码头工程设计方案

码头工程设计方案（共12篇）

码头工程设计方案 篇1

1 工程概况

某有限公司为发展经济, 壮大生产规模, 拟在长江内侧兴建一座3 000t~5 000t级泊位的进出口仓储码头, 码头全长118m, 宽18m。码头后方设有引桥两座, 布置在上、下游, 其中下游引桥长95m, 上游引桥长96.72m, 桥面宽度均为8m, 引桥下部结构为灌注桩基础, 上部为梁板式结构。上、下游引桥各14跨, 其中江侧两跨为现浇板, 预制空心板96块, 上、下游引桥各48块, 每跨4块。

2 方案比较

第一种方案是在岸侧引桥两侧先铺一层石子便道, 用50T履带吊安装。用这种方法保险系数最高, 但费用较高, 对于一个造价比较低的工程是一个不小的数目。

第二种方案是用“土办法”, 把空心板全部倒运在引桥的岸侧 (第一跨可以直接安装) , 在已安板上铺上轨道, 然后用卷扬机拉到所安装的前后位置, 用葫芦固定左右位置。这种方法虽然费用较低, 但进度比较慢, 很难满足施工工期要求。

第三种方案是用吊车停靠在已安完的板上, 安装下一跨的空心板, 考虑到当时板的重量将近10T, 经过对吊车的技术参数和现场的考察决定用25T汽车吊。这种方案简单、经济, 但保险系数是个未知数, 为此, 对这种方案进行详细的分析与探讨。

3 第三种方案的分析与探讨

3.1 25T汽车在空心板上行驶和安装的受力分析与计算

考虑25T汽车吊是在安装时的受力情况, 以简力板计算。空心板长6.3m, 宽2m, 高0.45m, 搁置长度为0.25m。

3.1.1 汽车吊行驶时跨中最大弯矩的分析与计算

25T汽车吊中后轴间距4.325m为集中荷载, 根据25T汽车的质量参数, 前轴为P2为3.65T, 中后轴为P1为1 0.85T、当中后轴在板中央时为最不利荷载, 行驶时跨中受到的最大弯矩为:Mj=M0+Mc1max+Mc2。

式中:

M0为空心板自重荷载产生的跨中弯矩;

Mc1max为汽车吊行驶时产生的跨中最大弯矩;

Mc2为其它变载产生的跨中最大弯矩。

1) M0的计算

2) Mc1max的计算

式中:l0为空心板跨距;

α为冲击系数, 取1.3。

Mc1max按《高桩码头设计与施工规范》确定相关系数及综合系数后, 计算得出。首先确定空心板的抗弯刚度与抗扭刚度比例系数将引桥空心板圆形空心截面转化为矩形空心截面, 如图1、2所示, 根据面积相等且惯性矩相等的原理得:

解得b1=544mm, h1=260mm。3) Mc2的计算

汽车行驶时, 其它变载按均载考虑, 且假设均载q为5k N/m2, Mc2=1/8×q×l02×α=1/8×5×6.552×1.3=34.86kN·m。经上述计算可得, 行驶时跨中受到最大的弯矩为Mj=M0+Mc1max+Mc2=82.75+231.2+34.86=348.81kN·m。

3.1.2 行驶时支座最大剪力计算

支座的剪力由三部分构成, 空心板自重产生的支座剪力Q0;汽车行驶时产生的支座剪力Qc1;以及其它变载产生的支座剪力Qc2。

1) Q0的计算:Q0=1/2×15.43×6.3=48.61kN;

2) Qc1的计算:

3) Qc2的计算:

其它变载按均载q等于5kN/m2计,

故行驶时支座最大剪力:Qj=Q0+ (Qc1max+Qc2) ×α=48.61+ (112+15.8) ×1.3=214.75kN。

3.1.3 安装时受到的最大弯矩计算。

根据《高桩码头设计与施工规范》及汽车吊质量参数, 支腿横向跨径5.9m, 纵向跨径为2.45m, 考虑其受力, 汽车吊的荷载集中作用点上布置1m的钢板。由下列数字:a1=b1=1m, a1′=2.08m, b1′=2.45m, la=6.3m, lb=8m进行计算。

3.2 空心板承受安装载荷能力的分析与计算

3.2.1 承受弯矩能力的分析与计算

将圆孔折算成等效矩形孔, 然后按T形截面计算。

1) 判断T形截面类型

考虑其特殊情况, 设砼强度为C20, Ⅱ级钢筋。

配筋为螺纹钢19Φ20, Ag=5 969mm2, ag=5cm,

故属于第Ⅰ类T形截面。

2) 计算截面所能承受的最大弯矩

满足要求。

截面所承受最大弯矩Mjmax=1/rc×Ra×hi′×X× (ho-X/2) =1/1.25×11×2000×92.2× (400-92.2/2) /106=574.281 KN·m>Mj。

安全。

3.2.2 空心板承受剪力能力的分析与计算

空心板的箍筋间距为20㎝, 配筋为圆筋5Ф10, ho=45-5=40cm, b=91.2cm, Rl=1.3MPa,

=832.03>Qj。即空心板截面符合25T汽车吊安装作业承载要求。

能承受的最大计算剪力为:

安全。

式中:p=100×μ=0.016×100=1.6<3.5取1.6;

通过对第三种方案的受力分析及计算, 可知选用第三种方案是安全可行的。

4 结论

在该工程空心板安装施工中, 我们采用了本文论述的第三种方案。这种方案减少了空心板的倒运次数, 节省了机械台班费和人工费等, 工期不仅有了保障, 还比预计提早。整个安装过程没有出现任何安全和质量事故, 充分表明这种安装方案是合理的。

参考文献

[1]高桩码头设计与施工规范 (JTj291-98) .

码头工程设计方案 篇2

长许可[2007]157号

关于苏州港常熟港区兴华作业区泓洋码头工程

涉河建设方案的批复

江苏省水利厅：

你厅报送的《关于转报常熟港区兴华作业区泓洋码头工程涉及河道管理有关事宜的请示》（苏水管[2007]104号）及附件材料收悉。经研究，现就该码头工程涉河建设方案批复如下：

一、同意常熟泓洋环球仓储有限公司在长江徐六径节点段右岸徐六径河口西侧建设公用码头一座，工程建设规模为30000吨级、5000吨级泊位各1个，3000吨级泊位2个，2000吨级、500吨级泊位各4个，使用长江岸线435米及相应水域。

二、基本同意《苏州港常熟港区常熟泓洋环球公用码头工程工程可行性研究报告》推荐的拟建码头工程平面布置第一方案和水工建筑物结构第一方案。拟建码头与兴华三期码头连片建设，呈“F”型布置，采用高桩梁板式结构，外档码头平台长359.00米，宽40.00米，排架间距7.00米；内档码头平台长415.00米，宽28.00米，排架间距7.00米；码头上游侧设置1座固定引桥与陆域相连，引桥跨堤处设置闸口1座；引桥总长约477.00米，两码头平台之间引桥宽20.00米，内档码头至陆域引桥宽35.00米，引桥采用排架式梁板结构，排架间距为14.00米；设变电所平台两座，一座设在引桥上游侧，平面尺度9.4×11.7米，另一座设在内档码头平台内侧，平面尺度9.4×11.1米。

拟建码头平台前沿上下游端角点坐标（1954年北京坐标系）为：

外档码头上游端：X=3516407.147，Y=40590198.333； 外档码头下游端：X=3516420.595，Y=40590557.081； 内档码头下游端：X=3516167.606，Y=40590642.175。

三、下阶段应进一步优化码头防撞桩设计，适当加大防撞桩之间的间距，尽量抬高连接防撞杆横梁高程，以减小阻水影响。码头引桥与大堤的衔接处理和通道闸口须委托具有相应水利工程设计资质的单位进行专项设计，报经你厅审查批准后方可实施。

四、拟建码头工程实施后，其下游徐六泾河口和常熟电厂规划二期取水口处水流流速将会有所减小，可能引起局部泥沙淤积，建设单位应承担相应的河道监测和清淤疏浚责任，确保徐六泾闸取排水和通航等功能不受影响。同时，建设单位应密切关注工程河段河势变化，加强码头工程附近河道的监测，发现问题及时采取措施，并将有关情况及时报当地水行政主管部门。

五、拟建工程施工前，建设单位应按规定到当地水行政主管部门办理有关手续，依法缴纳有关费用。工程建设过程中应妥善维护好堤防、护岸等工程设施，如有损毁应按原标准及时修复。拟建工程使用的河道管理范围，其土地权属不变，仍为水工程用地。建设单位应承担使用岸线范围内的防汛任务，接受水行政主管部门的监督管理，服从防汛部门的统一指挥。

六、该工程在其施工设计文件报你厅审核同意后方可开工建设。开工时，由当地水行政主管部门派员监督工程施工放样，并对该工程建设实施监督管理。工程竣工验收时，应有水行政主管部门参加。

二○○七年十一月二十六日

主题词：河道 管理 江苏 批复 抄送：水利部。

长江水利委员会办公室

码头工程设计方案 篇3

【关键词】综合码头；荞麦山；渔港改扩建

随着人们生活水平的提高，游艇业已成为新的经济增长点，为旅游行业带来新的活力，大连金渤海岸定位为国际著名旅游度假胜地，荞麦山改扩建原有渔港为中小型游艇为主、小型渔船为辅的综合码头是大势所趋。

1.荞麦山渔港改扩建的内部环境分析

游艇码头主要由堤岸、固定斜坡、活动梯、主通道浮码头、支通道浮码头、定位桩、供水、供电系统、船舶、上下水斜道、吊升装置等组成，从技术上讲是一种新的码头类型，游艇码头的建设对于自然环境、经济条件等都有一定的要求。

游艇码头的类型和用途多种多样，从游艇码头的结构类型上看，有钢结构游艇码头、薄壁混凝土游艇码头、铝合金游艇码头、趸船游艇码头和组合式游艇码头，但不管是何种形式的游艇码头，都必须具备水域和陆域两个部分的自然条件。

1.1陆地环境

建设游艇码头要求陆域部分占总用地面积的百分之二十，俱乐部、游艇上下水滑道、加油、补给、维护、游艇干舱（露天、室内）以及其他的配套项目，如：停车场、管理、零售、餐饮、酒店、休闲娱乐设施以及延伸服务（培训、展示、交易）等功能都需要在陆地上进行，在陆地上进行的功能比水域部分的功能还要复杂。荞麦山地处渤海海域，属于金州湾，金州湾是大连地区渤海沿岸最大的海湾，岸线北自金州区大魏家镇荞麦山、葫芦套一带，南至甘井子区黄龙尾咀，长约74公里，面积约7453平方公里，陆地面积满足建造中小游艇码头的要求。

建造游艇码头地形、交通环境等因素也不可忽略。地形、地质方面：金州湾海湾底质西部为细沙，中部为沙，距岸2.7公里至岸边为泥底。交通方面：金渤海岸区域交通发达，市内机场、度假区、市区、海港之间交通便利，处于国内各主要交通干线的经过处，沈大高速公路、哈大客运专线、西北路延伸线、华北路延伸线、滨海路和金州大道均从此地经过，陆路、海域、航空路线均较为便利。大连与朝鲜、韩国、日本、东南亚各国以及部分欧美国家之间都设有国际航空航班，海上交通也较为发达。荞麦山渔港所处地段岸坡稳定、交通发达，符合游艇码头的要求。

