李辰
【摘 要】全天候码头是一种服务水平较好、运行效率较高的码头布置形式.但国内该类码头现阶段建设相对较少.对于往复流水域出入库工艺系统设计是其主要技术难点素之一.通过对于往复流水域的流态分析,结合全天候码头综合布置情况,提出多种适应性较强的全天候码头出入库工艺并给出了推荐工艺的综合布置方法,有助于推进解决相关技术难题. 【期刊名称】《港工技术》
【年(卷),期】2018(055)003
【总页数】4页(P13-16)
【关键词】出入库工艺;往复流;全天候码头;综合布置
【作 者】李辰
【作者单位】中交第三航务工程勘察设计院有限公司,上海 200032
中国传媒【正文语种】中 文
【中图分类】U656.1
引 言
全天候码头一般是指通过在港池上方建设具有避雨挡风及货物装卸功能的构建筑物，使船舶在装卸作业时期不受风雨影响的码头[1-2]（一般也称船库）。
对于大型专业化港口企业，全天候码头是一种效率高、服务水平高的码头型式。全天候码头可以提高码头装卸对自然条件的适应性，改善港口作业条件，提高港机作业效率和港口整体通过能力。根据全天候码头运输货物特点，据不完全统计，目前建成的全天候码头泊位等级为5 000 t级[3-4]。
主题模式根据国内外现有全天候码头的建设及使用情况[5-6]，一般全天候码头选址于环抱式或有掩护的水域内，水流流速小，同时船舶一般采用自航进出船库，详见图1和图2。
图1 日本新日铁九州全天候码头
图2 韩国浦项制铁全天候码头
我国东部沿海地区经济较为发达，对全天候码头的建设有较高的需求。但是沿海岸线能形成环抱水域或有掩护的水域港址相对较少，而因潮汐影响形成往复流水域的港址相对较多。往复流水域水流条件相对复杂，一般有以下特点：
1）水流往复运动，且可能存在一定夹角。
2）水流流速相对较大。
结合沿海地区往复流水域的相关自然条件情况，并根据全天候码头靠离泊作业要求，提出多种适应性较强的全天候码头出入库工艺并给出了推荐工艺的综合布置方法，有助于推进解决以上的技术问题。
1 往复流水域中全天候码头综合布置简述
往复流水域中的全天候码头布置一般包括靠泊段水工平台、港池段全天候作业平台、船库江侧水工平台、出入库系统、全天候船库。
图3 常见全天候码头布置
2 出入库工艺系统研究[7-8]
全天候码头船舶出入库工艺系统是船舶安全、快速进出库的基本保障，是港口通过能力发挥的基本前提。整体作业型式类似于船坞引船工艺，但在全天候码头中的往复流水域出入库工艺与以上作业型式有很大不同：
1）作业频次不同：船坞出入坞一般 3～6月一次，而全天候码头作业可能1天就要多次。
2）作业速率不同：根据《船舶进出干船坞技术要求》（CB/T 3677-1995）5 000 DWT船舶出入船坞速度＜0.20 m/s，而5 000 DWT全天候码头出入库作业速度可达0.26 m/s。
3）作业自然环境不同：船坞作业可以选择风平浪静的时期进行作业，而处于往复流水域全天候码头没有选择的条件。
灵通英语第一册4）作业工况不同：船坞一般采用双侧牵引，而在往复流水域的全天候码头靠泊段一般为单侧。
以上特殊性决定了全天候码头往复流水域中出入库工艺的技术难度。
2.1 牵引滚动出入库工艺
牵引滚动出入库工艺是指：在靠泊段水工平台和港池段全天候作业平台通长设置具备平移小车系统的牵引装置，并且采用滚动护舷为护舷主要选型。船舶在靠泊段水工平台靠泊完成后，利用平移小车系统拖拉进出库，同时利用滚动护舷使船体码头产生滚动平移的作用。该工艺作业过程受力清晰，机构较少，投资较小。
该工艺方案有单侧牵引和双侧牵引的不同布置型式。见图4。
图4 牵引滚动出入库工艺平面布置
1）单侧牵引过程中船体与码头前沿线基本处于紧靠状态。通过滚轮护舷，减少平移产生的摩擦阻力，保护船体和护舷。
2）双侧牵引是在单侧牵引的基础上，在船库江侧水工平台一侧增加牵引装置，旨在进库时期，减少船体与护舷的碰擦。使船艏在进库时期处于平衡向前的合力状态。但在出库时期，由于双侧牵引段长度不同，仍以单侧牵引作用为主。
两种工艺均能满足出入库工艺作业要求
西溪海小海另外，在潮差较大区域，牵引滚动出入库工艺须设置双层带缆，来满足高低水位变化期间，在同一区域进行出入库作业和系缆作业的要求。
2.2 端部绞缆出入库工艺
在港池段全天候作业平台上游端和靠泊段水工平台下游端设置大马力绞缆装置，通过在船舶艏艉设置拖拉点进行进出库拖拉。
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由于处于往复流作用的复杂水域，该工艺方案在拖拉同时需及时收紧缆绳，减少船体向岸线法向外飘的情况，保证船体安全。
同时由于拖拉对于护舷的剪切作用，一般采用滚动护舷，减少护舷损伤的隐患。
图5 端部绞缆出入库工艺平面布置
2.3 柔性绑拖出入库工艺
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该工艺是在港池段全天候作业平台上游端和靠泊段水工平台通长设置具备靠泊护舷、系缆系统和平移小车系统的整体拖拉装置。
船舶靠泊完成后，将与整体拖拉装置进行柔性的绑接后，利用该装置使船体和该装置整体出入库作业。如图6。
图6 柔性绑拖出入库工艺平面布置
通过对该工艺设备较为深入的分析、计算和设计，认为该工艺方案实际操作简单，并且可以减少原护舷设备的投入。但该工艺要求平移轨道承受靠泊力，轨道选型要求较高；同时要求平移系统具备较高的耐腐蚀性和承受泥沙含量较高水域所带来的机构稳定运行的影响，机构整体复杂，维护要求较高。
2.4 无系船柱的牵引滚动出入库工艺
该工艺是在牵引滚动出入库的基础上提出的。
具体为调整原码头上设置的系船柱系统，将其改造为下设轨道的系船柱平移系统。船舶在
靠泊段水工平台完成靠泊和系船柱带缆后，启动系船柱轨道平移系统，利用该套设备完成船舶出入库作业。
该系统解决了在同一区域进行出入库作业和系缆作业所产生的码头面较宽的问题。但也同样存在低水位吊缆和水位变化带来的换缆问题。同时该工艺存在无法衔接现行中国的水工设计规范系船柱的设置要求的问题。所以该工艺尚处于研究阶段。
3 牵引滚动出入库全天候码头布置重点
根据以上多种工艺比选，牵引滚动出入库工艺相对机构简单、作业便利，因此着重对该工艺方案进行码头布置研究。
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