橡胶护舷的选型与布置
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橡胶护舷的选型与布置1、前言、橡胶护舷在港口工程中应用已较普遍,规范对其设计计算原则也有规定,但橡胶护舷设计的问题既广泛又复杂,合理选择橡胶护舷不仅能保障码头、船舶的安全,而且能改善码头结构的受力状态,从而降低工程造价。
笔者根据多年长江中下游地区高桩码头的设计经验,就橡胶护舷的选型与布置作一些探讨,希望能对今后的护舷设计工作有所帮助。
2、影响橡胶护舷选型与布置的主要因素根据《港口工程荷载规范》(JTJ215-98)规定,船舶靠岸时的有效撞击能量 E0 按下式计算:E0 = ρ MVn2 2式中: E0 ——船舶的有效撞击能量(KJ);ρ——有效能动系数,取 0.7~0.8; M ——船舶质量(t),按满载排水量计算; Vn ——船舶靠岸法向速度(m/s)。
由公式可以看出,船舶的有效撞击能量 E0 主要与下列因素有关:(1)设计船型长江中下游地区码头靠泊的船型多,大小不一,有海轮、驳船和小货轮等,以前受航道水深影响,靠泊的船型一般为 3000~5000t 级船舶,随着长江口航道整治二、三期工程的进行,最终航道设计水深将达到12.5m,届时 3~5 万吨级海轮可以全天候进出长江口。
企业为降低运输成本,一般采用大型船舶或超大型船舶运输,目前靠泊的最大船型为沙钢海力 6#码头的 20 万吨级散货船(减载靠泊)。
(2)有效能动系数有效能动系数ρ为一个系数,取值 0.7~0.8,可按具体情况采用该范围内某值,其变化幅度不大,对能量计算的结果影响相对有限。
(3)法向靠泊速度Vn 从能量法公式中可以看出:靠船撞击能量 E0 与 Vn 的平方成正比, Vn 变化 10%则 E0 变化 21%。
而规范中某一吨级船舶的 Vn 值(见表 1、表 2)上下限相差往往较大,上限值/下限值对河船或海船在有掩护港口为 120%~150%,海船在开敞式港口则达 180%~208%,取值对 E0 计算结果影响很大(按上述Vn 的上下限比。
橡胶和橡胶护舷的设计制作安装维护知识和标准护舷行业橡胶知识什么是橡胶?橡胶是一种材料,它在大的形变下能迅速而有力恢复其形变,能够被改性。
(所谓的改性就是老化)一、橡胶的分类分为天然橡胶、合成橡胶。
合成橡胶分为通用橡胶与特种橡胶。
通用橡胶分为丁苯、顺丁、异戊、丁腈、氯丁、乙丙、丁基等橡胶;特种橡胶有氟、硅、聚氨酯、丙烯酸酯、橡胶等橡胶。
二、橡胶的配合分为生胶、硫化、补强填充、防护、增塑、特种配合等配合体系三、橡胶的加工分为塑炼、混炼、压延、压出、硫化等过程橡胶是高弹性的高分子材料,由于橡胶具有其他材料所没有的高弹性,因而也称做弹性体,其基本特性如下:一,有橡胶状弹性。
二,具有粘弹性。
三,有减震缓冲的作用。
四,对温度依赖大五,具有电绝缘性。
六,有老化现象。
七,必须进行硫化。
八,必须加入配合剂九,比重小,硬度低,柔软性好,透气性差。
1.历史可以远溯至1492年哥伦布发现美洲新大陆,早期的探险家发现印地安人使用巴西橡胶树之胶乳(天然橡胶)来制作"胶鞋",防止脚被蛇虫叮咬,之後18世完善了真正意义的橡胶硫化,硫化後橡胶产生本质的飞跃,性能大幅度提高.此橡胶大底在制鞋业中获得了广泛应用,随著橡胶工业的发展,丁苯橡胶等人工合成橡胶由于其性能突出,1951年後开始大量使用.生胶纪後期至19世纪初期,天然橡胶开始在欧洲用于胶管雨衣,胶鞋,但材料遇热变软发粘,遇冷变硬脆裂,实用价值不大.2.1839年,美国人固特异(C.Goodyear)发明橡胶品种(简写符号)化学组成性能特点主要用途1.天然橡胶(NR)以橡胶烃(聚异戊二烯)为主,含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。
