简论船库码头设计要素

李 辰，程泽坤

（中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200032）



简论船库码头设计要素

李 辰，程泽坤

（中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200032）

船库码头是一种服务水平较好、运行效率较高的码头布置形式。该码头上建设避雨挡风的船库是其主要特征之一。本文结合国内外该类码头实际建设和使用情况，对船库的设计的重点进行梳理，并提出各设计要素的解决方案，以期对未来相关项目建设提供借鉴。

船库码头；船库；设计要素

引 言

国内外船库码头主要是通过在港池上方加建具有避雨挡风及货物装卸功能的构建筑物，一般称船库（或雨棚），使得船舶在装卸作业时期不受风雨影响的码头［3～7］。

对于大型港口运输部门，特别是专业化港口企业，船库码头是一种运行效率高、服务水平好的码头型式。通过建设全天码头可以提高码头装卸对自然条件的适应性，改善港口作业条件，提高港机作业效率和港口整体通过能力。根据船库码头运输货物特点，据不完全统计，现阶段建成的船库码头泊位等级最大为5 000 t级。

1 船库长度

船库长度要求完全涵盖货舱舱口，同时舱口边线距离船库首尾均留有一定舱口富裕长度。舱口富裕长度可按设计低水位时期舱口甲板至船舶进出口门下沿高度来确定。

船库一端或两端应设置船舶出入库门洞。若船库两端均设置门洞，则无需考虑船艏至船库末端的安全富裕；若船库单侧设置门洞，则应在另一侧留有安全富裕。

由于船舶在该位置主要为平行码头前沿线方向水平移船运动，并无离泊等操作情况。因此该段安全富裕不应参考《海港总体设计规范》5.4.21.1条文［1］对于直立式岸壁折角处的安全富裕。本文根据国内外现有船库码头的实际情况，该段安全富裕建议取值为1.5d（带缆富裕长度）或0.2L（设计船长）。

船库内布置泊位数量根据作业船舶等级、设计吞吐量、自然条件、投资规模综合确定。若船库内布置多个泊位，则应根据《海港总体设计规范》［1］进行港内布置后，参考以上内容进行船库长度设计。

根据已建船库码头实际情况建议整船入库的布置方式。因此，一个1 000 t级左右的船库码头，其船库长度在80～90 m；一个3 000 t级左右的船库码头，其船库长度在90～110 m；一般来说一个5 000 t级左右的船库码头，其船库长度在110～130 m。

图1　单泊位船库长度布置

图2　多泊位船库长度布置

2 船库宽度

船库宽度由港池段宽度、库内外平台宽度和水侧平台宽度3部分组成。

港池段宽度设计主要考虑设计船体宽度、护舷尺度以及安全富裕。若港池内多档停靠船舶，则船体所占港池段宽度应根据《海港总体设计规范》［1］进行港内布置后确定。

在船库中护舷的选型不仅需要考虑作业船舶的正常靠泊和受力要求，也要与船舶进出库工艺相衔接。采用船舶自航进出库方式的船库，一般在进库门洞端部加装滚动护舷（类似干船坞坞口和火车轮渡接船渡口的滚动护舷），其余部分为一般常用鼓板或橡胶护舷，见图3、图4；采用辅助工艺牵引船舶进出库的船库，其整体均应以滚动护舷为主要护舷选型，中间辅以橡胶护舷。因此在船库宽度设计中，应根据以上情况留出护舷所占用的水域宽度。

库内平台是船库装卸作业的一线区域，是满足船库码头整体高效率装卸的重要环节之一。该区域的综合布置不但影响船库码头的运行效率，其宽度的设置也直接决定船库及其内部主要设备（行车）的投资规模。库外平台是船库码头交通组织的重要场地。因此该部分宽度设计与综合交通组织（工艺流线）有关。

图3　韩国浦项制铁码头护舷布置

图4　国内某码头护舷布置［2］

水侧平台主要功能包括船库水侧立柱、船库水侧内外立面维护、人员进出库、水侧岸线综合使用等。水侧平台宽度根据以上要求结合水工结构设计综合确定。

3 船库内主要高程控制

船库主要控制高程包括装卸轨道层、操作平台即楼梯（电梯）平台、检修平台即爬梯（消防）平台、屋顶层底平台和船库屋顶高程等（图4）。

根据装卸作业要求，行车吊钩收起后下沿要求高于设计高水位时期船舶舱口甲板高度。但实际作业时期船艏会有部分设备高出舱口甲板；且船舶出入库作业时期，船身控制受到自然条件影响，存在靠泊位置偏移，船艉驾驶台区域进入装卸区域的情况。

