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【 abstract 】 with the economy, science and technology, people value idea's development and progress, the technological transformation of the port will lead to the original total plane design changes. In such a case put forward the design to attention in the port function area with on the layout, the determination of the axial line and port approaches of selection, etc. While the overall planning on ports, in stacking area, channel planning, it puts forward Suggestions. The total plane the reform of and regeneration, must pay attention to the new and old total plane various elements connections, harmonious and unified, and has the personalized characteristic times port, forming the inheritance, and innovation as the general layout of regeneration complex. This paper describes the general layout of Shanghai port expansion to discuss the problem.
【 key words 】 port expansion, the general layout, plan, optimize the
中圖分類號:U65文獻標識碼:A 文章編號:
前言
自改革開放以來,我國科學技術得到了迅猛發展,國家綜合實力進一步加強,企業的生產理念、人們的價值觀念發生了顯著變化,對外貿易進一步擴大。國民經濟生產規模的擴大和在不同程度上進行技術或工藝改造,使得原有港口總平面設計呈現出或多或少的不適應性,這就使港口的擴建迫在眉睫。而且隨著船舶的大型化和港口的發展要求,好的港址既要陸域寬闊、又要水深條件好,同時滿足以上兩條的港址很少,對港口擴建的總平面布置提出了更高的要求。
一、港區現狀
舟山港域位于我國東南沿海,南北近海航線的中點,處于我國“T”型經濟結構的交匯點上,地理坐標為北緯30°0’27”、東經121°58’48”。舟山港背靠經濟發達的長江三角洲,又地處我國沿海南北航線與長江“黃金水道”交匯的咽喉要沖。到2000年底共有碼頭、泊位382個(不包括軍用漁業碼頭):其中萬噸級以上泊位11個,最大靠泊能力25萬噸;靠泊能力3000~5000噸級的泊位30個?,F有倉庫總面積22.9萬平方米,堆場總面積48.3萬平方米,各類裝卸機械170臺,港作船30艘,其中拖輪8艘。
二、港區自然條件
1、風況:常風向北到東南,平均風速3.3米/秒;強風向偏北、偏西北,最大風速30米/秒,基本與岸線平行。
2、氣溫:年平均氣溫16.3℃,最高為39.1℃,最低為-6.1℃。常年不封凍。
3、霧況:年平均霧日16天,春季最多。港域有霧維持時間一般為6小時以下。
4、降水:年平均降水量1293.7毫米,多集中在3-6月及9月,約占全年降水量的40%。
5、冰況:全年無冰凍。
6、潮汐及潮流:潮汐:港內潮汐類型為正規半日潮和非正規半日潮兩種。最位5.04米,最低潮位-0.05米,平均潮差2.54米。最大潮差4.32米,最小潮差0.45米。潮流:基本呈往復流,平均漲潮流速一般為1.03-1.54米/秒,最大可達2.06米/秒。平均落潮流速一般為0.77-1.08米/秒。
7、波浪:港域內波浪屬波高小、周期短的小尺度波浪,平均波況良好,外海海浪對港域基本無影響。
8、海運:海上交通運輸十分便捷?,F已開通海上客運航線59條,每天有客輪往返上海、寧波等港口。貨運航線四通八達,南到廣東、海南島,北達大連、丹東,西抵長江中下游諸城市。遠洋運輸可直達香港、澳門、韓國、日本和新加坡等港口。
9、公路:島上公路縱橫,全市170條公路分布于16個島嶼,通車里程889公里。客貨運輸車輛可通過海峽汽車輪渡到達全國各地?,F已開通長途客車線路55條,旅客可直達全國120多個城鎮。朱家尖海峽大橋將舟山本島與旅游勝地朱家尖融為一體。大陸連島工程在2009年正式通車,使舟山與寧波的天塹變通途。
三、平面布置的特點及思路
3.1總體思路