弹性大,定伸强度高,抗撕裂性和电绝缘性优良,耐磨性和耐旱性良好,加工性佳,易于其它材料粘合,在综合性能方面优于多数合成橡胶。
缺点是耐氧和耐臭氧性差,容易老化变质;耐油和耐溶剂性不好,第抗酸碱的腐蚀能力低;耐热性不高。
使用温度范围:约-60℃~+80℃。
港港区1、2、3泊位技术改造工程橡胶护舷技术规格书1.总则本技术规格书适用于港港区1泊位技术改造工程和港港区2、3泊位技术改造工程码头全部橡胶护舷的材料、力学性能、配件、检验、储运和安装;承包商应按设计要求的型号、规格生产橡胶护舷,生产之前应将产品设计图纸提交业主和设计工程师,获得书面批准后方能进行生产;执行的规范和标准除特殊说明和规定以外,橡胶护舷以本技术规格书为准;本技术规格书没有提及而又涉及到的可参照下列中华人民共和国颁布的规范和标准执行;1中华人民共和国国家标准橡胶护舷GB7540-872中华人民共和国行业标准橡胶护舷HG/T2866-20033中华人民共和国行业标准码头附属设施技术规范JTJ297-20014中华人民共和国行业标准港口工程质量检验评定标准JTJ221-98 当技术规格书的要求与提及的其他规程、技术标准、施工规范发生矛盾时,应优先采用本技术规格书;本技术规格书可以随工程进展进行修改、充实和整补;在合同履行期间若上述规范和标准进行修改或重新发布,护舷承包商应执行规范和标准的最新版本;承包商基于这种修改或重新发布而提出的任何索赔应符合合同条款的有关规定;本规格书中所提到的材料、工艺和试验方面的标准,主要是指中华人民共和国有关主管部门颁布的现行技术标准;护舷承包商可以采用替代标准及新材料、新工艺生产出更符合工程需要的产品,但应提前得到工程师的批准;护舷承包商应对使用替代标准而发生的错误负全部责任;2.橡胶护舷技术要求橡胶护舷本体材料用于护舷的橡胶应是天然合成橡胶,并且耐老化、耐油和耐海水腐蚀性能良好,耐磨性好;制造护舷用胶料物理机械性能应符合表的规定;表护舷制品的力学性能应符合本技术规格书条的规定;金属配件2.4.1护舷的金属配件由护舷生产厂商负责设计和提供,其材质可参考表;但不低于以下标准;2.4.2护舷金属配件材质化学成分和机械性能应符合有关国家标准;2.4.3护舷金属配件的防腐由护舷生产厂商负责,并应符合有关国家标准的要求;3.护舷产品的验收为保证护舷的质量,建设单位必须从生产厂商索取产品出厂合格证书和有关试验资料,并观察和检查,完全符合设计要求和本技术规格书的要求方可验收;并应请设计工程师参加护舷产品的验收;表护舷的外观质量应符合下列要求;1护舷表面质地均匀,不得有混入异物、气泡、皲裂等影响使用性能的缺陷;2护舷表面不得有影响使用性能的明疤和缺胶,不允许钢板外露;3护舷形状尺寸的极限偏差应符合表的规定;表护舷力学性能试验本码头采用的橡胶护舷以每个泊位需用量为批,按其型号任取一个进行力学性能试验;如不合格时,应于同批产品中取双倍试样进行不合格项目的复检;复验后其中仍有不合格时,则该产品应逐个检验;凡经翻修的产品,必须重新进行力学性能试验,合格后方可出厂;护舷的力学性能试验按HG/T2866-2003橡胶护舷附录A中的试验方法进行;护舷胶料的物理性能检验,在正常生产情况下,同类型护舷用胶料的硬度、拉伸强度、扯断伸长率每半月检验一次;压缩永久变形、热空气老化性能每月检验一次;臭氧老化试验每半年检查一次;如有一项不合格时,应另取双倍试样进行不合格项目复试,仍有不合格时,则此期间胶料为不合格品;护舷胶料物理性能按下列规定检验;(1)胶料拉伸强度、扯断伸长率的测定按GB/T528的规定执行,用I型试样;(2)胶料硬度的测定按GB/T531的规定执行;(3)胶料压缩永久变形的测定按GB/T7759的规定执行;(4)胶料热空气老化试验按GB/T3512的规定执行;(5)胶料臭氧老化试验按GB/T7762的规定执行;4 