游艇码头设计.docx

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游艇码头设计

1.游艇基地选址

1.1总论

1.2建设规模

1.3港内掩护要求

2.总体布置

2.1设计船型尺度

2.2水域设施布置

2.3防护设施布置

2.4系泊设施布置

2.5陆上交通设施

3.工艺系统

3.1游艇上下岸设施

3.２游艇保管设施

4.水工建筑物

4.1主要设计参数

4.2浮式栈桥结构型式

4.3锚碇方法

4.4连接

4.5受力计算

5．游艇基地管理运营设施

5.1安全管理设施

5.2游艇俱乐部

6．码头服务设施

6.1供电、照明

6.2通信

6.3给水

6.4消防

6.5供油

6.6保养维修

6.7环保

6.8安全救生设施

1.游艇基地选址

1.1总论

游艇娱乐是一种尊贵、高雅的海上休闲方式，它兴起于十八世纪英国，在二战后得到蓬勃发展。

现代豪华游艇以其独特的集休闲与商务交流为一体的功能，已逐渐成为人们生活不可或缺的一部分。

随着国内经济的不断发展，人们生活水平日益提高。

人们在努力创造物质文明之余，也在不断地追求与之相适应的休闲娱乐生活方式。

国内游艇娱乐逐步在经济特区、珠江三角洲、江浙等经济发达地区涌现并成为一种时尚。

计划中的游艇基底，从北到南均有分布，如大连、天津、青岛、上海、厦门等海滨城市均有规划，有些已处于付诸实施的议事日程。

已建成的较有规模的游艇码头主要有太湖游艇码头和深圳浪骑游艇码头。

游艇基地是指为游艇提供港外防护、港内系泊、到岸综合服务的一个特殊港口功能区，它包括水域设施、防护设施、系泊设施、上下岸设施、游艇陆上保管设施、陆上管理运营（包括游艇俱乐部）设施、码头服务设施、港区交通设施。

本次设计重点放在水上设施及陆上后勤保障设施上，陆上管理运营设施即游艇俱乐部不在我们设计地块范围内，我们仅在相关章节对管理运营设施的功能作一概括。

1.2建设规模

游艇港的规模从几十个泊位到好几千个泊位不等，本设计规模为极小型港口，投资资金和运营费用可能会受到限制。

调查统计显示（涉及的游艇基地148个，拥有游艇泊位183908个），大概有80%的游艇基地少于500个泊位，10%的游艇基地拥有500个～1000个泊位，另有10%的游艇基地泊位数超1000个。

1.3港内掩护要求

对于游艇基地内的游艇码头而言，港内必须是平稳的。

这要求控制波浪入射，同时必须控制波浪在港内的反射，使之能达到平稳的综合要求。

港内掩护要求源自于波浪作用下浮式码头结构抗浪能力考虑及系泊游艇与码头之间相互碰撞安全考虑（码头靠泊允许波高），但更主要的是源自于在系泊游艇上休闲的人们舒适性考虑（码头泊稳允许波高）。

港内允许波高按不同年限的H4%确定。

从舒适性来看，泊稳允许波高为0.1m～0.3m；从安全性考虑，如系泊系统采用柔性结构，靠泊允许波高为0.2m～0.6m；如系泊系统为刚性结构，则靠泊允许波高为0.3m～0.4m。

综上所述，港内泊稳允许波高（2年一遇H4%）应在0.1m～0.3m之间（小型游艇取小值，大型游艇取大值）。

港内靠泊允许波高（25年一遇H4%）应在0.3m～0.5m之间（柔性结构取小值，刚性结构取大值）。

当可能出现大于0.5m的波高时，应考虑采取特殊的结构措施以确保码头及停泊在码头上的游艇安全。

2.总体布置

2.1设计船型尺度

游艇码头不同于其它类型的码头，在泊位平面布置、靠系泊方式、码头结构设计都有其自身的特殊性。

对应的船型统计也不同于其它船种，从设计标准选取到进行数据分析，都应从满足游艇码头独特的设计要求出发。

游艇通常指用于运动和休闲娱乐的船舶，其一般按推进装置的不同分为小舢板、机帆船和机动汽艇。

本次设计主要基于收集到靠泊游艇码头的185艘汽艇，选取与码头设计紧密相关的技术参数（如船长、船宽、吃水等）进行统计分析。

其中，对于技术标准不一致的参数（如吃水，分船舶内甲板吃水、船尾上倾/下倾吃水、外甲板上倾/下倾吃水等多种标准），出于设计代表性考虑，选取此类指标的最大值作为基础数据进行分析。

