关于引桥安全的一些设计建议.docx
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关于引桥安全的一些设计建议
关于引桥安全的一些设计建议
(以大亚湾某石化码头为例)
大亚湾马鞭洲航道示意图
一、主要情况说明
大亚湾目前最主要的航道是东马港区的广石化25万吨级航道,长度20.2公里,底深设计为-20.8米。
从马鞭洲岛东侧开始,至等深线超过21米的大亚湾外海。
按照最低成本的施工计划,该航道按照大亚湾的水深变化和潮流变化修建,主要依据水深变化。
因此该航道几乎沿着大亚湾的中轴线施工。
港池至巷道口成一直线,朝向为南偏东20°左右。
这一设计满足最廉价施工原则,主要沿着大亚湾同纬度最大水深处进行开挖施工,做到开挖量最小,并且由于航道走向与潮流方向相对一致,所以回淤量也较小。
在码头建成和航道投用后,目前已经过往船舶千余艘,吞吐量超过一亿吨。
航道与码头运行至今,未发生重大安全隐患,主要的问题就是泊位和岛上护岸在台风季节容易遭受相对严重的破坏,1996、1999、2003、2008、2011等年份,台风对码头及罐区都造成了破坏,最近的一次破坏发生在今年的9月29日。
大亚湾是一个内湾,避风条件较好,但是由于其喇叭口的形状,造成在台风登陆前的一段时间内,湾内形成涌潮效应,增大了风暴潮的高度,加上航道区域水深较大,可以更好地传递外海巨浪的能量,该能量通过涌浪的形势向湾内传递,风暴潮时湾内15~25米的水深可将涌浪的能量传递的更远。
大型涌浪的波长一般有60至100米,涌浪在近岸坡脚处堆积形成浪峰,一般1~2米的涌浪可以堆积成为3~4米的浪峰,风力在10级以上时。
3~5米的涌浪可以形成5~10米的浪峰。
由于涌浪的方向与航道的方向一致,因此在满足靠泊条件下,对停靠在码头船舶是相对有利的,在这样的涌浪环境下,船体的流线型设计可以避免发生较大的横倾,从而影响船体与泊位安全。
在恶劣天气条件下,涌浪是造成码头护岸或围堰破坏的主要原因,浪峰是造成码头设备损坏的主要原因。
以下是2011年9月29日“纳沙”台风掀起的涌浪,当时纳沙台风中心风力4级,虽然距离马鞭洲400公里,马鞭洲的风力依然达到了8~10级,阵风11级,海面涌高3~5米,近岸最大浪高超过10米。
如下图:
涌浪在近岸由于坡脚摩擦形成接近10米高的浪峰。
浪峰拍击引桥,对引桥上的部分设施造成破坏
二、纳沙台风造成2#泊位的一些损失
1、电缆槽架
引桥中段电缆槽发生多处破坏,明显可以看出是浪峰对部分槽产生了破坏性的横向打击。
电缆槽被浪峰推挤,碰到支撑柱后破裂(图一)
电缆槽被浪峰推挤,碰到支撑柱后破裂(图二)
电缆槽被浪峰推挤,槽盒扭转致使固定用的角钢弯曲(图三)
另一处损伤(图四)
2、对伴热管线的破坏
部分保温层变形,部分保温铁皮脱落
三、合理的设计改良,可以降低浪峰的破坏程度
1、破坏来源示意图
根据上图可知,涌浪从南至北打过引桥,首先破坏南侧的电缆槽架,然后剥落了南侧伴热管线的保温铁皮。
强度较大的引桥桥体和油、新鲜水、污水、消防水管线都没有受到破坏。
2、改进方式
今后在新码头的建造中,可以通过一个合理的设计减少损失。
主要改良为:
A、抗击强度较差且特别重要的电缆槽架放在引桥的左边,抗击强度大的消防、污水、新鲜水管线放置在引桥的右边。
由于涌浪至南向北,所以北侧的破坏大大小于南侧的破坏,藉此保护电缆槽的安全。
B、抗击强度最差的保温管线可以放置在引桥左侧最高一层的管架上,高于引桥面2.2米的设计可以大大减小浪峰打击的频度和力度。
华德石化有限公司
何望
2011年10月
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