上海是長江三角洲經濟區域的中心,更是全國的經濟巾心,而金塘大浦口集裝箱碼頭工程作為國際航運中心的重點工程之一,將來主要承擔國際中轉及沿海中轉業務,運營管理、效率等都要與國際接軌,直接參與國際大港的競爭。
碼頭工程采用的是突堤式形式,通過引堤伸向深水區,總平面設計考慮了引堤的利用及與后方山地陸域高程的銜接問題。原有的引堤寬度30m,在平面布置上利用引堤作為港區主干道。遠期規劃突堤的數量增加時,適當加寬引堤,滿足貨物疏運對港區道路的要求,并可順堤布置碼頭堆場。
建設本工程是為實現寧波一舟山港樞紐港目標奠定堅實的硬件基礎,更是寧波、舟山港口資源整合一體化的“第一道豐碑”,從而促進我國沿海港口集裝箱運輸體系的形成。因此,本工程設計和建設必須以高標準、高水平進行,建設成結構安全、系統最優、效率最高、能耗最省、可持續發展的高品質島嶼式世界一流港口。
3.2港口設計特點
1、裝卸工藝系統應選用技術先進,安全可靠、高效、耗能小,對環境污染影響小,綜合效果好的裝卸運輸機械設備。
2、裝卸工藝系統要操作環節少,各環節銜接應可靠,各環節的土產效率應相適應。
3、要用發展眼光來選擇工藝機械,要用多功能機械設備,當更換貨種時,機械略加改造就可投入使用。
4、有多種貨物裝卸時,應盡量利用統一機型,便于機械的維修、保養和管理。
5、裝卸泊位采用較低的泊位占用率,工藝系統要先進、方便操作,減少裝卸船泊的等侯時間,加快船舶周轉,提高港航綜合效益。
6.充分考慮海島建港特點,體現海島碼頭特色。確保港區運營的高可靠性,避免出現明顯的瓶頸,充分考慮以上海島建港特點,充分利用自然資源和社會資源,體現海島碼頭特色。
7.注重環境保護。在港口開發建設的同時,盡可能保持金塘島的自然地貌、風物,保護海島上的生態平衡等,使未來的金塘島具有自然特色,建設的碼頭工程具有良好的國際形象。
四、總平面擴建優化布置
4.1總平面布置原則
l、總平面布置應符合我國的有關法規和政策。
2、按照深水深用的原則,合理利用海岸資源,并充分考慮近期和遠期建設統籌考慮,留有發展余地。
3、總體布置應注意與港區規劃相協調。
4、碼頭總平面布置應考慮該水域的風、浪、流、地質等自然條件的綜合影響,滿足船舶靠泊、離岸的作業要求。
5、總體布置應采用較先進裝卸工藝、裝卸機械的通用性,采用效率高的機械,盡量減少船舶滯港時間,提高碼頭利用率。
6、陸域布置應對各貨種的堆場、倉庫合理布置,避免各貨種進出迂回現象。
7、陸域布置要符合環境保護要求,減少各種貨種的相互污染,并保證國家規定的綠化面積。
4.2碼頭布置
綜合考慮上述泊位組合、大浦口灣內近岸地形條件、與北側工作船碼頭安全距離等因素,設計泊位總長取為1774m,滿足遠期大型泊位組合,即“2個10萬噸級+3個7萬噸級泊位”。
本工程碼頭為棧橋式高樁碼頭,碼頭寬度既要滿足集裝箱裝卸船作業等生產營運的需要,又不能過寬,造成浪費。碼頭寬度由前軌前沿、兩軌之間以及后軌后沿三部分寬度組成。本工程設計船型較大,為滿足到港15萬噸集裝箱船舶裝卸需要,根據使用要求同時參考類似工程,碼頭寬度定為59m。
據有關資料表明野鴨山岸段屬于基本穩定岸段,潮濰的沖淤變化處于動態平衡情況下,碼頭前沿布設在15.2m等深線上,8萬噸級船舶次數較少,考慮可于時靠泊裝卸,節省部分投資。由于水域地形等深線與海塘不平行,所以碼頭平臺與棧橋成斜交。
4.3港區高程設計
據有關資料表明野鴨山岸段屬于基本穩定岸段,潮濰的沖淤變化處于動態平衡情況下,碼頭前沿布設在-15.2m等深線上,8萬噸級船舶次數較少,考慮可于時靠泊裝卸,節省部分投資。由于水域地形等深線與海塘不平行,所以碼頭平臺與棧橋成斜交。
本工程棧橋較長,約907m,方案一棧橋標高為+5.5m,在最后二跨處降至與聯勤海塘面標高為+4.95m同高。方案二則需由卸船碼頭+5.5m,在接近裝船碼頭二跨處降坡,降至裝船碼頭標高+5.0m,聯勤海塘標高為+4.95m,只相差0.55,長為610m,可在最后二跨降坡至+4.95m。
五、結束語
長期以來,港口規劃及設計所面臨的最大的困境就是適應性的問題。由于港口的設計建設具有較強的專業性和針對性,投資巨大,規劃設計時考慮的主要問題就是如何利用有限的投資,規劃設計出滿足當時使用功能的港口設施。但國際航運業的發展卻是持續的。裝卸方式的改進、作業效率的提高、運營船舶的演化、管理方式和經營模式的變革都會對港口設施提出新的要求。如何設計出能最大限度地適應未來航運需要的港口越來越成為港口工程界必須思考的問題。
舟山集裝箱碼頭工程總平面布置優化工作歷經四年多,其布置已成定局。優化工作通過碼頭岸線論證,并參考潮流數學模型及泥沙回淤分析、船舶靠離泊模擬試驗和船舶系靠泊及碼頭軸線優化物理模型試驗成果,找尋到了最佳碼頭軸線走向和位置;結合裝卸工藝方案比選專題和道路交通仿真分析,對陸域堆場、引橋、道路、輔助建筑物等布置進行了優化。整個總平面布置都以“設計結構安全,整體工程系統最優、效率最高、能耗最省、可持續發展”的理念為出發點,以設計高品質島嶼式世界一流港口為最終目標。
參考文獻
【1】 李隆華,《舟山港口資源的優化利用問題和對策》,中國港口,2003.5
【2】 洪承禮,《港口規劃與布置》,人民交通出版社,2002
【3】 TJ211―99,海港總平面設計規范[s].
