某帆船运动基地船舶上下岸工艺设计

冯飞翔

宁波中交水运设计研究有限公司

1 引言

帆船运动基地通常针对某项大型赛事设计建造，其船舶的上下岸需求较为复杂。一方面，为了加快赛时的组织效率，对帆船的下水效率有很高的要求；另一方面，为了维持赛后基地的正常运营，会开放游艇休闲等项目，存在游艇上下岸进行维护保养的需求。而从帆船到游艇，船型变化范围较大，上下岸工艺需要兼顾效率和能力，单一工艺难以满足要求。

第十九届亚运会帆船基地选址于浙江沿岸，本文依托该帆船基地的设计实例，探讨船舶上下岸工艺的设计，对类似工程的设计具有借鉴意义。

2 工程概况

该帆船基地位于浙江象山松兰山海域，初期作为亚运会帆船比赛基地，远期则考虑作为具备帆船、游艇等各类船舶的停泊、养护等功能的商业水上运动中心。基地共建设8～36 m级船艇泊位712个，设计船型见表1。

表1 设计船型一览表

除36 m级游艇外，其他船舶都存在上下岸的需求，船舶尺寸范围为8～24 m，重量为820～66 000 kg不等。

3 船舶上下岸工艺设计

针对基地设计船型变化大的特点，设计不同工艺结合的方式实现船舶的上下岸。

参考国内外类似情况，帆船、游艇上下岸的工艺根据船型大小，大致可分为斜坡道和机械垂直起降两种方式[1]。中小型船舶可通过人力或车辆牵引的方式，通过斜坡道上下岸。中大型船舶则可通过悬臂吊、游艇提升机等设备实现上下岸作业。

3.1 斜坡道工艺

比赛用帆船及6 m级游艇的船身尺寸和重量较小，均可通过斜坡道实现上下岸[2]。

斜坡道的上下岸作业设备采用船舶托架和拖车的组合，见图1。下水前在岸上将帆船装至船舶托架上，由人工牵引缓慢下坡入水。上岸作业前，帆船缓慢靠至斜坡道边，与船舶托架固定后由人工牵引上岸；中小型游艇重量较大的，则由游艇拖车牵引上岸。

在斜坡道工艺的设计过程中，应着重注意斜坡道坡度、宽度等问题[3]。

该基地所在水域设计低水位-1.97 m，为保证低水位时的正常作业，斜坡道坡脚处高程低于设计水位1 m，即-2.97 m；坡顶高程5.50 m，按12.5%的坡度计算，斜坡道长68 m。

亚运会帆船比赛的规则与奥运会相同，一轮比赛的最大帆船数量为49条，所有帆船须在短时间内相继下水准备比赛。为了保障帆船上下岸效率，斜坡道宽度定为80 m，可确保高峰期最多同时有16条下水作业线。按每轮5 min的作业时间计算，49条帆船可在15～20 min内全部下水，可最大程度地保障赛事组织的顺畅性以及比赛的公平性。上岸作业则在两组下水作业间隔内进行，单组耗时约40 min。

图1 斜坡道工艺断面图

3.2 垂直升降工艺

垂直升降工艺主要针对较大型船舶，为了提升起降效率、降低起降成本，可分为悬臂吊和游艇提升机两种工艺(见图2)。

图2 垂直升降工艺断面图

对于比赛帆船、8 m级及以下的小型游艇，采用悬臂吊进行起降作业，配套叉车和拖车进行岸上的装卸与运输，还可兼顾基地内部分物资的上下岸吊装作业。

而对于12 m级、18 m级以及24 m级游艇，因船舶的尺寸、重量均较大，采用游艇提升机实现上下岸起降。其中，12 m级游艇可利用叉车和拖车的组合实现岸上的装卸与运输，18 m级和24 m级游艇则由游艇提升机兼顾岸上作业，上下岸工艺安排见表2。

表2 上下岸工艺一览表

4 工艺平面布置

各类上下岸工艺确定后，不同工艺的作业位置应根据基地的功能定位、各类工艺的特性以及作业频率确定。

基地的首要任务是为亚运会的帆船比赛服务，故帆船的上下岸工艺是设计的重点。为充分保障赛时帆船的下水效率，斜坡道的下水位置布置于相对较为宽敞的水域，避免其他船舶的靠泊作业对帆船下水的影响。

相较于提升机工艺，悬臂吊可实现对帆船的上下岸作业，并具有较高的作业频率，因此在平面布置上应优先考虑。而提升机工艺作业船型较大、作业频率较低，可布置于相对靠边的位置。根据以上原则，基地的工艺平面布置见图3。

图3 码头工艺平面布置图

5 主要装卸设备的选配

(1)游艇提升机。游艇提升机分为轨道式和轮胎式两种。轨道式提升机故障率低、节能环保、维护方便，但其作业范围受限。轮胎式提升机维护相对较麻烦，但其作业较为灵活，作业范围较大，除船舶上下岸起降作业外，还可兼顾岸上的运输和起降作业。综合考虑以上因素，本工程选用轮胎式游艇提升机。游艇提升机的选型应根据作业的最大船型确定。基地需上下岸的最大船型为24 m级游艇，设计船宽6.5 m，船重66 t，据此确定提升港池宽度8 m，游艇提升机轨距9.5 m，额定起重能力70 t。基地共设置2座提升港池，考虑经济性，基地近期配置1台提升机，后期视情况可再增配1台。

(2)悬臂吊。悬臂吊回转半径、起重量应根据立柱中心与码头前沿的距离以及作业船型的参数确定。在本项目中设计悬臂吊的最大作业半径6 m，最大起重能力5 t。

(3)游艇拖车。游艇拖车需进行斜坡道和岸上的水平运输作业，须同时满足两者的牵引力要求，牵引的最大船型为12 m级游艇，由此确定拖车牵引力15 t，共配备2台。

(4)叉车。叉车主要实现岸上的船舶装卸。本工程共布置船艇泊位712个，其中12 m级及以下船艇泊位602个，占比85%。叉车的最大作业船型考虑为12 m级船艇，可实现对大部分船型的覆盖，具有较好的经济性，据此确定叉车的起重能力为10 t，共配置2台。

装卸设备的配置详见表3。

表3 主要装卸设备配置表

6 结语

作为国内外大型赛事服务的帆船运动基地，采用斜坡道工艺能够较好地实现赛时帆船的快速上下岸需求，斜坡道的坡度、宽度等关键工艺参数应结合具体比赛规则确定。为满足赛后帆船运动基地多样化的船舶上下岸工艺要求，增设悬臂吊和游艇提升机的组合工艺，并根据作业船型合理选配机械设备，能够较好地兼顾效率、能力和经济性。项目的工艺平面布置综合考虑了场地功能定位、工艺特点、作业频率，科学合理，可供相关项目借鉴。