钢导桩定位浮趸自动升降的大水位差浮码头研究

２０１０年５月　水运工程　Ｍａｙ　２０１０　第５期总第４４１期　Ｐｏｒｔ＆Ｗａｔｅｒｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｎｏ．５　ＳｅｒｉａｌＮｏ．４４１　钢导桩定位浮趸自动升降的　大水位差浮码头研究　祖福兴，李洪英　（重庆市交通规划勘察设计院，重庆４０００６７）　摘要：以重庆海螺水泥专用码头为例，介绍以钢导桩定位浮趸、以浮趸支撑钢引桥、靠水的浮力实现自动升降的大水位　差新型浮码头。　关键词：钢导桩定位；浮趸支撑；自动升降；新型浮码头　中图分类号：Ｕ　６５６．１　１７　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—４９７２（２０１０）０５—０１０８—０３　Ｏｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｌｉｆｔｅｄ　ｆｌｏａｔｉｎｇ　ｄｏｃｋ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｓｔａｇｅ　ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｐｏｎｔｏｏｎ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ　ｂｙ　ｓｔｅｅｌ　ｇｕｉｄｅ　ｐｉｌｅｓ　ＺＵ　Ｆｕ—ｘｉｎｇ，ＬＩ　Ｈｏｎｇ—ｙｉｎｇ　（Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｓｕｒｖｅｙ＆Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００６７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｃｏｎｃｈ　Ｃｅｍｅｎｔ　Ｓｐｅｃｉａｌ—ｐｕｒｐｏｓｅ　Ｗｈａｒｆ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ａ　ｎｅｗ—ｔｙｐｅ　ｆｌｏａｔｉｎｇ　ｄｏｃｋ，ｗｈｉｃｈ　ｒｅａｌｉｚｅｓ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｌｉｆｔｉｎｇ　ｒｅｌｙｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｏｙａｎｃｙ　ｉｎ　ｗａｔｅｒ，ｕｓｉｎｇ　ｐｏｎｔｏｏｎ　ｔｏ　ｓｕｐｐｏ￣　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ｔｒｅｓｔｌｅ，ａｎｄ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｏｎｔｏｏｎ　ｂｙ　ｓｔｅｅｌ　ｇｕｉｄｅ　ｐｉｌｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌ　ｇｕｉｄｅ　ｐｉｌｅｓ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ；ｐｏｎｔｏｏｎ　ｓｕｐｐｏｒｔ；ａｕｔｏ　ｌｉｆｔ；ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｌｆｏａｔｉｎｇ　ｄｏｃｋ　浮码头在我国内河港口被广泛采用。它与斜　的浮力实现的无动力自动升降的浮码头型式。　坡码头相比，趸船平面位置终年基本不变，只作　垂直方向的调整，因此给装卸作业带来方便，同　１项目概况　时趸船的管理、水手的劳动条件也得到改善。但　重庆海螺水泥专用码头工程位于重庆市忠县　是对于大水位差码头，为了克服高差满足物料的　乌杨镇上游２－３　ｋｍ的下冯家林，距宜昌航道里程　输送装卸要求，往往从浮码头趸船到岸坡需要很　４３２．９～４３４．０　ｋｍ。建设规模为３　０００吨级泊位５个　长的距离，三峡库区的大水位差码头甚至２００余ｍ　和１　０００吨级件杂泊位１个，吞吐量为５３５万如　长，这就需要多跨钢引桥连接，两钢引桥连接处　（其中散货进口１２０万ｔ／ａ、熟料出口２８０万　，　必须设置定位提升装置，以便在水位变动时适时　散水泥出口１００万ｔ，件杂货（主要为袋装水泥出　调整钢引桥高度。定位提升装置通常采用升降架　口）３５万ｔ／ａ）。