主要参数统计标准：

经对统计船型资料的分析，目前靠泊码头的游艇船长从2m～20m，各种尺寸都有，但船宽和吃水尺度的变化幅度较为缓慢，故以船长作为设计船型的分类标准。

本次研究依据游艇船长以1m为一个档次进行划分。

船型尺度参数选取船长、船宽、吃水及船舶干重进行统计分析，并计算保证率为85％的船型尺度推荐值，推荐游艇船型尺度见表2-2：

表2-2游艇船型尺度推荐表

2.2水域设施布置

总布置应根据建设规模、预留发展要求，当地自然条件，并结合游艇靠泊、航行等各功能水域的实际要求进行布置，以确保游艇码头整的安全性、便利性及使用效率。

（1）游艇港内各功能水域包括港池、系泊水域、航道、回旋水域等。

考虑到游艇的使用特点，上述各功能水域一般不考虑乘潮。

（2）港池泛指受掩护的港内水域（一般从口门以内起算）。

港池应布置在平稳且具有足够水深和面积的水域，以确保游艇能安全系泊和方便游艇操纵。

（3）港池泊稳应充分考虑口门外波浪的入侵、波浪越浪（越过防波堤）、反射波、船行波等综合影响。

从浮式结构特点、系泊安全、艇上人员生活舒适要求，港池泊稳允许波高2年一遇一般情况要求小于等于0.3m，靠泊允许波高要求小于等于0.5m。

（4）港内系泊水域为港池内供船舶系泊的水域，其内将布置系船岸壁、栈桥、系船柱、系船浮筒等系泊设施，它由船舶停泊水域，连接水域组成，其布置形式详见2.4。

（5）因不考虑乘潮，船舶停泊水域水深一般可依照航道水深确定。

（6）航道应考虑盛行风的影响，并布置在平稳足够宽度和深度的水域，以确保游艇的航行安全。

（7）航道宽度取决于风、浪、流等自然条件、设计船型及游艇基地规模。

一般游艇基地应按双向航道设计，航道宽度可参照《海港总平面设计规范》的规定确定。

（8）航道水深可参照《海港总平面设计规范》的规定确定，若存在大量不确定因素时，航道水深应再增加0.6m--l.0m的富余深度。

（9）回旋水域为港池内供游艇调头的水域，应设置在方便船舶调头的区域。

回旋水域水深可参照航道水深确定，回旋水域直径可按2.0--2.5倍设计船长确定。

2.3防护设施布置

由于游艇港池平稳的特殊要求，游艇基地一般均需配套建设防波堤以确保港池的平稳度。

（1）防波堤的布置应根据游艇基地的使用要求、游艇基地的建设规模、船型和当地自然条件（主要是风况、波浪、潮流、工程地质、泥沙运动），经技术经济论证后确定。

（2）防波堤的堤顶高度及外坡消波设计应确保即使在异常天气的波况条件下，港内也能获得所需的平稳度。

但为确保游艇安全航行对视野的要求和不妨碍小型帆船张帆航行，防波堤做成宽、矮为宜。

对于在系泊游艇上休闲的人们来说，从视觉美观的角度亦不希望防波堤过高。

（3）防波堤口门的方向、位置、水深、宽度设计应充分考虑常风向、波浪、潮流、泥沙运动的影响，以确保游艇安全进出口门。

口门水深、宽度应参照航道尺寸确定。

（4）口门方向布置时，应注意防止港外入侵的波浪和水流直接进入港内，同时还应防止因泥沙入侵而造成口门淤塞。

一般情况下，口门应设在泥沙运动转向点处，该点两侧泥沙相互背离运动。

或将口门设置在泥沙运动相对较弱的破波带外。

此外，为保证游艇安全、方便进出，还应注意不要使游艇受横浪作用。

考虑到小型帆船不能顶风直线前进，口门方向最好与常风向保持45°～90°的夹角。

（5）为消除反射波对港池平稳度的影响，港内护岸应考虑消浪设计。

此外，与防波堤一样，在设计应注意景观效果。

（6）注意防波堤内、外的水体交换以适应港池洁净度的要求。

图2—1不能行进的方向图2—2口门方向与常风向

2.4系泊设施布置

应根据系泊目的（港内系泊、临时系泊），湘江水位季差特征，适当确定系泊结构型式。

此外，为便于陆上保管游艇的出港准备、回港后游艇等候上架，以及非该游艇基地保管的游艇来、港内系泊游艇人员进出等，最好设有供临时靠泊用的系泊设施。

2.4.1系泊设施的型式

一般可分为下述4种：

（1）系泊岸壁

（2）栈桥

（3）系船柱

（4）系船浮筒

一般船长大于7.5m时，港内系泊方式是必须的。

图2—3系泊型式

