關于舾裝碼頭及船廠位置選址的研究

王書文， 郝 浩

(1.安徽省港航建設投資集團有限公司，安徽，合肥 230001；2.安徽省交通勘察設計院有限公司，安徽，合肥 230041)

1 概 況

安徽省蚌埠船廠始建于1938年，是淮河流域規模最大的造船廠,經過2001年的改制后更名為蚌埠市神舟機械有限公司。公司業務范圍包括：各種船舶的設計和制造；船舶建造監理、技術檢測、試航實驗服務、船檢服務代理；老舊船舶的拆解等。根據蚌埠市城市整體規劃以及港口規劃，原船廠所在位置位于城市生活景觀岸線，規劃為淮濱公園旅游客運港口岸線，船廠整體搬遷入長淮衛臨港產業園的泰富華東智能制造產業園內，園區總占地面積約1 397.97畝(1畝≈667 m2)，產業園項目達產后總產值為100億元，其中船舶類產品產值9億元。蚌埠船廠下船滑道及舾裝碼頭工程共建設1個2 000噸級船廠滑道(配套1個穿堤閘口)和2個2 000噸級的舾裝碼頭，每年舾裝船舶為20艘[1,2]。蚌埠船廠原址位于蚌埠市區淮濱公園附近，現搬遷至下游約5.6 km處的余臺子村泰富華東智能制造產業園內，下距長淮衛大橋1.7 km，地處蚌埠市區以外的泰富產業園區，園區內建設用地充足，地理位置優越，如圖1所示。

圖1 船廠搬遷變動示意圖

2 總平面布置

船廠的總平面布置符合《蚌埠港總體規劃》(2016-2035年)，布置規劃中考慮到了港區水域陸域資源情況，因地制宜充分利用，合理地進行了各類建筑物的規劃布置，保證了航道內船舶的正常航行，并盡可能地減小了水工建筑物對河勢、防洪、航道及通航安全的影響，同時碼頭的平面布置也完全滿足了后方船廠對生產的需求。根據船廠整體布局，堤內設置為船廠生產基地，堤外配置相應的船舶下水滑道、過水旱閘和舾裝碼頭各1座[2-5]。根據過水旱閘和舾裝碼頭的運營方案差異，分兩個方案進行研究并根據實際營運要求進行了方案比選。

2.1 方案一

船廠滑道中心線與船廠基地的中心保持一致，穿過大堤后順河灘地入水，考慮部隊演練基地共用該滑道，下水軌道與下水道路獨立設置，滑道總寬25 m(水下部分為50 m)，長度為400 m，其中灘地道路230 m，滑道長170 m，順滑道方向在滑道頂端設置2對抗拉樁，下游端規劃設計有司馬莊過江通道，為防止船舶漂移在上游位置同樣設置一個抗拉樁；穿堤段采用過堤旱閘，旱閘平面尺度為20 m×30 m，高度為3.3 m，考慮汛期堤頂不通車，在堤內設置一條長330 m、寬6 m的上下堤防汛通道；滑道上游200 m處開始布置一座舾裝碼頭，碼頭長165 m、寬25 m，碼頭后沿設置一條寬12 m、長350 m的河灘地道路與滑道道路連接，港池開挖邊坡坡度為1∶3。

2.2 方案二

船廠滑道位置和尺度方案一致，穿堤段采用過堤旱閘，旱閘平面尺度為20 m×30 m，高度為5.0 m，汛期堤頂通車閘頂設置一座26 m×4 m的鋼引橋，下水船舶凈空不夠時臨時拆除；舾裝碼頭采用高水方案，平面尺度與方案一致，接岸結構采用架空引橋形式，引橋長320 m、寬9 m，與大堤平交，下堤段長50 m，坡度為5.6%，與規劃臨港北環路連接。

兩個方案的工程指標和工程量的比較見表1。

表1 不同方案的工程指標和工程量比較

兩種方案的不同點在于:方案一過堤旱閘閘頂不設置防汛通道，在旱閘上下游各設置一條上下堤道路，作為汛期巡查通道，舾裝碼頭采用平灘碼頭；方案二過堤旱閘閘頂設置防汛通道，船舶下水過程中需臨時拆除，舾裝碼頭采用高水碼頭。

兩種方案在技術上均為可行，方案一工程造價省、船舶下水較簡便、河灘地內無架空引橋，部隊演練基地交叉影響小，舾裝碼頭采用平灘結構運營周期稍短；方案二過堤旱閘閘頂通車，有利于防汛巡檢、舾裝碼頭采用高水碼頭，運營過程中與下水滑道獨立分開，有利于管理，但工程造價和維護管理費用較高。

綜合業主運營需求和各行政部門管理要求，推薦平灘結構的方案一。

3 裝卸工藝

3.1 裝卸工藝設計原則

舾裝工藝設計應符合國家的有關方針政策及規范，先進合理，盡量減少作業環節；所選設備應具備通用性強，吊裝能力強，安全可靠、能耗低、污染少、維修容易等；積極采用先進的科學工程技術和現代化的管理模式，保證作業安全并努力改善勞動條件[2]。