1.2水域环境

游艇码头建设的规模应根据当地的水域条件、自然条件，和可承受的靠泊、航行能力来具体实行。系泊水域应分区规划，充分利用，且便于不同类型、尺寸的游艇靠泊。

游艇港内各功能水域包括港池、系泊水域、航道、回旋水域等，港池应布置在平稳且具有足够水深和面积的水域，以确保游艇能安全系泊和方便游艇操纵。港池泊稳应充分考虑口门外波浪的入侵、波浪越浪（越过防波堤）反射波、船行波等综合影响。从浮式结构特点、系泊安全、艇上人员生活舒适要求，港池允许的波高一般情况要求小于等于0.3m，25年一遇情况下小于等于0.5m。金州湾海域平均波高为0.6～1.1米，最大波高为北向4.2米（出现在11月份），因此根据游艇码头的要求需人工建设港池。航道宽度一般游艇基地应按双向航道设计，航道宽度可参照《海港总平面设计规范》中的规定确定。航道水深可参照《海港总平面设计规范》中的规定确定，若存在大量不确定因素时，航道水深应再增加0.6m-1.0m的富余深度。据统计，口门处航道水深在2.5m-3.5m之间。金州湾东部水深3～5米，西部水深5～10米，自东向西逐渐递增。岸边至湾内1000米，水深不足2米。回旋水域为港池内供游艇调头的水域，应设置在方便船舶调头的区域。回旋水域水深可参照航道水深确定，回旋水域直径可按2.0-2.5倍设计船长确定。据统计，一般情况下，回旋水域直径为50m。西北风易起浪拖锚，小艇可在鹿岛与范家坨子岛之间锚泊避北及东北风，海湾南部可避南风。金州湾西部海域属渤海正规半日潮，潮差2～2.3米，潮流为逆时针旋转，涨潮主流为东北向，落潮主流为西南向，流速平均为0.6～0.8节。每年12月上旬至次年3月中旬，海域沿岸结冰，厚度为0.3～0.5米，固定冰可外延5海里，蚂蚁岛南海面常有流冰。

2.荞麦山渔港改扩建的外部环境分析

2.1经济条件

当地区人均达到收入达到一定水平时，游艇经济便开始萌芽，荞麦山处于辽宁沿海经济带，经济发展水平较高，有建设中小型游艇的条件。

大连市委、市政府提出全面实施文化强市战略，科学谋划大连未来的文化改革与发展，加快构建有利于文化产业发展的体制机制环境，大力发展游艇休闲产业。金州新区已经明确提出要建设成为文化创新的重要策源地、文化创意研发制作基地和文化精品集散地，游艇休闲产业将能够吸引到更多的外来投资，游艇产业链便会成为一块大蛋糕，而游艇码头就是很有分量的一块蛋糕。

2.2社会环境

金州经济开发区为入驻企业在立项、工商注册、土地规划、建设用地报批、税务登记、建设生产等实行“一条龙”全程跟踪服务，为游艇码头建设的检测、审批等提供了有利条件。另外我国的游艇制造供应、文化教育、娱乐闲暇时间、消费者消费观念等都在逐渐变化，人们对游艇经济的理解不再局限于小众的高端奢侈品，游艇经济正在逐渐被普通大众接受。

目前来看，国内游艇码头规划起步较晚，尚处在普及阶段，荞麦山原为村级行政单位捕鱼作业小型渔港，不能完全转变为中小型游艇码头，因此保留小型渔港，建设成以中小型游艇为主、小型渔船为辅的中小型综合码头是较为合理的改扩建方式。

3.未来展望

我国经济发展水平不断提高，游艇消费市场将呈现井喷的发展态势，届时游艇码头建设的步伐也将加快，将呈现从沿海、沿江地区向内陆地区逐步扩散的局面。将逐步形成以天津、大连、青岛、日照为核心，其他港口为辅的环渤海游艇港口群。荞麦山扩建为综合码头符合经济形势的发展。

本文从荞麦山陆地环境、水域环境、经济条件、社会环境对荞麦山改扩建为以中小型游艇为主、小型渔船为辅的中小型综合码头的可行性进行了分析，荞麦山渔港改扩建为综合码头是可行的。

【参考文献】

[1]杨桂樨.海港水域强潮流影响船舶作业条件和总平面布置[J].港工技术，2002，（03）.

[2]许辉.将“不可能”变成现实—大连港新30万吨原油码头建设纪实[J].交通建设与管理，2010，（08）.

[3]陈浩，陈双喜，江欣.大连港在环渤海港口群的竞争力现状分析及对策研究[A].中国航海学会—2004年度学术交流会优秀论文集[C].2004.

码头工程设计方案 篇4

东营港某液体化工码头由2个5千吨级泊位、2个5万吨级泊位、7km已建引桥、连接已建引桥的2.6km新建引桥、4座综合用房和1个加压泵房构成。其中5千吨级泊位在已建引桥平台上, 5万吨级泊位位于新建引桥末端 (参见图1) 。

根据引桥较长, 泊位比较分散, 用电负荷较大, 一、二级用电负荷较多的特点, 码头采用分布式供电系统, 在4个综合用房内分别设置4个变电所, 深入负荷中心。由后方库区35KV中心变电所提供6回路独立10KV电源, 每个变电所2路进线互为备用, 保证一、二级负荷供电的可靠性 (其中4#变电所由2#变电所提供2回路10KV电源) 。该码头现场电气方面的施工已基本完成, 现就电气工程施工过程中出现过的问题, 结合电气设计进行归纳和分析。

1 电缆桥架安装固定问题

2×5千吨级泊位在已建引桥中后段;而2×5万吨级泊位在新建引桥末端, 离岸达到12000米。由于东营港濒临渤海西南海岸, 常年风浪较大, 平均风速达到10.8米/秒, 盐雾腐蚀严重, 且5万吨比5千吨离岸更远, 在室外设备的安装固定方式上, 应因地制宜地采用更为有效的方式。

设计时电缆桥架采用双边加固型大跨距铝合金桥架, 由固定在工艺管架上的F型槽钢托臂支撑, 工艺管架跨距约为7米, 5万吨泊位由于常年海风较大, 而施工单位没有意识到大风的影响, 只在桥架一侧用常规的固定卡卡住, 结果桥架在没有安放电缆前, 因为质量较轻, 多次被大风吹翻、吹落, 经过现场调查分析, 原因是桥架没有在两侧固定, 因此容易被大风吹翻, 并扭断固定卡, 最后导致桥架被吹落。

如何做到既牢固地固定桥架, 又方便电缆敷设和日后维护, 就成了一个必须解决的问题。为此现场采用以下方案, 可有效解决施工中桥架在电缆放入前后的固定问题:

在未敷设电缆前, 先用不锈钢扁铁一端卡在桥架专用槽内, 另一端用螺栓螺母固定在托臂上, 将电缆桥架两边都牢固地安装在托臂上, 起到临时固定作用。待电缆敷设完毕, 盖上盖板后, 再用抱箍将桥架整体固定在托臂上, 这时桥架整体就像一个箱形钢结构, 强度大增, 能承受大风的吹袭, 从而较好地解决了临时固定、电缆敷设和日后维护的问题 (参见图2) 。

2 防爆平台灯安装问题

设计时将防爆平台灯灯杆抱箍在工艺钢管架上, 而到场后防爆平台灯灯杆与防爆接线盒尺寸不同, 若继续采用抱箍直接抱在在工艺钢管架上, 灯杆底部突出的防爆接线盒使灯杆无法紧贴管架, 灯杆不垂直, 固定不牢靠。

为了解决这个问题, 考虑到钢管架无法打入膨胀螺栓, 故将灯杆改为以下安装方式, 保证施工的顺利进行:

在工艺管架上焊接两个槽钢托臂, 然后用U型管卡将灯杆卡在托臂上, 这样不仅防爆平台灯牢靠固定, 灯杆容易做到垂直, 而且便于防爆接线盒接线及日后的检修 (参见图3) 。

3 现有引桥的接地问题

已建引桥是按照普通的公路桥设计的, 没有考虑防雷接地问题, 桩内基础钢筋未引上桥面。新建引桥则是按照石化管廊引桥设计的, 考虑了防雷接地需要, 基础钢筋按要求引上桥面供防雷接地用。为了解决液体化工管道在原有引桥上安装的防雷接地问题, 设计时采用如下方案:

将新建引桥两侧的接地干线一直延伸到原有引桥, 并将接地干线与水工桩引上钢筋可靠连接, 引桥两侧的接地干线之间每隔30m用BV-95黄绿接地线跨接一次, 使已建和新建引桥形成一个完整的等电位接地网, 从而保证防雷电、防静电、防电击的效果。已建引桥的接地干线敷设在两层电缆桥架内, 故跨接线用BV-95黄绿跨接线连接即可。

新建引桥在水工平台的两侧设置了两根接地干线, 在设计时按照规范要求使用BV-95黄绿接地线进行了跨接。但在保施工过程中, 发现引桥面敷设有钢筋网, 故根据现场情况, 进行了如下的更改:

考虑到新建引桥面层铺设有150×150mm钢筋网, 可以利用钢筋网做接地跨接线, 及时根据实际情况作出设计变更, 取消原设计的跨接电线, 改用钢筋网作跨接线, 既简单经济, 又便于施工, 而且具有更好的等电位接地效果。这个实例说明, 在设计过程中要充分了解建筑物结构, 了解是否能够利用建筑物内各种基础构件内的钢筋作为接地极和接地连接线, 尽量利用建筑物内的基础钢筋做接地极和连接线, 既可节省费用, 又达到了更好的接地效果 (参见图4) 。

4 变压器与低压柜连接的问题

变压器与低压柜连接一般使用母线槽, 但考虑到经济等因素, 对于小容量的变压器可使用电力电缆代替母线槽, 具体可按以下容量进行选择:250KVA及以下的变压器可以采用电缆和低压柜连接, 250KVA以上变压器由于出线电流较大, 应使用母线槽连接。

本工程1#, 2#, 4#综合用房变压器均不大于250KVA, 采用电缆连接, 经济方便。3#综合用房内的变压器容量为630KVA, 原设计采用电缆连接, 施工很困难, 后来改为母线槽连接, 较好解决了施工困难的问题。

5 设备订货与设计不符问题

本项目部分实际采购的设备外形尺寸和数量与原设计不符, 导致原设计的预埋件或预留位置与实际设备不相符, 无法按照图纸正常施工, 故结合现场情况灵活调整:

根据设备厂家之前提供的资料, 故设计时2#变电所75KW EPS根据4台柜制作预埋件, 设备到场后却为5台柜, 且原预留位置不足。经与厂家协调, 施工时将EPS控制柜与电池柜分开布置, EPS控制柜安装在距EPS电池柜2m的低压柜预留位上, EPS控制柜和低压柜之间用隔板隔开, 并使EPS控制柜与电池柜之间改用电缆连接。

3#变电所变频柜的旁路柜、变压器柜、功率柜和控制柜柜体尺寸均比设计时厂家提供资料后而定做的预埋孔洞和槽钢尺寸小, 无法安装在预留空洞和预埋槽钢上。经与结构专业协商, 现场按下列方式施工:根据柜体形状现场制作槽钢支架, 并与原基础型钢焊接, 用花纹钢板盖住外露孔洞, 从而较好地解决了设备安装问题。

设备订货与设计不符是施工中经常遇到的问题, 在处理此类问题时, 互相推卸责任只能拖延工期, 积极的办法是各方一起协商, 及时找出解决问题的办法, 才是一种认真负责的态度, 更是工程能够按质按量按时顺利完成的重要保证 (参见图5) 。

6 设计人员与业主、监理与施工队之间的协调

在施工过程中, 经常遇到业主提出新的要求, 需要设计修改或变更, 甚至对已施工完成的部分进行调整。设备供应商和施工单位也经常出于各种考虑, 要求进行设计修改变更。同时, 设计也因种种原因有考虑不周之处, 需要根据实际情况作出必要的调整。现场设计代表应本着实事求是、科学严谨的态度以及为现场解决问题提供及时服务周到的意识, 和业主、监理、施工单位人员经常到现场了解情况。对业主、设备厂家、施工单位提出的要求, 确实有必要修改、补充、完善的, 应积极配合;对于不符合规范、标准或降低工程质量的建议, 应耐心解释, 说明原因, 共同讨论协商, 找到合理的能够解决问题的办法。例如5W吨级泊位风浪大, 电缆桥架有几处跨距较大, 建设单位建议在垂直、转弯、三通等处增加槽钢支架, 以加强桥架的稳定性。接到建设单位的建议后, 现场设计代表和建设单位人员一起到现场调查, 认为现场风很大, 而且桥架高度较高, 确实有必要加强桥架的支撑, 并和施工队商议, 让施工单位先备料并按要求加固, 最后以设计联络单的形式进行确认。