该码头设计高水位为１７４．０７　ｍ　【３＿，传统的钢引桥的升降是以人力或机械为动力来　（黄海高程），设计低水位为１４３．６７　ｍ（黄海高　实现的，需要专门的人员来管理，且钢引桥升降　程），水位差为３Ｏ．４　ｍ，是典型的三峡库区大水位　较为繁琐，影响装卸效率。本文结合正在实施的　差码头。　重庆海螺水泥专用码头工程，介绍在该工程设计　码头　１～　泊位均采用钢导桩定位浮趸提升钢　中所采用的钢导桩定位、浮趸支撑钢引桥，靠水　引桥的浮码头方案。码头由趸船、浮趸、钢导桩、　收稿日期：２００９—１２—１３　作者简介：祖福兴（１９７３一），男，硕士，高级工程师，从事港口与航道工程专业。　祖福兴，李洪英：钢导桩定位堡　第５期　竺　竺兰堂竺查竺兰————————　钢引桥、浮趸底端支撑台组成。以　１水泥出呈　２）浮趸顺水流方向的两端采用钢导桩限位，　位为例，采用安放在钢引桥上的带式输送机篓旁　艺。根据水泥特　ｉ＂ｔｔ，散水泥采用皮带机运输时　下行坡度不宜超过６。，因此本工程＃１水泥　［］　璺　位钢引桥下行坡度为　６。前方趸船上布置　于钢引桥上的皮带机进行物料输送。中间由ｉ　１．４　ｍ。带速２．０　带机，两榀钢引桥相邻的两端搁置在　８　ｍ×　钢导桩直径２　ｍ，内部为钢筋混凝土结构，为保　证桩外表面的垂直度和平整度并增强桩的强度和　刚度，桩外套钢管，壁厚３　ｃｍ。　３　升降工作原理为：当水位上涨时，浮趸支　撑着钢引桥上升；当水位回落到某一特定水位时’　船机１台，台时效率８０ｏ　。船岸问采　搁苎　，４５。槽形角的散水泥出口皮　４４　ｍ×６．５　ｍ的钢引桥组成，钢引桥上搁置带觅　浮趸就搁置在支撑平台上，不再下降。此时，上　钢引桥（近岸端的钢引桥）就成为固定的引　．，其纵坡正好等于设计最大坡度。也就是通过特另　设计的支撑台来确保活动的钢引桥终年在设计　．　的浮趸上，采用浮趸调节钢引桥的升降；共米　浮趸４个。浮趸底端设置支撑台。为定位浮趸，　在浮趸支撑台设置２根直径为２．０　ｍ的定位桩　。　度范围内运行。钢导桩和限位装置又保证了浮署　自由升降并使钢引桥终年在设计轴线上运行，　而实现了浮码头活动钢引桥升降作业的自动化和　安全性。　２钢引桥升降工艺研究　２Ｊ　２　２限位装置研究　为了使浮趸随着水位的涨落顺畅地沿着定位　．浮码头活动钢引桥自动升降装置　ｕ自动升降　　小’　由浮趸、限位导轮系统组成的活动部分和定位桩、　支撑台组成的固定部分组合而成。　钢管桩上下浮动，限位装置就成了关键部位。登　求限位装置既要起到限位作用，防止浮趸产生超　位钢管桩顺畅浮动，避免在任何情况下的点　象发生。为此，经多方面研究，在纵向和横向　工艺允许的位移和倾角，又要使浮趸能　篓　向）两端各设１套限鬻　位装置。纵Ｉ＿１ｊ　１业霰．且　且　于浮趸表面，通过与钢桩匹配的滚轮与钢桩接　触，在弹簧力的作用下与钢桩无间隙配合，减少　由于风浪等原因造成的冲击，弹簧的压缩长度在　３０　ｍｍ左右。在浮趸的横向（即垂直水流方向）两　端各设２套限位装置。横向限位装置设置于浮　表面，通过与钢桩匹配的滚轮与钢桩配合，酉己　间隙５Ｏ　ｍｍ，以尽可能地减小浮趸的横向倾角　２　３大趸船固定方式研究　浮码头前沿线的大趸船既承载着装船机等　装卸设备，又要满足船舶的靠泊要求，同　后方的钢引桥连接。其在各种Ｔ况下的自身　图１钢引桥自动升降装置　对于大趸船的鬻萎固定方式，　应米取牧具１世　旧　的趸船更为严格的方式。经研究采取如下固定　方式（图３）。　１）浮趸利用自身的浮力来支撑两榀钢引桥相　邻的两端，浮趸顺水流方向１８　ｍ，垂直水流方向　・１１０・　水运．ｊ．．一．　图２限位装置　图３大趸船固定方式　１）上下游各抛外八字锚１口，质量３　ｔ（霍　尔锚），配直径４６　ｍｍ锚链各１５节；上下游内系地牛对口钢缆各一根，上游系直径３２　ｍｍ钢丝　绳，下游系直径２８　ｍｍ钢丝绳（上下游开锚配绞　盘式站关各１个，拉力５　ｔ），便于趸船排叠。　２）上游方向抛引水锚２口，质量各３　ｔ（霍　尔锚），配直径４２　ｍｍ锚链１０节，系泊缆桩。系　工程　引水钢缆一根，直径３２ｍｍ，系泊缆桩。　３）下游方向抛尾倒锚１口，质量３　ｔ（霍尔　锚），配直径４２　ｍｍ锚链１５节，系泊缆桩。系尾　倒缆１根，直径３２　ｍｍ，系泊缆桩。　４）设前引水缆、尾倒缆和ｌ组对口缆。　２．４支撑台设计研究　支撑台是用来在设计低水位时，支撑浮趸并保　持工艺需要的坡度，因此需要在某一特定的高度　设置浮趸支撑台。