Основные элементы порта. 2 страница

В морских портах отметкупортовой территории - возвышение кордона грузовых и пассажирских причалов назначают по т.н. основной и поверочным нормам.

По основной норме устанавливается возвышение кордона, обеспечивающее удобство стоянки судов, нормальные условия производства погрузочно – разгрузочных работ у причала относительно среднего положения уровня воды акватории порта. Проверочная норма возвышения кордона проверяется на незатопляемости территории причалов. Приведем эти нормы в табличной форме.

Возвышение кордона причалов.

К приливным морям относятся моря с величиной прилива более 0, 5 м. возвышение кордона (отметка территории) принимается по наибольшему значению основной и поверочной норм.

Полученные отметки территории являются минимально допустимыми. Для безливных морей обычной отметки в переделах 2-3 м. над средним уровнем моря.

Полученные отметки территории являются минимально допустимыми. Для безливных морей обычно отметки в пределах 2-3 м. над средним уровнем моря. В ливных морях с большей амплитудой колебания уровня воды (больше 6 метров) с целью уменьшения высоты причальных сооружений (т.е.. уменьшения стоимости)устраивают закрытые бассейны, соединяемые с морем шлюзами (воротами) и в этих бассейнах поддерживают уровень, близкий к приливному и отливному портовой территории отсчитывают от уровня и принимают 1-1, 5 м.

При строительстве причалов, предназначенных дли приема крупнотоннажных танкеров, возвышение кордона 5-7 м. для придания трубопроводам уклона в сторону берега.

Размеры акватории порта и ее элементов определяют из условий безопасного входа, маневрирования и подхода судов к причалам, удобной и безопасной стоянки транспортных судов и работы портофлота и технических средств при выполнении грузовых и пассажирских операций, при снабжении, обслуживании и отстое судов.

Движение судов в порту может происходить своим ходом или с применением одного или нескольких буксиров. Последние используются при стесненной акватории и при постановке к причалу очень крупных судов..

Внутренняя акватория состоит из следующих основных элементов %

а) маневренного рейда, предназначенного для маневрирования судов на акватории при входе или выходе;

б) судовых ходов, предназначенных для движения судов на акватории при следовании в заданный район;

в) оперативной акватории у причалов, предназначенной для маневрирования судов при подходе к причалам или отхода от них;

г) рейдовых стоянок, предназначенных для стоянки судов в ожидании постановки к причалам и производства перегрузочных операций.

Размеры и формы основных элементов внутренней акватории (маневренный рейд, судовые ходы, оперативные акватории и рейдовые стоянки) определяются в соответствии с конкретными условиями естественного режима с учетом эксплуатационных и навигационных требований.

Для обеспечения безопасности плавания судов на внутренней акватории границы маневренного рейда, судовых ходов, оперативных акваторий ирейдовых стоянок следует располагать на расстоянии В_безоп. от линии кордона (зона безопасности плавания). В_безоп. зависит от длины и ширины расчетного судна. Например, отношение В_безоп. до сооружений, которое используется для швартовки и стоянки судов (причала) лагом В = З · В_р.с.; до сооружений, которые используются для швартовки и стоянки судов. В_без. = 1, 5 В_р.с., а для до сооружений, которое используется для швартовки судов кормой (Р_о – Р_о):

В _безоп.= L_с + 1, 5 В_р.с..

При входе в порт судно, как правило, должно двигаться прямолинейно и иметь пред собой достаточное водное пространство для снижения скорости, причем для быстрейшей остановки судно реверсирует, т.е. переводят на «задний ход» пробег судна от момента перехода на «полный задний» до остановки зависит от начальной скорости маневрирования и может составлять 5-7 L_c при “среднем ходе” и 1-1.5 L_c при “самом малом”. При развороте судно движется по кривой циркуляции, близкой к окружности, составляющей от 3 до 5 L_с.

Входы в порт.

Над «входом» в порт понимается совокупность технических элементов, обеспечивающих единовременный вход (или выход) одного судна: входныхворот, примыкающим к ним участка проходного канала и входного рейда, т.е. элементов, влияющих на безопасность в продолжении ввода и вывода судов.

Входные ворота – расстояние в «свету» между головами оградительных сооружений.

За навигационную ширину входа принимается ширина по нормам к оси входа на навигационной глубине.

При одностороннем движении навигационная ширина:

B_x = B_c (B_o · K_vw · K_a · K_vd + 1), м.