7 结语

液体化工品码头现场施工环境具有复杂和多变等特点, 具体实施过程中, 免不了会出现一些需要局部调整设计方案、材料或施工工艺等问题, 这就需要采取一些灵活变通的工程措施, 以适应现场实际情况的特殊需要。设计应在满足现行国家和行业标准、规范要求, 确保工程安全可靠、经济实用为第一前提的同时, 以及时周到的服务于现场为己任, 力求做到坚持原则、实事求是、以人为本, 充分尊重参建各方的不同意见, 相互取长补短、密切配合, 为工程建设的顺利实施提供优质、高效的设计服务。只有这样, 才能真正实现科学先进、经济可靠、易于实施、便于使用的优秀设计之目的。

摘要：本文结合东营港某液体化工品码头现场施工的实际情况, 对出现过的问题及其解决方案进行了归纳与总结, 并提出了一些初步看法, 希望对类似工程的电气设计和施工具有一定的参考或借鉴意义。

关键词：液体化工品码头,电气设计,现场施工

参考文献

[1]陈永根等.工业与民用配电设计手册 (第三版) [M].北京:中国电力出版社, 2003

[2]常用低压配电设备及灯具安装 (D702-1-3) [M].北京:中国建筑标准设计研究院, 2004

码头变形监测实施方案 篇5

摘要:在原有码头的基础上加固水工构件时，都要及时的监测码头的变形，对码头的变形进行及时的掌握，以防安全事故的发生。本文首先介绍了码头测量的等级和精度，再对沉降和水平位移进行方案布置，同时对在作业过程中会遇到的一些问题进行讨论，提出一些建议，希望在码头变形测量中起到一定的借鉴作用。

关键词：码头、变形测量、方案研究 概述

随着经济的发展，原有码头难以满足目前的运输能力，这就需要在原有码头的基础上增建水工建筑物、航道改造等措施，增加原有泊位的吞吐能力。由于原有的受力平衡被打破，水工构件所受到的侧向压力增大，造成码头整体或局部变形。码头水工建筑物，尤其是重力式码头结构在建设及运营过程中通常会发生位移和沉降，对码头工程的安全及正常使用造成不利的影响。因此，十分必要进行监测，通过监测工作及时发现问题，提供码头变形数据，是保证水运工程规划、设计、施工、运行和船舶安全航行的必要措施。本文通过码头监测, 根据各工程要求以及码头结构、周边环境等特点，制定监测技术方案进行施测，提供准确可靠的码头变形数据。码头监测等级及精度

依据《水运工程测量规范》（JTJ203-2001）及设计要求确定监测等级。在确定监测等级后，码头变形测量应根据各工程需要和特点，进行现场踏勘，充分了解工程情况，收集和利用已有的测绘成果，制定测量技术方案。方案应充分考虑现有的设备精度、监测效率，制定详细的实施细则。沉降变形监测

3.1 基准网布置

水准基准点是整个监测工程的最基本的控制点。水准基准点布设可结合水平监测网点布设与选埋，埋设位置须考虑稳定可靠、作业方便，并以3个一组为构点方式。应在变形影响范围以外且便于长期保存的位置，无机动车辆往来，较隐蔽的地方，点的埋设深度应在1mm 右。水准基准点、工作基点测量，沉降观测点测量，按相应等级水准要求观测。3.2 码头沉降点布设

码头沉降点应选择在能反映变形体变形特征又便于监测的位置，并尽量结合水平位移监测点布设。如：码头承台各部分的转折角、码头接岸处、吊装机台等。3.3 基准网及沉降点测量

沉降观测的遵循“五定”原则。所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要固定；观测人员要固定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、程序和方法要固定。水平位移变形监测 4.1 监测方法的选择

水平位移监测相对于沉降监测复杂的多，监测方法：视准线法、支距法、引张线法，前方交会法、极坐标法、小角法、GPS 测量等等。

一、二等监测必须设置强制对中装置，对拟采用的监测方法及情况作精度估算，选择哪种或几种监测方法应根据要求及具体情况确定。当然，在满足精度的情况下，尽可能采用简单方法以提高作业效率。4.2 监测方法的比较 a、视准线法

在码头的变形影响范围以外码头两侧，设置两个强制对中观测基点，构成一条视准线。码头水平位移监测点布设在视准线上，定期观测这些点偏离方向线的距离, 算出各点在不同时期测得的偏离值之差, 即得其水平位移值。视准线法具有对现场场地要求不高, 作业方便、灵活的优点, 但其受外界气象条件影响大,大气折光的影响使其观测条件受很大限制, 观测精度降低。此方法适合对码头的长期变形进行监测。

b、支距法、引张线法 在码头的后方设一条基线，基线的端点设置基点, 视情况可将基线的两端延伸并距码头一定距离的地方另设两点, 作为以后检查基点。由位移观测点向基线引垂线, 在垂足设观测点, 定期测量位移测点与对应观测点之间的距离，采用钢尺测定码头位移值。当采用测距仪测定位移值时，观测点均宜采用强制对中，其误差分别来自观测仪器对中误差和测距仪本身的精度。此方法具有对现场场地要求不高, 作业方便、灵活的优点。观测精度主要取决于测距精度,需配备高精度的测距仪，仪器与监测点需要强制对中。c、前方交会法

对于仅有较高测角精度经纬仪测绘单位，采用传统的前方交会进行位移观测是常用方法,该方法具有对现场场地要求不高, 作业方便、灵活的优点，但对于位移观测点应与基点构成较好的图形十分重要，观测精度主要取决于测角精度,需配备高精度经纬仪，仪器与监测点需要强制对中。前方交会不适合时时作业，外界对其观测条件影响较大。d、GPS 测量

随着GPS 系统的不断完善, 软件性能不断改进, 目前GPS 越来越多用于精密工程测量和工程变形监测。(1)数据采集

GPS 数据采集分基准点和监测点两部分,为提高监测的精度与可靠性, 监测基准点宜选2～3 个, 点位稳定且满足GPS 观测条件, 尽量使基准点距监测点300m 以上且分布在码头两侧。监测点要能反映码头的形变, 并能满足GPS 观测条件。(2)GPS 数据处理与分析 利用GPS 进行监测, GPS 数量不宜少于4台, 每次观测2～3 个监测点, 对观测数据进行平差处理, 求得各监测点三维坐标, 通过多次观测对码头的变形进行监测。

(3)精度及特点

监测点相对于基准点水平精度优于1.0mm;垂直精度优于1.5mm。GPS 测量精度高，受天气影响小，可全天候作业，不受码头离岸距离的远近影响，可对码头进行三维监测；但码头监测点观测条件不易满足。5 温度对平面位移观测的影响及解决方法

在监测工作中发现，码头钢筋混凝土构件存在着明显的由于温度变化产生的热胀冷缩现象，且变化较不均匀，这种自然变形有时掩盖了真实的变形情况，因此，在变形数据计算分析过程中，需根据具体情况进行膨胀误差改正，使变形数据真实体现由于施工原因造成的平面位移情况，从而保证施工的顺利进行。结束语

码头变形测量对工程施工具有重要的意义，直接影响到工程的施工的安全。测量时要根据当地码头的实际情况选择合适的测量方案，做到既能保证测量的准确性又能保证测量方便可行性。

参考文献

码头工程设计方案 篇6

1 集装箱码头冷箱人工监控

1.1 主要流程

目前大多数集装箱码头主要采用人工手段监控冷箱，主要流程如下：冷箱到达相应场地后，工作人员插电；在冷箱堆存期间，工作人员每隔记录冷箱的温度、湿度和通风等数据，并输入码头操作系统；冷箱离开场地前，工作人员断电等待提箱操作；场地设备根据码头操作系统的指令完成提箱作业；码头操作系统的计费子系统核算冷箱在码头堆存期间产生的费用（包括堆存费、电费和场地服务费等）。

1.2 不足之处

（1）监控周期过长。码头工作人员通常在三班换班前检查冷箱的温度、湿度和通风等情况，平均间隔，其间如果冷箱发生故障，工作人员无法及时发现并处理，可能导致冰鲜肉类、根茎蔬菜、水果和某些活植物等温度敏感货物严重受损。

（2）人工成本较高。以笔者工作的集装箱码头为例，该码头共有720个冷箱插座，安装在12座5层高的冷箱插座铁架上，最大堆箱量为，平均每天堆箱量为200～300个。工作人员走完单座铁架大约需，走完12座铁架共需；抄录每个冷箱的温度、湿度和通风等数据需，按堆箱量300个计算，共需。综上所述：工作人员逐个抄录冷箱数据共需，即，每天抄录3次共需；如果箱量增加到500个，监控耗时将延长至，每个工班均须安排1人专门从事此项工作。对于上海港、香港港、新加坡港等大型枢纽港口而言，用于冷箱监控的人工成本则更高。

（3）存在安全隐患。工作人员需要多次在冷箱插座铁架间行走，存在一定的安全隐患；如遇恶劣天气，安全隐患更大。

2 集装箱码头冷箱自动监控

2.1 方案一：通过冷箱电源线监控

该方案以丹麦Emerson公司推出的REFCON系统为典型代表。如图1所示，REFCON系统通过主调制解调器经电源线与冷箱内的远程管理模块调制解调器通信，按照ISO-10368：2006《保温集装箱远程监控标准》读取冷箱状态信息，并通过局域网、无线局域网或RS485接口，将信息传输到码头REFCON系统控制中心或Emerson全球监控服务器。

码头工程设计方案 篇7

1 原因分析

由于海水的盐度在32%～37%, pH值在8～8.2之间的天然强电解质溶液, 更是一个含有悬浮泥沙、溶解的气体、生物、腐败有机物的复杂体系, 加之码头钢桩长期受潮汐、波浪、海生物、船舶靠泊、围油栏等撞击及磨蚀等因素的影响, 造成钢桩飞溅区防腐涂层损伤, 故传统的防腐涂装难于达到理想的防腐效果。

海域环境参数如下

潮汐特点:本码头所处区域潮汐特点为不规则半日混合潮型, 年平均潮差1.02 m, 最大潮差2.71 m, 历年最高水位为3.92 m, 最低水位为-0.37 m, 波向为SSE向。

海洋钢桩腐蚀的三个峰值区域如下。

(1)浪花飞溅区——发生在平均高潮线以上的浪溅区, 是钢结构腐蚀最严重的区域, 腐蚀速度:0.2～0.5mm/Y。

原因:海水飞溅, 干湿交替, 氧气充分;光照和浪花冲击, 破坏金属保护膜。

(2)水位变动区——平均低潮线下0.5～1.0 m处区域, 腐蚀速度:0.1～0.3 mm/Y。

原因:溶解氧充分, 海水流速大, 水温较高, 海洋生物繁殖快。

(3) 海水海泥交界处下方。

原因:海水海泥对钢桩进行腐蚀电解, 腐蚀速度:0.03～0.07 mm/Y。

由于海水全浸区对钢桩的保护都已采用牺牲阳极保护法, 因此, 对钢管桩浪花飞溅区和平均低潮线下0.5～1.0 m处区域的防腐保护, 应是钢管桩防腐的重点部位。

基于这种状况, 我们开始启动钢管桩防腐工作的维修计划。因钢管桩油漆脱落部位位于钢管桩潮差区及海浪飞溅区, 防腐作业必须在带水的环境下施工。这样, 传统的油漆涂装方法无法施工。借鉴国内外维修经验, 我们选择了包覆层腐蚀系统防护的方法。

钢桩的大气区与飞溅区防腐解决方案如下。

(1) 底材前处理:对海桩顶部沿着锈圈凿开混凝土至无锈部位[约1～2寸深度], 并对底材手工除锈Sa2～St3级;对大气区、飞溅区看似无锈部位, 必需对旧漆膜进行附着力测试, 对附着不牢的旧漆膜应打磨去除。

