Компоновка акватории порта. Внешняя акватория. Внутренняя акватория. Вход в порт. Входной рейд. Операционная акватория.

Внешняя акватория.

Внешняя акватория, состоит из:

· Подходной зоны (район кругового движения);

· Зоны расхождения;

· Приемной зоны;

· Зоны ожидания;

· Зоны предрейсового навигационного обслуживания.

Зоны внешней акватории соединяются фарватерами.

Подходная зона имеет форму окружности с радиусом:

(9.1)

где L_y– унифицированная длина наибольшего заданного расчетного судна, выбирается из Приложения 23[1].

N_р – количество рядов движения в одном направлении, принимается N_р = 1;

В_р – ширина маневровой полосы подходного фарватера.

Скорость движения судов в подходном фарватере принимается v 4,0 м/с.

При ширине набольшего заданного расчетного судна В = 10 м, В_р = 35 м; при В = 20 м, В_р = 56 м; при В = 30 м, В_р = 78 м; при В = 40 м, В_р = 100 м.

Для промежуточных значений В значения В_р определяются интерполяцией.

Приемная зона – это место приема лоцмана. Она имеет форму прямоугольника с расширением на 0,6 L_у от ширины входного фарватера и длину L_п.з. ≥ 2L_у

Между приемной и подходной зонами размещается зона расхождения, соединенная боковыми фарватерами с зоной ожидания и зоной предрейсового обслуживания судов и имеющая форму круга с центром в точке пересечения очей фарватеров и радиусом:

(9.2)

Зона ожидания предназначена для отстоя судов в ожидании входа во внутреннюю акваторию и располагается так, чтобы защитить суда от господствующего волнения и ветра. По форме она близка к прямоугольной и имеет площадь не менее 9 кв. миль.

Зона предрейсового навигационного обслуживания предназначена для проведения девиации (размагничивания) и измерения скорости судов. Имеет прямоугольную форму и при этом для расчетных судов, имеющих длину 100, 200, 300 м, ширина данной зоны – 0,3, 0,6 , 0,9 или соответственно. Для промежуточных длин судов, ширина определяется интерполяцией.

Длина зоны составляет 5 миль при эксплуатационной скорости расчетного судна v_с ≤12 узлов, 8 миль при 12<v_с ≤24 узлов, 9 миль при v_с>24 узлов.

Длина подходных фарватеров определяется из условия компоновки порта и акваторий в соответствии с заданы топографическим планом.

Расчеты:

За расчетное судно, примем судно «Сумы». Его осадка d= 9,9 м. Унифицированная длина L_у = 180 м.

Ширина B = 24,6 м, следовательно, ширина маневровой полосы B_р = 60 м.

1. ;

2. Приемная зона = 0,6 · 180 = 108 м;

3. Длина приемной зоны = 2 · 180 = 360 м;

4. ;

5. Расчетная длина судна = 169,5 м, следовательно, ширина данной зоны = 0,5 миль.

6. При скорости движения судов = 4,0 м/с, длина зоны = 5 миль.

Внутренняя акватория.

Внутренняя акватория имеет следующие основные элементы:

· Входной рейд (маневровая зона) – часть внутренней акватории, примыкающая к входным воротам, предназначенная для маневрирования судов при следовании в заданный район порта или при выходе из него;

· Операционная акватория, предназначенная для постановки судов к причалам и выполнения маневров, связанных со швартовкой и перестановкой судов, а также для постановки различных плавсредств у борта транспортных судов;

· Разворотное место, предназначенное для разворота судов при следовании к причалам и в обратном направлении;

· Внутренние судовые ходы, служащие для транзитного движения судов в порту и соединяющие отдельные бассейны;

· Рейды для отстоя транспортных судов в ожидании постановки к причалам или по другим причинам;

· Рейды для производства перегрузочных операций на акватории.

Указанные основные элементы акватории рекомендуется компоновать без взаимного совмещения, имея в виду создание условий для их нормального функционирования.

Подходной канал.

Т.к. естественные глубины, в соответствии с заданным топографическим планом, недостаточны для прохода наибольшего заданного расчетного судна, то необходимо проектировать подходной канал, т.е. ис­кусственную прорезь в морском дне.

Для данной работы проектируется канал неполного профиля, с отко­сами, заканчивающимися ниже уровня воды. Принимается одностороннее движение по каналу со станциями расхождения судов. Скорость движения судов по каналу принимается v_c - 6 уз.

Трассу канала проектировать по возможности прямолиней­ной, но при необходимости искривления трассы радиусы закругления не должны быть менее 3000 м. Генеральное направление трассы должно быть близким к направлению господствующих ветров и течений. Трасса канала должна быть увязана с планом порта с учетом обеспечения наивыгоднейшей компоновки оградительных сооружений - молов и волноломов. Поперечное сечение канала должно быть удобным и безопасным для прохода судов, отвечать условиям наименьшего сопротивления движения судов.

