中利石化5萬(wàn)噸級(jí)化工碼頭工程碼頭面高程確定的試驗(yàn)研究

耿寶磊，李新慧，高 峰，李 焱

（1.天津大學(xué)建筑工程學(xué)院，天津300072；2.交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所工程泥沙交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456；3.中石化天津液化天然氣有限責(zé)任公司，天津300457）

中利石化5萬(wàn)噸級(jí)化工碼頭工程碼頭面高程確定的試驗(yàn)研究

耿寶磊1,2，李新慧3，高 峰2，李 焱2

（1.天津大學(xué)建筑工程學(xué)院，天津300072；2.交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所工程泥沙交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300456；3.中石化天津液化天然氣有限責(zé)任公司，天津300457）

針對(duì)中利石化5萬(wàn)t級(jí)化工碼頭工程，通過(guò)物理模型試驗(yàn)，首先研究了E向波浪作用下，碼頭各位置的波高與波峰面高程，并對(duì)碼頭面高程進(jìn)行了優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步利用NE向和SE向浪對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了檢驗(yàn)，最終得到了滿足設(shè)計(jì)要求的碼頭面高程。

碼頭面高程；波高；波峰面高程；物理模型試驗(yàn)

圖1 工程位置示意圖Fig.1 Sketch of engineering position

1 試驗(yàn)條件與研究依據(jù)

1.1 水文資料

（1）水位。根據(jù)后石港1994～1995年的潮位資料作累積頻率分析得出設(shè)計(jì)高水位5.81m，極端高水位7.14m。

（2）波浪。根據(jù)工程平面布置及海區(qū)波浪條件，工程區(qū)常浪向?yàn)镋向，本研究主要針對(duì)該方向來(lái)浪確定碼頭面高程。以原地形條件下數(shù)模計(jì)算得到的A點(diǎn)（位置在擬建碼頭工程回旋區(qū)的中心，水深約-12.5 m）波要素為試驗(yàn)的率定波要素，重現(xiàn)期包括：50 a、25 a、15 a、10 a和2 a一遇。不同重現(xiàn)期的試驗(yàn)波浪要素見表1［5］。

水位 重現(xiàn)期 H1%（m）H4%（m）H13%（m） Ts（s）極端高水位（7.14 m）50 a 4.79 4.07 3.33 8.61 25 a 4.51 3.83 3.13 8.13 15 a 4.07 3.41 2.70 7.71 10 a 3.92 3.32 2.70 7.62 2 a 2.23 1.87 1.51 5.88設(shè)計(jì)高水位（5.81 m）50 a 4.68 3.98 3.27 8.61 25 a 4.41 3.75 3.07 8.13 15 a 3.96 3.32 2.65 7.71 10 a 3.83 3.25 2.63 7.62 2 a 2.18 1.83 1.48 5.88

1.2 工程平面布置方案

根據(jù)碼頭使用要求，擬建區(qū)域水文地質(zhì)情況、本地區(qū)周邊碼頭現(xiàn)有結(jié)構(gòu)形式，以及本地區(qū)的施工能力及施工經(jīng)驗(yàn)，碼頭擬采用重力墩式結(jié)構(gòu)，碼頭與陸域之間采用鋼棧橋連接。

擬建碼頭方位基本與水深等深線一致，為325°～145°，碼頭前沿位于-10.0～-15.0 m水深位置，與規(guī)劃中的后石罐區(qū)液體散貨碼頭前沿線一致。碼頭長(zhǎng)度按5萬(wàn)t級(jí)原油船設(shè)計(jì)，為345 m，由3個(gè)工作平臺(tái)和4個(gè)系纜墩組成，兩側(cè)1#和3#平臺(tái)尺度相同，長(zhǎng)為69 m，最大寬度為22.5m，中間2#平臺(tái)長(zhǎng)45.4 m，寬29 m，3個(gè)工作平臺(tái)間距為10.3m，平臺(tái)之間采用鋼橋連接（以下稱管線橋）；4個(gè)系纜墩為圓形，直徑14m。工作平臺(tái)與系纜墩，以及系纜墩之間的采用鋼橋連接（以下稱人行鋼橋）。