橡胶护舷标志、包装、贮存和运输护舷应在明显位置标有:制造单位、标记、商标、制造日期、检查合格印章;护舷包装应与用货单位协商确定;护舷贮存时,应避免阳光直射,雨雪浸淋;不得与酸、碱、油类及有机溶剂等物质相接触;距发热装置1m以外;库房温度宜保持在-10~30℃,相对湿度在50%~80%;护舷在装运过程中,应保持清洁,不得摔、撞、拖、滚,不得以尖硬物钩、吊、刺、划,不得与酸、碱、油类及有机溶剂等物质相接触并距发热装置1m以外;在上述条件下,护舷自生产之日起,在不超过一年储存期内产品质量应符合相应标准要求;5.橡胶护舷的安装供货商应指导、监督橡胶护舷的安装过程;护舷底盘与码头的接触应紧密;螺母应满扣拧紧,螺栓的装配要符合设计要求;护舷安装允许偏差见表;表护舷安装后供货商应参加监理工程师主持的检验和验收,对不合格的产品进行翻修直至合格,护舷本体翻修其费用由供货商负责;护舷供货商报价应包括护舷运输、保存和检验的费用;6橡胶护舷使用要求及规格、数量和性能本工程属技术改造项目,所有护舷与码头的连接均需要采用后锚固方式连接,承包商设计连接件时要充分考虑,应尽量减少码头现场的施工;1泊位和2、3泊位两个码头全长范围内各布置4组漂浮型橡胶护舷,每组漂浮型护舷后方采用带防冲板的DA800H橡胶护舷设置的垫板,以保证在不同水位时漂浮型橡胶护舷均可以正常受力,承包商应根据漂浮护舷的使用要求设计DA800H橡胶护舷及垫板,并与漂浮型护舷成套提供,另外在2、3泊位预留一处漂浮型护舷位置;1-3泊位均为集装箱码头,今后在集装箱船舶每次靠泊码头时是否需要采用漂浮型护舷是根据其吃水确定,因此、本工程要求漂浮型护舷必须在陆地、水上便于拆卸、吊装、移除,承包商应控制漂浮型护舷重量小于40t,同时应充分考虑使用集装箱桥吊进行吊装;为了便于拆卸,本工程要求漂浮型护舷可以首先吊放在码头面上,然后拆卸链条和漂浮护舷间的卸扣,故承包商应合理设置链条长度以及锚固点位置;承包商可以提出替代方案,以减小漂浮护舷重量,或改善锚链设置,但需要充分满足本工程的使用要求;护舷布置情况详见码头结构总图和码头断面图;本工程采用的漂浮型橡胶护舷数量和性能见表;表本工程采用的DA型橡胶护舷数量和性能见表;表。
橡胶护舷橡胶护舷分类及其特点DA型橡胶护舷DA型橡胶护舷特点具有吸能量高和反力低的特点;制品具有更高的应力分散性,使用寿命长;前端设置防卫板可降低面压;规格齐全安装方式多样;更换方便.主要规格:DA300H、DA400H、DA500H、DA600H、DA800H、DA1000H。
D型橡胶护舷半圆型(D型)橡胶护舷特点反力适中,吸能量较圆筒型高;安装较方便工作;由于底部宽度尺寸小,特别适用于框架式码头和船舷安装使用。
主要规格:H300×L1500-5P、H300×L1500-5Z、H300×1500-3Z、H300×L850-3Z、H300×L900-2Z、H500×L1500-5Z、H500×L850-3Z。
拱型橡胶护舷拱型(V型)橡胶护舷特点反力适中,吸能量高;安装牢固,方便;适用于各类码头。
主要规格:H300×L2000、H500×L1000、H600×L1000、H600×L1500、H600×L2000、H800×L2000。
鼓型橡胶护舷鼓型橡胶护舷:特点反力低,吸能量大;面压在25吨/米2以下;倾斜压缩力学性能降低小;主要规格:H400、H500、H800、H1000、H1700、H2000、H2500、H3000。
