港航工程及近海作業(yè) 第3講__22 航道條件__肖政

1、港航工程及近海作業(yè)第3單元航道條件主講老師：肖政2.3 航道條件1、通航保證率2、航道尺度3、航道斷面系數4、航道水流條件2 河流與航道 根據我國內河通航標準的規(guī)定，各級航道的尺度是航道工程要達到的標準，系指在設計最低通航水位下灘險河段上保證通航的最小尺度，包括航道水深，航道寬度，航道彎曲半徑，以及在設計最高通航水位下跨河建筑物的凈空等。 2 河流與航道定義：在規(guī)定的航道水深下，一年內能夠通航的天數與全年天數之比1 通航保證率天然河流試行通航標準關于航道等級請參考內河通航標準（GB50139-2004）第一章總則第二章航道的等級劃分和尺度第三章船閘第四章過河建筑物第五章通航水位2004年3月1

2、日由建設部發(fā)布，2004年5月1日正式實施。 通航保證率與河流的大小及其所承擔的運輸任務有關。大的河流 , 其運輸任務一般都較繁重 , 故要求的保證率高些 , 使之達到要求的水深.如果保證率定得過高 , 航道工程的投資就較大。反之 , 過低時 , 則對河流利用率不高。 故保證率須根據河流的特征、航運及戰(zhàn)備的要求和技術經濟的可能來決定 , 它是確定航道設計水位的依據。1 通航保證率2 航道尺度 在設計通航期內，航道能保證設計船型（船隊）安全航行的最小尺度。包括： （1）在設計最低通航水位下的航道保證水深、航道保證寬度、航道最小彎曲半徑； （2）在設計最高通航水位時跨河建筑物的下的凈空高度和凈空寬

3、度。 山區(qū)河流灘險河段空駁上灘2.1 航道標準水深 2 航道尺度 HtH 2.1 航道標準水深 1）航道標準水深（航道設計水深）的定義 設計最低通航水位下的航道范圍內保證的最小水深。航道標準水深的計算式中：H航道標準水深(m)； t設計船型標準吃水(m)； H富裕水深(m) 2 航道尺度 Ht H 2.1 航道標準水深 2）航道標準水深的計算（1）船型標準吃水與結構吃水t 設計船型標準吃水：指設計船型在標準載重量時的吃水。最大吃水(結構吃水)：船體結構所能承載的吃水稱，大于標準載重時的標準吃水。 （2）富裕水深H 船舶在標準載重時，船底龍骨下至河底的最小安全距離。 2 航道尺度2 航道尺度2.

4、1 航道標準水深 2）航道標準水深的計算富裕水深應考慮以下因素： 觸底安全富裕量H1 考慮波浪影響的富裕量H2 船舶航行下沉量H3 考慮水體密度影響的富裕水深H4 考慮挖槽回淤影響的富裕量H52 航道尺度（3）富裕水深的計算 觸底安全富裕量H1 包括船舶裝載不均勻、水深測量誤差的影響 (見表2-3) 考慮波浪影響的富裕量H2 2.1 航道標準水深 2）航道標準水深的計算 船舶航行下沉量H3 V船舶相對于水的速度(ms)； m系數，見下表。 考慮水體密度影響的富裕水深H4 (見表2-5) 考慮挖槽回淤影響的富裕量H5 2 航道尺度2.1 航道標準水深 2）航道標準水深的計算（4） 富裕水深的確定

5、： 內河航道一般可只考慮 H觸底安全富裕量H1船舶航行下沉量H3 也可直接按航道等級選取 航道標準水深H(m)1.51.53.03.0富裕水深H(m)0.20.30.30.40.40.52 航道尺度2.1 航道標準水深 2）航道標準水深的計算（5） 淺水吸底現(xiàn)象 船舶在淺水區(qū)航行時，船底和航道底面之間現(xiàn)成了明顯的水流加速區(qū)，船 底水流的壓力將比深水時小，因此船底下座吃水增加。 對限制性航道，要求 H/T1.51.6。2 航道尺度2.2 航道標準寬度航道寬度航跡帶寬度安全富裕寬度 單線航道寬度：雙線航道寬度：圖1-5 雙線航道寬度示意圖2 航道尺度 2.2 航道標準寬度1）航跡帶寬度：式中：b設