2.4.2栈桥选择

栈桥可根据结构、功能和形状等分类：

结构——固定式栈桥（不随潮位起伏）

——浮式栈桥（可随潮位上下浮动）

功能——主栈桥

——辅助栈桥

形状——单栈桥

——梳式栈桥（主、辅栈桥连接在一起的栈桥）

本设计游艇港内系泊采用梳式浮栈桥。

2.4.3各种型式系泊设施的特征

（1）浮式栈桥

适用于潮差较大的水域系泊游艇。

用于系泊游艇时，为避免游艇的直接碰撞，通常在栈桥侧面设置护舷。

（2）系船柱及系船浮筒

适用于潮差较小的水域系泊小型（长7.5m以下）游艇，或为非游艇基地游艇来港提供临时靠泊。

如与系船岸壁及栈桥结合使用，则是一种较经济的靠泊方式。

2.4.4系泊设施的尺度

系泊设施尺度可参照图2-4图例确定。

图例给出的为梳式浮栈桥和系船岸壁（或单栈桥）+系船柱（或浮筒）两种型式设施的尺度，其它系泊设施的尺度可参考此标准确定。

图2-4系泊设施的尺度

*上图中，S实为航道与码头停泊水域间的连接水域宽度----即泊位间的净距。

S不能小于1.5倍船长，在大部分情况下，S可取1.75～2倍船长。

*上图的泊位长B取于设计船长。

*上图中，W3为港内系泊的设计船宽加船舶间净距。

*浮式栈桥突出水面的高度一般可取0.3~0.5m。

2.4.5浮式栈桥的布置

浮式栈桥应根据风况、潮流等自然条件，结合系泊目的、区系泊的规模进行布置，其布置如图2-5所示。

图2—5浮式栈桥的布置

2.5陆上交通设施

（1）游艇基地交通设施包括道路及停车场。

（2）道路设计中需考虑拖车的车宽及所需的转弯半径。

（3）停车场一般按每条船设置0.5～1.2辆车位的停车面积布置，每个车位尺寸可按5m×2.5m计划。

本设计游艇码头取小值。

3.工艺系统

3.1游艇上下岸设施

上下岸设施是指在港池与陆地之间对需陆上保管或修理的游艇进行升降、移动的设施。

本次设计的游艇码头规格上不满足需要上下岸设施布置需求。

3.２游艇保管设施

游艇保管分水面保管和陆上保管。

本次设计只有水面保管一种方式。

水面保管为了防止船底受水生物腐蚀，小型游艇可利用水上气浮装置或水上组装式浮箱装置将游艇托离水面。

4.水工建筑物

4.1主要设计参数

4.1.1荷载条件

4.1.2浮体干舷高度

浮体栈桥顶面应高出水面0.3~0.5m。

4.1.3引桥坡度

活动引桥的设计坡度应满足使用要求，通常不宜陡于1∶4，并需做防滑处理。

当钢引桥设活动踏步时，其坡度可以适当放陡。

4.2浮式栈桥结构型式

4.2.1浮式栈桥平面布置

图4-1浮式栈桥主体结构示例

4.2.2主栈桥结构

A-A剖面

4.2.3辅助栈桥结构

B-B剖面

4.2.4浮箱体结构材料

①混凝土浮箱壳体内填发泡苯乙烯；

②钢结构空心浮箱；

③聚乙烯浮箱壳体内填发泡苯乙烯。

4.3锚碇方法

4.3.1打入式钢管桩、预应力钢筋混凝土管桩锚碇见图4-2。

图4-2打入桩式

4.3.2预制混凝土沉块锚桩式见图4-3。

图4-3沉块锚桩式

4.3.3预制混凝土沉块锚链式见图4-4。

图4-4沉块锚链式

4.4连接

主栈桥结构通常需分成若干段，分段长20~40m；辅助栈桥为一整结构。

主栈桥分段间以及主栈桥与辅助栈桥之间的连接有固定式、半固定式、自由式。

4.4.1固定式连接见图4-5。

图4-5固定连接

4.4.2半固定式（绞接）连接见图4-6。

图4-6半固定连接（图示方式只允许转动）

4.4.3自由式（锚链）连接见图4-7。

图4-7自由连接

4.5受力计算

4.5.1主要计算内容：

（1）活动引桥的强度计算；

（2）主、辅助栈桥浮力承载能力计算；

（3）主、辅助栈桥偏心荷载作用的稳定性验算；

（4）主、辅助栈桥梁系及面板强度计算；

（5）锚碇结构稳定及强度计算；

（6）连接构件强度计算。

4.5.2浮体波浪作用力近似计算方法

浮栈桥和系泊游艇所受波浪作用力近似计算方法：

（1）见图4-8所示：

波浪的作用力可依据公式（4－1）计算。

按浮前部墙体和后部墙体分别受静水压力作用进行计算。