(2) 防腐涂装设计方案:设计防腐年限:20～30年;总干膜厚:600 um;牢固旧漆膜处涂500 um;涂装道次:共涂底、面二道;SP2170A底漆, 深灰, 一道涂300 um, 包括局部加强修补;牢固旧漆膜处涂200 um;SP2170T面渌, 中灰或各色, 一道涂300 um;底漆面漆的涂装间隔大于8 h。底漆面漆有必要稀释时可加5%的稀释剂。

(3) 海桩涂完完成后, 将顶部凿开的混凝土用腻子填平并刷上SP2170T涂料封闭。

2 潮差区和全浸区防腐解决方案

(1) 底材前处理:彻底清除海桩表面的锈迹和海洋附着物;对无锈部位的旧漆膜必需进行附着力测试, 对附着不牢的旧漆膜应打磨去除。

(2) 潮差区和全浸区防腐涂装设计方案:在海洋水线上下数米腐蚀最严重区域, 漆膜性能有针对性的同时, 为达到耐久保护效益, 此处涂层的厚度一般要求为飞溅区以上部位的2～3倍厚度。

设计防腐年限:20～30年。

SP2170A底漆, 深灰, 一道涂1000 um, 包括局部加强修补。

再缠绕浸涂重防腐涂料的无纺布, 并配上护套。

底漆与缠绕无纺布间隔时间大于6 h。

具体步骤如下。

第一步, 钢管桩的表面处理。

(1) 目的。为保证防蚀膏能与钢材表面充分结合, 达到最佳的保护效果, 必须进行钢材表面处理。

(2) 处理要求。施工区域钢结构表面处理需达到ISO St2标准以上, 无明显鼓泡和浮锈;潮差区等海生物附着区带应尽量除去附着的海生物, 表面突出物不应有锐角, 一般不高于5 mm, 最大不高于10 mm。

(3) 处理方法。

1) 除去海生物。用铲刀和高压水枪除去附着的海生物。对于附着牢固的贝类海生物的残留物不应高于10 mm。

2) 手工除锈。

(1) 用检查钳敲打鼓泡处, 检测在漆膜下是否有锈层。

(2) 用除锈铲刀轻铲钢管的凸起部, 将浮锈和鼓泡全部除掉。

(3) 用钢砂刷除去浮锈和氧化皮, 铁砂纸打磨除锈。

3) 喷砂处理。一般不需要喷砂处理, 但如果表面锈层很严重的时候, 可采用喷砂除去浮锈, 使钢结构表面光洁度达到要求。

第二步, 涂抹防蚀膏。

(1) 涂抹方法。挤出少许防蚀膏于手掌中间, 进行涂抹, 重复5～10次, 使防蚀膏在钢结构表面均匀分布。

(2) 防蚀膏用量。对于光滑表面约300g/m2;锈蚀特别严重处约400～500 g/m2。

(3) 在平均海平面附近涂抹防蚀膏时, 应选在低潮时进行。

(4) 钢桩表面的坑凹和缝隙处应用防蚀膏填满, 有锈的地方需要抹平, 突出物的表面也应涂抹一层防蚀膏, 使防蚀膏在钢结构表面均匀分布为完整的一层保护膜。

第三步, 缠绕防蚀带。

(1) 缠绕方法。直管处进行缠绕时, 起始处首先缠绕两层, 然后依次搭接1/2。缠时稍用力将防蚀带拉紧铺平, 将里面空气压出。必须保证各处至少缠了两层。对于垂直结构一般采用由下至上的方式进行缠绕。

(2) 要求。涂抹完防蚀膏后, 应立即进行缠绕防蚀带作业, 尤其在平均海平面附近, 以防止防蚀膏被海水冲刷脱落。缠绕时, 应用手拉紧、铺平防蚀带, 保证被缠绕处无气泡出现。保证钢桩各处均有两层以上防蚀带覆盖。

第四步, 防蚀保护罩安装。

(1) 防蚀保护罩安装。

垂直安装防蚀保护罩, 规则处的钢结构可以预先加工防护罩外壳, 现场施工时, 将两块防蚀保护罩用不锈钢螺栓紧固。

(2) 防蚀保护罩端部密封。

两个端部用水中固化型环氧树脂密封。

(3) 螺栓紧固时应注意使防蚀保护罩的密封受力均匀, 以防止因局部应力过大造成防蚀保护罩的变形和密封边破裂。

(4) 环氧树脂填完后外延部分应保持外斜面, 以利于溅上的水滴的滑落, 避免积水。

3 结语

采用以上方法对腐蚀钢管桩进行防腐保护后, 取得了良好效果, 保证了码头的安全运行。

摘要：本文介绍了海洋钢管桩腐蚀原因分析以及详细的维修方案

关键词：钢管桩,腐蚀,分析,维修方案

参考文献

[1]熊建波, 张华章, 张前平, 等, 包覆防护系统在高桩码头钢管桩维护系统中的设计与应用[J], 中国港湾建设, 2011.

[2]张荣利.东洲大桥钢管桩腐蚀分析与处治[J].中外公路, 2003 (2) .

[3]李森林, 范卫国, 韩秀兰.镇海某化工码头钢管桩腐蚀状况调查与分析[C]//第十二界中国海岸工程学术讨论论文集, 2005.

码头工程设计方案 篇8

(1) 冷却水与潮流掺混、对流、扩散, 其运动有着高度的非恒定性。

(2) 岸边水下地形, 水下建筑物边界条件, 及海潮、波浪、泥沙运动相结合的水体动力条件比较复杂。

(3) 需要统一考虑输煤、输油码头, 航道, 防波堤等不同工程的要求, 限制了工程布置的自由度。

研究温排水工程布置, 实际上就是研究不同工程布置在不同条件下热负荷的输移、分布、转化和由此带来的热效应问题。影响水域冷却效率、环境反应和工程投资的不仅是取排水口本身的布置, 还有取排水口的相对位置。受纳加温冷却水排入的水域, 往往也是冷却水的供应水域, 正是同一连通水域中, 在给定水文气象条件下取排水口工程布置的不同, 形成了不同的冷却水水流循环, 导致不同的水面散热能力、对流输热能力和最终的取水超温。

本文通过温排水和泥沙两个方面对莱州电厂一期无码头方案取排水工程布置型式进行分析研究。

1莱州电厂自然环境概况和工程概况

1.1 自然环境概况

莱州电厂为燃煤电厂, 滨临渤海海湾和莱州湾, 见图1。厂区地貌类型单一, 地形总体为东南向西北逐渐降低, 地形起伏大, 地面标高绝大部分地区在2.0～10.5 m。厂址附近海域的潮流属不规则半日潮型, 有较明显日不等现象, 厂址附近潮流为典型的往复流。厂址附近海域是弱潮流区, 即使在大潮期间, 最大流速也不超过0.5 m/s;大潮流速大于小潮流速;潮流的主流方向基本为EN—WS。莱州电厂附近余流方向较为稳定, 表现为WSW向沿岸余流, 大小随着离岸距离的增加而减小。

根据现场泥沙取样分析, 取水口附近海岸为沙质海岸, 粒径较粗, 海岸稳定。厂址附近海域底沙以粉沙质为主, 底沙粒径有近岸粗化趋势, 海域悬沙含沙量较小。

1.2 工程概况

莱州电厂一期工程装机容量为2台机组 (2×1 000 MW) , 冷却水量为56.4 m3/s, 冷却水温升为8.9 ℃。电厂循环水采用海水一次循环直流供水系统, 一期工程循环冷却水取自电厂北侧的海域, 取水口布置方案有两种:①暗堤+喇叭口取水, 渠底前沿位于海底高程-9.5 m处;②暗沟+塔式取水, 取水头部位于海底高程-8.5 m处。排水口位于电厂西侧, 排水工程采用近岸浅排形式, 排水口型式为喇叭口排水, 两种方案取排水口布置型式见图2。

2模型设计

2.1 模型相似条件

根据研究内容和莱州电厂取排水口布置特点, 温排水模型考虑的相似条件有水流相似和温差水流相似。其中, 水流相似又包括重力相似、阻力相似和水流雷诺数相似;温差水流相似又包括密度佛汝德数相似和紊动热扩散相似。在按重力相似设计的模型中, 只要模型的雷诺数超过临界雷诺数, 热紊动相似便自然得到满足。泥沙模型既要保证水流运动相似, 又要满足泥沙运动相似, 泥沙运动相似包括泥沙沉降相似和挟沙能力相似。

2.2 模型范围和比尺

根据地貌特征、实测水温资料和保证电厂温排水扩散影响在研究范围之内, 确定模拟范围为18 km×4.5 km, 水面面积约为81 km2。综合考虑试验条件、取排水工程附近水域水流条件以及电站温排水模拟流量、泥沙运移等因素, 选定模型平面比尺αL=250, 垂向比尺αH=100, 模型变率e=2.5。

2.3 温度测点布置

根据电站温排水对水域影响程度的不同, 共布设了190个测温探头, 其中有测量表层水温的, 也有测量取排水口附近垂向水温的, 在工程近区水域进行了加密量测。

2.4 模型沙的选择

泥沙运动相似必须同时兼顾底沙运动相似和悬沙运动相似条件, 模型沙选用聚氯乙烯粉, 其容重γs=13.5 kN/m3, 稳定干容重γs′=5.5 kN/m3。这种模型沙物理化学性能稳定, 不板结, 可同时模拟底沙和悬沙运动。

3温排水试验成果

通过对大、中、小潮流速场的验证, 表明模型具有良好的复演原体水流流态的能力。在此基础之上针对两种不同的取排水方案 (方案1:暗堤+喇叭口取水、近岸浅排;方案2:暗沟+塔式取水、近岸浅排) 进行试验研究。

3.1 表层温度场

表层温度场的分布与潮流流态相适应, 同时又明显受到堆场和取水设施等水工建筑物的影响。涨潮时潮水经取水口向西流去, 对于电站取水比较有利, 电站排出的热水一部分和潮水相掺混, 另一部分被潮流带走, 沿岸边产生一个热水带;落潮时部分热水在海北嘴湾内形成回流区, 产生热水贴岸流现象, 大部分热水经过取水口向东流去, 此时对于电站取水较为不利。受排水动量的影响温排水向西运动范围较大, 天然海北嘴地形形态形成“丁坝”效应, 自然环境水体在排水口附近湾内形成热水回流区, 局部水体温升较大。方案1和方案2全潮平均表层温度场分布见图3。

方案1:一期2台机组表层超4 ℃温升等值线对应的最大包络面积为1.4 km2, 表层超4 ℃温升等值线的最大顺岸距离为2.0 km, 离岸距离为0.6 km。方案2:一期2台机组表层超4 ℃温升等值线对应的最大包络面积为1.5 km2, 表层超4 ℃温升等值线的最大顺岸距离为2.2 km, 离岸距离为0.6 km。全潮平均表层温升等值线包络面积见表1。

3.2 取水口的取水温升

同一潮型、不同取水方案电站取水口的取水温升随潮变化的规律近似, 都具有涨潮时取水温升低、落潮时取水温升高的特征。各潮型一期2台机组运行工况下, 方案1取水温升平均值为0.6～0.7 ℃, 方案2取水温升平均值为0.7～0.8 ℃。两种方案最大取水温升都能达到1.5 ℃, 但持续时间都在0.5 h之内, 两种方案取水特征值见表2。

不同工况下两种方案工程近区水域中均存在温度分层现象, 温升分层的强弱程度随潮流变化。在潮流和电厂引水的综合作用下, 取水口头部附近温升分层现象比较明显, 见图4。排水口附近水流紊动较大, 经掺混后温度分层现象并不明显。

综合两种方案的表层温升扩散范围、电站取水温升过程和取水口附近温升垂向扩散效果看来, 两方案差别不大, 均能满足电厂取水要求。

4取、排水口泥沙输移试验

4.1 取水口泥沙冲淤变化

该海域泥沙来源主要是海岸侵蚀、海区来沙, 且数量很少, 泥沙输运的主要动力是波浪。试验结果如下。

(1) 暗堤+喇叭口取水方案, 取水口附近泥沙冲淤变化较明显。一期2台机组运行工况下, 取水明渠底部 (-9.5 m部位) 年平均淤厚0.8～1.0 m, 两侧暗堤可以阻止沿岸泥沙在贴岸流作用下进入取水口。