【4】 舟山市公路水運交通建設規劃(2001―2020)。舟山市交通委員會,2003.1
【5】 .趙有明舟山集裝箱碼頭工程碼頭岸線論證報告2005
【6】 肖青,《港口規劃》,大連海事大學出版社,2002
關鍵詞:港城交通;港區道路;國內研究;技術介紹
中圖分類號:C913.32 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
隨著我國港口的快速發展,港口與城市之間的交通銜接和配合愈加顯得重要。港口和城市在不斷的發展的過程中,多方面表現了矛盾和沖突,尤其是土地、航道等空間資源方面。港口規劃和城市規劃的行政主體不同,經常是單獨制定發展、基礎設施建設等規劃,使得港口和城市不斷發展過程中,浪費資源,規劃沖突,與可持續發展不符合,影響了港口和城市的繁榮發展。因此,研究港口城市一體化交通規劃,提出兩者規劃的關系,可以促進泰州港和靖江港區和城市和諧發展。
一、現狀
(一)港城交通未有機結合
港城交通體系是國內眾多學者研究的重要課題之一。港口與城市發展是有機統一的。港口發展可以帶動城市臨港產業,例如靖江港區后方的石化、造船、冶金、物流、倉儲、加工貿易業快速發展;甚至帶動城市服務業發展,例如2010年3月中聯理貨有限公司靖江分公司成立,目前靖江又在大力發展航空產業園,與上海飛機產業積極對接,籌建進出口外貿保稅區,發展進出口保稅業務,同時進出港的船舶還帶動城市商務、娛樂和金融業的發展。城市發展則為港口提供良好的商務、金融、污水處理系統等生活服務設施,并提供港口通暢的外界交通環境。因此,港口和城市相互影響、存進,兩者發展越協調,關聯程度越強。
(二)港城交通規劃缺乏系統化
我國的港通和城市交通規劃等的主體之間溝通困難以及信息不對稱,從而導致各主體盲目制定各自相關規劃內容。例如,2009年9月泰州市人民政府在靖江召開了《靖江港總體規劃》和《新港作業區控制性詳細規劃》的評審會,交通運輸部、省、泰州市、靖江市等有關專家和政府人員出席了會議,會上省發改委和靖江規劃局領導指出,焦港上游規劃了一條過江通道,但交通運輸部專家指出,焦港對面的《張家港港口規劃》已經審批,規劃中未有對應的過江通道與焦港下游過江通道對接,焦港下游的過江通道沒有張家港對接是無法建設的。從這個事例看出,在港口與城市在規劃層面的脫節造成兩者在實際發展中矛盾突出。
(三)港區道路設計標準不科學
港區道路的使用特性與城市一般道路的交通特性存在很大差異,而現今港區道路設計主要依據《海港總平面設計規范》(JTJ211-99)的6.3章節,里面對進港道路的分類存在一定問題,一類和二類進港道路均按年貨運量200萬噸上下分類,若按這種計算方法上海港等億噸港的進港道路都設計成一類道路,恐怕無法滿足車輛進出港要求的,實際上海港道路超過標準的一類道路寬度15米。因此,港城交通問題的研究將在收集港區道路交通特性大量調查數據的基礎上,結合道路使用者-駕駛員的行為、車輛的特性、交通環境等分項研究,提出港區道路設計方法,通過港口和城市的道路設計差異研究,從工程設計層面緩解港城交通矛盾。
二、國內研究一覽
港城交通系統研究主要包括港口與城市一體化交通研究、港城交通系統規劃與管理協同研究。因此,以下介紹兩個方面的研究現狀。
(一)港口城市空間發展與一體化交通研究
1.港城空間布局結構研究
陳航在1984年在《海港形成發展與布局的經濟地理基礎》中,對港口發展的區域背景進行了規范與實證研究,論述了“港口地域群體”的客觀存在及其對港口發展與布局的影響,指出港口群體內存在中心樞紐港,并首次提出了“港口地域組合”的概念,從目前看,事實驗證了陳航十六年前的觀點,現在我國港口地域群體主要有:長三角、珠三角、環渤海、長江流域等港口群,由上海、江蘇、浙江三省組建了“上海組合港”,也是長江流域港口群的典型,也是樞紐港;現在上海正努力打造國際航運中心,積極建設洋山港,天津要打造北方航運中心,積極打造天津東疆港區,這些都驗證了陳航的論述。鄭弘毅1991年在《港口城市探索》中結合城市與港口共同發展遇到的問題,系統說明了港口城市規劃問題,港口城市應處理好城市與港口連接處的交通問題,降低港通對城市的不良影響。萬旭東在《港口在城市空間組織中的作用解析》中指出港口的發展影響著城市的功能區分布、城市空間發展方向及規模、城市交通體系等方面,港口城市空間發展規劃應考慮港口發展所帶來的機遇和挑戰。