特别适于大型船舶和外海码头。
飘浮型橡胶护舷港口用飘浮型橡胶护舷特点:1、与一般压缩型橡胶护舷相比,漂浮护舷*大特点是具有漂浮性能,不受潮差影响;2、与充气型橡胶护舷相比,使用中不需检查充气,具有免维护性;3、没有爆破危险,具有安全性;4、可以施加各种颜色,产品美观,标识明显;5、采用法兰联接,安装(移动)方便;港口用飘浮型橡胶护舷适用范围圆筒型橡胶护舷圆筒型橡胶护舷特点:面压力适中,对大小船舶适应性较好;单位反力吸能量(E/R)合理,用途广;折算吨橡胶吸能量较低,材料利用率低;安装维修方便,特别适于老码头改造;。
《港口水工建筑物》课后思考题习题答案第一章一、试叙述码头按不同方式分类的主要形式、工作特点及其适用范围答:一、按平面布置分类:1、顺岸式:可分为满堂式和引桥式。
满堂式装卸作业、堆货管理、运输运营由前向后连成一片,具有快速量多的特点、联系方便;引桥式装卸作业在顺岸码头完成,堆货、运输需通过引桥运载到后方的岸上进行。
适用于建设场地有充足的码头岸线。
2、突堤式:可分为窄突堤和宽突堤主要运用于海港前者沿宽度方向是一个整体结构,后者沿宽度方向的两侧为码头结构,码头结构中通过填料筑成码头面。
主要运用于海港。
3、墩式码头:非连续性结构,墩台与岸用引桥链接,墩台之间用人行桥链接、船舶的系靠由系船墩和靠船墩承担,装卸作业在另设的工作平台上进行。
在开敞式码头建设中应用较多。
二、按断面形式分类:1、直立式:便于船舶的停靠和机械直接开到码头前沿,有较好的装卸效率。
适用于水位变化不大的港口。
2、斜坡式:斜坡道前方没有泵船作码头使用机械难以靠近码头前沿,装卸效率低。
运用于水位变化大的上、中游河港或海港。
3、半斜坡式:用于枯水期较长而洪水期较短的山区河流4、半直立式用于高水位时间较长,而低水位时间较短的水库港三、按结构形式分类:1、重力式:分布较广,使用较多,依靠结构本身及其上面填料的重力来保持结构自身的滑移稳定和倾覆稳定,其自重力大。
地基承受的压力大。
适用于地基条件较好的地基。
2、板桩式:依靠板桩入土部分的侧向土抗力和安设在码头上部的锚碇结构来维持其整体稳定。
除特别坚硬会哦过于软弱的地基外,一般均可采用。
3、高桩码头:在软弱地基上修建的,工作特点:通过桩台将作用在码头上的荷载经桩基传给地基4、透空的重力式结构:混合结构二、码头由哪几部分组成?各部分的作用是什么?答:一、码头可分为:主体结构、码头附属结构。
主体结构包括上部结构、下部结构和基础。
二、各部分作用:上部结构:1、将上部结构的构件连成整体2、直接承受船舶荷载和地面使用荷载并将这些荷载传给下部结构3、作为设置防冲设施、系船设施、工艺设施和安全设施的基础下部结构和基础:1、支承上部结构,形成直立岸壁2、将作用在上部结构的和本身荷载传给地基。
d型橡胶护舷标准概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文将对D型橡胶护舷标准进行全面的概述及解释说明。
橡胶护舷作为一种重要的港口设备,起到保护船只和码头之间的安全隔离作用。
D型橡胶护舷是其中一种常见且广泛应用的橡胶护舷型号。
在本文中,我们将介绍D型橡胶护舷的定义、特点和应用范围,并深入探讨D型橡胶护舷标准的制定过程、重要性和意义,以及其主要的内容和要求。
1.2 文章结构首先,本文将从引言部分开始进行说明,并展示文章结构。
接下来,正文部分将详细介绍D型橡胶护舷的定义、特点和应用范围。
然后,解释说明部分将重点阐述D型橡胶护舷标准的制定过程、重要性和意义,以及其主要内容和要求。
紧接着,实例分析部分将通过某港口D型橡胶护舷标准落地实施情况分析、近年来事故案例与问题分析等方面提供实际案例和问题讨论。
