浅谈港口码头设计中的基本方法论文_黄思春

摘要：港口的建设对于我国而言是促进我国经济发展的重要手段，但是因为港口建设总体而言是一项大工程项目，所以为了保证港口码头建设后可以发挥其应有的价值，港口码头在设计阶段就必须做好详细的规划以及设计，只有这样才能够保证投资、建设都是满足相关的地方发展需求。

关键词：港口码头；设计；价值；规划

前言

随着我国制造业的飞速发展，如下图1所示的港口码头的相关建造设计工艺的复杂度也是越来越高，像是大型龙门吊这种重器的应用成为每个港口码头建设的必要手段，但是因为港口码头的建设投资力度的限制，所以我国很多地区的港口码头建设都是必须要经过严格设计，并且结合有效的建设质量管理，这样才可以满足其建设的基本需求，进而实现这一复杂而艰难的工作，本文就对港口码头的设计基本方法进行了相关的论述。

图1 港口码头缩略图

一、港口的设计资料

对于一些港口而言，如果想要扩建或、新建，那么首先就要针对性的收集港口建设以及建成后发展的有关资料，而且还要通过大数据以及云处理等级技术手段，来处理收集到的港口发展现状，这样才可以根据地形地质参数、水文气象条件等涉及的参数指标，以及港口建成后可以接受的船型、建设施工的长短期效益、投资单价等建设的参数。只有经过系统的分析以及结合建设施工所需要的投入对比，才可以进行相关的设计，其中投资项目的单价是前期需要准备的重要数据，这其中要包括挖泥、填土、征地、港内各种设施的建设、水电供应等方面的综合数据。当然这也是在招投标时相关参与企业主要的投资内容。

二、港口建设规模确定

这一过程需要针对性分步进行，首先需要时间序列法有效的预测建设港口未来可能的最大吞吐量，之后还需要根据当地可以前来船型的平均装卸量、港口的泊位数量以及对应的日装卸效率来有效的测算对应的船流密度。之后就可以进行公式测算，也就是按照M/M/S排队模型来建模测算，进而得到相应的设计港口的最优泊位数，参考这些数据设计泊位。本文使用的M/M/S排队模型的核心公式如下：

公式中Ns是船舶在港船数；

Cs是船舶在港日均费用；

Cb为泊位日平均营运费；

只需要完成相关的测算就可以进项下一步的计算。

第二步，通过规划计算港口库场、堆场面积。

第三步，在按照得到的港口面积数据，进行后续的防波堤长度测算，当然这一过程需要结合前期收集的港口地区水文学知识来估算。

三、总平面设计

港口码头的总平面设计主要就是包括两方面的内容，也就是水域、陆域两大模块的设计。

（一）水域

港口水域模块的设计主要涉及泊位的水深、宽长，以及对应的港池、航道、防波堤、回旋水域等相关数据参数的具体规划设计。设计者可以参考《港口规划与布置》一书进行相关的数据规划设计。

对于一些港口而言，泊位水深计算就是设计的重点方面，本文总结的船舶停泊水深计算公式如下：

式中：k为船舶吃水系数；

Z1为龙骨下最小富裕深度；

Z2为波浪富裕；

Z3船尾最大吃水值；

Z4为备淤富裕深度；

Z5为浚深富裕。

只要按照相关的设计公式计算出所有的数据参数，港口码头的水域设计还是相对容易完成的。

（二）陆域

港口码头的陆域区域是港口运转的对接要点，具体的设计包含集疏运、前沿线、堆场等相关区域的具体布置，而且因为码头上所需要安置的各种运转机械设备众多，所以对于这些设备的布置也需要详细的建模预测。其总体设计可以参考《海港总平面设计规范》。

四、建设计划

（一）码头泊位

泊位的建设时间需要根据港口的历年吞吐量数据进行建模预测，也就是参照相关的参数绘制吞吐量直线图，进而有效的预测未来几年的吞吐量。之后确定泊位具体的建设时间，这一时间也可以称为泊位投资的年份。

（二）防波堤

港口的防波堤是港口抵抗海浪冲蚀的关键，设计往往较长，最好是全方位的围堰保护。所以防波堤的具体施工年份也需要根据港口的需求而进行，避免集中建设，并且其建设不也不能妨碍泊位的建设以及港口运行的安全。

（三）其它

港口建设多会吹填，而且还会进行相关航域的疏浚，所以这方面的设计建设时间要协调，而港口陆域的仓库、堆场最好是同步建设，并且所有的建设最好不影响其原有功能的发挥。

五、投资估算

港口设计涉及的方面众多，所以其投资估算也需要针对性进行，像岸线、防波堤、陆域建设、相关设备的安装、疏浚、水电、生活区域等方面的投资都要包含其中，这些都要依照其工程量计算，而且这些投资还需汇总后均摊于泊位上。之后就可以根据需求安排每个泊位的建设时机

六、设计注意事项

（一）港口机械设备方面

因为港口所涉及的机械设备多是体形大、用途单一设备，因此这些设备的投资相对而言就会很高，而且港口机械设备对应的生产难度大、相关的加工工序也复杂，需专门化生产，产量相对于其他产品较为单一，难以批量生产。同时这些设备体积大、重量高，面积广。所以在港口设计时也要考虑到这些设备的定制以及安装问题。

（二）节约环保的需要

新世纪，中国港口产业成绩喜人，体系配套健全，产品特点鲜明，凸显了很多的大国工程，产业集中度较高。但是随着港口码头建设工程的发展增多，以及我国环保政策的发展，港口码头建设也需要走向绿色发展之路，环保已渗透港口设计的各方面，而这其中先进的建设技术和工艺就是起到了决定性作用，可以在节能减排，降低成本方面发挥巨大的作用。

七、总结

港口码头的设计总体而言就是要考虑全面，而且还需要设计相关的建设时间轴，这样其设计建设才会具有一定的可靠性，希望本文的论述可以帮助初学者掌握一定的港口码头设计技巧以及思路。

参考文献：

[1]吴月勇，张典典，俞博威，曹如意，杨燚.浅谈港口码头设计中的基本方法[J].科技视界，2014（22）：302.

[2]谷瑞仙，何光春，陈嘉栋.浅谈港口建设项目设计阶段工程造价的控制方法[J].港工技术，2009（01）：40-42.

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[4]兰劲涛.浅谈液体化工码头竣工环保验收的关注点——以广东湛江钢铁基地项目配套码头为例[J].钢铁技术，2017（04）：39-42.

论文作者:黄思春

论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期

论文发表时间:2020/4/29

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