作業(yè)平臺(tái)頂面高程本階段取+9.5 m，系纜墩頂面高程取+8.0 m。管線橋和人行鋼橋的底高程均為+10.0 m。碼頭前沿設(shè)計(jì)底標(biāo)高5萬(wàn)t級(jí)油船為-14.0 m，水工結(jié)構(gòu)按10萬(wàn)t級(jí)原油船預(yù)留，為-16.3 m。5萬(wàn)t級(jí)航道設(shè)計(jì)水深為-10.5 m，方位與碼頭方位一致，長(zhǎng)約3.2 km，航道有效寬度取170 m，航道天然水深滿足要求。

后方陸域工程包括東護(hù)岸、南護(hù)岸和北護(hù)岸，均采用斜坡堤，坡度均為1:1.5。東護(hù)岸長(zhǎng)505 m，頂高程根據(jù)斷面試驗(yàn)，現(xiàn)階段取+10.8 m，采用5 t扭王字塊斜坡護(hù)面；北護(hù)岸長(zhǎng)495 m，頂高程為+10.0～+9.5 m,塊石護(hù)面；南護(hù)岸長(zhǎng)約100 m，堤頂高程+9.5 m，塊石護(hù)面。碼頭前沿距后方陸域150m。

工作平臺(tái)與后方陸域采用10m寬的棧橋連接，棧橋長(zhǎng)119.5m，底部高程+10.0m。

在本工程設(shè)計(jì)中，要求對(duì)于設(shè)計(jì)高水位15 a重現(xiàn)期的波浪輕微上水，即上水考慮控制在5%以內(nèi)；對(duì)于設(shè)計(jì)高水位10 a重現(xiàn)期的波浪基本不上水，即上水概率控制在3%以內(nèi)。

圖2 碼頭及護(hù)岸平面布置圖Fig.2 Layout of port and seawall

2 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)在交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院的波浪試驗(yàn)廳水池進(jìn)行，水池長(zhǎng)40m，寬35 m，深1.3m，水池兩端配備給排水系統(tǒng)。模型波浪由可移動(dòng)搖板式不規(guī)則波造波機(jī)產(chǎn)生，該造波機(jī)由造波板及伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、編碼器、服務(wù)器、計(jì)算機(jī)及其他外設(shè)組成。造波時(shí)按所需波浪對(duì)應(yīng)一定參數(shù)，首先由計(jì)算機(jī)完成造波控制信號(hào)的計(jì)算，并經(jīng)接口電路將造波控制信號(hào)傳輸?shù)剿欧?qū)動(dòng)器中，然后由伺服驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)電動(dòng)缸將伺服電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電動(dòng)缸推桿的直線運(yùn)動(dòng)，最后經(jīng)過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)傳遞到推波板，帶動(dòng)推波板產(chǎn)生期望的水波。

試驗(yàn)中采用交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院制造的TK-2006型動(dòng)態(tài)水位測(cè)量系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)波浪進(jìn)行采集分析。

2.2 試驗(yàn)方法

（1）模型設(shè)計(jì)。依據(jù)本試驗(yàn)的目的及要求，結(jié)合試驗(yàn)場(chǎng)地和設(shè)備，并考慮兼顧接下來(lái)的船舶系泊試驗(yàn)，確定模型幾何比尺Lr=60。模型按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)，重量比尺。試驗(yàn)采用定床、正態(tài)進(jìn)行模擬，其中水平比尺、水深比尺、波高比尺為1∶60，波周期比尺為1∶7.75。

試驗(yàn)區(qū)模擬原型范圍包括碼頭、回轉(zhuǎn)水域和南、北、東護(hù)岸等。其中，直立沉箱結(jié)構(gòu)碼頭以木板和水泥砌筑模擬，護(hù)岸以及棧橋和樁墩等結(jié)構(gòu)采用預(yù)制構(gòu)件（木質(zhì)、塑料板及水泥等）拼組模擬。護(hù)岸護(hù)面塊石等按照其坡度鋪設(shè)相近重量塊體模擬。地形采用樁點(diǎn)法復(fù)制，樁點(diǎn)間距1.5 m，對(duì)于變化復(fù)雜區(qū)域加密樁點(diǎn)間距。地形及建筑物高程用水準(zhǔn)儀測(cè)控，平面尺寸用經(jīng)緯儀和鋼尺測(cè)量。港池靜水位用精度0.1mm的水位測(cè)針測(cè)量，試驗(yàn)中靜水位變動(dòng)控制在±0.5 mm以內(nèi)。