支撑台台面高程的具体确定方　法是：当水位下降，浮趸坐落在支撑台上时，靠　岸端钢引桥的坡度正好是设计最大坡度；当水位　继续下降时，靠岸端钢引桥实际上成为固定钢引　桥。支撑台的巧妙设计，保证了活动钢引桥终年　在设计坡度范围内运行。在支撑台结构设计上，　为了防止码头在低水位运行时泥沙淤积可能将趸　船底部吸住，在支撑台顶面设计成格墩型式，单　个格墩长４　ｍ，宽１　ｍ，纵横间距２　ｍ，成３排４　列布置。在低水位运行时，水流仍可从趸船底部　穿过，避免了趸船底部淤积。详见图４。　——一——　ｂ１平面　图４支撑台　（下转第１２５页）　第５期　石　昕，等：基于Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ的长江航道测绘资料管理系统设计与开发　・１２５・　匝　强资　管理水道信息　　生遵耋篮罢著嘉　遘　大马洲　道　舾瓣　一酾等丰　马　垄选ｌ睦２４３　２　豳圃０　潲　垂童　序号口　撩捧１　２　＿＿　蕉苎兰壁整　遵篷　量２鳌　壁　ｌ星２銎　§垄潼墼　逢里叁±　蓬坐遵　逵图片展示４４３　５　３０Ｔ　９　夏盲唐　朱京湾　集威｝瞬尖丰寸　凿安航道首理垃４３３　Ｔ　ｊ！盎茕航道管理立【２９６　７　：　●　４　ｒｎ。　５　ｒ＿　Ｂ　家嘴；　谨　２　公安航道管理址￣５３　４　安赢航遭管理皇上７０８　０　茏　航道管理韭３９５　０　江航谨管理赴？ｌ６　０　Ｉ　：转丑障ｌ’　４　０７１６　０　：钝０　７２９　４　页革Ｉ页世ｌ页自家言冯家台　写当睡塞钱水遭３　籍山水道　兰南水道　３１７　３３５　娘ｊ＆庙　马当矾　慈潮河口＾　ｎ　马当矶小孤山　鄯玛鞋山匿玉　ｉｌ择：垒）盘一度选一不ｊ盘　【萋曩ｌ～　ｌ　总＃６多记录　图９水道信息资料查询　系统可以对成图文件中的测量面积进行统计　分析，并以图表的形式输出，满足数据查询和制　用Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ技术，使之为长江航道的发展做　出更大贡献。　作各类文档的需求，方便用户对测量工作进行总　体把握。如图１０所示，在“统计图表”模块中，　以“２Ｄ饼状图”来显示在２００８年对多个水道的　测量面积的统计结果。　参考文献：　【１】柴晓路，梁宇奇．Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ技术、架构和应用【Ｍ］．　北京：北京电子工业出版社．２００３．　［２】王洪涛，夏世雄，高璩．Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ在企业中的应用研　４结语　究ｌＪＪ．中国信息化，２００５．　［３］杨德仁，薛梅，顾君忠．基于Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅ核心协议与实　施研究【ＪＪ．计算机系统应用．２００５０）：３３—３６．　［４】常乐，彰晖，陈宏盛．ＷｅｂＧＩＳ应用系统设计ＩＪＪ．计算机工　程．２００１，２７ｆ４）：５１—５３．　长江航道测绘成果资料管理系统的成功运行，　表明了一种新的面向服务的体系结构的优越性，　通过Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ技术的使用，减少了部署和集　成的费用，提高了系统的可扩展性和兼容性，增　强了系统的适应能力，提高了系统的安全级别和　服务质量。在长江航道信息化建设中，可充分利　［５】章珉，曾致远，严德汗．基于Ｗｅｂ服务的分布式应用系　统的构造ｆＪ１．微机发展．２００４，１４（９）：１０８—１　１　１．　（本文编辑郭雪珍）　（上接第１　１０页）　３结论　参考文献：　【１】重庆市交通规划勘察设计院．重庆海螺水泥有限责任　公司专用码头工程施工图设计ＪＲ］．重庆．重庆市交通规　划勘察设计院：２００９．　钢导桩定位浮趸自动升降的浮码头工艺，浮　式自动升降系统钢引桥的坡度是随水位升降而调　整的，整个装置结构简单可靠，无需动力，无需　专人管理，给使用单位带来了很多的方便。尤其　适用于大水位差的散货浮码头、客运浮码头。使　工程建设费用和日常管理费用大为减少，在浮码　头的设计建造中具有良好的推广价值。　［２】ＪＴＪ　２　１　２－－２００６河港工程总体设计规范【ｓ】．　［３】ＪＴＪ２９４－－１９９８斜坡码头及浮码头设计与施工规范［ｓ］．　［４］Ｊ¨２１４－－２０００内河航道与港口水文规范【Ｓ］．　『５１　ＪＣＧ／２０１０－－－１９９６船舶倾斜试验与静水横摇试验实施指　南［Ｓ］．　（本文编辑郭雪珍）