2.港城交通系統研究
國內學者認為港口集疏運交通系統與城市交通系統應作為一個大系統研究。何鳳命指出在用地布局優化、運輸結構調整、港城交通網絡、管理與政策等多個方面的研究基礎上構建港城交通系統,提供港通與城市交通綜合交通效率,促進港城交通快速協調發展。
(二)港城交通系統規劃與管理協同研究
1.港區道路交通需求預測研究
目前港口道路交通需求預測主要是采取城市道路交通需求預測技術,綜合港口吞吐量,分貨類預測港區道路交通等因素。現狀港區道路交通預測影響因素中缺乏船舶進出港規律、港區包干風格和集疏運等因素,而且預測角度重要為宏觀層面,無法實時疏導港區道路交通,也無法動態分配港口有限道路資源,港口道路使用效率低下。
2.港區道路交通疏導研究
目前港口道路交通疏導模型主要沿襲城市道路交通分配理論。陳厚強2006年利用遺傳算法尋找最佳路徑,完成港口道路網交通流量分配。
三、技術方法介紹
(一)港口城市用地時空擴展特征及形態演化研究
港口城市的擴展表現在幾個方面:替代非城市土地;涉及城市空間形態變化,不同港口城市自然環境、區位條件、交通環境、經濟和社會環境不同,用地形態也有差異。例如連云港港口疏港道路采用立交方式解決了港口內的庫、堆場錯綜復雜的關系;而靖江和泰州的碼頭都是沿江而建,主要是沿長江的高等級公路連接,形成暢通的集疏運體系。
港口城市用地日益成為現代港口城市土地利用過程的重要特征和研究內容。分析港口城市的形態,對改善港口城市空間,推動港城相互發展具有重要的意義。
(二)港口與城市一體化交通規劃研究協同機制和方法研究
傳統港口城市規劃是通過綜合研究確定城市發展形態,以此統籌安排城市各項建設用地,配置城市各項基礎設施,交通系統的規劃只是作為基礎設施工程的一個專項。但是,隨著港口城市的快速發展,特別是港口和相互依存的關系越加微妙,港口城市交通規劃已經痛環境、安全等成了影響港口和城市發展的主要因素之一。因此,城市總體規劃也應將港口和城市交通規劃納入發展策略中。主動處理港口城市交通發展與土地利用的矛盾,協調處理好二者的關系,對港口和城市一體化交通發展進行研究,將創新港城交通規劃的發展思路。
(三)港口集疏運環節管理優化方法及一體化協調機制研究
高效的集疏運體系,能很大程度上緩解由于船舶隨機到港、貨流不均衡而引起的壓船壓倉現象,也可以緩和貨物集疏運對碼頭后方倉庫或堆場過大需求。集疏運系統能力的不斷增強,能在一定程度彌補港口其他系統的不足,并能擴大港口腹地范圍,促進港口發揮潛力。因此,對集疏運環節管理優化方法和一體化協調機制研究,是提高港口物流效率、服務質量、經濟消息的重要關鍵。
(四)港區道路設計改進方法
針對上文中提及的“港區道路設計標準不科學”的現狀,建議在《海港總平面設計規范》(JTJ211-99)的6.3章節中增加分類的層次,里面對進港道路的分類存在一定問題,一類和二類進港道路所以例如按年貨運量200、400、600萬噸等級劃分進港道路級別。
總結
我國港口眾多,港口吞吐量不斷增大,對港口和城市的需要也不斷提高,急切需要一套完整的港口城市交通規劃的設計和技術。若大力支持和引導,將帶動相關領域技術水平的發展和進步,進一步促進港口和城市的發展。如果對港口城市仍然采用單純采用或借鑒普通城市的交通系統規劃設計和技術方案,不僅影響港口的發展,也會造成城市功能的紊亂。港口城市的有機統一的特點,決定了必須要根據實際情況來研究和開發切實可行的交通系統規劃設計與技術方案。
參考文獻:
[1]陳航.港城互動的理論與實證研究[D].大連海事大學,交通運輸規劃與管理.2009
關鍵詞:國道,技術標準,市政化
Abstract: based on the surrounding areas in recent years in guangzhou municipal road upgrading of the design, the paper found in such design some of the key problems in summarized, analyzed, in order to the future road upgrading transformation design more reasonable, saving, safety, and share with our colleagues.