В_р.с. = ширина расчетного судна,

В_о – относительная ширина маневровой полосы, определяется в зависимости от скорости течения, его курсового угла.

K_vw - управляемости коэффициент критерия, в зависимости от скорости прохождения ворот порта,

K_a, К_vd – безразмерный коэффициент в зависимости от отношения площадей парусности надстройки, надводных и подводных бортов судна, водоизмещения. Ширина входа В_х ≥ L_c. При наличии подходного канала может быть уменьшена до 0, 8 L_c.

Угол между осью входа в порт и огибанием направления береговой линии на подходе к порту ≥ 30⁰. Направление оси входа должно составлять с направлением господствующих ветров углом ≤ 45⁰.

Пропускная способность входа в порт, т.е. количество судов № вх, которое может быть пропущено через ворота порта за определенный отрезок навигационного времени Т (например, сутки, месяцы и т.д.)

где К_н – коэффициент использования входа по времени (К_н≈ 0, 5)

К_м- коэффициент, учитывающий замедление перехода прохода судна через ворота порта метео причалам (К_м≈ 0, 7-0, 8)

t₁ – продолжительность входа (ввода) судна в ворота.

t₂ – продолжительность входа (вывода) судна в ворота.

t₁≈ t₂≈ (20-50 мин).

Пропускная способность портовых ворот должна быть не менее запланированного судооборота порта. В противном случае предусматривают двое или несколько ворот. Наличие двух или нескольких ворот, особенно ориентированных в разных направлениях, облегчает маневрирование судов, улучшает условия пожарной безопасности, ускоряет процесс освобождения акватории ото льда.

При наличии проходного канала В_вх может быть ≥ 0, 8 L_pc.

Ширина входа В_вх, экспедитор. В период ледового режима должна быть увеличена на 10-15%.

Ширину участка подхода канала, примыкающему к входным воротам

В _подх.к. ≈ В _вх., длина L _подх.к. ≥ 2 L _р.с.

Входной рейд.

Должен иметь такие размеры и плановые очертания, которые позволяют при сильном ветре осуществлять любые маневры, гашение инерции судна, разворот судна собственными средствами на требуемый угол, отдачу якоря, а также проводить временную стоянку.

Если судно входит в порт без буксиров, то длина прямолинейного участка, где производится гашение скорости, l = 3, 5-4, 0 L_с.

Маневровой акватории входного рейда при неестественной акватории порта придают в плане очертание полного круга диаметром D = 3, 5 L_c или полукруг (также для стесненной акватории) R=2, 5 L_с, причем круг или полукруг должны располагаться так, чтобы ось входа пересекалась или касалась их.

Маневровая акватория не должна накладываться на участки акватории, которые отведены для судовых ходов, оперативных акваторий и рейдовых стоянок.

Для крупных судов L_c > 150 м. в стесненных условиях допускается круг D ≥ 2 L_c на маневровой акватории, но при этом все маневровые операции на входе, а также при постановке судов к причалу и отходу от них выполняется с помощью буксиров и портовых лоцманов. Также их используют, когда для крупных судов маневровый рейд невозможно разместить на внутренней акватории.

Судовые ходы (фарватеры)- подходные, внутренние, транзитные для одностороннего движения судов принимают шириной в _{с. х} ≥ 2В _р.с., а для двухстороннего движения в_{с. х} ≥ 3В _р.с., причем судовые ходы не должны накладываться на участки акватории, которые отведены для оперативных акваторий, у причалов и рейдовых стоянок. Обычно ширина составляет рот 30 до 150 м.

Операционная акватория (зона).

Размеры операционной акватории определяются условиями обеспечения безопасности и удобства подхода и отхода при швартовых операциях и обслуживании расчетных судов с учетом возможного ее развития для приема судов перспективных типов. На результаты операционной акватории оказывает влияние начертание причального фронта, которое может быть: а) фронтальным, б) ковшовым, в) пирсовым.

Ширина оперативной акватории при фронтальной линии при самостоятельной постановке судна лагом к причалу д.б. в_о.а≥ 3 В_р.с., а при постановке кормой в _о.а.≥ L_С + 1, 5 В _р.с.

С помощью буксиров:

В_о.а.=4В_р.с.+L_б, где:

L_б – суммарная длина буксира - кантовщики и проекции длины буксирного торса на горизонтальную площадь.

