某浮碼頭設計方案

宋爽

摘 要：浮碼頭是沿海小型游船常采用的碼頭結構，碼頭面能隨著水位的變化而升降，可以供游船停靠和旅客上下船。浮碼頭主要的結構形式有躉船結構、浮箱結構和浮筒結構。隨著經濟的發展，旅客的需求發生變化，浮碼頭的設計重點也發生著變化。本文將通過論述某旅游碼頭工程的設計方案對比，為類似浮碼頭設計提供經驗借鑒。

關鍵詞：浮碼頭;躉船結構;浮筒結構;設計

浮碼頭是沿海小型游船常采用的碼頭結構，碼頭面能隨著水位的變化而升降，可以供游船停靠和旅客上下船。浮碼頭主要的結構形式有躉船結構、浮箱結構和浮筒結構。隨著經濟的發展，旅客的需求發生變化，浮碼頭的設計重點也發生著變化。本文將通過論述某旅游碼頭工程的設計方案對比，為類似浮碼頭設計提供經驗借鑒。

本工程背景為某市海域漁業資源枯竭，以漁業為生的部分漁民面臨失業，大多數漁民需要轉產另謀出路，希望從事與海洋相關的行業。本旅游碼頭工程建成后，可以安置部分待業漁民，幫助他們轉產就業，從事與旅游業相關的第三產業，解決部分漁民的轉產就業問題。因此，本項目的建設是漁民轉產就業的需要。

1 設計條件及要求

1.1 自然條件

設計高水位：4.05m，設計低水位：0.62m，極端高水位：5.61m，極端低水位：-l.22m。

最高高潮位：4.66m，最低低潮位：-0.30m，平均高潮位：3.48m，平均低潮位：1.44m，平均海面：2.40m，最大潮差：3.87m，最小潮差：0.44m，平均潮差：2.04m。

本地區的潮流特性與駐波型潮波系統一致，在一個潮周期內，最大流速發生在中潮位前后，而高平潮和低平潮前后為緩流時刻。本海區為規則半日潮流，漲潮歷時小于落潮歷時，漲潮流速大于落潮流速。

本區地處華北平原，冬季常受寒潮侵襲，產生海冰。根據海冰實測資料分析統計，本區初冰日在12月上旬，盛冰日在12月下旬，融冰日在2月下旬，終冰日在3月上旬，總冰期約3個月，其中盛冰期約2個月。

1.2 環境條件

本工程的施工期會對區域環境造成一定影響，施工期間盡量控制污染物排放總量，采用設計控制和港口運營相結合方案，設置環境監測與管理機構，適當配備相應環保設施。施工完畢后，環境會逐漸恢復。