3.2 主要技術參數

設計船型見表2，年舾裝船舶艘數為20艘，最大單件重為40t。

表2 設計船型

3.3 工藝方案

本工程擬建2個2 000噸級的舾裝碼頭泊位和1個2 000噸級船廠滑道，碼頭布置上考慮了兩種方案，工藝布置上兩方案相同。

3.3.1 船舶下水工藝方案

本工程船舶上墩下水采用縱向機械化滑道，船舶直接擱置在上墩下水用的船排小車上進行移動、修造。縱向滑道從船廠起始，垂直穿越大堤后延伸至航道水下。滑道設2組卷揚機，船排在水上滑道行進時，由連接船尾船排小車的1號卷揚機提供下行動力；船排越過弧線段后，1號卷揚機組解纜，船排以自重下行，2號卷揚機組牽引船排控制下行速度[4-6]。

3.3.2 舾裝碼頭工藝方案

舾裝碼頭主要功能是將配套齊全的管件、電氣制件和舾裝件安裝到船舶上，并負責船舶最后的調試。由于船舶舾裝需要頻繁吊裝各類舾裝件和工器具，就本工程設計船型中，最大舾裝件按40 t重考慮，因此起重設備的最大起重量要達到40 t。

(1)起重運輸設備。碼頭平臺寬25 m，配備40 t-30 m門座式起重機1臺，軌距10.5 m，江側軌距碼頭前沿2.5 m。

(2)碼頭電力、動力和公用設施。在40 t-30 m門座式起重機江側軌2.5 m范圍內布置有電力、動力管道，碼頭面每隔 25 m 設一組淡水、江水接口。本碼頭切割、焊接采用移動設備，同時碼頭面預留壓縮空氣、氧氣、天然氣管道溝槽。碼頭前沿設置電焊機、低壓照明接電箱和試車用電(380/440 V)電源接電箱，以滿足修理船舶停靠碼頭時修船作業和試車用電需要。

3.3.3 舾裝碼頭工藝流程

舾裝件→平板車→門座式起重機→船舶舾裝→調試→交船。

3.3.4 主要工藝設備選型

根據船舶舾裝作業的特點，起重設備選用1臺40 t-30 m門座式起重機即可滿足舾裝要求。舾裝件的水平運輸采取40 t牽引平板車，超過40 t的舾裝件則在船廠內吊裝上船，在舾裝碼頭前采用門機吊裝就位。

4 水工建筑物

水工建筑物主要有：舾裝碼頭、船廠滑道和過堤旱閘等。蚌埠船廠下船滑道及舾裝碼頭工程共建設1個2 000噸級船廠滑道(配套1個穿堤閘口)和2個2 000噸級的舾裝碼頭。水工建筑物等級為Ⅱ級。

4.1 設計條件

(1)滑道:設計下水高水位為16.0 m(正常水位);設計下水低水位為13.0 m(50%保證率)。

(2)舾裝碼頭:設計高水位為21.71 m(20年一遇洪水位)，18.50 m(平灘水位);設計低水位為11.3 m(95%保證率)。

作用于船舶的荷載標準值按風速22 m/s、水流流速1.0 m/s計算。

4.2 設計荷載

根據《舾裝碼頭設計規范》要求，碼頭面堆貨荷載取值q=20 kPa。汽車荷載為50 t平板掛車，其前軸壓30 kN，中軸壓2×136 kN，后軸壓2×194 kN。工藝荷載為40 t-30 m門機。船舶荷載包括：系纜力、作用在船舶上的計算風壓力、作用在船舶上的水流力、撞擊力和船舶動車荷載。船舶縱向線荷載及滑道荷載也應考慮在內。其他的荷載有人群荷載，這里按3.0 kPa考慮。

4.3 結構方案

該舾裝碼頭采用高樁框架結構，平臺寬為25 m，碼頭面標高為18.5 m，排架間距為7 m，碼頭面以下標高13.7 m處設置1層靠船梁、系纜平臺與斜爬梯；每榀排架下部結構由1根φ800的TSC管樁、5根φ800的PHC管樁基礎組成。上部結構則由現澆橫梁、預制靠船立柱、預制縱向梁系以及混凝土疊合面板組成，靠船立柱前沿設3組SA-A400H橡膠護舷，碼頭面間隔設450 kN(試車用)鑄鐵系船柱；碼頭平臺的后沿應與后方河灘地做連接處理。

船廠滑道采用半塢式，在河灘地上開挖約8 m深的深槽形成半塢式的船廠下水滑道。滑道設置2條間距6 m的斜船臺梁，滑道共有2部分組成，包括陸上滑道和下水滑道，陸上滑道部分基礎采用φ500水泥土攪拌樁進行地基處理，上設50 cm厚褥墊層后現澆2 m高的斜船臺軌道梁，梁的分段長度為40 m；下水滑道縱向坡度為1∶17.6，基礎采用φ600PHC打入樁，樁間距3.5 m，與斜船臺梁間采用剛性連接，分段長度為33 m。滑道兩側根據使用功能不同，分行車道路和自然地面，上游側設置12 m寬的道路，路面結構自上而下分別為26 cm水泥混凝土、30 cm級配碎石墊層和50 cm拋填塊石，下游側水上部分為自然地面，水下部分設置12 cm厚混凝土預制塊護面[7,8]。

5 結束語

對于舾裝碼頭和船廠位置的選址問題，本文以蚌埠船廠搬遷工程為例，對建設中的主要問題進行了探討，分別從工程的總平面布置、裝卸工藝和水工建筑物等三個方面做了系統的闡述，為舾裝碼頭和船廠位置的選址提供了參考依據。蚌埠船廠的搬遷工程計劃于2020年內建成投產，船廠的建成也將吸引更多的相關產業入住園區，為該地區的經濟發展帶來新的契機。