既有码头靠泊能力的管理

刘英博，李沛，张鹏，王剑，陈浩宇，马强（.葫芦岛港集团有限公司，辽宁　葫芦岛　500；.中交天津港湾工程研究院有限公司，天津　00；.唐山市国土资源局，河北　唐山　06000）

既有码头靠泊能力的管理

刘英博1，李沛2，张鹏2，王剑3，陈浩宇2，马强1
（1.葫芦岛港集团有限公司，辽宁葫芦岛125003；2.中交天津港湾工程研究院有限公司，天津300222；3.唐山市国土资源局，河北唐山063000）

为适应船舶大型化发展的需要，国内各港口企业正加快码头靠泊能力的调整，提高码头的可停靠船舶的等级。文中以辽宁某港散杂货码头为论证对象，依据靠泊能力论证管理规定，从码头平面尺度、装卸工艺设备、结构和辅助设施安全三方面论证码头的靠泊能力。论证结果不仅及时掌握了论证码头的使用状况，也为类似码头的靠泊能力管理提供参考，对于保证码头安全使用具有重要意义。

既有码头；靠泊能力；管理

0　引言

港口企业属于交通运输服务业，码头工程是港口企业主要的固定资产。近年来，随着船舶大型化的快速发展，我国部分沿海港口能力结构不合理矛盾突出，各港口企业正加快码头结构的调整。为此，交通运输部于2009年、2014年相继发布《关于沿海港口码头结构加固改造有关事宜的通告》[1]和《沿海码头靠泊能力管理规定》[2]，对符合条件的码头泊位进行靠泊能力论证，规范沿海港口码头靠泊能力管理，保障码头和船舶安全，适应船舶大型化发展的要求。

靠泊能力论证的对象是沿海既有码头，目的是提高码头的可停靠船舶的等级，手段是港口企业委托有相应资质的检测单位、设计单位对码头泊位进行检测评估和论证，客观上节约岸线资源。本文介绍辽宁某港散杂货码头靠泊能力论证过程，不仅及时掌握了码头的使用状况，提升了码头停靠船舶的等级，也为类似码头的靠泊能力管理提供参考。

1　靠泊能力论证的相关规定

1.1论证流程

码头靠泊等级，即为码头可停靠的设计船型吨级。当港口企业需要上浮靠泊船型吨级时：1）港口经营人委托有资质的检测单位对码头进行现状检测，并给出码头泊位的安全性、使用性和耐久性评估等级；2）港口经营人委托有资质的设计单位根据检测单位出具的检测评估报告和相关勘察资料、竣工资料等对码头靠泊条件进行论证，并给出靠泊限定条件；3）港口经营人将检测评估报告和能力论证报告报送所在地省级港口行政管理部门核定；4）港口所在地省级港口行政管理部门组织港政、海事、工程设计、引航等单位专家复核港口经营人提交的材料，核定码头靠泊等级和相关靠泊限定条件；5）省级港口行政管理部门对外公布经核定的码头靠泊等级和相关靠泊限定条件，并在交通运输部政府网站集中公布。

1.2论证内容

论证主要包括：1）平面尺度论证，论证泊位长度、码头前沿停泊水域、回旋水域尺度、航道、锚地是否满足论证船型的靠泊要求；2）工艺设备论证，论证门机外伸距、轨上和轨下起升高度是否满足论证船型的装卸要求；3）码头结构和附属设施安全论证，从系泊设施、靠泊设施、结构安全三方面论证码头停靠论证船型是否安全；4）船舶靠离泊应急处理预案，制定船舶进出港靠泊方案、碰撞事故应急处理措施、沉没事故应急处理措施、搁浅应急行动、人员救助应急、防抗雷雨大风应急预案等。限于文章篇幅及专业原因，本文未涉及第4）部分相关内容。

图1　码头断面Fig.1　Cross section of wharf

2　码头现状

2.1码头概况

辽宁某港散杂货码头一期工程包括35 000 DWT和20 000 DWT泊位各1个，水工结构为70 000 DWT，于2008年通过验收。码头顶面设计高程+5.00 m，码头前沿设计水深-15.1 m，码头前沿总长416.035 m。码头结构类型为重力式沉箱结构（图1），沉箱主尺寸18.04 m×12.8 m× 17.1 m，前后趾各1 m长，单个沉箱重量1 816 t。下部基础为暗基床，基床顶宽19.8 m，基床厚度不等，基床底坐落于强风化砂岩面上。沉箱上部为现浇混凝土胸墙，墙后设置抛石棱体、二片石和碎石倒滤层并回填开山石形成陆域场地。胸墙上设置1 000 kN系船柱和SUC1450H型橡胶护舷。码头前沿设轨道2条，轨顶高程+5.03 m。建筑结构安全等级为二级，地震烈度为6度。