最后,结论部分将对D型橡胶护舷标准进行总结回顾,并展望未来的发展方向,提出改进和完善D 型橡胶护舷标准的建议。
1.3 目的本文的主要目的是全面介绍和解释D型橡胶护舷标准,通过深入探讨其定义、特点、应用范围以及标准制定过程、重要性和意义等方面,加深读者对于D型橡胶护舷标准的理解与认识。
同时,在实例分析部分,通过具体案例和问题分析,引发读者对于D型橡胶护舷标准体系建设与管理措施进一步完善的思考。
最终,通过文章的撰写与阅读交流,为各个港口管理机构和相关从业人员提供参考意见,并为未来D型橡胶护舷标准的进一步改进与完善提供有效指导。
2. 正文:2.1 D型橡胶护舷的定义D型橡胶护舷是一种广泛应用于港口和码头等水上交通设施中的保护装置,其主要功能是为靠泊船只提供缓冲和防撞保护。
该类型的护舷采用优质橡胶材料制成,具有较好的耐久性、强度和制造工艺,并可根据实际需求进行定制。
2.2 D型橡胶护舷的特点D型橡胶护舷具有以下几个显著特点:- 弹性好:其采用高弹性橡胶材料,能够有效吸收靠泊船只产生的冲击力,以降低碰撞带来的损害。
- 耐久性强:选用优质橡胶材料并经过特殊处理,使其具备耐候、耐腐蚀等特性,在恶劣海洋环境中仍能保持良好表现。
橡胶护舷的种类
橡胶护舷根据形状和用途的不同可以分为以下几种类型:
1. 橡胶固定式护舷:也称为护舷垫,主要用于固定在码头、船坞等场所,用于保护船舶和码头之间的接触部分。
常见的形状有长方形、圆形、半圆形等。
2. 橡胶浮动式护舷:通常具有较大的浮力和吸震能力,用于保护船舶在靠港时与码头或其他船只的接触部分。
这种护舷一般由橡胶制成,表面通常覆盖有耐磨的保护层。
3. 橡胶滑动式护舷:滑动式护舷通常用于船坞等靠泊设施的护舷,以减少与船舶相对运动时的摩擦力。
这种护舷通常由橡胶和金属构件组成,能够在船舶靠港和离港时充分发挥防护作用。
4. 橡胶绳式护舷:绳式护舷多用于船只或船坞的缆绳保护,防止缆绳磨损。
这种护舷通常由橡胶制成,具有耐磨、耐久的特点。
总的来说,橡胶护舷的种类繁多,可以根据不同的实际需要选择相应的类型。
橡胶护舷种类型参数详细资料————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:圆筒型橡胶护舷:特点反力低,面压小,吸能量合理;在靠泊时,对船舶横摇和纵摇适应性强不受船舶大小影响,用途广安装维修方便,特别适于老式码头。
主要规格有:Φ150、Φ200、Φ250、Φ300、Φ400、Φ500、Φ600、Φ700、Φ800、Φ900、Φ1000、Φ1200、Φ1500、Φ1600、Φ1700、Φ1800、Φ1900、Φ2000半圆型(D型)橡胶护舷:特点反力适中,吸能量较圆筒型高;安装较方便工作;由于底部宽度尺寸小,特别适用于框架式码头和船舷安装使用。
主要规格:H300×L1500-5P、H300×L1500-5Z、H300×1500-3Z、H300×L850-3Z、H300×L900-2Z、H500×L1500-5Z、H500×L850-3Z。
DO型橡胶护舷:特点反力吸能比D型护舷高;安装强度及使用寿命比D型护舷有很大提高;适用于框架式码头。
主要规格:H280×1000、H280×1500、H280×2000、H280×3000、H300×1000、H300×1500、H300×2000、H300×2500、H300×3000。
拱型(V型)橡胶护舷:特点反力适中,吸能量高;安装牢固,方便;适用于各类码头。
主要规格:H300×L2000、H500×L1000、H600×L1000、H600×L1500、H600×L2000、H800×L2000。