(2) 暗沟+塔式取水方案, 取水口附近泥沙冲淤变化不大, 泥沙在波浪、潮流往复作用下, 时有冲刷, 时有淤积, 交替进行。取水口经过长时间运用, 取水口前部分位置略有淤积, 淤积强度不大, 一期2台机组运行工况下年平均淤厚0.10～0.15 m。取水口布置在-8.0 m水深处, 窗底标高为-7.5 m, 对防止泥沙淤积留有一定余幅, 取水口窗顶标高为-4.1 m, 在低潮位-2.36 m时富余水深达1.8 m, 波浪对取水口运行影响较小。

试验表明, 从取水防沙角度看, 暗沟+塔式取水方案要优于喇叭口+暗堤取水方案。

4.2 排水口泥沙冲淤变化

两种方案排水口泥沙冲淤试验结果表明, 排水口出口下游发生冲刷现象, 最大冲深约为1.5 m, 冲刷范围约为20 m×60 m。为保证排水口建筑物安全运行, 建议对其出口进行局部防护, 如浆砌石护滩等。

5结语

(1) 暗堤+喇叭口取水方案和暗沟+塔式取水方案均能满足电厂引水温升要求。各潮型暗堤+喇叭口取水方案取水温升平均值为0.6～0.7 ℃, 表层超4 ℃温升等值线的最大顺岸距离为2.0 km, 离岸距离为0.6 km;暗沟+塔式取水方案取水温升平均值为0.7～0.8 ℃, 表层超4 ℃温升等值线的最大顺岸距离为2.2 km, 离岸距离为0.6 km。

(2) 暗堤+喇叭口取水方案取水明渠附近泥沙冲淤变化较明显, 一期2台机组运行工况下, 取水明渠底部 (-9.5 m部位) 年平均淤厚0.8～1.0 m。暗沟+塔式取水方案取水口前部分位置略有淤积, 一期2台机组运行工况下年平均淤厚0.10～0.15 m。从取水防沙角度看, 暗沟+塔式取水方案要优于喇叭口+暗堤取水方案。

(3) 试验成果表明, 暗沟+塔式取水方案要优于喇叭口+暗堤取水方案。由于泥沙运动机理的复杂性, 考虑到风暴潮等影响因素, 虽然暗沟+塔式取水方案取水口淤积强度不大, 但从工程运行安全考虑, 应随时观察取水口淤积情况, 以保证电厂建筑物安全运行。

(4) 物理模型试验是研究具有潮流影响的电厂温排水和工程海域泥沙冲淤变化的有力工具。较优的电厂取排水方案的选取是建立在对工程海域自然环境充分了解, 准确预测工程近区水体流速场、温度场、泥沙冲淤变化的基础之上。

摘要：采用物理模型试验是研究具有潮流影响的电厂温排水和工程海域泥沙冲淤变化的有力工具, 通过电厂工程区域冷却水扩散规律、取水口引水特征及取排水口泥沙冲淤变化等分析研究不同的取排水布置型式, 最终得出较优的取排水方案。

码头工程设计方案 篇9

关键词：中小码头,翻箱率,流程优化

集装箱运输是全球国际贸易中的重要运输方式,码头堆场是水陆集装箱的集散中转地,随着国际贸易对集装箱运输需求的不断提高,翻箱量和翻箱率不断攀升,成为了影响码头堆场作业效率的重要问题。特别对于业务繁杂、客户零散的中小码头,居高难下的翻箱率为其日常操作和管理规划带来了前所未有的挑战。如何降低翻箱率,是中小码头堆场物流系统连续、高效运行的关键,是中小码头有效控制成本、提高码头的利润率的重点。

优化堆场作业流程,提高堆场作业效率,是降低码头堆场集装箱翻箱率的有效途径,本文将从流程优化的角度,对降低中小码头翻箱率的方法进行探讨。

1 集装箱堆场业务流程

集装箱堆场作业主要由集装箱卸船作业、集装箱装船作业、集装箱整箱提运、集装箱整箱进场以及集装箱查验五个部分组成。

2 中小码头堆场作业流程优化的基本原则

中小码头堆场作业流程优化的根本目标是提高堆场作业效率、降低翻箱率,要想实现这个目标,必须在流程优化的过程中遵循以下几点原则:

(1)流程改造始终要围绕着最终目标,即整体最优原则。堆场作业涉及环节较多,优化过程的进行应本着将任务合并成一体的原则,不能只针对流程的个别环节进行改造,要将各部门的作业任务需要合理协调,一次性达到优化整个作业环节的目的。

(2)末节人员前置原则。为使流程末端的工作人员充分了解流程作业的始末,应让流程末节的工作人员当参与到前端的流程的工作中去,使末端岗位的工作人员尽可能的了解前序流程详细信息,以此更早的做出决断。

(3)信息处理即时性原则。作业流程每个环节的运行都会产生一些具体信息,该环节的工作人员要保证在信息产生的同时对其进行处理,这样既能避免其他环节工作人员重复处理信息时产生的差错,又可以大大减少因此而增加的工作量。

(4)平行工序相接原则。将平行工作连接起来,而不仅仅是结果的集成。

将平行工作有效的协调起来,可以节省许多不必要的重复工序,提高流程运作效率,降低流程运行成本,还能避免应沟通不当所造成的不必要的摩擦。

3 造成堆场翻箱的原因

在堆场作业实际操作过程中,很多环节都会造成翻箱,要最大限度地降低翻箱率,就要先明晰造成翻箱的环节和原因,这样才能有针对性地提出流程优化方案,有效降低翻箱率。

3.1 出口柜所造成的翻箱

出口柜,特别是出口重柜的翻箱率在堆场翻箱率中约占35.7%左右,这一部分的翻箱率主要由以下原因造成:

(1)回场卸车入堆场、泊位时,集装箱关联信息不详。缺少预出口日期、出口舱单编缉、交大码头次序等等都可以导致集装箱的翻箱。在抽样调查中发现,当天回场、有出口舱单编辑且当天出口的重柜约有57%,这些柜一般都会直卸出泊位,无须入龙门吊,但其余有43%的重柜由于泊位资源有限而大部分转卸入龙门吊堆场。

((2)由于问题(1)导致不同实际出口日期,船公司的箱子互叠互压情况必然导致装船移箱时产生翻箱。在目前的中小码头堆场操作中,仅仅是由凭调度员和机械手凭经验对出口信息不详的箱子进行分类堆放,这并不能有效降低出口重箱的翻箱率。

(3)出口重箱翻箱之后仍会导致二次、第三次翻箱,当堆场容量趋高时,翻箱的情况更加恶化。根据龙门吊和门座机操作手的经验,盘柜时,一般按同一控箱公司的柜堆垛,因为相同控箱公司同一天出口的机率比不同控箱公司同一天出口的机率更大。但是,第二天及以后才有出口舱单编辑的比率分别为17%和16%,因此即使按同一控箱公司堆垛,由于出堆的顺序不同,也难以解决第二次、第三次的翻箱问题。

(4)海关抽查导致的翻箱(翻箱不可避免,占的比例很少)。

(5)由于出口重柜交不同码头的先后顺序而导致翻箱。

(6)由于出口装船的先后顺序不同而导致翻箱。一般情况下,会先装出口转关柜,再装其他出口柜。

以上因素中,问题(2)所导致翻箱所占比例最大,约为25%。因此,降低此类情况翻箱是降低龙门吊和泊位出口翻箱率的关键因素。

据抽样调查统计,约有55.56%的出口重柜在回场前有出口舱单编辑,其中为当天的出口重柜。出口舱单中提供了出口货柜的预出口日期,所以对于船公司已提早做出口舱单编辑的货柜,机械手卸车时已有非常明确的出堆时间顺序。而由于出口舱单编辑的滞后性的缺点,约有44.44%的出口重柜在回场时没有出口舱单编辑,导致派位时不能确定一个合理的出堆顺序。预出口日期信息可从两方面数据源中提取:(1)船公司录入的出口舱单编辑;(2)船公司入闸前预录的办单信息。但日常操作中,往往没有出口舱单编辑的集装箱更不可能有入闸前预录入的办单信息。

出口重箱装船、移船产生翻箱率的根本原因,要归结于出口重箱的预出口日期未能在其入闸前录入系统。缺少入闸前预出口日期信息会弱化系统回场派位功能,系统在回场派位时无法产生合理的卸车堆位,机械手在卸柜时也无法根据出口日期识别堆放,合理堆垛。由于机械手由于无法判断已卸进场与即将进堆场的柜的出口时间顺序,导致迟出口柜压早出口柜的情况比较严重。系统在事前控制(预出口信息录入)不到位,事中控制(回场派位)则不能产生合理的出堆堆位,给事后控制造成了很大的难度。显然而见,入闸前出口重箱的预出口日期录入对整个回场派位的控制起着至关重要的作用,是降低出口翻箱率是关键因素。

3.2 进口柜所造成的翻箱

(1)卸船时,集装箱码头进口箱的入场顺序是不确定的,为提高堆场利用率,集装箱会整齐叠码,而客户提箱时间具有未知性,客户又对装船效率有一定要求,于是在装船时便会出现很高的翻箱率。

(2)现今中小码头多采用的是大船公司委托支线船公司控箱模式,这种模式的翻箱率问题尤为突出。码头堆场计划员若根据数十家支线船公司要求,分别堆存箱、接发箱、管理箱,则会大大降低堆场利用率将;而由于中小码头的客户繁杂,采用的是混合堆放,加之是“随到随提”的提箱方式,也就形成了目前进口箱提运产生大量的翻箱的现状。

由此可见,目前大船公司委托支线船公司控箱的模式已经束缚了码头的发展。而随着码头吞吐量的进一步增长,在码头堆场资源不是很丰富的条件下,这种矛盾将进一步激化。

3.3 提箱所造成的翻箱

(1)在现行船公司控箱的模式下,配柜时,船公司具有很大的选柜自由性,但由于信息不对称,船公司并不熟悉堆场情况,很容易使船公司的配柜结果与翻箱率的控制产生冲突。

(2)即便在信息传递及时的情况下,对翻箱率的顾及必然加大船公司选柜过程中的工作量,许多船公司不愿配合堆场降低翻箱率的工作,这也是提取吉柜随意性的症结所在。

4 中小码头堆场作业流程的优化

4.1 集装箱出口作业优化

(1)船公司在吉箱出闸放行条上提供预出口日期。

船公司派车提吉柜时,只有20%的集装箱由于出口通关进度延误、船公司舱位积载调整等因素导致预出口日期难以确定,而80%的集装箱都已在提柜时有明确的大船截数期与预出口日期。可以将过去的船公司自行录入《入闸前预录入-办单信息》,改为仅提供预出口日期,以减少其相应的操作环节,提高船公司配合降低翻箱率工作的积极性。

(2)增加闸口理货室录入预出口日期功能权限。

在预出口日期改由“装车-车到信息录入”界面端口录入的基础上,增加闸口理货室录入预出口日期功能权限,虽增加了作业环节,但操作简便,对闸口车辆通过处理能力并没有影响。

(3)调整系统相应操作界面信息,如预出口日期可由“装车-车到信息录入”界面端口录入;在操作手卸车核销界面堆位图上增加出口日期信息。

在论文现场调研过程中,笔者走访了几位工作经验丰富的机械手,龙门吊、门座机机械手较认同以同一出口日期为堆垛条件进行摆放集装箱的操作方式,同时希望对计算机现有操作界面信息进行调整。现行的卸车核销界面堆位图中只对已出口配船柜显示出口船名,对于未进行出口舱单编辑的柜未提供相应信息,为方便机械手实际操作,需要IT在卸车核销界面堆位图中增加预出口日期信息的显示。对于同时满足有出口配船资料和预出口日期资料的出口重柜,采取现行的只显示出口配船信息。而对于不能确定的预出口日期柜,可以用一个“比当前日期>5天”的方式表示。