此外，水工建筑物到造波機(jī)的距離大于6～7倍波長(zhǎng)，建筑物兩側(cè)垂直波向的方向上取3～6倍波長(zhǎng)，模型四周均設(shè)消波吸能設(shè)施，防止多余波能反射及擴(kuò)散干擾試驗(yàn)。模型照片如圖3所示。

圖3 模型實(shí)景照片F(xiàn)ig.3 Model pictures

（2）波浪模擬。試驗(yàn)波浪采用頻譜不規(guī)則波，頻譜首先考慮《海港水文規(guī)范》（JTJ 213-98）中規(guī)定的波譜進(jìn)行，在規(guī)范譜中有2個(gè)參數(shù)來(lái)決定規(guī)范譜的適用條件，即H*和P。由提供的試驗(yàn)波要素計(jì)算可得，H*滿足深水水域條件（H*＜0.1），而P值難以滿足1.54≤P＜6.77條件，因此本試驗(yàn)?zāi)M不規(guī)則波頻譜難以適用規(guī)范譜，故試驗(yàn)采用JONSWAP譜（簡(jiǎn)稱J譜）模擬。

在模擬過(guò)程中，將給定的有效波高及周期送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行波譜模擬，經(jīng)過(guò)修正后，使峰頻附近譜密度、峰頻、譜能量、有效波高等滿足試驗(yàn)規(guī)程要求［6-7］，即：①波能譜總能量的允許偏差為±10%；②峰頻模擬值的允許偏差為±5%；③在譜密度大于或等于0.5倍譜密度的范圍內(nèi)，譜密度分布的允許偏差為±15%；④有效波高、有效波周期或譜峰周期的允許偏差為±5%；⑤模擬的波列中1%累積頻率波高、有效波與平均波高比值的允許偏差為±15%。

（3）試驗(yàn)方法。試驗(yàn)主要測(cè)量了各試驗(yàn)工況的波面過(guò)程，并經(jīng)由分析程序以上跨零點(diǎn)法實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)不同累積頻率的波高、周期等波要素。數(shù)據(jù)的采集和處理遵循交通部《波浪模型試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ/T234-2001)進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)不規(guī)則波連續(xù)采集的波浪個(gè)數(shù)大于100個(gè)，采樣時(shí)間間隔為0.02 s，小于有效波周期的1/10，每組試驗(yàn)均重復(fù)3次以上，取每組最大值的平均值作為最終結(jié)果。

碼頭面上水及水舌厚度的測(cè)量，采用人工方法在固定點(diǎn)使用三角板測(cè)量模型上浪高度，每組試驗(yàn)同樣重復(fù)3次以上，取每組測(cè)量的最大值作為最終結(jié)果。

圖4 碼頭面上水Fig.4 Pictures of overtopping

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 原設(shè)計(jì)方案試驗(yàn)

（1）碼頭及護(hù)岸上浪情況［8］。原設(shè)計(jì)方案作業(yè)平臺(tái)頂面高程為+9.5m，系纜墩頂面高程為+8.0 m。系纜墩之間及碼頭平臺(tái)之間的鋼引橋的底部高程為+10.0m。工程實(shí)施后，由于E向浪與碼頭前沿走向呈55°夾角，重力墩式結(jié)構(gòu)碼頭前沿波高反射明顯，碼頭前沿的波高與工程前對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的波高比平均在1.68左右，設(shè)計(jì)高水位時(shí)，工作平臺(tái)在重現(xiàn)期10 a的波浪作用下，觀測(cè)到有上水；圓形系纜墩前的波高反射要小于工作平臺(tái)，由于其高程低，重現(xiàn)期10 a的波浪作用下上水較大；3個(gè)工作平臺(tái)之間的管線橋下水域，由于斜向浪作用，平臺(tái)側(cè)壁有反射，造成其中的波高會(huì)瞬時(shí)增大，從而也會(huì)造成局部上水，在設(shè)計(jì)高水位，重現(xiàn)期25 a波浪作用下，該處的管線橋底部輕微觸浪；在極端高水位，10 a以上的波浪作用下，該處的管線橋底部觸浪。原設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)高水位重現(xiàn)期15 a波浪作用下，碼頭面上水試驗(yàn)照片見圖4。