综合以上因素，装卸轨道层有以下2种设置方案：

1）装卸轨道层可设计为行车吊钩收起后下沿高于设计高水位时期船舶顶部。

2）设置行车上移轨道，使得船舶进出库时期行车整体上移，离开装卸轨道层，见图5。

图5　行车轨道上移作业实例

操作平台即楼梯（电梯）平台，是人员（司机及维护人员）上下和进入行车驾驶舱的通道，该平台可采用沿船库长轴方向通长设置，方便人员进出和消防逃离。

检修层平台即爬梯（消防）平台，主要用来检修行车设备，一般在行车顶高程之上。

屋顶层底平台的设置要求满足行车检修及大修时期作业空间的要求。

船库屋顶高程的设置要考虑以下要求：

1）屋顶结构（桁架或网架结构）自身结构高度的要求；

2）屋顶面层结构及太阳能收集装置（或有）所需要的荷载及结构高度；

3）屋顶防雨坡度设计及周边女儿墙等辅助设施设计的要求。

4 船库与综合交通组织（工艺流线）的关系

库内作业区以及和库外作业区的设计尺度与整体作业流线安排是由船库作业平台的综合交通组织（工艺流线）决定的。

根据现有船库码头的实际作业方式，库内布置一般有两种工艺流线方式：1）作业线（或称停车位）垂直前沿线布置，如图6；2）作业线（或称停车位）平行前沿线布置，如图7［8］。

图6　作业线垂直前沿线布置

图7　作业线平行前沿线布置

根据装卸设备的综合能力以及装卸船舶的吨位设计装卸区停车位数量及交通车道布置，结合运行车辆的转弯半径、进出船库作业平台的外部道路等技术参数，最终确定库内作业区、库外作业区以及船库作业平台的设计尺度。

另外，不同的工艺流线方式对于船库车辆通行的门洞设置也有不同的要求。而门洞设置与船库结构设计相关。

5 船库结构设计和水工结构的关系

该类船库结构设计与大型车间厂房结构设计是类似的。其结构形式一般采用钢结构主体+维护结构，比较传统也较为常见。

由于船库尺度相对较大（一个3 000 t级的船库长度要达90～110 m），同时其库内空间的充分利用是保证船库码头作业效率的重要因素，因此建议船库结构采用独栋整体布置，不考虑结构拆分成多栋建筑联合布置的方式。基于以上考虑，水工结构建议采用大分段布置，在单个分段上完成整个船库基础的布置。故水工结构在设计时应注重温度应力对结构的影响。

若船库内采用“作业线（或称停车位）垂直前沿线布置”的工艺流线方式时期，则要求在船库长轴方向开启多个门洞。由于港口内部运输作业车辆较一般车辆宽且长，同时进出库要求倒车作业。所以门洞尺度在满足停车的要求下，需适当留出富裕。故而该门洞的尺度相对较大（一个门洞的尺度可达到12～18 m，可同时驶入3～4辆车）。因为门洞设置的数量直接决定库内作业平台的数量，也就间接控制了码头的作业能力。所以在该工艺流线的情况下，要求船库长轴方向尽可能开启门洞。基于以上考虑，水工结构若采用高桩梁板结构，则在布置排架位置时，一方面为应适当加大排架间距，为门洞开启留出位置，另一方面排架位置与船库立柱基础应准确对接。

6 船库与建筑景观及维护的关系

船库的建筑体量大且位于水上，有其独特的景观特点。因此在具体设计时期应考虑其整体景观要求。

由于建筑体量较大，且呈方形。可以从面层材料入手提出建筑方案。尽量选用轻质、耐久且易清洗（或自洁）材料作为面层材料；也可以从涂料方面着手绘制大气、庄重、符合企业文化特点的涂面装饰。

另外船库外层维护是船库运营期的必要工作。可从屋顶或从船库水侧平台上设置维护场地和设施。

7 结 语

目前我国船库码头建设尚处于起步阶段，但该类码头拥有较好的作业效率优势，提高码头运营单位的综合服务水平，提升港口质量。本文提出的在往复流水域中的船库码头靠离泊作业方式通过相关项目验证，取得了较好的使用效果。如果推广到国内相关河港和海港可以提升我国综合港口实力。

［1]JTS165-2013 海港总体设计规范［S］.

［2]中交第三航务工程勘察设计院有限公司. 上海港宝钢全天候产成品码头工程可行性研究报告［R］. 2012.

［3]卜泽光. 内河港口雨天作业的探讨［J］. 水运工程，1983（4）: 22-24.

［4]童伍华， 陈子深. 长沙港挖入式港池雨棚直立式码头的建设［J］. 水运工程， 1980（6）: 27-29.

［5]南通狼山港区内河港池晴雨作业线的设计及使用情况简介［J］. 水运工程， 1983（1）: 40-41.

［6]蔡峥. 上海港关港作业区工程简介［J］. 水运工程，1991（10）: 21-24.

［7]郭义昇. 进出坞引船设备工艺设计［J］. 港工技术，1984（1）: 50-52.

［8]杨振凯， 唐勤华， 骆林弟， 等. 钢铁企业成品出运全天候码头关键技术［J］. 港口装卸， 2013（5）: 5-8.

Design Elements of Ship-house on All-weather wharf

Li Chen，Cheng Zekun
（CCCC Third Harbor Consultants Co.， Ltd.， Shanghai 200032， China）

All-weather wharf is of higher service level and operational efficiency. As one of main characteristics，the shielding ship-house is built on the all-weather wharf. By referring to the construction and operation of all-weather wharf in China and abroad， the design elements of ship-house are sort out and the solutions are proposed on the basis of the design elements， which will serve as

for similar projects in future.

all-weather wharf； ship-house； design elements

U651+.4

A

1004-9592（2016）03-0028-03

10.16403/j.cnki.ggjs20160308

2015-09-28

李辰（1979-），男，高级工程师，主要从事港口工程设计规划工作。