DA型橡胶护舷:特点具有吸能量高和反力低的特点;制品具有更高的应力分散性,使用寿命长;前端设置防卫板可降低面压;规格齐全安装方式多样;更换方便.主要规格:DA300H、DA400H、DA500H、DA600H、DA800H、DA1000H。
119型 号Types 外径Outer dia 内径Inter dia 制品重量Weight (kg/m)备注Notes型 号Types Y150×1000Y200×1000Y250×1000Y300×1000Y350×1000Y400×1000Y500×1000Y600×1000Y700×1000Y800×1000Y900×1000Y1000×1000Y1100×1000Y1200×1000Y1300×1000Y1400×1000Y1500×1000Y1600×1000Y1700×1000Y1800×1000Y1900×1000Y2000×10004460758910411914817920823726829733136339242245148151154157065373951201431671912392863343834304795285746236707187768248729201054标准型Standard type 高反力型High reaction force 1.52.6468101624314152647795108128147176206247288321标准型Standard type 2.34.26.5913172637506684103129152179208238282338406487584高反力型High reaction force性能公差(%)Tolerance 性能Performances 反力(KN) 吸能量(KN-M)特点1.圆筒型橡胶护舷是中空的圆筒型橡胶制品,用链条和钢棒悬挂在码头上,安装维修方便。
2.圆筒型橡胶护舷反力低,面压小,吸能量合理。
橡胶护舷分类有哪些(橡胶护舷的种类)橡胶护舷分类通常橡胶护舷根据结构可分为两大类:实心橡胶护舷(非漂浮型)和漂浮型橡胶护舷。
SA橡胶护舷的特点:1、SA拱型橡胶护舷反力低,吸能量高,同反力情况下,吸能量远高于A 型,是A型的换代产品;2、结构合理,使用寿命长;3、用途广泛,适用于各种码头,船坞。
DA橡胶护舷特点:超级拱型(DA型)橡胶护舷是目前应用最广泛的护舷品种之一,具有吸能量高、布置灵活、安装尺度适宜等诸多优点。
其单位制品重量吸能量在压缩型护舷中仅次于超级鼓型护舷,比圆筒型护舷高3.5倍,比D型护舷高2.3倍,节省材料。
GD型橡胶护舷有哪些特点呢?GD型橡胶护舷在底部尺寸较小,且只有一排安装螺栓,特别适用于框架式码头和码头上部护岸使用。
安装方便,易于更换。
GD型(半圆型)橡胶护舷是在D型护舷基础上开发的一种变形产品,原D型护舷为中间锚固,使用时容易造成护舷脱落。
超级D型中运护舷为内埋整体钢板,双排锚固,加之锚固螺栓加大,其锚固力比原D型护舷增大二位左右,使用表明,其锚固力满足设计要求,受到设计和使用单位欢迎。
GD型护舷除小型码头设计采用,在码头上部前沿作为码头二级防护(与其它护舷一并布置)也多被采用,一般为连续布置,当船舶非正常靠泊时,避免船舶直接撞击码头zy18。
橡胶护舷的特点和应用实心橡胶护舷具有较高的吸能和反力,同时具备成本低、使用寿命长、安装维护简单等优点,是码头、船坞安装较多的防护装置。
漂浮型橡胶护舷是较新型的护舷装备,同实心橡胶护舷相对比其主要特点是:压缩变形大,吸能大、反力小、自漂浮,易安装等。
通常应用在船到船(ship to ship)、船到码头(ship to wharf)驳货、停靠等场合下;由于其自漂浮特性也特别适合在潮位变化较大的码头安装。