Keywords: national highway, the technical standard, the city
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
1、概述
我國上世紀80~90年代修建的國道多為連接全國各省區首府、重要城市、交通樞紐、主要港口和重要陸上對外口岸,主要承擔大城市間、省際間的中短途客貨運輸和一部分適合公路交通特點的長途運輸。
隨著我國改革開放的深入,經濟不斷發展,特別是沿海地區經濟快速發展,大、中心城市周邊的城郊農村逐步城鎮化,原有過境公路功能越來越不能滿足沿線城鎮居民生產生活的需求,所以,隨著城鎮城市化建設的加快,過境公路也逐步向市政化升級改造。本人通過總結近年來廣州市周邊的G324廣汕公路段、G107番禺段、G105從化段等國道的市政化設計,對設計過程中的幾個要點作如下分析,供同行參考指正。
2、總體設計
上世紀80~90年代修建的國道,技術標準多為一級公路,雙向2~4車道,水泥砼路面居多。 而城鎮化的推進,原技術標準和通行能力難以滿通需求、環保要求。為更好的滿通需求、增強行車、行人的安全性,提高區域交通環境,總體設計時重點考慮項目影響區域內的交通規劃、交通量、土地資源、工程造價、區域環境、水土保持、工業發展及規劃、城鎮規劃等。由于原國道經過多年的運營,路基沉降基本到位,為減少新征用地,舊路改造宜充分利用舊路路基并充分利用原有排水系統。
綜合比較分析后廣州周邊國道改造升級,技術標準確定為一級公路結合城市道路,設計速度一般為60~80km/h,雙向6~8車道并布設專用的非機動車道和人行道,采用瀝青路面,道路排水采用市政管道排水,按市政道路標準布設路燈照明和景觀綠化,設置路側港灣式公交停靠站,在道路紅線范圍內設置綜合管溝,規劃并預留城市各類管線,沿線原有各類管線全部下埋至綜合管溝內,合并沿線原有各類小平交,增設信號燈或過街人行天橋,大型交叉口改造為立體交叉型式。
3、平面設計
為減少新征用地,舊路改造宜充分利用舊路用地,平面線形必須與地形、景觀、環境等相協調,同時注意線形的連續與均衡性,并同縱斷面、橫斷面相互配合。舊路改造,往往需增加車道,加寬路基,平面定線時需考慮舊路現有用地、兩側建筑物拆遷難易程度。涉及軍用設施、行政機構、文物或大型建筑物時,道路紅線應避開之。為節約造價,盡量避開高填高挖路段。若出線改線路段,應避開農田區或大面積的不良地質地段。
舊路改造時,由于舊路技術指標較低,平面線形難以滿足車速要求,彎道處一般需改造,裁彎取直或加大彎道半徑,建議選用較大半徑,同時注意視距要求,由于路面較寬,彎道超高宜選用最小值。為減少征地、拆遷或避開高填高挖路段,常會采用S型、卵型曲線,在路口立交設計或受地形限制路段常會用到復合型曲線,設計中應盡可避免采用凸型或C型曲線,其不利于行車操作。農田、河渠規整的平坦地區、城鎮近郊規劃等以直線條為主題時,宜采用直線線形。平面線形應直捷、連續、均衡,與沿線地形、地物相適應,與周邊環境相協調。
4、縱斷面設計
國道沿線兩側房屋基本建成,建筑物雨水基本排向原公路水溝。道路縱斷面設計時須考慮兩側房屋排水問題,所以新路標高不宜比兩側房屋地坪高,而舊路路基雖然沉降已均勻,但也不可開挖,防止挖出軟土路基或地下水,盡可能控制在舊路之上加鋪,加鋪高度控制在40cm左右最為合適。
橋涵結構物處,如遇需利用的橋梁,橋面宜加鋪瀝青,橋面標高不宜抬高過多,考慮下部結構的承受能力,過多抬高會加大橋梁自重,結構不安全。橋上及橋頭引道縱坡不應大于3%。
豎曲線設計宜采用長的豎曲線和長直線坡段的組合,同時注意視覺所需的豎曲線半徑度值。豎曲線應選用較大的半徑,注意“平包縱”的結合,同向豎曲線間,特別是同向凹曲線間,如直線坡段接近或達到最小坡長時,宜合并設置為單曲線或復曲線。
5、橫斷面布設
橫斷面設計應在規劃紅線寬度范圍內進行。橫斷面型式、布置、各組成部分尺寸及比例應按道路類別、級別、設計速度、設計年限的機動車道與非機動車道交通量和人流量、交通特性、交通組織、交通設施、地上桿線、地下管線、綠化、地形等因素統一安排,以保障車輛和人行交通的安全通暢。
根據交通量的預測,計算出需要的車道數,按市政道路布置斷面。標準橫斷面應有車道、中間帶(中央分隔帶、左側路緣帶)、右側路緣帶、邊分隔帶、非機動車道、人行道等組成,地下綜合管溝宜布置在非機動車道和人行道下,管線含通訊、雨水、給水、污水、電力、燃氣等,車行道寬度按公路規劃車速取值,人行道寬度不小于2.0m。