Ширина операционной акватории – в_о.а. - измеряется по нормам от линии кордона до границы дноуглубления, либо до границы судового хода (транзитного), либо до гидротехнического сооружения. О рекомендуемой конфигурации причального фронта мы поговорим позже, рассматривая вопросы компоновки порта и выбор варианта причального фронта для грузовых и пассажирских районов.

При ковшовом начертании причальной линии:

В зависимости от возможности разворота судов на акватории, непосредственно, прилегающей к причалу ковши-бассейны разделяются на узкие, в которых разворот судна не предусматривается, и широкие, в которых обеспечена возможность разворота судна с помощью буксира.

Для обеспечения разворотов судна внутри широкого бассейна при двусторонней расположении причального фронта его ширина

В_т._б.≥ 2, 0 (L_c+В_р.с.),

а при одностороннем расположении причалов В_т._б=2, 0 L_c + В _р.с.

С целью более защищенной акватории и береговой линии в современных портах устраивают узкие бассейны. В этом случае их ширина зависит от числа причалов по длине бассейна.

Для узких бассейнов с двухсторонним расположением причального фронта

3 В _р.с. + L _б = 5 В _р.с. (один причал)

5 В _р.с. + L _б = 6 В р.с. (2-3 причала)

L _б – длина буксира

Для узких бассейнов с односторонним причальным фронтом соответственно В _у.б = 4 В _р.с., 5 В _р.с., 6, 5 В _р.с. – самостоятельные

2 В _р.с + L _б, 4 В _р.с + L _б, - с буксиром.

Акватория, непосредственно примыкающая к узкому бассейну должна иметь форму и размеры, позволяющую осуществлять маневрирование судов при входе в бассейны и выходе из него с помощью буксира.

Для этого на этой маневренной акватории должен выписываться полукруг с радиусом R=1, 5 L_c, либо вблизи от этого бассейна устанавливается специальный разворотный бассейн диаметром D≥ 1, 5 L_c.

Ширина акватории, прилегающей к причалам одного пирса, принимается как для узких бассейнов с односторонним расположением причалов.

Общее число рейдовых стоянок принимают не менее 30% от общего

числа грузовых, вспомогательных топливо-бункеровачных причалов порта.

Размер зоны безопасности между отдельными рейдами для отстоя судов

В_без.≥ 0, 2 L_c.

Глубина и площадь акватории внешнего рейда должна обеспечивать безопасную стоянку расчетного числа судов и их маневрирование. Естественная глубина внешнего рейда должна быть не более 50 м, рекомендуемая 20-25 м. Размеры внешнего рейда определяют в зависимости от числа рейдовых стоянок, принятого способа постановки судов на рейде. Грунт – хорошо держать якоря. Желательны естественные укрытия от господствующих штормовых ветров и крупной зыби. Течения < 1, 5 м/с.

Рейдовые стоянки (ее требуемые размеры) определяются от способа постановки судна, при этом при наличии достаточно большой площади внутренней акватории принимается:

Стоянка на якоре; стоянка на двух швартовых бачках или палах применяется на внутренней акватории порта при стесненных условиях. Размеры акватории внутренних рейдовых стоянок.

Формальной границей между акваторией и территорией порта является причальная линия - причальный фронт, образованный из совокупности всех причалов порта.

Отстой судов на бочке у стенки надо:

Причалы, количество и основные размеры.

Причал - гидротехническое сооружение, оборудованное устройствами для швартовки судов и их обработки (производства погрузочно-разгрузочных работ, снабжения, ремонта, и т. п.)

К основным размерам причалов относятся: глубина у причала, его длина, возвышение кордона.

Порядок определения глубины у причала был разобран на н/з. Напомню: устанавливается расчетное значение проектной глубины причала, как сумма осадки расчетного судна и запасов глубины, и на основании расчетного значения из сетки унифицированных значений глубин в зависимости от типа судов и направления сообщения выбирается проектная глубина причала с округлением в большую сторону.

Длина причальной линии порта, измеряемая вдоль кордона, равна сумме всех длин причалов грузовых, пассажирских, вспомогательных, причалов портофлота, технического флота.

Количество основных грузовых причалов, необходимое для переработки в порту груза с расчетным грузооборотом определяется по формуле:

где:

Q мес – расчетный грузооборот грузового фронта (причалов) в месяц наибольшей работы;

Р сут –суточная пропускная способность одного причала Т/сут;

К мет- коэффициент использования бюджета рабочего времени причала по метеорологическим причинам в месяц наибольшей работы;

К зан. - коэффициент занятости причалов обработкой судов в течение месяца.