这样集装箱出口作业的优化方案可实现以下几种优化目标:

(1)避免回场时迟出口箱压早出口箱。系统回场卸车派位的一个关键条件就是预出口日期信息,通过大堆位设置的预出口日期信息与回场箱子的预出口日期信息对碰,产生准确、合理堆位。龙门吊、门座机操作手能够在卸箱入堆场、泊位时对同一预出口日期和同一控箱公司柜堆放在同一垛,同时可保证同一垛中转关箱子层高大于其他出口箱(转关装船时间早于正常班轮船)。在装船移箱时,可按规律一垛一垛柜出堆,减少翻箱情况出现。

(2)避免出口重柜的二次、三次翻箱。在不可避免产生翻箱时,龙门吊、门座机操作手可以根据卸车核销界面堆位图提供的每一个柜的预出口日期信息进行合理移箱,避免出现再次翻箱的可能。

(3)同控箱公司重柜互叠互压情况下将翻箱可能性降到最低值。在堆场容量有限及繁忙的时段,龙门吊和门座机操作手可能很难做到每个控箱公司分开堆垛,但只要将有相同预出口日期的柜进行互叠,就可以在在提高堆场利用率及机械作业效率的前提下降低互叠互压产生的翻箱。

4.2 集装箱进口作业优化

(1)码头统一箱管权。

以Z港为例,作为一个年吞吐量近40万TEU码头,如果统一箱管权,既有利于大船公司的箱管质量,又有利于码头统一规划布局。其次,码头可以对有限的堆场进行更加合理的分配,有效缓解堆场资源紧张,有利于在存在一定悖反关系的堆场利用率与翻箱率之间寻求合理的平衡点。简单地说,统一箱管权在保证堆场利用率的同时能有效的降低翻箱率,对出口柜回场派位的成功性和准确性更加有不言而喻的积极作用。

(2)船公司在到港集装箱上提供预出口日期。

控箱公司是出口重柜派位的必配条件,Z港码头船公司众多,大大复杂化了派位条件,影响了派位的成功性和准确性,增加了不必要的翻箱。因此与出口箱一样,应当进一步优化入堆派位条件,将柜的出口日期作为派位的核心条件,保证“迟出口柜不压早出口柜”,在源头上减少出口重箱出堆(装船移箱)的翻箱操作。

4.3 集装箱提运作业调整

(1)针对空箱提运,闸口理箱员在接到码头作业单后,根据船公司对空箱的要求,系统生成符合要求的最少翻箱柜。

这将船公司“要提哪个就提哪个”的被动局面,扭转为码头根据船公司对空柜的要求,系统生成符合要求的最少翻箱柜,再录入车到信息,打印作业指南交给司机,在进闸处打印作业指南时打印放行条或是在出闸时打印放行条。

(2)要求船公司提柜前向操作中心约柜。

预约提箱同样能减少因船公司吉柜提取的随意性和自由性而产生的翻箱。在空柜提运时,调度员可以结合船公司对柜的要求,根据堆场的实时情况给予相应建议,建议其提取堆层较高,翻箱较少的吉柜,起到顾问的作用,以此来降低翻箱率。合理建议的产生,可以使人工根据堆场图来完成或编辑相应程序,根据一定的匹配条件实现系统派柜。前期程序不太完善时可采用系统派柜为主,人工派柜为辅的方式。

这里,将预约提箱的具体实施方法做出详细的介绍,以供实际操作参考:

预约受理阶段中,要尽量避免所预约到的时段和场地发生航陆运交叉作业,还须根据用于提箱作业机械的作业能力,测算可受理的预约量。测算的精确性决定了堆场能否有效完成提箱预约量,还可以保证机械的合理运作。以Z港为例,其码头堆场使用的是轨道式龙门吊,轨道式龙门吊不可转轨性和不可相互跨越,所以可受理预约提箱的数量必须分区测算,同时,测算的结果还要受时段区域内可利用轨道式龙门吊数量的影响。因此,在制定算法时,必须将机械同场地综合在一起考虑。简单地说,在预约受理时,系统要结合区域内可利用轨道式龙门吊的数量,来评估区域内剩余的提箱能力,然后把所受理的箱量以假定的形式分配给具体的轨道式龙门吊。

(1)首先要划分逻辑场区

每块物理场地依照不同的轨道式龙门吊组合作业范围进行二次逻辑场区划分。见下图:

粗线条表示的是三台轨道式龙门吊R1、R2、R3所能工作的区域,以此划分为五个区。

(2)确定轨道式龙门吊的作业效率P。

该值可以从历史作业记录中获取。

(3)逻辑场区提箱作业能力C的确定。

假设:一个时段内,码头除提箱作业外,没有任何其它作业项目;实行N小时预约时段方案;不考虑机械占用。

上图中1区提箱作业能力C01=P×1台×N时=NP。照此法计算

(4)逻辑场区剩余提箱作业能力RC的确定。

我们应用前面的推导模型确定C01-C05的值,另外假设图1中01区在某时段内已经预约了X箱,可以肯定的是,系统应将这10箱分配给R1作业,那么:

需要说明的是,由于R1可以作业01区、02区、03区,因此这三区的RC需要减除X箱的作业能力,而04区、05区不需减除。

集装箱提运作业优化方案可达到以下优化效果:

(1)优先使用可调节性最差的两端的轨道式龙门吊,充分利用资源,获取最大提箱能力。

(2)具体实施预约提箱时充分结合场地计划,测算机械的繁忙程度以及剩余作业能力,尽量避免所预约到的时段和场地发生航陆运交叉作业。真正有效起到缓解码头作业量的增长与场地作业资源有限性之间的矛盾。从而提高码头作业效率和减少翻箱。

5 结束语

码头工程设计方案 篇10

1 码头规模布局、轮胎吊数量和工作方式对方案选择的影响

对于规模比较小, 轮胎吊数量不多 (一般10台以内) , 密度不大的码头, 可以考虑采用电缆卷盘供电的上机方式。虽然采用这种方式, 单台投资成本较大, 需要130万元左右, 而且后续维护工作量较大, 但由于数量少, 总的投资成本并不高, 容易被小码头接受。并且, 采用电缆卷盘方式轮胎吊可以单台进行优化改造, 改造不占用工作场地, 其他轮胎吊仍然可以正常生产运营, 不影响码头效益, 对小型码头非常有利。

对于中等规模, 轮胎吊数量在10~20台左右, 密度适中的码头, 进行轮胎吊改造时, 可以考虑采用低架或中架滑触线方式将市电电源引上轮胎吊。低架或中架滑触线方式需要占用很多场地架设电线杆用来安装滑触线, 如果码头规模小, 则很难留出这些场地, 所以需要具有一定规模的码头才能采用。低架或中架滑触线方式中轮胎吊的单台改造成本很低, 在45~60万元之间, 对于一定数量的轮胎吊, 总的改造成本基本上可以被中等规模的码头接纳。改造期间场地无法进行正常生产, 码头运营会受到一定影响, 只有具有一定规模的码头才能分出较大部分进行改造, 而在余下部分进行生产, 改造好后再互换, 完成整体改造, 不致严重影响码头正常生产。而对于小码头, 则一般无法承受如此过程。每台改造好的轮胎吊后续维护的工作量相对电缆卷盘方式要小, 即使轮胎吊数量不少, 也在中等规模的码头的能力范围内。

对于大规模的, 轮胎吊数量较多 (在20台以上) , 密度稍大或比较大的码头, 高架滑触线引电的方式比较适合。相对于低架和中架滑触线方式, 高架滑触线架设电线杆数量少, 占用场地也比低中架滑触线要少, 但高架滑触线需要架设很高的铁塔式电线杆, 滑触线跨度大, 能够覆盖大型的集装箱码头场地。轮胎吊的单台改造成本比低中架滑触线方式大一些, 约在80~96万元, 并且优化改造数量越大, 单台成本越低。但由于高架滑触线覆盖范围大, 可供很多轮胎吊使用, 所以每次改造优化, 改造数量一般较大, 故总的改造费用很高, 通常具有较好效益的大型集装箱码头才能接受, 且性价比高。一般小型或中型偏小的码头不适于采用这种方式。高架滑触线方式用于大型集装箱码头, 虽然覆盖场地面积较大, 但后续需要进行维护的工作量却比较小, 大的范围并不会对码头造成任何负担。

轮胎吊在改造优化后, 还涉及到轮胎吊的转场问题。对于电缆卷盘、低架或中架滑触线上机方式, 在转场的中间过道范围内, 需要采用柴油机运行。高架滑触线方式由于采用高架架空滑触线, 转场过程中不必中断供电, 真正能够实现完全脱离柴油机。如果码头规模小, 场地布局上无需轮胎吊工作中经常转场, 则转场操作对这样的码头影响很小, 几乎可以忽略。选择电源上机方式时就不需要考虑转场的问题。如果码头规模大, 轮胎吊数量相对少, 场地布局复杂, 轮胎吊需要经常性转场, 则转场操作对这样的码头就有了很大影响, 转场操作时间、燃油能耗、废气排放都有一定数量。选择电源上机方式时, 要尽量减少转场操作时间、减少转场行走距离、减少转场的燃油消耗和废气排放, 所以在权衡各方面因素时, 可以考虑采用转场性能好的高架滑触线供电电源上机方式。

2 改造的投资成本和码头的经济效益对方案选择的影响

集装箱码头轮胎吊“油改电”项目可使集装箱码头大幅降低能源消耗, 缩减生产成本, 但实施该项目也要一定的改造投资。如果码头实际吞吐量不大, 生产效益不高, 如果一味追求改造优化指标, 导致总体投资过大, 则优化之后投产长时间无法收回成本, 过高的优化性能和指标对实际集装箱操作次数较少的码头也是一种浪费。所以要根据码头的实际情况考虑不同的方案。

一般来说, 经济效益不是很高的小码头或偏僻码头, 可以考虑采用电缆卷盘或低中架滑触线的市电上机方式。其中, 码头轮胎吊数量少的可采用电缆卷盘方式, 虽然单台平均改造价格高, 但数量不多, 总体费用较少。改造后投资的利用率会比较高, 投资收回较快, 优势可以尽快体现。而对于码头轮胎吊数量稍多的, 可按照实际平均同时工作的轮胎吊数量, 考虑部分改造, 可采用中架或低架滑触线方式, 单台平均改造价格较低, 总体费用也比较低。改造后投资利用率也比较高, 投资收回较快, 效益优势体现迅速。

对于经济效益好的码头, 可以根据实际同时工作的平均轮胎吊数目, 优先考虑架设高架滑触线, 以此方式作为改造中轮胎吊上机方式。高架滑触线上机方式适于范围和数量较大的优化改造, 虽然总体投资数额比较大, 但后续节省的成本也非常可观。经济效益较好的码头一次性投入一定数额的资金进行轮胎吊改造, 对其不构成负担, 并且优化后的如果设备利用率很高, 效益显现迅速, 投资收回很快。

3 码头的气候特点对方案选择的影响

各码头位于不同地区, 有自己的气候特点。对于确定轮胎吊改造中市电的上机方式, 码头的气候特点也是需要考虑的。

高架滑触线电力上机方式由于架设的支撑电线杆、导电滑线等都位于较高的空中, 受雷击以及台风危害的可能性很大, 所以码头多雷暴或台风等气象特点的不适于采用此方式。我国东南沿海地区夏季台风很多, 而且影响时间也不短, 对于此地区的集装箱码头, 虽然在其他方面考虑, 采用高架滑触线方式比较合适, 但选择优化方案时考虑到气候特点, 一般也不选用高架滑触线方式。同样对于雷暴天气或雷击发生概率较大地区, 为避免容易遭受雷击, 也不考虑采用高架滑触线方式。

此外, 高架滑触线方式中的支撑电线杆在冬季, 如果结上伏冰, 则有压弯曲甚至压折的可能, 危害也很大。所以在冬季气候湿润, 气温较低, 容易产生浮冰的码头地区, 也不宜采用高架滑触线方式。