非機動車道考慮到鄉村城鎮化,沿線商鋪云集而無專用停車場,而中間車行道速度較快,非機動車道上地方車輛、摩托車、非機動車混行,取值為7.0m較為合適,3.0m臨時停車帶+4.0m混行車道。
廣汕公路標準橫斷面圖
6、橋涵改造
國道上的橋涵一般建成于上世紀70年代,當時的設計技術標準較低,荷載等級相比現行規范標準較低,滿足不了現行交通荷載需求。很多還是已經加寬過的橋涵,涵洞多為石砌結構,橋梁多為石砌橋臺、T型梁結構、梁跨不標準、防震等級低,經過多年的運營多出現涵洞破損、排水不暢,橋梁多次修補后仍有開裂、漏筋、破損等不良情況。
本次升級改造,雖是按市政化設計,但主車道通行車輛類型仍偏重于公路交通車型,而1998版《城市橋梁設計荷載標準》相對于2004版《公路橋涵設計通用規范》標準要低,所以橋涵設計宜全部予以拆除重建,設計標準采用公路橋涵設計標準。橋涵斷面布置宜與路基斷面布置一致,
橋跨宜采用標準跨,橋長宜與舊橋相對比,不宜壓縮河道或隨意加大橋長而造成浪費;橋涵及其引道的線形應與路線的總體布設像協調,天然河道不宜改移或裁彎取直;注意橋涵的景觀設計,與周邊自然景觀和道路總體景觀象協調。
7、結語
我國“九五、十五”期間建成的12條國道主干線,隨著我國城市化進程的加快,一部分必將逐步實現市政化。筆者結合近幾年來參與的廣州市周邊多條國道的市政化改造,總結和歸納了國道市政化改造設計的要點。舊路改造受制約因素較多,用地、拆遷、不良地質、工程造價、環境景觀、工期等等,想要合理的設計,就需要設計人員在外業和內業兩方面齊努力,并有待設計人員在日常工作中不斷總結和完善,以能夠滿足人民因生活水平提高而對交通基礎設施提出的更高要求。
參考文獻
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[2] 公路工程技術標準(JTG B01-2003)交通部,2004.
關鍵詞:AIS 航行 擱淺 風險預警 建模
1.引言
目前,基于船舶AIS數據水上交通流分析主要包括宏觀和微觀兩個層面。宏觀研究在初期多借用陸上交通流的相關理論,將其應用到水上交通流研究中,如有學者通過分析船頭時序數據,以其有序程度來衡量水上交通流復雜狀況等。后多針對水上交通流特征,通過分析某水域交通流AIS數據,得到該水域通航風險程度或航行異常狀況,以為通航安全和海事管理提供依據。
如黃亞敏基于AIS數據分析水上交通流復雜性,分別建立了交通流宏觀復雜度模型和微觀復雜度模型;文元橋等為定量研究局部水域交通流復雜性,通過解析水上交通流結構特征,建立了基于交通密度因子和交通沖突因子的水上交通流復雜性測度模型;杜磊等為實現對目標水域水上交通系統宏觀狀態的演變趨勢的定量描述和分析,根據宏觀態勢特點,建立了融合動態密度因子和迫近因子的宏觀態勢評估模型和區域分布模型,并將水域網格化,將各網格的態勢在時間維度上擴展,建立了水上交通流宏觀態勢預測模型。
周翠等為客觀地確定港口水域船舶航跡帶尺度,運用最小二乘法,建立了基于AIS數據分析的船舶航跡帶尺度計算模型,計算出了航跡帶尺度,并推算出了船舶漂移系數的取值范圍;甄榮為對港口水域船舶異常行為進行識別,首先設計了基于空間―方向距離的船舶軌跡線相似度計算方法以對船舶軌跡進行聚類,后構建了基于貝葉斯分類器的船舶常規航行行為分類和軌跡異常航行行為識別模型。
熊勇等為實時監測環境、操作行為等引起的船舶異常運動情況,基于多核函數非參數估計方法,建立了估計船舶正常運動模式的概率密度函數,并設定了船舶異常運動判斷標準,以對航行行為異常的船舶進行監測;肖瀟等為得到更為直觀的船舶行為特征規律,基于AIS數據對特定船舶會遇信息進行挖掘和分析;向哲等為分析船舶航行特征并保障航行安全,基于AIS數據建立了受限水域船舶領域計算模型,并提出了一種計算受限水域航標安全距離的方法。
桑凌志等通過對分析處理AIS數據及基礎通航要素信息,預測船舶航跡,計算動態最近會遇距離和最近會遇時間,得到了航行時空危險度,并實現了船舶實時安全預警;文元橋等基于船舶AIS信息,建立了船舶廢氣測度模型,定量計算了船舶廢氣的排放量,并繪制了船舶航行過程中廢氣排放時空分布圖。
本文基于船舶AIS數據,考慮船舶吃水及水位變化對航行擱淺風險的影響,建立了船舶航行擱淺風險預警模型,以為有關部門決策管理提供支持,為船舶航行安全提供保障。
2.數學原理
一般來講,航道水位與航道水深有如下關系:
h=w+d
其中:h為航道水深,w為水位高度,d為海圖標示水深。
船舶航行均具有一定吃水,考慮船舶航行中各種因素導致的船舶下沉情況,船舶吃水與航道水深之間還需要有一定富余量,稱之為船舶富裕水深。將船舶富裕水深用F來表示,船舶吃水用H表示,則:
