海港航道设计解读.ppt

海港航道设计 海 港 航 道 设 计 海港航道设计考试大纲要求 1.掌握航道选线的原则及要求，提出并综合分析、比选各选线方案，找出推荐方案； 2.掌握航道设计中各项尺度的计算和影响因素； 3.掌握海港航道乘潮水位确定的方法； 4.熟悉航道泥沙淤积和冲刷的计算方法； 5.掌握疏浚土分类、开挖尺度、抛泥区的选择和挖方量计算原则。 讲述的主要内容 概述 第一章 航道选线 第二章 航道宽度 第三章 航道水深 第四章 转弯航道设计 第五章 航道边坡设计 第六章 超宽和超深计算 第七章 疏浚土的处理 概述 随着国际贸易货运量增长，为降低货物运输的成本，各种船舶尺度迅速增加。因此，为船舶进出港口提供有效而安全的航行通道，已成为海港建设和疏浚工程的关键问题。尤其是近40年来，疏浚技术的进步，港口运量急剧增加，世界范围的原油、煤炭、矿石和集装箱运输的迅速发展，促使一些营运了几十年甚至上百年的老港，为接纳大型或超大型船舶，加大港口的通过能力，不得不重新规划和浚深拓宽航道。我国一些新建海港和河口港，由于地质、潮汐、风浪流和泥沙回淤的影响，其航道设计是港口建设中一项重要的研究课题。 作为一个单独航道项目研究通常有如下几个方面： （1）使用该航道的港口泊位情况：泊位数、泊位吨级、最大泊位吨级、规划建设情况等； （2）调查港口腹地的经济资源及近期、中期、远期发展状况，调查港口货源、货种、流向和不同发展时期的货运量，以此论证船舶运输和合理性和航道建设规模； （3）调查通航船舶的有关资料，包括两年来进港船型统计及增长率；来港船舶不平衡系数；最大船型主尺度；不同专用船、特别是LPG，LNG及其它危险品船来港情况，经济船型论证及设计船型的发展趋势； （4）分析计算建设该航道所产生的效益。 第一章 航道选线 通常航道的一端是由港口的位置决定的，当进出港口的水域水深满足船舶航行的水深要求时，航道选线将不受疏浚工程费的限制，仅考虑风、流、浪、导助航设施布设等因素，而当进出港水域水深不能满足船舶航行时，还需考虑疏浚工程量、施工、维护等因素。 选择进港航道最佳方位是港口总体规划、可行性研究和总平面布置中的一项重要工作。因此，航道选线要贯彻操船安全、挖方量少、施工期短、疏浚维护方便和投资省等技术经济合理原则。 为了有助于航道设计者掌握选线方法，建议有关选线设计的布置原则和要求如下： 一、充分了解及分析地质地貌及泥沙条件 二、论证航行安全 三、分析研究水文气象条件 四、河口航道选线原则 第二章 航道宽度 一、确定航道宽度的方法 二、单双航道的确定 三、航道宽度计算 一、确定航道宽度的方法 二、单双航道的确定 三、航道宽度计算 航道宽度的计算主要依据以下几方面： 1、船舶偏航和漂移运动力学分析 2、航迹带宽度的计算 3、船舶之间富余宽度b的确定 4、船舶与航道底边间的富余宽度C的确定 1、船舶偏航和漂移运动力学分析 船舶在具有风浪流的海域中航行时，将受下列因素的影响： （1）由于船舶加速运动产生的惯性力和惯性矩； （2）船壳外侧水动力压力； （3）舵力； （4）风压力； （5）流压力； （6）波浪压力； （7）航道两侧的岸吸力； （8）错船时的船吸力； （9）航速影响的下座力； （10）螺旋桨产生的纵向水平推进力和横向推进力。 2、航迹带宽度的计算 经论证，在不同风流条件下，航迹带宽度A与船舶偏航投影宽度Lsin?+B有一定的相关倍数，称为船舶漂移倍数n（见图2-2），根据实测资料进行统计，建立计算公式如下： A＝n（Lsin?+B） （2-2） 式中：A——航迹带宽度（m）； n——船舶漂移倍数，见表2-1； ?——风流压偏角（°），见表2-1； B——设计船宽（m）。 3、船舶之间富余宽度b的确定 船舶之间的富余宽度b是指分道通航的双向航道中，船舶相向航行相会错船时，为防止发生船吸现象而保持两航迹带间的内侧横向净距。两船间的相互作用，主要受船型尺度、两船间距、航速和操船性能等因素的影响。 许多国家诸如美国、前苏联、日本、荷兰及英国等一些港口和科研机构，做了大量的理论研究和船型试验，取得了许多很有参考价值的科研成果。总结国外有关文献资料和我国的一些港口实践经验，建议两航迹带间的内侧距离不得小于最大设计船宽。 4、船舶与航道底边间的富余宽度C的确定 船舶与航道底边线间的富余宽度C是指船舶在航道中以蛇形航迹前进时，航迹带外侧与边坡底边线的最小安全距离。C与航道水深、宽度、断面形状；船舶性能、航速；水文气象条件和地质条件等因素都有密切的关系。通常一般规律是，航道越宽或水深越浅C值越大；航道