总之, 高架滑触线电力上机方式对气候要求比较大, 在具体选择方案时需根据码头自身的气候特点加以考虑, 如果气候导致码头改造不适合采用高架滑触线方式, 则可以退而采用中架滑触线。

4 工作安全性对方案选择的影响

传统的以机载柴油发电机为动力源的轮胎吊, 操作起来具有灵活机动的优点, 但经过优化改造后, 无论哪种电力上机方式都会制约轮胎吊的机动性, 但不同的上机方式限制的程度是不同的, 不同的限制程度对易操作性、对司机原来的操作习惯的影响以及轮胎吊安全行进有不同的要求。

采用中低架滑触线供电时, 由于滑触线本身是硬制的滑轨导线, 不能弯曲变形, 所以要求轮胎吊与该滑触线之间的距离需要在一定的范围内, 并且此范围并不是很大, 这就要求司机在驾驶轮胎吊时, 大车行进必须基本与滑触线平行, 允许偏离距离很小。司机按原有的驾驶习惯驾驶可能无法满足此要求, 需要降低大车行进速度, 更加谨慎做好大车行进中的动态纠偏操作, 这在一定程度上牺牲了工作效率。同时, 为了保证安全可靠, 不发生跑偏而撞到滑触线的事故, 需要在轮胎吊上加装一些防跑偏的报警或控制装置, 这需要增加额外的成本, 而且采用这些辅助装置能否真正起到作用, 还需要在实际工作中验证。

采用电缆卷盘的方式则比采用中低驾滑触线方式可以灵活一些, 因为电缆卷盘方式传输电能是通过比硬制滑触线导轨软的电缆实现的, 轮胎吊与电缆间的距离范围可大一些, 但也不能超过此限制, 否则电缆可能会拉断或无法拉入卷盘内, 造成事故。司机在驾驶时虽不像中低架滑触线方式要求那么苛刻, 但也需要降低大车行进速度, 做好行进中的动态纠偏, 故也会降低一定的工作效率。如果加装一些防跑偏的报警或控制装置, 则需要增加额外的成本。

而采用高架滑触线方式时, 由于高架滑触线位于高于轮胎吊的位置, 并且在高架滑触线中, 轮胎吊与滑触线间采用了类似无轨电车的受电弓, 连接具有很大的柔性, 所以轮胎吊即使有一定的跑偏也不会撞到滑触线或拉断连接线。对司机的驾驶要求不高, 几乎可以和原来传统的机载柴油发电机为动力源的轮胎吊一样驾驶, 灵活性相对最好。

所以, 这些方式中, 对安全性要求最高的就是中低架滑触线方式, 要求最低的是高架滑触线方式。对安全性的要求不同致使对轮胎吊司机大车驾驶的技术的不同要求, 在码头实际进行方案选择时, 这也是需要考虑的问题。

5 结语

本文通过对码头不同的规模和轮胎吊数量, 改造成本和码头的经济效益, 气候特点以及工作安全等各方面对轮胎吊改造所采用的市电供电上机方式的影响的分析讨论, 建议码头应根据自己的实际情况考虑哪些因素来选择电力上机方式。

实际码头情况可能会非常复杂, 各种因素交叠在一起, 某些还会相互矛盾, 这对改造方案的选择和确定带来了很大困难。在这种情况下选择改造方案时可以首先要把各种影响因素按照适合自身码头特点的目标和要求进行排序, 确定各因素的权重和优先级, 权重大优先级高的需要首先考虑, 满足了权重大优先级高的再满足权重小优先级低的, 从而按照优先级的顺序依次考虑, 权衡各种因素, 制定具体的工程方案, 以达到最佳的改造优化效果。

摘要：轮胎吊场桥是现今集装箱码头的主要装卸设备。由于其存在特有的优缺点, 当前我国各大中小型码头都正在进行、或准备进行轮胎吊的“油改电”改造。本文结合码头实际情况对四种最常见的油改电方案的影响进行分析对比, 以期为各类码头的“油改电”方案选择提供一些明确地思路。

码头工程设计方案 篇11

1设备设施集控系统技术方案的可行性

1.1基础设施条件

集装箱码头设备设施集控系统集成多个数字集控一体化系统，对码头自身条件和技术应用的要求较高。宁波港吉码头位于自然条件极好的北仑深水港区，拥有5个大型专业集装箱深水泊位以及世界先进的集装箱码头计算机实时管理系统和自主研发的集装箱码头管理系统。码头配备现代化专业集装箱码头设备设施，包括20台超巴拿马型岸桥、60台轮胎式龙门吊、4台正面吊、10台堆高机、130辆拖车、72座灯塔及11座变电所，因此，亟待建设便于统一管理的设备设施集控系统。

宁波港吉码头于2011年下半年完成地理信息电子地图测绘，并逐步完成 无线网络扩容、和5.8 GHz无线网络搭建、全球定位系统安装等基础平台建设，为设备设施集控系统建设打下坚实基础。

1.2监控技术发展情况

大型起重机远程监控系统是集装箱码头设备设施监控管理的核心，此类系统在国内外港口码头的应用已趋于成熟[2]，可实现设备监控及一体化管理的功能。该系统融合先进的人机界面技术和强大的数据管理功能，构成具有设备监控、维护、保养、预防、管理等多重功能的管理平台，满足大型起重设备监控管理的信息要求，能协助码头企业实现设备的高效信息化管理。

此外，生产过程可视化管理系统为码头生产作业提供有力支持。该系统利用电子数码技术，实现生产作业过程的可控化和可视化，满足操作层、调度层、管理层和决策层对作业现场数据的需求，可实现对码头生产要素（如堆场、集装箱、装卸机械等）的精确定位、动态跟踪、过程控制及可视化管理，从而提高码头装卸效率，降低运营成本。目前，该系统已广泛应用于国内多个集装箱码头，并取得良好效果。

在当前码头生产作业过程中，节能降耗的任务越来越紧迫。照明控制系统借助不同的智能控制方式和控制元件，对不同时间、不同环境的光照度进行精确设置和管理,以获得最佳节能效果。

变电所计算机监控技术通过将自动化、电子、网络等技术与电力设备相结合，将配电网监测、控制、计量和工作管理有机地融合在一起，从而有效改善供电质量，实现供电安全、可靠、方便、灵活、经济。[3]变电所是码头动力的重要保障，该技术的应用能确保码头生产作业的可靠性。

上述监控技术的发展为集装箱码头生产提供有力支持和保障，不仅有助于码头企业降低生产成本，提高作业效率，而且可为码头设备设施集控系统的建设提供技术支持。

1.3辅助系统建设情况

宁波港吉码头使用集装箱码头计算机实时管理系统和自主研发的集装箱码头管理系统已有多年，为码头安全、高效运营提供有力支撑。此外，视频监控系统覆盖整个港区，可以全方位、多角度监控码头生产作业和设备维修情况。这些辅助系统可为设备设施管理提供信息和技术支持，是设备设施集控系统建设不可或缺的组成部分。

2设备设施集控系统技术方案的实施过程

2.1技术方案的目标

设备设施集控系统集成大型起重机远程监控系统、生产过程和设备可视化管理系统、码头生产操作系统、港区视频监控系统、照明控制系统、变电所监控系统等六大系统，以实现对码头生产设备的精确定位、动态跟踪、过程管理和可视化管理，以及对码头电力设施（如照明设施、变电所等）的远程实时监控和管理，从而为集装箱码头提供信息化、数字化、迅捷化管理平台。

2.2技术方案的内容

（1）搭建集装箱码头区域无线网络；

（2）实现对岸吊、场桥等大型起重机的远程监控，形成融合设备监控、维护、保养、预防、管理于一体的管理平台；

（3）实现对集装箱码头部分电力设施的远程实时监控和管理；

（4）实现对集装箱码头设备设施和生产过程的视频监控；

（5）实现对集装箱码头岸吊、场桥、集卡、正面吊、堆高机等生产设备的精确定位、动态跟踪、过程管理和可视化管理；

（6）建设监控中心，集成六大主要系统；

（7）制定设备设施监控中心管理制度、操作手册和应急预案等。

2.3技术方案的实施过程

（1）完成港区地理信息电子地图测绘和无线网络扩容，搭建和无线网络，安装全球定位系统装备。

（2）大型起重机远程监控系统的建设方案为：第一阶段完成20台桥吊的改造，第二阶段完成60台场桥的改造。该系统能从可编程逻辑控制器实时采集控制和状态信息，并利用先进的动态模拟仿真技术，同步显示设备工作状态和操作过程，实时获取机构的工作状态信息（如位置、负载、速度、电压、电流、频率、运行方向、电机温升、 故障状态、驱动器工况、限位开关状态等），从而实现对设备的实时监控。此外，该系统还具备故障报警、处理和跟踪分析以及状态回放、维护保养、数据统计等功能。

（3）成立设备设施监控中心，完成监控室建设和装备投入，其整体设计如图1所示。设备设施监控中心的主要设备包括液晶墙（由8块55英寸窄边高亮屏组成）、光端机（传输4路监控信号）、联网矩阵、录像存储设备（存储时间为3个月以上）、控制设备（三维控制键盘）、画面分割器和画面分配器等。

（4）集成大型起重机远程监控系统、生产过程和设备可视化管理系统、码头生产操作系统、港区视频监控系统、照明控制系统、变电所监控系统等六大系统。

3设备设施集控系统技术方案的效益

3.1管理效益

设备设施集控系统满足集装箱码头信息化、精细化管理的要求，实现对设备设施运行和维护状态的管控，实时获取其运行位置和状态、作业故障和保养信息，从而使管理人员可以从全局掌握码头设备设施情况，统一调配生产及设备设施维护保养资源，提升码头的生产保障能力、生产组织能力及综合竞争力。

3.2作业效益

设备设施集控系统建成后，工作人员可以在设备设施监控中心查看设备设施故障，查找和判断故障发生原因和位置，从而提高故障诊断和修复响应速度，提升故障修复率；工作人员还可以通过设备设施集控系统收录典型故障及其处理办法，从而使典型故障修复时间缩减约75%；此外，设备设施集控系统能自动记录损耗组件、用品及其周期性维护保养的使用时间，并与各自的预防更换间隔和维护周期相比较，然后依据比较结果自动提醒用户进行设备维护和保养，有针对性地开展设备设施故障预防和维修保养工作，从而减少设备设施故障次数，提升设备设施故障防御能力。某桥吊使用设备设施集控系统前后的作业数据比较见表1，使用设备设施集控系统后，该桥吊的作业效益显著提升。

3.3经济效益

宁波港吉码头使用设备设施集控系统后，设备设施的安全性提高，码头因安全事故而遭受的经济损失减少；由于设备设施使用安排合理，对船期的影响明显下降，船期不稳定对码头造成的直接经济损失减少；远程排除设备设施故障降低了人工劳动强度，使维修车辆的出车次数降低20%；通过推广设备设施集控系统操作方法，设备设施操作人员的操作习惯得到改善，在提高生产效率的同时还达到节能降耗的目的。

4结束语

集装箱码头设备设施集控系统的投入使用能推动我国集装箱码头设备设施管理水平与国际一流集装箱码头管理水平接轨，不仅有利于提升设备设施的保障能力和生产服务能力，而且有助于提升码头服务形象，增强码头发展源动力和国际竞争力。

参考文献：

[1] 唐一之. 国内外港口信息化建设的现状及特征[J]. 中南林业科技大学学报：社会科学版，2008，2（4）：84-86.

[2] 魏秋新. OPC Server在桥机RCMS开发中的应用[J]. 港口科技，2009（5）：26-28.

[3] 甄海燕. 变电所计算机监控系统及发展趋势的探讨[J]. 中国新技术新产品，2010（20）：28.