2.2自然环境

气温：温带季风性气候，历年最高气温34.1℃，平均气温9.4℃；潮汐：不规则半日潮，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；风况：常风向SW，出现概率19.39%；其次为SSW，出现概率12.73%；强风向N，风速≥7级出现概率0.55%，全方位风速≥7级出现概率1.07%；波浪：常波向SSW，出现频率30.39%；次常波向S，出现频率16.59%；强波向SSW，H4%≥1.5 m出现频率4.27%，全方位H4%≥1.5 m出现频率6.65%，全方位H4%≥2.1 m出现频率0.72%；径流：以潮流为主，不规则半日潮流，基本呈往复流型，涨落主流基本流向NE—SW，流速0.20～0.30 m/s；冰况：对通航不构成影响。

3　靠泊能力论证

3.1论证船型

依据JTS 165—2013《海港总体设计规范》[3]，原设计船型和论证船型见表1。

表1　船型尺度Table 1　Moulded ship size

3.2平面尺度论证

1） 泊位长度

码头前沿总长416.035 m，依据《海港总体设计规范》中式（5.4.18）[3]计算，码头长度满足停靠1 艘50 000 DWT散货船（核算泊位长273 m）或1艘70 000 DWT散货船（核算泊位长278 m）要求。

2）码头前沿停泊水域

码头前沿停泊水域宽度65 m，依据《海港总体设计规范》中第5.3.4条[3]，停泊水域宽度取2倍船宽，即64.6 m，满足要求。

码头前沿水深标高在-14.5～-15.1 m之间，依据《海港总体设计规范》中第5.4.12条[3]计算，当前前沿水深满足50 000 DWT散货船（核算标高-13.96 m）靠泊要求，70 000 DWT散货船需减载至吃水13.0 m（核算标高-14.16 m）后靠泊。

3）回旋水域尺度

码头对应港池区域宽度为650 m，依据《海港总体设计规范》中第5.3.3条[3]计算，码头有掩护水域，回旋直径按2倍船长确定，可满足1艘50 000 DWT散货船（核算回旋直径446 m）或1艘70 000 DWT散货船（核算回旋直径456 m）通航安全条件。

码头现有回旋水域深标高在-14.5～-15.1 m之间，回旋水域水深与航道设计水深一致，依据《海港总体设计规范》中第6.4.6.1条[3]计算，船舶在航道内航速按8 kn计算，当前回旋水域满足50 000 DWT散货船（全年乘潮水位1.81 m，乘潮2 h，频率80%，核算航道底标高-13.44 m）满载乘潮掉头要求，70 000 DWT散货船需减载至吃水13.0 m（全年乘潮水位1.81 m，乘潮2 h，频率80%，核算航道底标高-13.64 m）后乘潮掉头。

4）航道

航道有效宽度170 m。依据《海港总体设计规范》中第6.4.2条[3]计算，单线航道，按航速大于6 kn计算，现有航道宽度满足50 000 DWT散货船（核算航道宽度165.1 m）和70 000 DWT散货船（核算航道宽度166.1 m）航行要求。

航道现有水深标高在-14.5～-15.1 m之间，依据《海港总体设计规范》中第6.4.6.1条[3]计算，现有航道水深满足50 000 DWT散货船满载乘潮进出港要求，70 000 DWT散货船需减载至吃水13.0 m后乘潮进出港。

5）锚地

当前锚地面积1 077万m2，依据《海港总体设计规范》中第6.4.5条[3]计算，采用双浮筒系泊，水域尺度满足50 000 DWT散货船（核算水域尺度293 m×129.2 m）和70 000 DWT散货船（核算水域尺度308 m×129.2 m）锚泊要求。

当前锚地水域水深在-15.5～-16.5 m之间，依据《海港总体设计规范》中第6.5.1条[3]计算，当前锚地水域水深满足50 000 DWT散货船（核算水深-15.37 m）候潮待泊需要，70 000 DWT散货船需减载至吃水13.0 m（核算标高-15.61 m）候潮待泊。

3.3装卸工艺设备论证

码头现配备Mh-25-35门座起重机：最大起重量25 t，最大幅度35 m，轨距10.5 m，基距10.5 m，轨上起升高度28 m，轨下起升高度15 m。

依据《海港工程设计手册》[4]最大工作幅度和轨上、轨下起升高度设计条件计算，现有门座起重机可满足装卸70 000 DWT散货船要求。其中，核算最大工作幅度33.8 m，核算轨上起升高度28 m，核算轨下起升高度9.41 m。