F=h-H
根據前人的研究成果,認為富裕水深F由以下影響因素組成:
F=Sb+h0+h1+h2+h3+h4
式中,Sb為船舶航行時船體下沉量;h0為其它富裕深度;h1為船舶航行龍骨下最小富裕深度;h2為波浪富裕深度;h3為船舶縱傾富裕深度;h4為船舶橫傾富裕深度。
(1)h1的計算
根據河港總平面設計規范,船舶航行時龍骨下最小富裕水深的計算結果可以列表的方式算出。
(2)h2的計算
波浪富裕深度,是指因波浪作用導致船舶下沉量的富裕深度,對波浪較大的河口、庫區、湖區和水域開闊的港口的波浪推算,按現行標準《內河航道與港口水文規范》執行。
(3)h3、h4的計算
(4)h0的計算
其他富裕深度h0主要包括水密度減小、潮汐測量誤差和海圖水深誤差等引起的船舶吃水的增加量和水深的化量。一般不予考慮。
(5)Sb的計算
Huuska在1976年考慮水域寬度的影響,引入阻塞系數的概念,得到了船首下沉量的估算公式:
3.模型建立
針對某一艘船舶,可得到其靜吃水和船舶所需最小富裕水深,將其加和設為船舶航行吃水W,公式如下:
而水位與航道水深的關系,公式如下:h=w+d,通過比較h與W的大小和差值,即可得到船舶擱淺風險。
將G定義為擱淺風險距離,則G=h-W,將其展開,則得
很顯然,若G小于等于0,則擱淺風險為100%,若G大于0,且G越大,船舶擱淺風險越低。
4.模型應用
本文要求構建基于AIS數據的船舶航行擱淺風險預警模型,將該模型定義為基于單船航行的實時預警模型。其模型求解思路如下:
(1)針對某段航道,從船舶AIS數據庫采集某段時間內通過該航段的AIS數據,對AIS數據進行解譯獲取船舶航行吃水信息。
(2)通過建立的船舶擱淺風險距離數學模型獲取某段航道某段時間內的船舶擱淺風險距離集Gset,通過聚類分析得到擱淺風險距離段。
(3)將擱淺風險距離段與該航段船舶擱淺事故相關聯,得到擱淺事故高發的擱淺風險距離段,并進行等級劃分,形成基于船舶擱淺風險距離G的航道擱淺風險等級標準。
(4)針對某實時航行船舶,通過AIS基站獲取某航道內某船舶的實時AIS數據,通過船舶擱淺風險距離模型計算得到該船舶在航道航行的實時擱淺風險距離Gship,依據航道擱淺風險等級標準,得到該船舶航行實時擱淺風險概率。
5.結論
目前,基于船舶AIS數據的水上交通流分析,其中非常重要的一個研究方向便是對某海域的船舶AIS數據進行處理和挖掘,根據實際需求和目標來獲取并分析該海域交通流或船舶行為特征,以進行動態監控、行為預警等研究。本文即基于船舶AIS數據,考慮船舶吃水及水位變化對航行擱淺風險的影響,建立了船舶航行擱淺風險預警模型,以為有關部門決策管理提供支持,為船舶航行安全提供保障。
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關鍵詞:防波堤;布置方式;結構形式;與碼頭關系
Abstract:Combining with a practical project, this paper study about the breakwater’s general layout, structural form, connection with wharf and Parameter, which provides references for similar projects.
Key word: breakwater; general layout; structural form; connection with wharf
中圖分類號:U656.1 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
隨著中國港口事業的發展,條件良好的深水港越來越來少。新建的原油碼頭由于建設噸位較大,需要選擇水深條件好、建港航道短的岸線作為港址,但是這種海岸直接面對太平洋,伴有風浪較大的特點,在沿海開敞海域建設碼頭,如果不建設防波堤掩護,作業天數比較少,不能滿足原油供應的要求。因此在越來越多的原油碼頭建設中,防波堤的建設越來越顯得必不可少。
1.工程概況及條件
1.1工程概況
本原油碼頭工程地處廣東省揭陽市惠來縣東部沿海,原油碼頭設計通過能力為2000萬噸/年。為了滿足運量要求,原油碼頭除了布置一座30萬噸級碼頭、引橋外,還需要布置防波堤。
1.2自然條件
1.2.1水位
極端高水位(50年一遇):3.12m
設計高水位: 1.87m
設計低水位: 0.30m
極端低水位(50年一遇):-0.16m
100年一遇高水位:3.32m
1.2.2潮流
