某帆船運動基地船舶上下岸工藝設(shè)計

馮飛翔

寧波中交水運設(shè)計研究有限公司

1 引言

帆船運動基地通常針對某項大型賽事設(shè)計建造，其船舶的上下岸需求較為復(fù)雜。一方面，為了加快賽時的組織效率，對帆船的下水效率有很高的要求；另一方面，為了維持賽后基地的正常運營，會開放游艇休閑等項目，存在游艇上下岸進行維護保養(yǎng)的需求。而從帆船到游艇，船型變化范圍較大，上下岸工藝需要兼顧效率和能力，單一工藝難以滿足要求。

第十九屆亞運會帆船基地選址于浙江沿岸，本文依托該帆船基地的設(shè)計實例，探討船舶上下岸工藝的設(shè)計，對類似工程的設(shè)計具有借鑒意義。

2 工程概況

該帆船基地位于浙江象山松蘭山海域，初期作為亞運會帆船比賽基地，遠期則考慮作為具備帆船、游艇等各類船舶的停泊、養(yǎng)護等功能的商業(yè)水上運動中心?；毓步ㄔO(shè)8～36 m級船艇泊位712個，設(shè)計船型見表1。

表1 設(shè)計船型一覽表

除36 m級游艇外，其他船舶都存在上下岸的需求，船舶尺寸范圍為8～24 m，重量為820～66 000 kg不等。

3 船舶上下岸工藝設(shè)計

針對基地設(shè)計船型變化大的特點，設(shè)計不同工藝結(jié)合的方式實現(xiàn)船舶的上下岸。

參考國內(nèi)外類似情況，帆船、游艇上下岸的工藝根據(jù)船型大小，大致可分為斜坡道和機械垂直起降兩種方式[1]。中小型船舶可通過人力或車輛牽引的方式，通過斜坡道上下岸。中大型船舶則可通過懸臂吊、游艇提升機等設(shè)備實現(xiàn)上下岸作業(yè)。

3.1 斜坡道工藝

比賽用帆船及6 m級游艇的船身尺寸和重量較小，均可通過斜坡道實現(xiàn)上下岸[2]。

斜坡道的上下岸作業(yè)設(shè)備采用船舶托架和拖車的組合，見圖1。下水前在岸上將帆船裝至船舶托架上，由人工牽引緩慢下坡入水。上岸作業(yè)前，帆船緩慢靠至斜坡道邊，與船舶托架固定后由人工牽引上岸；中小型游艇重量較大的，則由游艇拖車牽引上岸。

在斜坡道工藝的設(shè)計過程中，應(yīng)著重注意斜坡道坡度、寬度等問題[3]。

該基地所在水域設(shè)計低水位-1.97 m，為保證低水位時的正常作業(yè)，斜坡道坡腳處高程低于設(shè)計水位1 m，即-2.97 m；坡頂高程5.50 m，按12.5%的坡度計算，斜坡道長68 m。

亞運會帆船比賽的規(guī)則與奧運會相同，一輪比賽的最大帆船數(shù)量為49條，所有帆船須在短時間內(nèi)相繼下水準(zhǔn)備比賽。為了保障帆船上下岸效率，斜坡道寬度定為80 m，可確保高峰期最多同時有16條下水作業(yè)線。按每輪5 min的作業(yè)時間計算，49條帆船可在15～20 min內(nèi)全部下水，可最大程度地保障賽事組織的順暢性以及比賽的公平性。上岸作業(yè)則在兩組下水作業(yè)間隔內(nèi)進行，單組耗時約40 min。

圖1 斜坡道工藝斷面圖

3.2 垂直升降工藝

垂直升降工藝主要針對較大型船舶，為了提升起降效率、降低起降成本，可分為懸臂吊和游艇提升機兩種工藝(見圖2)。

圖2 垂直升降工藝斷面圖

對于比賽帆船、8 m級及以下的小型游艇，采用懸臂吊進行起降作業(yè)，配套叉車和拖車進行岸上的裝卸與運輸，還可兼顧基地內(nèi)部分物資的上下岸吊裝作業(yè)。