图4-8假设静水压力作用于浮体时波浪力的计算

（2）当受破波压力作用或浮体主要受惯性力作用时，波浪作用力可依据Goda公式

（4－2）计算。

图4-9适用于波峰情况，在浮体前侧水平面处取压力为P，后侧为0，浮力按三角形分布；图4-10适用于波谷情况。

当浮宽度B超L/4（L为波长）时，浮力将分布在L/4宽的三角形区域内。

图4-9波峰时压力分布

图4-10波谷时压力分布

4.5.3主、辅助栈桥受偏心活载作用下的稳定性验算图式

（1）主、辅助栈桥受偏心活荷载验算图式见图4-11、4-12。

图4-11主栈桥稳定性验算荷载分布

图4-12辅助栈桥稳定性验算荷载分布

（一）

图4-12辅助栈桥稳定性验算荷载分布

（二）

（2）浮栈桥受偏心活荷载作用下稳定性验算标准：

①如图4-11活荷载作用于主栈桥的一边，栈桥倾斜度应小于等于1:

10，而且最小出水高度应大于或等于10厘米；

②如图4-12

（一）活荷载作用于辅助栈桥的一边，栈桥倾斜度应小于等于1:

10，而且最小出水高度应大于或等于10厘米；

③如图4-12

（二）活荷载作用于辅助栈桥（距最端头1m处），栈桥倾斜度应小于或等于1:

10。

4.5.4栈桥梁系结构计算

浮栈桥在波浪作用下，应验算栈桥结构纵向弯曲、剪切强度。

如图4-13简支梁法主要用于验算栈桥梁系纵向弯矩或剪切应力。

图4-13简支梁法

5．游艇基地管理运营设施

本设计说明仅对管理运营设施的功能作一概括。

（1）管理运营设施的型式及规模应本着确保人身及游艇的安全，同时又便于系泊设施的妥善管理及运营的原则合理确定。

（2）管理运营设施包括安全管理设施及游艇俱乐部（运营综合设施）

5.1安全管理设施

一般应考虑配置能向基地游艇传达气象、波浪预报的信息服务设备；配备与基地游艇联系的无线通讯设备；配备为基地游艇提供水上救助的救援、救护设施（如救生艇、潜水用具等）；建立进出港航行安全交通管制系统；在口门、航线及游艇港外活动水域设置必要的助航灯塔及水上浮标，为游艇航行提供安全标识服务等。

5.2游艇俱乐部

游艇俱乐部一般要求具有下述三类功能：

（1）游艇基地的基本设施及使用者的管理功能；

（2）为使用者驾艇提供方便的功能；

（3）为使用者提供其它方便的功能；

为确保这些功能的发挥，所必要的设施或设备主要有管理办公室、卫生间、淋浴室、商店、活动室、会议室、餐饮、住宿等。

6．码头服务设施

6.1供电、照明

每个游艇泊位均应设置供电接口（配电箱），为系泊游艇提供电力供应。

电力供应额定电250v（工作电220-240v）。

每个电路中还应安装漏电电路断路器。

各个电路应分别采用保险丝系统，并通过供电线路的接地电缆芯与地相接，在配电箱内的任何不带电的金属也必须接地。

缆线应该绝缘并由聚氯乙烯包裹。

供电接口（配电箱－可带照明灯具）应提供全天候带盖防溅水的标准化配有计量的电源插座，在每个配电箱上应标明电压和电流。

此外，主栈桥和辅助栈桥上需设置照明系统，并建立以探照灯为基础的覆盖整个游艇港池的综合照明系统。

6.2通信

每个游艇泊位可设置电话和电视接口，这些接口可以同供电接口、供水接口组合到同一个接口柜。

6.3给水

每个游艇泊位均应设置连接自来水系统的给水接口，为系泊游艇提供饮用水服务。

6.4消防

一般在主栈桥上每隔30米设置一座消防柜（带消防管卷轴），水带的长度应保证其末端有相互重叠的部分。

码头上还应设置二氧化碳灭火器和干粉灭火器以及火灾报警装置。

此外，每个基地配1～2辆装有消防泵的轻便消防车，它可以直接抽取港池的海水与灭火泡沫材料混合，用以扑灭玻璃纤维及油类着火源的大火。

6.5供油

本设计不需布置燃油泊位。

6.6保养维修

游艇保养维修站根据需要设置，一般仅考虑游艇的中小修保养。

6.7环保

在游艇码头主栈桥上每50m设置一垃圾桶，用以收集游艇上的固生活垃圾；

在游艇码头主栈桥上每100m设置一液体容器，用以收集游艇上的液体废弃物。

6.8安全救生设施

在码头辅助栈桥上设置安全踏步台阶，以方便游艇上人员上下游艇。