3.4码头结构和辅助设施安全论证

3.4.1船舶荷载

船舶吨位70 000 DWT。

1）船舶系缆力

依据JTS 144-1—2010《港口工程荷载规范》[5]中第10.2条计算：设计风速20 m/s，设计流速0.26 m/s，计算得系缆力849 kN，现有系船设施能力1 000 kN。

2）船舶挤靠力

依据《港口工程荷载规范》[5]中第10.3条计算：与船舶接触的护舷组数6组，挤靠力不均匀系数1.3，计算得挤靠力408 kN。

3）船舶撞击力依据《港口工程荷载规范》[5]中第10.3条计算。法向靠岸速度0.10 m/s，船舶靠岸时的有效撞击能量323 kJ。

计算波高1.2 m，波浪平均周期6.8 s，计算得单组护舷有效撞击能量196.4 kJ。

4）护舷选型

根据靠岸时有效撞击能量323 kJ及现有护舷为SUC1450H型橡胶护舷（一鼓一板），在52.5%设计压缩时，反力936 kN，吸能量596 kJ。

3.4.2码头稳定验算

1）作用与作用效应组合

依据JTJ 302—2006《港口水工建筑物检测与评估技术规范》[6]和JTS 167-2—2009《重力式码头设计与施工规范》[7]，作用与作用效应组合见表2。

表2　作用与作用效应组合Table 2　Combination of action and effects

地震组合：因该地区地震烈度为6度，根据JTS 146—2012《水运工程抗震设计规范》[8]第1.0.3条的规定，可不进行抗震计算。

2）主要计算结果

依据《港口水工建筑物检测与评估技术规范》[6]和《重力式码头设计与施工规范》[7]对码头进行抗滑、抗倾、基床承载力和地基承载力计算。计算结果如表3。

表3　计算结果Table 3　Calculation results

3.4.3码头整体稳定性验算

由荷载工艺和工程地质条件调查、变形与变位检测结果可知：码头使用荷载、港池泥面标高等未发生变化，且码头整体未发生过大的变形及变位，依据《港口码头结构安全性检测与评估指南》[9]验算原则，不需进行此项验算。

3.4.4结构构件承载力验算

由检测结果，构件混凝土强度满足设计要求，主要受力钢筋无锈蚀，混凝土外观劣化程度不影响构件承载能力。依据《港口码头结构安全性检测与评估指南》[9]验算原则，不需进行此项验算。

3.4.5系泊设施安全论证

当码头区域出现9级以上大风时，船舶必须离开码头去锚地锚泊，根据船舶系缆力计算结果，码头现有系船柱（1 000 kN）满足70 000 DWT散货船靠泊要求（核算系缆力849 kN）。

3.4.6靠泊设施安全论证

根据有效撞击能量和横向撞击力计算结果，70 000 DWT散货船满载以法向速度0.10 m/s靠泊时，有效撞击能量323 kJ；船舶逃跑波高1.2 m，横浪作用下单组护舷有效撞击能量196.4 kJ。码头现有靠泊设施为TD-A1450H高反力型橡胶护舷，52.5%设计压缩变形吸能量596 kJ，满足靠泊要求。

3.4.7结构安全论证

经验算，码头现有系、靠泊设施满足70000DWT散货船正常靠泊，码头使用荷载不超过码头原设计控制荷载，各结构稳定性和承载能力控制状态满足使用要求。

4　结语

伴随国内港口码头基础设施建设规模的逐年降低，船舶大型化的快速发展，对码头工程这类固定资产的管理，将是各港口企业未来越来越重要的工作。本文的论证实践表明，既有码头靠泊能力论证涉及港政、海事、工程检测和评估、引航等多领域。这也充分说明，码头资产的管理对各级相关行政主管部门和各港口企业提出了更高的管理要求。

[1]中华人民共和国交通运输部.关于沿海港口码头结构加固改造有关事宜的通告[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]中华人民共和国交通运输部.沿海码头靠泊能力管理规定[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，海港总体设计规范[S].

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

[4]交通部第一航务工程勘察设计院.海港工程设计手册[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，港口工程荷载规范[S].

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

[6]JTJ 302—2006，港口水工建筑物检测与评估技术规范[S].

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

[7]JTS 167-2—2009，重力式码头设计与施工规范[S].

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

[8]JTS 146—2012，水运工程抗震设计规范[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.港口码头结构安全性检测与评估指南[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

刘英博（1983— ），男，辽宁葫芦岛人，工程师，主要从事港口航道项目管理工作。E-mail：124864084@qq.com