海區潮流類型為正規半日潮流,潮流運動以往復流為主。流向基本與岸線平行,主要為NE-SW流。
1.2.3波浪
根據觀測,在工程海域常浪向為ESE,次常浪向為E。波向主要分布在E~SE之間,強浪向為SSE、SE、S,最大有效波高均超過5.0m。
2.深水防波堤布置的要點
2.1有效掩護碼頭,保證作業天數,縮短防波堤長度
防波堤的作用就在于掩護碼頭,在防波堤長度和掩護效果之間選擇平衡點,是防波堤布置的重點。
2.2減小防波堤斷面
深水防波堤的特點在于高度大,斷面大,縮小防波堤斷面是節約防波堤造價的關鍵。
2.3降低防波堤施工難度
深水防波堤所處位置水深浪大,施工技術復雜,難度較大,降低施工難道有利于降低防波堤造價、縮短建設周期。
3.合理布置防波堤
3.1合理確定防波堤的布置方式
防波堤布置有連岸式和島式兩種方案。本工程對連岸式和島式兩種方案進行比較。圖1和圖2分別為連岸式方案和島式方案。
圖1 連岸式方案 圖2 島式方案
連岸式防波堤可以從陸上推填,施工難度較低,施工費用較低;但是長度長達2520m。島式防波堤需要水上施工,施工難道較大,施工費用較高;但是長度較短,只有950m。連岸式方案掩護條件比島式方案好,但是兩個方案碼頭作業天數都能滿足要求。由于本工程碼頭所處水深較深,防波堤斷面較大,決定防波堤造價的關鍵在于防波堤的長度,因此島式方案雖然施工難度大,但是防波堤長度較短,可以大大減少防波堤造價,且碼頭作業天數滿足運輸要求,因此推薦島式方案。另外島式防波堤離岸較遠,不會影響泥沙的沿岸運輸,有利于減少港池內的泥沙淤積。綜上所述,雖然島式防波堤的施工難度比連岸式防波堤大,但根據工程的實際情況,島式防波堤可以大大減少投資,減少泥沙淤積,所以采用島式方案是合理的。
3.2合理選擇防波堤的結構形式
防波堤結構有直立式、斜坡式和半直立半斜坡三種方案。本工程考慮了直立式和斜坡式兩種方案。直立式方案斷面小,所需石材較少,但是其施工環境要求較為苛刻,當波浪>1.5m時,沉箱很難安裝。斜坡式方案斷面大,所需石材較多,但是其施工環境要求較寬松。直立式方案與斜坡式方案相比,直立式方案斷面小,耗用石材少,造價較低;但是由于本工程海域波浪較大,直立式防波堤施工難度較大,施工風險較大。為了降低施工難度,提供施工效率,防波堤宜采用斜坡式防波堤。另外斜坡式防波堤還具有抗傾性好,維修便利的優點??傊詈7啦ǖ滩捎眯逼率绞呛侠淼?。
3.3合理確定防波堤與碼頭的關系
對于布置有防波堤的碼頭,可以選擇與防波堤結合、與防波堤分離兩種形式。本工程考慮了防波堤與碼頭結合和分離兩種方案。由于波浪較大,對于碼頭與防波堤結合的方式,為了掩護碼頭不上水,防波堤頂高程較高(擋浪墻頂高程為18.0m),從而導致防波堤斷面面積增大,增加了防波堤的造價。而采用碼頭與防波堤分離的形式,防波堤頂高程可以大大降低(堤頂高程為4.0m),從而減少斷面面積,有利于降低工程造價。另外碼頭與防波堤分離,便于防波堤的維修,當防波堤受到破壞時,由于防波堤與碼頭分離,防波堤的維修不會對油碼頭的運營造成影響。因此,對于深海油碼頭,防波堤不與碼頭結合較為合理。
4.合理確定防波堤參數
4.1 合理確定防波堤走向和長度
防波堤的走向是防波堤布置的重要參數,防波堤的走向關系到碼頭的掩護效果和防波堤的長度??紤]到波向主要分布在E~SE之間,強浪向為SSE、SE、S,并結合潮流方向,防波堤分為東段及南段兩段,東段走向為0°~180°,用于掩護東向浪;南段走向為055°~235°,可以較好的掩護南向至東向的波浪。根據碼頭位置及防波堤走向,防波堤東、南兩段長度分別取為150m和800m。在各向浪波浪作用下,碼頭泊位處波高均滿足作業條件。
4.2 合理確定防波堤堤頂高程和碼頭防波堤間距
為了滿足施工使用要求,并盡量降低防波堤堤頂高程,防波堤堤頂高程確定為4.0m。波浪越過防波堤后形成的沖擊主要集中在堤內側約0.5倍波長,即70m~80m的范圍之內,超出此范圍的波態恢復正常。為保證波浪越過防波堤后對碼頭作業不產生影響,并保證碼頭和防波堤的施工互不干擾的前提下,確定了南段防波堤中心線和碼頭前沿線的距離為140m,東段防波堤中心線和引橋墩邊線的距離為98m。
5.結語
本文結合工程實際情況并通過方案比較確定了防波堤的布置方式、結構形式、與碼頭的關系以及防波堤參數,達到了在保證作業天數的基礎上縮短了防波堤長度、減小了防波堤斷面、減低施工難度和維護難度和減少港池淤積強度,減少維護費用的效果。
隨著條件良好的深水岸線逐漸減少,深水防波堤在越來越多的工程中得到應用。本文結合工程實例討論了防波堤在30萬噸級油碼頭的應用,可為相關工程提供參考。
參考文獻: