场的具体布置形式、以及码头上运输机械的种类与数量、生产生活辅助区等地区的布置。其中集疏运布置根据后方交通条件以及港口性质进行布置；码头前沿线根据泊位数量按规范进行平均分配；至于运输机械则根据港口规模来确定。最后生产生活辅助区则按照《海港总平面设计规范》进行设计。