而對于12 m級、18 m級以及24 m級游艇，因船舶的尺寸、重量均較大，采用游艇提升機實現(xiàn)上下岸起降。其中，12 m級游艇可利用叉車和拖車的組合實現(xiàn)岸上的裝卸與運輸，18 m級和24 m級游艇則由游艇提升機兼顧岸上作業(yè)，上下岸工藝安排見表2。

表2 上下岸工藝一覽表

4 工藝平面布置

各類上下岸工藝確定后，不同工藝的作業(yè)位置應(yīng)根據(jù)基地的功能定位、各類工藝的特性以及作業(yè)頻率確定。

基地的首要任務(wù)是為亞運會的帆船比賽服務(wù)，故帆船的上下岸工藝是設(shè)計的重點。為充分保障賽時帆船的下水效率，斜坡道的下水位置布置于相對較為寬敞的水域，避免其他船舶的靠泊作業(yè)對帆船下水的影響。

相較于提升機工藝，懸臂吊可實現(xiàn)對帆船的上下岸作業(yè)，并具有較高的作業(yè)頻率，因此在平面布置上應(yīng)優(yōu)先考慮。而提升機工藝作業(yè)船型較大、作業(yè)頻率較低，可布置于相對靠邊的位置。根據(jù)以上原則，基地的工藝平面布置見圖3。

圖3 碼頭工藝平面布置圖

5 主要裝卸設(shè)備的選配

(1)游艇提升機。游艇提升機分為軌道式和輪胎式兩種。軌道式提升機故障率低、節(jié)能環(huán)保、維護方便，但其作業(yè)范圍受限。輪胎式提升機維護相對較麻煩，但其作業(yè)較為靈活，作業(yè)范圍較大，除船舶上下岸起降作業(yè)外，還可兼顧岸上的運輸和起降作業(yè)。綜合考慮以上因素，本工程選用輪胎式游艇提升機。游艇提升機的選型應(yīng)根據(jù)作業(yè)的最大船型確定?；匦枭舷掳兜淖畲蟠蜑?4 m級游艇，設(shè)計船寬6.5 m，船重66 t，據(jù)此確定提升港池寬度8 m，游艇提升機軌距9.5 m，額定起重能力70 t?；毓苍O(shè)置2座提升港池，考慮經(jīng)濟性，基地近期配置1臺提升機，后期視情況可再增配1臺。

(2)懸臂吊。懸臂吊回轉(zhuǎn)半徑、起重量應(yīng)根據(jù)立柱中心與碼頭前沿的距離以及作業(yè)船型的參數(shù)確定。在本項目中設(shè)計懸臂吊的最大作業(yè)半徑6 m，最大起重能力5 t。

(3)游艇拖車。游艇拖車需進行斜坡道和岸上的水平運輸作業(yè)，須同時滿足兩者的牽引力要求，牽引的最大船型為12 m級游艇，由此確定拖車牽引力15 t，共配備2臺。

(4)叉車。叉車主要實現(xiàn)岸上的船舶裝卸。本工程共布置船艇泊位712個，其中12 m級及以下船艇泊位602個，占比85%。叉車的最大作業(yè)船型考慮為12 m級船艇，可實現(xiàn)對大部分船型的覆蓋，具有較好的經(jīng)濟性，據(jù)此確定叉車的起重能力為10 t，共配置2臺。

裝卸設(shè)備的配置詳見表3。

表3 主要裝卸設(shè)備配置表

6 結(jié)語

作為國內(nèi)外大型賽事服務(wù)的帆船運動基地，采用斜坡道工藝能夠較好地實現(xiàn)賽時帆船的快速上下岸需求，斜坡道的坡度、寬度等關(guān)鍵工藝參數(shù)應(yīng)結(jié)合具體比賽規(guī)則確定。為滿足賽后帆船運動基地多樣化的船舶上下岸工藝要求，增設(shè)懸臂吊和游艇提升機的組合工藝，并根據(jù)作業(yè)船型合理選配機械設(shè)備，能夠較好地兼顧效率、能力和經(jīng)濟性。項目的工藝平面布置綜合考慮了場地功能定位、工藝特點、作業(yè)頻率，科學(xué)合理，可供相關(guān)項目借鑒。