Классификация, характеристика и устройство портов

Навигационный рейд речного порта служит для свободного подхода судов к причалу обязательно против течения. Минимальная ширина навигационного рейда для беспрепятственной циркуляции судна на подходах должна быть равна по крайней мере трем длинам судна. Учитывая размеры современных крупных судов, обеспечить такую величину удается весьма редко. В большинстве случаев приходится уменьшать ширину навигационного рейда соглашаясь с необходимостью сложных маневров судна при подходе к причалам.

Причальный  рейд занимает акваторию вдоль причала. Ширина причального рейда определяется шириной акватории, занимаемой двумя ошвартованными судами, и запасом между бортом крайнего судна и кромкой судового хода.

Особо решается вопрос о величине бассейнов (или  по аналогии о расстоянии между смежными пирсами). Если через бассейны не предусматривается транзитное движение судов, то при нескольких причалах по длине бассейна желательно предусматривать возможность разворота судов на кормовой чалке. Для коротких бассейнов, имеющих по длине не более двух причалов, можно не предусматривать разворота судов. Тогда ширина бассейна должна определяться из необходимости иметь свободную минимальную полосу воды для движения судов, равную утроенной ширине судна.

При транзитном движении судов через бассейн  ширину его следует назначать  из условия создания свободной полосы для каждой линии движения. Площадь рейда для отстоя плотов определяется исходя из расчетного суточного грузооборота.

Речной порт на водохранилище является нередко  одновременно и портом-убежищем для проходящих транзитом составов и плотов.

Основная часть  акватории морских портов состоит  из навигационных и причальных рейдов.

Навигационные рейды морского порта располагаются непосредственно у входов в порт и должны позволять разворот судов без помощи буксиров. Например, при длине расчетного судна 120м диаметр навигационного рейда будет 420 м, следовательно с использованием буксиров порт может принимать суда длиной до 420:2=210 м или даже до 420:1.5=280 м.

Размеры причального рейда морского порта и размеры бассейнов определяются так же, как и для речного порта.

Ширина узких  бассейнов, в которых не предусматривается  разворот судов, а сами суда подводятся буксирами, определяется в зависимости от ширины судна и длины бассейна.

В морских и  водохранилищных портах предусматривается устройство специальных рейдов для отстоя судов. Их назначение — стоянка транспортного флота в ожидании причала, груза, распоряжения, по метеорологическим и другим причинам.

Число рейдовых отстойных мест в морских портах принимается равным 20—30% числа береговых эксплуатационных причалов — для сухогрузных судов; 30—40% — для нефтеналивных и 5—10% — для пассажирских судов. Из этого количества 10—25% отстойных мест размещаются на внутренней защищенной от волнения акватории порта, а остальные — на внешнем рейде. Рейды отстоя судов на внутренней акватории оборудуются швартовными бычками или палами.

На внешних  рейдах суда часто отстаиваются на одном якоре. Очевидно, что из-за возможности разворота судна  на 360° площадь, необходимая для отстоя одного судна, будет равна площади круга с радиусом длины якорного каната, равной восьмикратной глубине.

Отстойные места  внутри акватории размещают на свободной  воде за пределами навигационного и причального рейдов и внутреннего судового хода.

3.4. ГЛУБИНА ПОРТА  И ОТМЕТКА ПОРТОВОЙ ТЕРРИТОРИИ

Глубины порта  являются одной из важнейших его  характеристик. Желательно иметь по возможности большие глубины для обеспечения приема любых судов, независимо от положения уровня воды в течение всей навигации и независимо от заносимости подходов. Однако увеличение глубин связано и с большими затратами на дноуглубление и со значительным увеличением стоимости причальных сооружений. Поэтому при назначении глубин прежде всего тщательно учитывают гидрологический режим акватории и возможную перспективу его изменения. Расчетное судно выбирают также с учетом перспективного развития порта и возможного увеличения размеров судов, посещающих порт. Последнее очень важно для определения расчетной глубины у причалов, так как обычные их конструкции не позволяют последующего увеличения глубины путем дноуглубления. Вследствие специфических особенностей речных и морских портов определение глубин для них следует рассматривать раздельно.

Расчетные уровни воды и глубина речного порта. Проектная навигационная глубина акватории порта отсчитывается от расчетного низкого судоходного уровня, назначение которого различно для портов на свободных реках и на водохранилищах.

Для портов на свободных  реках за расчетный низкий судоходный уровень ПСУ принимается уровень воды, имеющий средне-многолетнюю обеспеченность (по кривой обеспеченности ежедневных уровней воды) за навигационный период, равную для портов I и II категории — 99%, III и IV категории — 97%, пристаней— 95%.

Выбранный расчетный  НСУ не должен быть выше утвержденного проектного уровня воды на прилегающих участках водного пути с учетом перспективы его изменения (на свободных реках) и выше расчетной отметки навигационной сработки (на водохранилищах). Для портов, расположенных на водохранилищах с многолетним регулированием стока, отметка расчетного НСУ устанавливается на основании специального технико-экономического расчета. В некоторых портах в целях увеличения рабочего периода предусматривают зимнюю или преднавигационную загрузку судов. Для этого случая за отметку НСУ могут приниматься соответствующие зимние или преднавигационные уровни.

В соответствии с Нормами технологического проектирования проектная навигационная глубина акватории порта определяется суммой следующих показателей: Т — грузовая осадка расчетного судна (плота); навигационный запас под днищем; запас глубины на дифферент судна; запас глубины на волнение; запас глубины на заносимость.

Расчетные уровни воды и глубины в морских портах.

Расчетные уровни воды портовых акваторий и подходных каналов для приливных и безливных морей назначаются на основе графика многолетних наблюдений за ходом колебаний фактических уровней. В зависимости от интенсивности судооборота глубоко сидящих судов за расчетный принимается уровень с обеспеченностью за навигацию от 98 до 99.5%. Для устьевых портов или для различных участков устьевого канала учитывается поверхностный уклон реки. В портах, расположенных на приливных морях, при малом судообороте иногда за расчетный принимают уровень меньшей обеспеченности.

Проектные глубины  в морском порту определяются по той же методике, что и для речных портов. Отличие заключается в том, что для различных частей акватории морского порта (канал, маневровый рейд и причалы) принимаются разные глубины.

Навигационный запас глубины для морских портов сильно зависит от размеров судов. Так, для судов длиной 85 м и меньше 0.3—0.5 м (меньшая величина — для илистых грунтов дна и большая — для скальных), а при длине судов 250 м этот запас будет уже равен 1.4—1.6 м.

Запас глубины на дифферент судна при движении определяется в зависимости от скорости движения судна. Запас на дифферент судна следует учитывать только при определении глубины подходного канала. На маневровой акватории, где судно идет малым ходом (или разворачивается буксирами), и у причалов этот запас не учитывается.

Запас на волну  учитывается дифференцированно: для  подходного канала и открытого рейда принимается максимальная расчетная высота волны; для закрытой акватории (маневрового рейда) подставляется максимальная высота волны, полученная расчетом дифракции волн через ворота порта; у причалов этот запас, как правило, не учитывается.

Запас глубины  на отложение наносов определяется в зависимости от ожидаемой заносимости на том или ином участке акватории порта. Величина его так же, как и для речных портов, назначается не менее 0.4 м (но и не более 1.0 м) с учетом периода между ремонтным дноуглублением.

Если для  определения глубины подходного канала принимается осадка наибольшего  расчетного судна, то у причалов учитывается осадка конкретных судов. Служебные причалы для портового флота делаются с глубинами 5.0—6.5 м. При окончательном назначении глубин у причалов следует иметь в виду, что увеличение глубины после постройки причала невозможно без сложной его реконструкции и поэтому выбор расчетных судов необходимо делать с учетом перспективного пополнения флота новыми судами.

Расчетные уровни воды и отметка портовой территории.

Выбор отметки территории порта зависит как от требований, предъявляемых работой самого порта, так и от местных условий. В первую очередь отметка территории зависит от режима навигационных уровней воды, но имеют значение и уровни ледохода, и топография берега.

Для нормальной работы порта необходимо прежде всего, чтобы в течение навигации, при самых высоких расчетных уровням в паводки или при попусках из водохранилищ, территория порта не затоплялась. Это необходимо и для бесперебойной работы перегрузочного оборудования, и для нормального функционирования подземных коммуникаций, и для сохранности грузов.

В речных портах, расположенных на свободных реках, отметку территории назначают на уровне пика половодья с расчетной вероятностью превышения уровня воды для портов I категории — 1%, II и III категорий — 5%, IV категории и пристаней — 10%.

В морских портах отметка территории назначается исходя из двух норм — основной и поверочной. Основная норма устанавливает возвышение кордона, обеспечивающее удобство производства перегрузочных операций, работу сухопутного транспорта и нормальную работу подземных коммуникаций. Поверочная норма устанавливает возвышение кордона, обеспечивающее незатопляемость территории причалов. Отметка территории принимается по наибольшему из двух значений.

Для грузовых и  пассажирских причалов местного сообщения, а также для причалов служебно-вспомогательных судов основная норма снижается до 1.0 м.