其中填充式橡胶护舷由于其免维护、长寿命等优点尤其适合于恶劣环境下的应用,例如海上钻井平台等。
舷梯型橡胶护舷的参数舷梯型橡胶护舷是在TD-B拱型橡胶护舷的基础设计制作的,它主要供港内作业的小型船舶使用,具有护舷吸收能量和登船上岸爬梯双重功能,不锈蚀,使用方便,安全可靠。
橡胶护舷的选型与布置
1、前言、
橡胶护舷在港口工程中应用已较普遍,规范对其设计计算原则也有规定,但橡胶护舷设计的问题既广泛又复杂,合理选择橡胶护舷不仅能保障码头、船舶的安全,而且能改善码头结构的受力状态,从而降低工程造价。
笔者根据多年长江中下游地区高桩码头的设计经验,就橡胶护舷的选型与布置作一些探讨,希望能对今后的护舷设计工作有所帮助。
2、影响橡胶护舷选型与布置的主要因素
根据《港口工程荷载规范》(JTJ215-98)规定,船舶靠岸时的有效撞击能量 E0 按下式计算:
E0 = ρ MVn2 2
式中: E0 ——船舶的有效撞击能量(KJ);ρ——有效能动系数,取 0.7~0.8; M ——船舶质量(t),按满载排水量计算; Vn ——船舶靠岸法向速度(m/s)。
由公式可以看出,船舶的有效撞击能量 E0 主要与下列因素有关:
(1)设计船型
长江中下游地区码头靠泊的船型多,大小不一,有海轮、驳船和小货轮等,以前受航道水深影响,靠泊的船型一般为 3000~5000t 级船舶,随着长江口航道整治二、三期工程的进行,最终航道设计水深将达到12.5m,届时 3~5 万吨级海轮可以全天候进出长江口。
企业为降低运输成本,一般采用大型船舶或超大型船舶运输,目前靠泊的最大船型为沙钢海力 6#码头的 20 万吨级散货船(减载靠泊)。
(2)有效能动系数
有效能动系数ρ为一个系数,取值 0.7~0.8,可按具体情况采用该范围内某值,其变化幅度不大,对能量计算的结果影响相对有限。
(3)法向靠泊速度
Vn 从能量法公式中可以看出:靠船撞击能量 E0 与 Vn 的平方成正比, Vn 变化 10%则 E0 变化 21%。
而规范中某一吨级船舶的 Vn 值(见表 1、表 2)上下限相差往往较大,上限值/下限值对河船或海船在有掩护港口为 120%~150%,海船在开敞式港口则达 180%~208%,取值对 E0 计算结果影响很大(按上述Vn 的上下限比。
从而对橡胶护舷的选型、反力大小、码值计算出的 E0 值可相差 144%~432%)头靠船结构计算等影响很大。
正常靠船条件下 Vn 的取值,应当是在规范规定的上下限范围内,在此围内取哪一个数值,也应当具体进行分析,一般地说,如果有当地的确实资料,确有把握,可以取中间某值甚至下限;否则,取上限值较为稳妥。
按正常靠船的 Vn 进行计算和设计,可以使护舷、靠船构件和码头有相应于规范规定的安全系数或可靠度的一定安全储备,但是,由于船舶荷载的特殊性,还有必要再增大一点安全储备,虽然不考虑事故性的靠船撞击,但设计中可以考虑船舶非正常靠泊的情况,这种情况虽然超出了正常靠泊的范围,但偶尔也会发生,其时靠船法向速度 Vn 略超设计选定的 Vn 值,如果原设计是很经济合理的,则此时橡胶护舷
会吸能量不足,反力可能迅速增加,护舷及其配件,靠船构件等都可能局部损坏,安全度相应降低。
针对这种情况,虽然规范中没有规定,但设计中却可以考虑,例如将已按规范和具体分析选定的 Vn 值增大10%作校核计算,选用吸能量略大的护舷。
在一般情况下,这样处理不会增加很多投资,却提高了码头抵抗虽非严重事故却又偶尔有限地超出常规靠船速度时的安全度。
3、橡胶护舷的合理选型与布置
3.1 橡胶护舷布置的间距