高桩式码头的设计研究 篇12

1 高桩码头工程的经验教训

(1)设计桩长过大,在工程实施的过程中大量截桩,浪费极大,造成这一现象的原因是相关人员不太清楚地质条件,事前没有做相关试桩炎症,没有足够的相似地质条件的沉桩经验等;(2)桩的抗拔、抗压承载力不足,造成这一现象的原因是水平力长期作用于桩基结构,受到沉桩能力的限制等。比如,镇江老码头工程,上部结构直接承受着土压力,导致在使用的过程中结构不断开裂和位移,对码头的耐久性及正常使用带来了严重的不良影响;(3)负摩擦严重影响着桩基码头。比如,上河港早期建成的一些码头,其堆场具有较大幅度的沉降,造成这一现象的原因是桩基具有较小的入土深度,而码头后方具有较大的回填作用,这种情况导致负摩擦力在码头桩基产生,从而使桩基沉降,上部结构开裂和位移,对码头的耐久性和正常使用带来严重的不良影响。斜桩(指向码头后方)或直桩(紧邻档土结构)或桩帽开裂是最为常见的不良影响;(4)边坡缺乏足够的稳定性,损坏桩基。造成这一现象的原因是没有恰当地处理地基。常见的情况是上部结构在边坡位移后开裂,严重时桩基在边坡失稳滑动的作用下被破坏;(5)在沉桩过程中出现短桩,破坏桩基局部等情况。造成这一现象的原因是预应力方桩在缺乏稳定质量的桩基的作用下偏心,同时局部混凝土的强度也严重不足,偏心锤击或水锤锤击在沉桩设备工作状态不稳定的情况下发生;(6)桩基为形成整体就被台风破坏。造成这一现象的原因是在施工过程中没有给予防台风工作以充分的重视。施工船舶撞击、波浪流作用等均会损坏桩基;(7)码头具有过小的纵向刚度和过大的位移。造成这一现象的原因是纵向叉桩没有被布置在结构端部段等窄短的受力平台段,同时横向叉桩的平面扭角又没有得到合理的布置等;(8)混凝土在和河水环境的作用下过早开裂,结构使用年限很短,远远达不到设计要求。造成这一现象的原因是混凝土缺乏足够的轻度密实性、钢筋具有过小的保护层、接头混凝土具有较差的质量等[1,2,3]。

2 开敞式高桩墩式码头设计过程中存在的问题

某开敞式引桥是设计主要控制荷载,具有较强的波浪力,设计波高是10.4 m。给予结构的使用和耐久性要求的有效满足以充分的重视是原设计的主导思想,将出发点设为以维护、将试用期维修减少到最低限度,在开敞河域引桥结构的设置过程中,我们可以运用预应力混凝土梁结构,引桥的跨度设计为40 m即可,本引桥共有18跨,也就是720 m,然后分别布置这18跨对应的河上墩台,用三根梁高为2.0 m的预应力混凝土T梁将这些墩台连接起来,从而在一定程度上对引桥的跨度设计形成制约机制,使波浪作用于引桥上部结构混凝土梁的范围得到极大程度的增加。突出山嘴是工程的地点所在,该山嘴没有任何掩护,春季时具有较好的河况,但是多雾天气,夏季时具有较强的涌浪,冬季时具有较大的风浪,从而促进了打桩船有效工作天数的极大程度减少。在项目实施的过程中,波浪在很大程度上会对沉桩造成不可避免的影响,打桩船很难顺利打桩,即使是能够打桩,也极易打卷桩顶,对正常沉桩造成严重的不良影响。此外,在施工过程中,高桩码头极易发生结构位移。今后设计、施工中亟待解决的一个重要问题就是寻找出是什么原因造成了码头的横向水平位移、应该采取何种预防措施、怎样有效控制沉降等。在对试桩进行沉桩之后,打桩船自始至终处于待工状态,造成这一现象的原因是其沉桩效果不良,且静载试桩承载力也不佳,远远达不到设计的相关要求,而海况在很长时间内都没有得到有效的改善。这就告诉我们,要想使打桩船沉桩有效满足设计及工期等的要求,一个极为必要的条件就是有优良的海况。

3 河上平台沉桩方案

为了对河上风浪的不良影响进行有效的预防和避免,促使项目施工进度的有效加快,可以在打桩和上部结构施工时采用两座配置有液压打桩锤和吊机的升降式打桩平台,其中一座是大型打桩平台,采用专门设计和制作的打桩导架,将其固定在河上之后,将系揽墩的基桩搭设起来;另一座是中型打桩平台,必要时需要对其进行改造和坚固,然后对引桥墩和工作平台的基桩进行打设,打设时可以采用在平台上固定的专门打桩导架。在进行平台移位、起锚、抛锚等作业时可以运用拖轮、锚挺配合。还可以采用包括桩锤、液压驱动系统等一套HHK-12和一套HHK-9液压打桩锤配合打桩平台打桩。将在河上工作地点固定好的打桩平台提升到波浪不会对其造成不良影响的高度,使沉桩质量得到切实有效的保证;另一方面也可以将良好的工作条件提供给平台工作人员。有纵向桩和横向桩布置在每个引桥墩上,打设平台的一个位置时墩台正面;另一个位置是墩台侧面,需要进行再次的移位和升降。由于平台的升降在平台支腿结构弱于平台本体的情况下极易受到波浪和水流力作用的直接影响,因此应该严加控制风浪,只有这样才能顺利完成平台的升降和移位过程。在开敞的、具有较大波浪的海域中,这是升降式打桩平台工作的一个弱点。其他设备赖以发挥作用的必要条件就是平台能够就位打桩,而顺利打桩也能对工期进行有效的控制。

4 高桩式码头优化设计措施

4.1 减少施工工程量

运用预应力混凝土T梁建40 m跨度的原引桥,使原引桥的耐久性得到切实的保证,尽量不要采用钢结构,以对给维护带来各种不必要的麻烦的情况进行有效的预防和避免。但是,桩基的工程数量和上部结构的工程数量、材料费用会在引桥跨度低于40 m的情况下增加,施工时间也会被无限制地延长,这是由墩台数量增加、平台移位及打桩数量增加造成的必然结果,造成不可弥补的巨大经济损失。如果将原有的沉桩工艺用平台和大批配套设备替换掉,那么就会明显破坏小跨度引桥方案的合理性,这样会在一定程度上增加工程费用,延长工期等[4]。因此,施工方应该尽量运用大跨度的结构方案,因为该方案是和引桥的特点相适应的,比如,需要面对较大的波浪力、本身具有较小的使用负载、设备资金投入和基础造价较高、工期较紧迫等。要想使墩台和钢管桩数量和平台就位次数明显减少,最大限度地缩短工期,可以将墩台的宽度增加到80 m[5,6,7,8]。

在施工过程中应该避免设置上部结构为预应力混凝土结构,大跨度钢结构应该成为其上部结构设置的首选,并采取必要的措施加强防腐工作,只有这样才能有效配合大跨度结构方案。运用原来54条预应力混凝土梁的1/6的钢结构,虽然需要加大安装的起重船,但是能够促进安装数量的显著减少和工期的有效缩短。将上部结构设置为大跨度钢结构,预应力混凝土T梁的高度明显高于只有0.3 m高的结构下弦杆的高度,通常情况下上部结构不会受到波浪的不良影响,同时刚结构所具有的抗冲击力是极强的,结构的安全能够在这种情况下得到切实的保证。

4.2 抓住有利河况的时机

如果开敞河域的河况较为恶劣,则应该时刻把握河况良好时的时机,从而将一个墩台的施工问题有效解决掉,否则将会使工期延误1天以上,施工方就需要付出极大的代价[9]。监理工程师在施工的过程中应该充分重视各方面的紧密合作关系,处理好业主、施工方、设计等各方面的关系,将富有成效的意见和建议及时提出来,将全部工作的中心设为打桩,从而良好保护设备,避免被损坏;最大限度地合理应用材料,避免材料浪费造成后续施工材料不足的现象;督促相关人员积极有效地开展工作,不因个别人没到场而耽搁工期等。坚持定期观察河况并注意天气变化,把握好夏季到夏初的有利时机,从而按期完成平台的移位就位、安装、沉桩等工作[10]。

4.3 其他优化对策

(1)由于原设计布置中具有过大数量的直桩和过少数量的叉桩,同时靠泊船舶也会在一定程度上对泊位工作平台产生撞击作用,因此可以用2根直桩和1对叉桩替代原有的4根直桩,使2对叉桩分布于每个排架上,从而将船舶撞击力过大的问题很好地解决掉;(2)有礁盘分布在防波提部分,具有较大的地形起伏和较复杂的变化,在这种情况下可以将成片礁石直接利用起来,将其作为防浪墙的基础,将锚杆打设在其表面之后对防浪墙进行认真细致的浇筑,从而最大限度地减少工程量。用礁石将护面结构直接构筑起来,然后将支护结构设置在扭王块的边缘部位,这些扭王块是在礁盘上分布着的,从而对扭王块的失稳或位移进行有效的预防和避免。经实践证明,该优化设计方案中结构、工程费用及效果等均是符合实际且令人满意的;(3)有很多不利情况存在于墩台位置的设置过程中,比如,岩体破碎、岩体前方坡度过陡等,而相邻处的一块突出的花岗岩,可以作为19#墩台的基础,这是因为其具有完整的整体结构和较为庞大的体积。同时还需要将引桥和管线的一个小角度做一下改变,只有这样才能很好地配合上述移位,同时也不会对使用和施工造成不良影响;(4)由于斜桩是本工程的全部桩基,在沉桩的过程中运用液压锤直接套在斜桩上,松开接近设计标高后的包装器。在锤击过程中,由于桩身会发生摇晃,不可避免会造成锤击偏心的现象,因此会造成动态监测数据的一些误差,是桩锤贯入能力受到一些工程技术人员的不信任。我们可以在打桩平台接近原工程试桩位置时验证桩锤,复打验证直桩。如果在复打开始时,达到了10浏对击的试桩贯入度,打进1 m后仍然无法终锤,那么则可以认为桩锤能力和沉桩控制标准是符合要求的。

5 工程效果

运用上述优化设计措施涉及的高桩式码头具有令人满意的效果,工期得到了极大的缩短,工程费用也得到了最大限度的降低,调整方案及时可行且极易实施,得到了各方面的普遍认可。设计单位针对工程实际情况对上述优化.措施进行了更进一步的优化,在条件允许的情况下将每个墩台的桩数去掉了2根,同时将原有的混凝土立柱用钢管支柱替换掉,使工程费用得到了进一步的减少,更加有利于施工的设计效果,在各方的共同努力下,施工任务最终顺利按期完成。

总之,上部结构的设计受到桩基的选型的直接而深刻的影响,施工方必须依据实际地质情况、工期要求及施工机等将合理的桩型选择出来。将集装箱起重机放置在码头岸边时,轨道梁的极限承载力明显大于其作用效应组合值,安全储备很大,安全使用的要求完全能够得到有效的满足。但是在一些工况下,衡量负弯炬的极限承载力得不到其作用效应组合值的有效满足,这时就应该在使用之前加固,只有这样才能使使用安全得到切实的保证。作为工程设计者,我们应该积极总结经验教训,然后采取有效措施顺利完成高桩式码头设计。

参考文献

[1]李冠华,彭玉生.大型开敞式码头轴线方位的选择——青岛港原油码头三期工程设计实例[J].水运工程,2008(6):152-153.

[2]罗刚,陈怀忠.开敞式码头最佳方位的研究[J].港工技术,2008(4):245-246.

[3]沈迪州.开敞式高桩墩式引桥结构设计的体会[J].水运工程,2009(6):89-90.

[4]沈迪州.陡坡岩面上立柱梁板式码头结构方案探讨[J].水运工程,2011(8):51-52.

[5]王伟,卢廷浩,宰金珉.单桩极限承载力时间效应估算方法比较[J].岩土力学,2010,26(增刊):148-149.

[6]高桩码头设计与施工规范(JT J 29 1-98)[S].北京:中华人民共和国交通部,2009.

[7]交通部第一航务工程局.天津港高桩码头设计与施工[R].天津:交通部第一航务工程局,2012.

[8]南京水利科学研究所,大连工学院,第一航务工程局研究所[R].预应力钢筋混凝土桩试验研究报告,2011.

[9]顾绳仁.荷载对钢筋锈蚀速度的影响[C].港口工程技术规范论文集(二)港工结构可靠性.北京:全国水运工程标准技术委员会,2008.