Для причалов, которые  могут быть подвержены воздействию  волн высотой более 0.5 м, возвышение кордона должно быть достаточным, чтобы гарантировать от захлестывания воды на территорию, а для свайных сооружений эстакадного типа — от ударов волн о ростверк снизу.

3.5. РАЗМЕРЫ СКЛАДОВ

Различие режима работы водного и сухопутного  транспорта и, в особенности, различие в грузовместимости судов и сухопутных транспортных единиц вынуждают к тому, что, несмотря на все видимые преимущества “прямого варианта”, значительная часть грузов проходит через склад. При этом роль склада не ограничивается лишь временным хранением грузов. На специализированных складах, в зависимости от рода груза и характера перевозок, производится сортировка грузов и подбор партий определенного сорта, упаковка, просушка (зерно), взвешивание и другие операции.

По характеру  работы склады порта можно подразделить на транзитные (буферные) и базисные.

Транзитные  склады служат для краткосрочного хранения грузов с целью компенсации неравномерности работы водного и сухопутного транспорта. Сроки хранения штучных грузов в складах

ограничиваются  в зависимости от рода груза 2—10 сутками на речном транспорте и 6—18 сутками на морском. Располагаются такие склады в непосредственной близости от кордона.

Базисные  склады служат для накопления и длительного хранения грузов. Многие речные и морские конечные порты, получая грузы в течение навигации, обеспечивают их доставку сухопутным транспортом круглогодично. Иногда, наоборот, в портах отправления грузы накапливают в межнавигационный период. В морских портах, особенно при экспортных перевозках, необходимость подбора крупных партий односортных грузов или уменьшения сезонной неравномерности поступления отдельных видов груза, а иногда и коммерческие соображения могут служить причиной устройства базисных складов. Сроки хранения грузов на базисных складах могут достигать нескольких месяцев.

Склады бывают открытые, в виде специальных площадок для грузов, допускающих хранение под открытым небом (песок, гравий, руда, уголь, круглый лес и др.), и закрытые — для некоторых видов штучных грузов, цемента, апатита, зерна и других грузов, хранение которых под открытым небом недопустимо. При этом крытые склады делают общего назначения или для хранения какого-либо одного груза (зернохранилища, холодильники, склады для пылевидных грузов и т. д.).

Чем короче путь прохождения груза на территории порта, тем меньше себестоимость  его обработки. Поэтому для большинства грузов, исключая лишь грузы, требующие специально оборудованных хранилищ, стремятся склады разместить вдоль всей причальной линии.

Полезная высота склада (от пола до несущих конструкций) принимается равной 6.0 м.

За последние  годы в целях ликвидации промежуточных внутренних опор разработаны типовые проекты однопролетных складов шириной 48 и 60 м. Длина склада должна быть пропорциональна шагу наружных опор, обычно равному 12 м. Полученные при расчете габариты складов уточняются в соответствии с этими данными. Если расчетная ширина крытого склада окажется больше 60 м, то устраивается многоэтажный склад; в отечественной практике число этажей складов доходит до четырех (высота верхних этажей уменьшается до 4.5 м).

Размеры склада для нефтегрузов зависят от числа баков, в которых они хранятся, и их размеров. Если нет данных о размерах баков, то ориентировочный расчет может быть сделан исходя из следующих соображений. Задаются радиусом бака—20 м и, считая высоту  равной радиусу, определяют число баков. Площадь склада нефтегрузов определится исходя из необходимости обеспечить противопожарные разрывы между отдельными баками, равные двум-трем диаметрам бака, и обязательной обваловать каждого из них. Места погрузки и выгрузки следует удалять от территории склада не менее чем на 100 м.

3.6. ЧИСЛО ПРИКОРДОННЫХ  ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ

Для случаев  размещения перегрузочных путей и складов в виде непрерывной линии вдоль всего причального фронта (см. рис. 49 и 50) их количество определяется исходя из следующих соображений.

Число прикордонных путей рассчитывается на долю суточного  грузооборота, обрабатываемого по прямому варианту. Учитывая, что для установки вагонов необходимо устраивать разрывы между вагонами в промежутках между причалами, где обычно размещаются съезды с одного пути на другой, полезная длина путей на причалах принимается равной 0.8 от общей.

Тогда количество путей, необходимых для установки расчетного числа вагонов, будет равно

Если пути проходят последовательно через несколько причалов, то для обеспечения независимой смены вагонов на причале добавляется дополнительно один обгонный путь. Ранее указывалось на высокую эффективность переработки грузов по прямому варианту с одного вида транспорта на другой, минуя склад. Поэтому желательно с целью предоставления такой “резервной” возможности, независимо от проектируемого коэффициента прохождения грузов через склад проверить максимальную пропускную способность прикордонных путей.