橡胶护舷布置的间距和高程很重要,要保证船舶在规范允许的最不利靠泊角度下,能够不直接碰到码头岸壁,并保证船舶在不同潮位、不同吃水的情况下都能安全靠泊,对不同吨位的船舶停靠具有较强的适应性。
故竖向护舷的间距 P 应满足公式: P < 2 2 Rh ? h 2
式中:R——船艏纵向最小曲率半径(m); h——护舷被压缩后的高度(m)。
船舶在纵向和竖向都呈曲线状。
船艏纵向曲线影响到竖向护舷的水平间距(图 1),而船舷竖向曲线及空载、满载的干舷变化影响到竖向护舷和顶层水平护舷的布置(图 2),通过分析,笔者认为高桩码头优选排架间距 L 时,应以 L 不超过竖向护舷的水平间距 P 为宜,这样可使靠船构件上的竖向护舷首先承受船舶靠岸时比较大的撞击力,并传给码头横向排架承受。
3.2 竖向护舷的布置
橡胶护舷的布置,既应当对船舶和码头结构都防护周全,又在满足吸能量的前提下尽量减少护舷的个数,一方面是为减少投资,另外也是考虑一些品种橡胶护舷的吸能——反力特性,例如鼓型和 V 型橡胶护舷都有当变形仅 20%~30%,吸能量还很小的时候,反力已达最大值的特点,如果在一个地方集中地布置多个护舷,使靠船时同时接触并压缩这些护舷,则很可能这几个护舷还未能满足吸收船舶有效能量时,反力却均已发生最大值,结构承受了数倍反力。
因此规范规定要按与船舶接触的橡胶护舷设施确定对码头的撞击力,船舶可能接触了几个橡胶护舷,便应考虑可能发生了成倍的反力。
针对这种情况,我在设计大中型码头时,采用橡胶护舷加防撞板的型式(图 3),图中设计代表船型为 50000 吨级油船,采用 DA—B600H 橡胶护舷加防撞板的型式,兼靠 30000 吨级和 5000 吨级油船,既减少了橡胶护舷的数量,又收到吸能量成倍增加而反力不变的效果。
3.3 竖向护舷底高程的控制情况
河船满载干舷高度小,如 1500t 级甲板驳,型深为 3.5m,满载时吃水 2.6m,水面以上能停靠的船体高度很小,为使船体与护舷有足够的接触长度,确保码头和船舶的安全,通常将护舷延伸至设计低水位以下,考虑到水下安装护舷比较困难,一般护舷伸入设计低水位以下 0.6~1.0m。
海船满载干舷高度大,4 万吨级杂货船,如型深为 19.0m,满载时吃水 12.3m,水面以上停靠的船体高度很大,与护舷有足够的接触长度,因此通常将护舷延伸至设计低水位附近。
3.4 竖向护舷顶高程的控制情况
设计高水位要注意靠泊时空载船舶的侧倾问题,如 5000t 级海轮,型深为 9.0m,空载吃水仅 3.0m 左右,在设计高水位时,如果护舷顶高程过低,会使船体向岸侧倾斜,容易造成事故。
所以,从设置护舷的
角度出发,要查明有关船舶的线型,合理确定护舷的高程。
3.5 横向护舷的布置
根据以往设计船型线型图分析计算表明长江中下游高桩码头排架间距 L 小于竖向护舷间距 P 时,水平护舷除顶层外可不设,因为船舶曲率半径大,正常靠离泊作业船舶接触的是码头的竖向护舷。
顶层设水平护舷的主要作用是防止设计高水位时船舶横摇时碰到码头。
以往习惯将水平向与竖直向护舷选用同一型号,多采用 D 型。
不仅水平护舷选型不当,而且受力也不合理。
对顶层水平向护舷来说,吸能量不是其选型的主要因素,主要应考虑护舷与船舷之间的摩擦力要小,护舷的安装强度要高。
GD 型护舷采用双排螺栓锚固,其安装强度较 D 型护舷提高 2 倍,吸能量约提高 30%,适用于长江中下游大中型码头顶层水平向布置。
顶层水平向护舷宜采用间隔布置,设置位置及数量应结合竖向护舷顶高程分析确定。
4、结束语
高桩码头橡胶护舷设计必须予以重视。
这不仅是因为它占投资的比重较大,而且更由于它对码头、船舶的安全起着决定性的作用。
在设计中,要按照本专业的基本理论和技术,结合工程的实际情况,综合分析,加上巧思妙想,才能设计得合理、经济。