Полученное значение N пр. округляют до ближайшего большего числа.

Суточная пропускная способность одного причала Р сут. определяется, исходя из продолжительности грузовых работ и производственных стоянок при обработке расчетных судов как средневзвешенную величину.

Р сут.=

где: m - количество типов расчетных судов;

Di расчетная загрузка i – го типа судна,

Аi- доля грузооборота перевозок расчетных судов i- го типа, в общем

объеме расчетного грузооборота;

t гр. - время занятости причала грузовыми работами с одним судном i –го типа час

t п.с.i - среднее время занятости причала под производственными стоянками час.

Время t гр. i устанавливается, исходя из принятой технологии погрузочно-разгрузочных работ, производительности технологических линий и их числа.

В величину времени t п. с. включается продолжительность только тех операций и в таком размере, которые не могут быть совмещены со временем t гр. или с другими операциями и которые нельзя или нецелесообразно выполнить у вспомогательных причалов или на рейде, а именно:

- швартовка / отшвартовка с маневрами, перестановка судна от причала к другому причалу;

- открытие, закрытие, перекрытие трюмов;

- оформление прихода, грузовых документов, осмотр судна, замеры и отбор проб перед сливом, анализ нефтегрузов, осмотр танков, замеры, отбор проб, подсчет грузов, оформление документов после налива и загрузки, оформление отхода;

- зачистка и подготовка трюмов, укрепление поверхности зерна, шланговка/отшланговка, крепление и раскрепление грузов на палубах.

Числовые значения коэффициент К. мет. Учитывают продолжительность: ветра со скоростью более 15 м/с, осадков (дождь, снегопад, плотность тумана (видимость менее 100 метров), температуры наружного воздуха(от –11 до –31 градуса для разных морей), при которых прекращаются работы или устанавливаются перерывы для обогревания рабочих. К.мет. колеблется от 0, 5 для северных портов до 0, 95 для южных портов и Южной Балтики.

Коэффициент К.зак. рекомендуется принимать для перегрузочного комплекса универсальных 0, 6-0, 7 специализированных (лесной навал 0, 5- 0, 6) контейнерных 0, 4- 0, 5; нефтепродукты- 0, 4 –0, 5.

Годовая навигационная пропускная способность причала:

Р год =

где п_м - число месячной навигации,

К _мес. - коэффициент мес. неравномерности.

Длина причала. Проектной длиной причала называется расстояние между границами причала, измеряемое по линии кордона. В общем случае значение длины причала определяется суммой длины унифицированного расчетного судна и запаса свободной длины причала, необходимого для безопасной швартовки, стоянки и отшвартовки судна. При этом предусматривается, что причальный грузовой фронт располагается в пределах определенной длины причала и не требует для обработки судна его перестановки вдоль причала.

Длина унифицированного судна определяется по осадке унифицированногосудна, которая рассчитывается как разности между проектным значениемглубины у причала – Н_пр. и запасом глубины под унифицированным расчетным судном – Σ _{z i.} Если судно становится носом или кормой к причалу под обработку, то в расчет длины причала принимается наибольшая ширина судов, заход в данный порт, при которых предусматривается (т. н. суда - представители).

Размеры причала определяются также размерами необходимой технологической площади, которая устанавливается исходя из технологических требований размещения и работы на ней перегрузочных и других причальных машин при соблюдении упоминавшегося условия: обработка судна без его перестановки вдоль причала.

Запас свободной длины причала устанавливается с учетом размещения швартовых устройств. Запас свободной длины причала зависит от конфигурации участка причальной линии, его расположении на этом участке, длины расчетного судна для данного причала. На прямолинейном участке причальной линии величина запаса в интервале от 10 м. при длине расчета судна менее 100 м., и до 30 м. при длине Ĺ _р.с. более 300 м.

Если на прямолинейном участке располагаются причалы для различных расчетных судов (т.е. с различными длинами), то запас свободной длины определяется как среднеарифметическая величина расстояний между узлами различных причалов:

Также регламентируется расстояние между расчетным судном и концом прямолинейного участка причальной линии в зависимости от расположения причалов, например: _____________

Возвышение кордона причала было рассмотрено ранее - отметка территории.

Форма причальной линии - расположение причального фронта в плане должно отвечать оптимальности учета многих факторов. Основным критерием оптимальности является минимум суммарных затрат на создание и функционирование системы «порт- флот». Требования, предъявляемые к расположению в плане причального фронта, диктуются необходимостью создания благоприятных условий для обработки судов и эффективной работы сухопутных видов транспорта.

Начертание в плане линии причального фронта должно обеспечивать:

- размещение расчетного числа причалов при соблюдении необходимых разрывов между отдельными причалами и районами;

- необходимые размеры территории Прикордонной операционной зоны; (ж/д пути, склады)

- рациональное размещение перегрузочного оборудования, складских площадок, и береговых сооружений, подъездных путей сухопутного транспорта;

- создание рациональных по форме и размерам бассейнов, врезанных в берег или образованных пирсами;

- удобство подходов судов к причалам. их швартовке и отхода от причалов;

- благоприятные условия отстоя судов у причалов с точки зрения допустимых высотой волн, а также направления действия сильных ветров;

- минимальный объем черпания при создании необходимых глубин у причалов и малую заносимость в районе причалов;

- расположение причальных сооружений в зоне с наиболее благоприятными топографическими и геологическими условиями.

Конфигурация причальной линии.

Причальный фронт может иметь в плане вид прямой или ломанной линии, а причалы могут располагаться вдоль берега

а) фронтальное расположение

б) по внутреннему контуру оградительного сооружения.

Фронтальное расположение причалов наиболее просто в исполнении и обычно достаточно удобно для подхода судов. Разновидностью фронтального расположения является ступенчатая (пилообразная) конфигурация причального фронта, удобная при загрузке судов через кормовые и носовые лацпорты.

Фронтальное расположение причалов удобно принимать в хорошо защищенных естественных бухтах и заливах большого размера, в портах на открытом побережье при небольшом числе причалов. Довольно часто встречается расположение причалов вдоль оградительных сооружений, при этом причалы находятся в корне молов, хотя встречается глубоководное расположение причалов, для них не требуется дноуглубление.

Однако при фронтальном расположении причалов акватория и территория порта оказываются растянутыми вдоль береговой линии, что приводит к удлинению сухопутных и водных подходов, портовых коммуникаций и инженерных сетей.

При пирсовом расположении причалов порт оказывается более компактным, уменьшается длина оградительных сооружений и подходов к порту. Узкие пирсы (60 м шириной) устраивают для погрузки- разгрузки наливных и навалочных грузов, а также для пассажирских причалов. На узких пирсах устраивают 1-2 причала. На широких пирсах (250-350 м шириной) для рационального использования их территории располагают не менее 3-4 причалов с каждой стороны и один причал в торце.

Главной особенностью является концентрация большого числа причалов на непротяженном участке берега, что позволяет существенно уменьшить длину оградительных сооружений, необходимых для защиты причального фронта. Вместе с тем при пирсовой системе невозможно иметь большие операционные площадки непосредственно у причального фронта, удаленными от линии кордона оказываются тыловые склады. Однако недостатки менее существенны, чем преимущества пирсовой системы. Оси пирсов располагаются под углом 90-120 градусов к береговой линии.

В большинстве современных портов используется комбинация широких пирсов и фронтально расположенных причалов.

Причалы в бассейнах, вырытых на берегу (ковшах), имеются во многих портах, в частности, в районах с большими приливно- отливными колебаниями воды. В этом случае бассейны делают закрытыми, со шлюзами и поддерживают в них уровень, близкий к приливному. Такие причалы имеют те же преимущества, что и пирсов; но и недостатки: большие объемы дноуглубленных работ, сокращение территории.

Рациональная конфигурация причальной линии выбирается на основе данных о тенденциях развития транспортного флота, естественных условий акватории и территории, транспортных коммуникаций и требований к районированию порта (об этом будем говорить на следующих лекциях).

При разработке конфигурации причальной линии учитывается общая компоновка порта, или района, или перегрузочного комплекса.

Приведем примеры рекомендуемых конфигураций грузовых и пассажирских ПК (районов).

Оградительные сооружения.

Эти сооружения являются одним из наиболее дорогостоящих сооружений морского порта, причем стоимость их резко возрастает с увеличением глубины акватории, размещения их на открытых побережьях с неблагоприятными гидрометео условиями, необходимостью эффективной защиты от волнения и других факторов. Это связано с появлением новых технологий перевозок грузов, созданием промышленно – портовых комплексов, приближением портов к пунктам производства потенциальных грузов, нуждающихся в перевозках морским транспортом, и к пунктам потребления грузов. Несмотря на эти реальные факторы, оградительные сооружения стараются строить с наименьшими затратами материальных и финансовых ресурсов.