1.3 設計船型主尺度

旅游碼頭建成后主要到港船舶為快艇、游船和氣墊船，設計代表船型主尺度見表1。

2 設計主尺度

2.1 碼頭系泊水域寬度

旅游碼頭建成后主要到港船舶為快艇、游船和氣墊船，設計代表船型主尺度見表1。

系泊水域寬度根據《游艇碼頭設計規范》（JTS165-7-2014）5.2.8條規定進行計算：

各設計船型的系泊方式及對應的系泊水域寬度計算結果列表2。

2.2 碼頭系泊水域長度

系泊水域長度應滿足船舶安全系泊的要求，根據《游艇碼頭設計規范》（JTS165-7-2014）5.2.9條規定按下列公式確定：

各設計船型的系泊方式及對應的系泊水域長度及支浮橋長度計算結果列表3。

為提高碼頭的通用性，考慮小型游船泊位和游船泊位可停靠游船、氣墊船兩種船型，因此在尺寸選擇上，小型游船泊位和游船泊位取大值。

2.3 碼頭前沿設計水深

根據《海港總體設計規范》（JTS165-2013）5.4.12條規定進行計算：

Z2—備淤富裕深度（m），根據回淤強度、維護挖泥間隔期的淤積量計算確定，對于不淤港口，可不計備淤深度;有淤積的港口備淤深度不宜小于0.4m。

考慮氣墊船吃水很小，本次計算不考慮此船型。各設計船型系泊水域設計水深計算結果列表4。

由表4可知，三種設計船型的最大設計水深為2m，取為整個碼頭前沿設計水深。

根據《游艇碼頭設計規范》（JTS165-7-2014）5.1.6條規定，沿海游艇碼頭港池設計水深的起算面應采用極端低水位。考慮到工程區域的泥沙淤積及旅游碼頭的實際運營情況，對港池水深的起算面做了些調整。由于本工程營運期為4月至10月，參考國家海洋局海洋出版社出版的《潮汐表》4月至10月的潮汐數據，對潮汐數據進行數據分析，潮高最低值為0.69m，高于設計低水位0.62m，因此本次設計采用設計低水位為0.62m作為港池底標高起算面，則系泊水域設計底高程為-1.38m，取-1.4m。

3 碼頭結構選型

3.1 浮碼頭結構方案簡述

根據工程區域的地質條件，并參照類似碼頭的結構型式，該工程碼頭的結構型式宜采用浮碼頭結構。

3.1.1水工建筑物結構方案一（浮筒方案）

浮筒結構由500mm×500mm×400mm的高分子高密度聚乙烯材料浮筒拼接而成，浮筒之間通過銷釘組裝成片，結構面鋪設25mm厚塑木面板，上部安裝護欄、系船柱和橡膠護舷，通過打ф426mm（壁厚11mm）、ф560mm（壁厚13mm）鋼管樁進行定位。

新建兩座樁基現澆混凝土墩臺，與碼頭上下客平臺銜接，墩臺基礎為4根ф800mm鉆孔灌注樁，樁底高程-17.0m。墩臺兩側預留鋼引橋固定鉸支座，鋼引橋長20.0m，寬2.0m，與浮筒結構通過滑道設備連接。

3.1.2水工建筑物結構方案二（鋼躉船方案）

碼頭部分為鋼制躉船結構，由廠家整體分段制作后運至現場拼接，躉船上布設系船柱和橡膠護舷，通過打ф426mm（壁厚11mm）和打ф560mm（壁厚13mm）的鋼管樁進行定位。

新建兩座樁基現澆混凝土墩臺，與原有碼頭銜接，墩臺基礎為4根ф800mm鉆孔灌注樁，樁底高程-17.0m。墩臺兩側預留鋼引橋固定鉸支座，鋼引橋長20.0m，寬2.0m，與鋼躉船機構通過滑道設備連接。

3.2 方案比選

本次設計中，根據當地條件并綜合未來發展需要，旅游碼頭結構型式共提出兩個方案，兩種方案將從結構特點、施工難易程度、結構耐久性、使用期的可維護性四個方面進行比選，詳見下表5。

施工難易度 施工經驗較為成熟;浮筒的運輸和安裝都較簡單，不需要大型施工機具，施工方法較簡單 施工經驗較為成熟;躉船制作完成后托運到工程建設地點進行拼接按照，需施工機械輔助拼接。

結構耐久性

浮筒材料采用高分子高密度聚乙烯材料，具有高韌性、高強度的特點，重量輕、浮力大、耐酸堿、不易老化，不受化學品、藥劑、油漬及水生物的侵蝕，結構耐久性較好 外部涂有防腐涂層，結構耐久性良好。

使用期可維護性 浮筒破損后，可通過拆卸、更換新筒來修復工作，施工較簡單，費用較低。 模塊化結構，可拆卸維修，但單個躉船結構重量較大，需要施工機械配合吊運。

通過以上四個方面進行比選，推薦方案一浮筒碼頭結構型式。

4 結論

本工程通過分析結構特點、施工難易度、結構耐久性、使用期可維護性等條件，對鋼躉船結構和浮筒結構進行了方案比選，希望為類似浮碼頭設計提供思路借鑒。

參考文獻：

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