Поперечное сечение канала проектируют исходя из главных размерений расчетного судна: осадки –d, ширине - В, наибольшей длине - L. Обычно проектируют ка­налы с трапецеидальным поперечным сечением прорези.

Ширину канала рассчитывают по формуле:

В_к=В_м+2С₁ +ΔВ_к , м (9.3)

где В_м - ширина маневровой полосы:

С=0,5В - запас ширины между маневровой полосой и откосом прорези;

ΔВ_к - запас ширины на заносимость откосов прорези.

Ширина маневровой полосы принимается: В_м= 63 м (т.к. В=24,6м)

Запас ширины на заносимость откосов прорези рассчиты­вается по формуле:

ΔВ_к = , м (9.4)

где =3,2 – изменение величины откоса канала за период между очередными ремонтами канала;

Н_к – навигационная глубина прорези канала(без запаса на заносимость z₄).

Проектная глубина канала Н_пр рассчитывается аналогично проектной глубине акватории по формуле (6.2) для расчетного (наи­большего) заданного судна с учетом всех запасов.

При этом навигационный запас z₁определяется по Прило­жению 20[1], волновой запас z₂ по Приложению 21[1], скоростной запас прини­мается z₃⁼ 0,30 м, запас на заносимость принимается z₄= 0.40 м.

Запас на крен судна определяется по формуле:

, м, но z₀ (9.5)

где B - ширина расчетного судна,

α = 4° для сухогрузов и лесовозов.

Расчеты для судна «Сумы»:

= м=> принимаем 0,36 м

Н_пр= м

С₁=0,5*24,6=12,3 м

ΔВ_к = м

В_м= 63 м

В_к=63+2*12,3+38,4=126 м

Н_к=12 м

Вход в порт.

Под «входом» в порт понимается совокупность технических элементов, обеспечивающих единовременный вход \ выход одного судна:

- входные ворота;

- участок подходного канала, примыкающий к входным воротам;

- входной рейд,

т.е. элементы, влияющие на безопасность и продолжительность ввода\вывода судов.

«Входные ворота» представляют собой расстояние в свету между головами оградительных сооружений.

За навигационную ширину входа принимается ширина по нормали к оси входа в порт на навигационной глубине для заданного расчетного судна.

			мол

Рис.2 Схема входа в порт.

Навигационная ширина входа В_вх (при одностороннем движении судов) определяется для судна порожнем по формуле:

В_вх= В ( В₀ +1),м (9.3)

где: В - ширина расчетного (наибольшего заданного) судна;

В₀ - относительная ширина маневровой полосы, которая определяется по Приложению 28[1] в зависимости от скорости течения v_t и курсового угла течения d, значения которых принимаются по Заданию;

k_vw =1,03 - коэффициент критерия управляемости при скорости прохождения ворот порта v = 6 узлов;

k_а - безразмерный коэффициент, определяемый по Приложению 29[1] в зависимости от отношения площади парусности надстройки и надводного борта A_q к площади подводного борта A_e расчетного (наибольшего заданного) судна.

K_vd – безразмерный коэффициент, определяемый по Приложению 30[1] в зависимости от водоизмещения судна М.

Ширина входа должна быть не менее длины расчетного судна. При наличии подходного канала ширина входа может быть уменьшена, но должна быть В≥0,8L. Для портов, эксплуатируемых в период ледового режима, ширина В определенная по формуле (9.3), должна быть увеличена на 10 - 15º.

Угол между осью входа в порт и общим направлением береговой линии на подходе к порту должен быть не менее 30 градусов, а с направлением господствующих ветров угол должен быть не более 45 градусов.

Перекрытие входа в порт оградительным сооружением (молом или волноломом) рекомендуется устраивать, если навигационная ширина входа не обеспечивает необходимой защищенности портовой акватории от волнения или когда под действием сильных ветров может быть затруднен заход в порт при заданном топографическом плане.

Расчеты:

1. По схеме судна рассчитаем коэффициент k_а = = 1,5 = 1,13;

2. В₀ = v_t sind = 0.6 · 0,99 = 0. В₀= 3.73;

3. K_vd = 1,48, т.к.

4. 182,7 м

Ширина участка подходного канала = 182,7 м, длина = 340 м.

Входной рейд (маневровая зона).