6、計船隊（或單船）寬度(m)； L設計船隊長度，拖帶船隊為最大單船長度 (m)； a航行漂角；反應船隊的操作性能和航行條件對航 跡寬度的影響。 2）航行漂角 （1）漂角的定義 ：船舶為了保持航行的正確方向，往往使船舶（隊）縱軸線與航向線保持一定的夾角，即為航行漂角。 )sincosLb（2 航道尺度2.2 航道標準寬度)sincosLb（2 航道尺度2.2 航道標準寬度（2）影響漂角的因素： 漂角()的大小和船舶吃水與航道水深的比值(t/H)成正比。 水流流態(tài)的好壞直接影響航行漂角，流態(tài)越壞漂角越大，流速越大漂角也越大，且下水船舶的漂角比上水船舶大。 船舶(隊)長度與航道彎曲半徑的比值(L/R)

7、增加，漂角亦隨之增加。反之減小。 頂推船隊的方形系數(L/b)較小時，產生的漂角較大。 2 航道尺度R/L（下水)（上水）2.03.04.05.028352125162013179543彎曲航道的船舶（隊）航行漂角 2.2 航道標準寬度 2） 航行漂角（3）直線段航行漂角的選取 漂角的大小可通過設計船型的實船試驗確定，或按航道工程技術規(guī)范規(guī)定的范圍(35)內選取；一般情況下，航道標準高，取值較大；航道標準低，取值較小。 （4）彎曲段航行漂角的選取 2 航道尺度 2.2 航道標準寬度3） 單線、雙線航寬的選擇 （1）為了擴大航道的通過能力，一般航道都應滿足上下水船舶交會的要求，不應設計為單線航道

8、。 （2）在天然河流，有以下幾種情況，雖然局部灘段不能會船，但不影響整個河段的雙線通航，這類航道也不算單線航道。 有些灘險河段，有一段較短的狹窄航道，只能滿足單行要求，船舶不在此交會，若通視條件好，上行船舶可在灘下稍加等候，下行船過后即可上駛。 2 航道尺度 有些灘段航道較窄，但能滿足一般船舶交會，僅對極少數大型船隊不能滿足，而這種大型船隊在此段交會的機遇極少。 較長的狹窄河段，為節(jié)省工程投資，經分析論證后在中間設置會船段。 我國天然河流航道，除局部設信號臺控制的河段外，基本符合上述情況，因此一般航道基本滿足雙線通航要求。 2 航道尺度 2.3 航道最小彎曲半徑 1） 航道最小彎曲半徑 （1）

9、航道彎曲半徑定義：指彎曲航道中心線的曲率半徑。航道最小彎曲半徑R 是指保證標準船隊安全通過彎道的最小彎曲半徑。 （2）航道彎曲半徑取值：一般情況下，取頂推船隊長度的3倍，或拖帶船隊中最大單船長度的4倍作為航道最小彎曲半徑。2 航道尺度2.3 航道最小彎曲半徑 2）彎道加寬計算（1）彎道加寬的情況 有些困難彎道因受河道地形限制，不能滿足要求的最小彎曲半徑，則應采取航道加寬措施。 航道整治工程技術規(guī)范(JT312-98)規(guī)定：“航道彎曲寬度應根據彎曲半徑、流速、流向、流態(tài)、船隊長度及其操作性能等因素確定。當R6L時，可不考慮彎道加寬；當R3L時，需要適當加寬；當3LR10時,斷面形狀對航道阻力的影

10、響可以忽略不計。結合我國實際情況,航道整治工程技術規(guī)范規(guī)定： 一般情況6;對流速較大的河流，7。3 航道斷面系數 4 通航水流條件 1）船舶航行阻力： 表面流速和局部比降不能過大，推力應能克服阻力。 水流阻力的大小與船體形態(tài)和船舶對水航速有關，阻力與速度的平方成正比。坡降阻力： 2）橫流 橫向流速不能過大，否則將船舶推離航道 船閘上下引航道進出取水工程的進口及排水工程出口處，航道橫向流速不宜超過0.3ms，回流流速不宜超過0.4ms。 4 通航水流條件 3）流態(tài)：要有適于航行的流態(tài)。 如：泡水是一種從河底向上的上升水流。較強的泡水，在水流中形成局部隆起和向四周翻滾的流態(tài)，泡水越高，強度越大。大型船舷一般希望泡水高