4個(gè)人行橋中，2#人行橋處受到碼頭的一定掩護(hù)，該處波高要小于其他人行橋。極端高水位重現(xiàn)期15 a波浪作用下，人行橋底部明顯觸浪；接路域棧橋處受到碼頭一定的掩護(hù)，波高不大，其端部沉箱與東護(hù)岸角的波浪略有反射，但影響不大，極端高水位，重現(xiàn)期50 a波浪作用，棧橋護(hù)岸端部大波作用時(shí)觸浪。

接路域棧橋以南的東護(hù)岸，碼頭對(duì)其掩護(hù)作用不大，E向浪能傳進(jìn)來(lái)，尤其東南角的護(hù)岸基本為開敞；而接路域棧橋以北的部分東護(hù)岸受碼頭一定掩護(hù)，波高明顯減小，但掩護(hù)范圍有限，東北角護(hù)岸所受的波浪仍較大。南護(hù)岸基本無(wú)掩護(hù)，其端部與周邊地形邊界形成凹角，但由于地形淺，波浪破碎，波能衰減較大，波浪對(duì)南護(hù)岸作用也較小。北護(hù)岸受到東護(hù)岸的掩護(hù)，除與東護(hù)岸相接處的波高略大外，越向岸的位置波高越小。

（2）碼頭波峰面高程。E向浪作用下，設(shè)計(jì)高水位，重現(xiàn)期2 a波浪作用下，均不上水；重現(xiàn)期10 a以上波浪作用下，均上水，南側(cè)系纜墩較北側(cè)系纜墩上浪要大；極端高水位時(shí)，重現(xiàn)期2 a波浪作用下，碼頭面不上水，但系纜墩均上水。以重現(xiàn)期15 a波浪為例，設(shè)計(jì)高水位時(shí)，碼頭面前最大波高為5.91m，實(shí)測(cè)最大波峰面高程為9.80 m，水舌厚度0.93 m；系纜墩前最大波高為5.03 m，實(shí)測(cè)最大波峰面高程為9.03 m，水舌厚度1.26m。

3.2 碼頭面高程加高0.5 m

由于設(shè)計(jì)擬采用設(shè)計(jì)高水位和重現(xiàn)期15 a、10 a H4%的波高組合來(lái)檢驗(yàn)碼頭面高程，因此鑒于原設(shè)計(jì)方案中碼頭面+9.5 m頂高程時(shí)上水相對(duì)較為頻繁的情況，經(jīng)溝通后調(diào)整碼頭設(shè)計(jì)高程，首先將碼頭面高程加高至+10.0 m，系纜墩高程相應(yīng)抬高0.5 m，即+8.5 m，各管線橋、人行鋼引橋和接陸域引橋底高程加高為+10.5 m。

將碼頭面高程加高到+10.0m（系纜墩加高至+8.5m）時(shí)，在設(shè)計(jì)高水位，15 a一遇重現(xiàn)期波浪作用下，碼頭面仍然有上水。通過(guò)記錄一個(gè)波列中出現(xiàn)上水的波浪個(gè)數(shù)得出，在140個(gè)波中，平均有10個(gè)波出現(xiàn)上水，上水概率約為7.14%。設(shè)計(jì)高水位、10 a一遇重現(xiàn)期波浪作用下，碼頭面存在輕微上水。同時(shí)，系纜墩仍然有較為明顯的上水，僅上水頻率好于原高程，南側(cè)系纜墩相對(duì)大于北側(cè)系纜墩。

以重現(xiàn)期15 a波浪為例，設(shè)計(jì)高水位時(shí)，碼頭面前最大波高為5.98m，實(shí)測(cè)最大波峰面高程為10.08m，水舌厚度0.66 m；系纜墩前最大波高為5.01 m，實(shí)測(cè)最大波峰面高程為8.96m，水舌厚度0.98 m。

3.3 碼頭面高程加高0.9 m

將碼頭面高程繼續(xù)加高至+10.4m時(shí)，系纜墩高程相應(yīng)抬高0.9m，即+8.9m。在設(shè)計(jì)高水位、15 a一遇重現(xiàn)期波浪作用下，碼頭面基本不上水。在140個(gè)波中，平均有6個(gè)波出現(xiàn)輕微上水，上水概率約為4.28%。此時(shí)，10 a一遇重現(xiàn)期波浪作用下，碼頭面基本不上水。同時(shí)，系纜墩上水程度明顯改善，仍是南側(cè)系纜墩略大于北側(cè)系纜墩。

以重現(xiàn)期15 a波浪為例，設(shè)計(jì)高水位時(shí)，碼頭面前最大波高為5.91m，實(shí)測(cè)最大波峰面高程為10.12m，水舌厚度0.21 m；系纜墩前最大波高為4.98 m，實(shí)測(cè)最大波峰面高程為8.98m，水舌厚度0.64 m。

將設(shè)計(jì)高水位重現(xiàn)期10 a和15 a，不同碼頭面高程的碼頭前沿波高、波峰面高程以及上水情況列表進(jìn)行對(duì)比（表2）。同時(shí)，比較了2#平臺(tái)的碼頭前沿波高變化和波峰面高程的變化（圖5、圖6)。

表2 不同碼頭頂面高程后碼頭前沿波高及波峰面高程比較Tab.2 Comparison of front wave height and wave crest height of wharf with different top elevations

圖5 不同碼頭面高程2#平臺(tái)碼頭前沿波高比較Fig.5 Comparison of front wave height in front of 2#platform with different top elevations

圖6 不同碼頭面高程2#平臺(tái)波峰面高程比較Fig.6 Comparison of wave crest height in front of 2#platform with different top elevations

從圖5和圖6中可以看出，隨著碼頭面高度增加，碼頭前沿波高以及波峰面高程也有增大的趨勢(shì)（2#平臺(tái)處測(cè)得的數(shù)據(jù)最為明顯），這是由于碼頭前沿的波浪反射與雍高加強(qiáng)，致使波峰面高程略有增大，但碼頭面高程的提高，使得上水情況明顯好轉(zhuǎn)。綜上所述，碼頭面抬高至+10.4m，重現(xiàn)期10 a的波浪作用下，能保證碼頭面不上水；重現(xiàn)期15 a的波浪作用下，基本能保證的波高不上水。

3.4 NE向浪試驗(yàn)對(duì)碼頭面高程的驗(yàn)證

考慮正對(duì)碼頭的浪向，選取波高相對(duì)較大的NE向，以檢驗(yàn)碼頭面高程及對(duì)應(yīng)上水情況。以原地形條件下數(shù)模計(jì)算得到NE向來(lái)浪時(shí)A點(diǎn)的波高值，設(shè)計(jì)高水位10 a和15 a重現(xiàn)期分別為2.69 m和2.82m。

試驗(yàn)表明：NE向浪與碼頭走向呈80°，近似橫浪作用，碼頭前沿波高與工程前比，平均比波高約為1.74，比E向略大，但由于其波高小于E向，其碼頭面上水情況好于E向，3個(gè)工作平臺(tái)之間的管線橋下水域的透浪要好于E向浪，因此該浪向并不是碼頭前波要素的控制波浪向，還是E向浪作用更需引起重視。

在設(shè)計(jì)高水位，NE向15 a一遇重現(xiàn)期波浪作用下，碼頭面基本不上水。記錄一列波中的上水個(gè)數(shù)，在140個(gè)波中，平均有3個(gè)出現(xiàn)輕微上水，上水概率約為2.86%。10 a一遇重現(xiàn)期波浪作用下，碼頭面出現(xiàn)臨界上水，140個(gè)波中，平均有4個(gè)出現(xiàn)臨界上水或輕微上水，上水概率為2.14%。表3給出了設(shè)計(jì)高水位時(shí)，NE向浪作用下碼頭前沿波高和波峰面高程值。

同時(shí)，系纜墩前最大波高為4.08 m，實(shí)測(cè)最大波峰面高程為8.45m，有輕微上水，上水頻率不足3%。

表3 NE向來(lái)浪作用下碼頭前沿波高和波峰面高程Tab.3 Frontwave height and wave crest heightofwharf under NE position wave action

3.5 SE向浪試驗(yàn)對(duì)碼頭面高程的驗(yàn)證

根據(jù)數(shù)模研究報(bào)告，SE向浪是本工程區(qū)的強(qiáng)浪向之一，本試驗(yàn)進(jìn)一步利用SE向來(lái)浪以檢驗(yàn)碼頭面高程及對(duì)應(yīng)上水情況。以原地形條件下數(shù)模計(jì)算得到SE向來(lái)浪時(shí)A點(diǎn)的波高值，設(shè)計(jì)高水位10 a和15 a重現(xiàn)期分別為3.00m和3.27m。

試驗(yàn)表明：SE向浪與碼頭走向呈10°，近似順浪作用，碼頭前沿波高與工程前比，平均比波高約為1.06，反射很小，但在3#平臺(tái)南側(cè)和南系纜墩前有一定反射；SE向的波高與E向相差不大，由于SE向基本為順浪，碼頭前沿的反射很小，因此也不是碼頭前波要素的控制波浪向。

表4 SE向來(lái)浪作用下碼頭前沿波高和波峰面高程Tab.4 Front wave height and wave crest height of wharf under SE position wave action

SE向浪作用下，工作平臺(tái)前上水情況明顯好轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)高水位時(shí)，1#和2#工作平臺(tái)基本不上水，3#平臺(tái)僅在其南端在個(gè)別大波作用下輕微上水。設(shè)計(jì)高水位，重現(xiàn)期15 a的波浪作用下，120個(gè)波中，3#平臺(tái)僅南端單個(gè)大波輕微上水，因此可以保證的波高工作平臺(tái)不上水。表4給出了設(shè)計(jì)高水位時(shí)，SE向浪作用下碼頭前沿波高和波峰面高程值。

設(shè)計(jì)高水位，重現(xiàn)期15 a波浪作用下，系纜墩前最大波高發(fā)生在南墩，為3.86m，實(shí)測(cè)最大波峰面高程為8.69m，南墩輕微上水。

將不同入射角度時(shí)，碼頭前沿波高的最大值以及波峰面高程的最大值進(jìn)行比較，比較結(jié)果見圖7和圖8。從圖中可以看出E向浪作用下，碼頭前沿波高和波峰面高程都最大，說(shuō)明E向?yàn)榭刂评讼?，其次是NE向浪作用，SE向浪作用下碼頭前沿波高和波峰面高程最小。

圖7 不同來(lái)浪方向時(shí)碼頭前沿波高最大值比較Fig.7 Comparison of the maximum value of front wave height with different incident wave directions

圖8 不同來(lái)浪方向時(shí)碼頭波峰面高程最大值比較Fig.8 Comparison of the maximum value of wave crest height with different incident wave directions

3.6 碼頭面高程與規(guī)范中公式計(jì)算值的比較

《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ211-99）中給出了開敞式碼頭的碼頭面高程計(jì)算公式如下［9］

本工程中設(shè)計(jì)高水位HWL=5.81 m；根據(jù)數(shù)學(xué)模型波浪推算結(jié)果［5］，設(shè)計(jì)高水位碼頭前重現(xiàn)期50 a的波列累積頻率1%波高為=4.30 m；本工程碼頭結(jié)構(gòu)為重力式沉箱結(jié)構(gòu)，取h=0；富裕高度計(jì)算中暫取0 m。

式中：d為擬建碼頭區(qū)域水深，根據(jù)水深分布圖取d=12 m；L為推進(jìn)波的波長(zhǎng)，根據(jù)水深和波周期計(jì)算得到L=103m；由此計(jì)算得到=3.76m。

最后根據(jù)式（1）計(jì)算得到碼頭面高程E=9.57 m。而本模型試驗(yàn)最后建議碼頭面高程為10.4 m，比計(jì)算結(jié)果大0.83m。因此對(duì)于開敞式的重力式沉箱結(jié)構(gòu)碼頭，在碼頭上部結(jié)構(gòu)高度h取0的情況下，碼頭面高程計(jì)算中富裕高度取值不應(yīng)小于0.8m。

4 結(jié)論

本文通過(guò)物理模型試驗(yàn)，分別得到了不同波向、不同水位和波浪重現(xiàn)期等情況下碼頭各位置的波高、波峰面高程以及水舌厚度等值。試驗(yàn)表明：碼頭面抬高至+10.4m，設(shè)計(jì)高水位重現(xiàn)期10 a的波浪作用下，能保證碼頭面不上水；重現(xiàn)期15 a的波浪作用下，基本保證小幅度上水（可控制在4%左右），因此建議碼頭面高程不應(yīng)低于+10.4 m，系纜墩、管線橋、人行鋼橋和接陸域棧橋的底高程也相應(yīng)提高。本研究成果可為碼頭平面布置的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)，并為開敞式碼頭面高程的選取提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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［2］劉海源，蔡艷君，陳漢寶.墩式碼頭波峰面高度試驗(yàn)研究［J］.水運(yùn)工程，2011（11）:21-24. LIU H Y,CAIY J,CHEN H B.Test research on wave crest height of pillar quay［J］.Port&Waterway Engineering,2011（11）: 21-24.

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［5］張慈珩，徐亞男，高峰.廈門港后石港區(qū)中利石化5萬(wàn)噸級(jí)化工碼頭及護(hù)岸工程波浪數(shù)學(xué)模型試驗(yàn)研究報(bào)告［R］.天津：交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所，2011.

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［7］JTJ213-98，海港水文規(guī)范［S］.

［8］李焱，耿寶磊，高峰.廈門港后石港區(qū)中利石化5萬(wàn)噸級(jí)化工碼頭及護(hù)岸工程波浪整體物理模型試驗(yàn)研究報(bào)告［R］.天津：交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所，2012.

［9］JTJ 211-99，海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

高欄港主航道將升級(jí)至15萬(wàn)t級(jí)主航道

本刊從珠海港獲悉，高欄港15萬(wàn)t級(jí)主航道工程項(xiàng)目建議書已經(jīng)獲得廣東省發(fā)改委的批復(fù)。擬投入8.8億元，將高欄港現(xiàn)有的10萬(wàn)t級(jí)主航道升級(jí)。工程將在高欄港現(xiàn)有10萬(wàn)t級(jí)主航道的基礎(chǔ)上浚深拓寬，按照15萬(wàn)t級(jí)油船、散貨船滿載單向乘潮同行的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，全長(zhǎng)16.25 km。按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，15萬(wàn)t航道建成后水深19.46～20.26m，最寬處將達(dá)290m，15萬(wàn)t級(jí)的船舶可以進(jìn)出港口。（殷缶，梅深）

天津港力爭(zhēng)2017年建成綠色低碳港口

本刊從天津港集團(tuán)公司獲悉，天津港正在實(shí)施全自動(dòng)智能化集裝箱碼頭建設(shè)、碼頭綠色低碳示范工程、綠色能源管理體系等多項(xiàng)重點(diǎn)工程，計(jì)劃投資數(shù)十億元建設(shè)30余個(gè)項(xiàng)目，到2017年將基本建成資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的綠色低碳港口。（殷缶，梅深）

Experimental study on determination of wharf top elevation w ith 50,000 tonnage chemical port of Zhongli Petrifaction

GENG Bao-lei1,2,LIXin-hui3,GAO Feng2,LIYan2
（1.School of Civil Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China;2.Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering,Key Laboratory of Engineering Sediment,Ministry of Transport,Tianjin 300456,China; 3.Sinopec Tianjin Liquefied Natural Gas Co.,Ltd.,Tianjin 300456,China）

The wharf top elevation with 50,000 tonnage chemical port of Zhongli Petrifaction was studied by physical model test in this paper.With E direction wave action,the wharf top elevation was optimized by comparing the front wave height and wave crest height of wharf with different top elevations.And then,NE and SE direction wave tests were carried out to check the optimization result of wharf top elevation.

wharf top elevation;wave height;wave crest height;physical model test

U 656.1；TV 131.6

A

1005-8443（2013）04-0297-07中利石化5萬(wàn)t級(jí)化工碼頭工程位于廈門港后石港區(qū)島美村北側(cè)附近海域內(nèi)（圖1），北鄰廈門灣，東北側(cè)有大小金門島隔海相望，其周邊的青嶼水道以西，與青嶼、浯嶼等零星島嶼隔海相望，地理坐標(biāo)為24°20′ N，118°07′E。工程內(nèi)容包括新建5萬(wàn)t級(jí)油品及化工品泊位1個(gè)（結(jié)構(gòu)按?？?0萬(wàn)t級(jí)油船設(shè)計(jì)），棧橋以及罐區(qū)護(hù)岸。所在岸線為基巖砂質(zhì)海岸，近岸天然水深-8～-16 m，目前尚未開發(fā)，本工程為該海域第一個(gè)開敞式布置碼頭［1］。為確定合理的碼頭平面布置及安全可靠的結(jié)構(gòu)方案，需通過(guò)波浪整體物理模型試驗(yàn)予以驗(yàn)證［2-4］。

2012-06-11；

2012-09-03

耿寶磊（1980-），男，河北省衡水人，助理研究員，主要從事港口海岸及近海工程研究。

Biography：GENG Bao-lei（1980-），male，assistant professor.