Входной рейд (маневровая зона) должен иметь такие размеры и плановое очертание, которые дают возможность при сильном ветре осуществлять любые маневры, требующиеся при входе\выходе судна из порта, в частности, гашение инерции входящего судна, возможность разворота судна собственными средствами на требуемый угол по дуге циркуляции, возможность отдачи якоря и временной аварийной стоянки.

На площади входного рейда вписывается окружность диаметром D_ц³ 3,5L, при этом ось входных ворот должна пересекать или касаться это окружности.

Акватория, в которую вписывается окружность, должна иметь на всей площади расчетные глубины и не должна накладываться на площади, выделенные для отстоя судов, производства рейдовых работ, а также на операционную акваторию.

Длина прямолинейного участка по направлению входа, считая от входных ворот L_вх ³ 3,5 L расчетного судна.

Для обеспечения безопасности плавания границы площади, предназначенной для маневрирования, должны быть расположены на расстоянии не менее 2В_р.с. расчетного судна от оградительных и других сооружений. Значение В_р.с. определяется по Приложению 31[1].

Ширина внутренних судовых ходов (фарватеров) принимается B_с..х. ³ 2 B_р.с. при одностороннем движении. Судовые ходы не должны накладываться на участки, отводимые для операционной акватории у причалов и рейдовых стоянок.

Расчеты:

1. Диаметр маневровой зоны = 3,5 · 169,4 = 593,3 м;

2. Длина прямолинейного участка по направлению входа = 3,5 · 169,5 = 593 м;

3. В_р.с. = 20 м;

4. Ширина внутренних судовых ходов = 2 · 24,6 = 49,2 м,

при двухстороннем = 3 · 24,6 = 73,8 м.

Операционные акватории.

Размеры операционной акватории определяются условиями обеспечения безопасности и удобства подхода и отхода при швартовных операциях и обслуживания судов расчетных типов. На размеры операционной акватории существенное влияние оказывает начертание причального фронта: фронтальное, ковшовое или пирсовое.

Ширина операционной акватории В_о.а., измеряется по нормали от линии кордона до границы судового хода или гидротехнического сооружения. При фронтальном начертании причального фронта и самостоятельном проведении швартовых операций и при постановке судна лагом к причалу:

В_о.а.³ 3В_р.с. (9.4)

В_р.с. - ширина расчетного типа судна, для которого предназначен данный причал и размещаемый на нем ПК.

Зоны безопасности плавания:

- для сооружений, используемых при швартовке и стоянки судов лагом:

B_без. = 3 B_р.с., м (9.6)

- для сооружений, не используемых при швартовке и стоянки судов:

B_без. = 1,5 B_р.с., м (9.7)

Расчеты:

- для сооружений, используемых при швартовке и стоянки судов лагом:

B_без. = 3 B_р.с., м

1. «Новгород»: 3 · 20,6 = 61,8 м;

2. «Джанкой»: 3 · 18,0 =54 м;

3. «Сумы»: 3 ·24,6 = 73,8 м;

4. «Влас Ничков»: 3 · 21 = 63 м;

5. «Симон Боливар»: 3 · 21 = 63 м .

Заключение.

В целом порт имеет благоприятное географическое положение. Надо сказать, что все пять грузовых судов, для которых рассчитывался порт, имеют достаточно большие размерения. Особенно выделяется судно для мин. строй. материалов «Суммы», длина которого равна 169,4 м, ширина 24,6 м, осадка 9,9 м. При построении порта расчеты его внутренней и внешней акватории осуществляются по размерам наибольшего судна, причем учитываются унифицированные значения(L_У=180м), судно типа «Суммы» . Ось входа судна в порт примерно совпадает с направлением ветра, а также примерно и с направлением течения, что подтверждает верность выбора данного направления оси. Двигаясь по оси входа в порт, судно проходит прямолинейный участок длиной 3,5L. Затем судно приближается к маневровому кругу диаметром равным 2L,причина та же малая площадь акватории для наибольшего судна. Наличие такого диаметра говорит об использовании буксиров для осуществления маневров. Однако такой диаметр позволяет самостоятельно маневрировать остальным судам. Буксиры необходимые для портовых работ располагаются недалеко от круга,возле мола, что позволяет оперативно действовать. Там же кроме буксиров располагается весь портофлот (лоцманские и рейдоые катера, пожарное судно).

11. Список используемых источников:

1. [1] Мейлер Л.Е. План порта и расчет причального сооружения. Методические указания по выполнению курсовой работы. - Калиниград: БГА РФ, 1999.
2. [2] Оформление курсовых и дипломных проектов, расчетно-графических работ и другой технической документации. Нормативно-методические указания// Э.А. Альтшулер, Б.Е. Зайцев. – Калиниград: БГА РФ, 2001.
3. Конспект лекций по дисциплине “Транспортные Узлы и Пути”