Часть портовой акватории. Акватория и территория порта. Основные требования к элементам портов

Фьорд - узкий, глубокий и далеко вдающийся в гористую сушу залив (бухта) с высокими и очень крутыми берегами. Фьорды имеют корытообразное ложе и часто отделяются от моря подводными порогами.

Залив, бухта - часть океана или моря, вдающаяся в сушу. Бухта - это залив небольших размеров. Строгого разграничения между ними нет.

Пролив - узкое водное пространство между двумя материками, островами или между материками и островами, соединяющее смежные океаны, моря или их части.

Проход - стесненный, но доступный для сквозного плавания участок водного пространства между берегами, островами и опасностями.

Губа - местное название заливов вытянутой формы, образованных речными устьями.

Лиман - мелководный, глубоко вдающийся в сушу залив с косами и пересыпями, представляющий собой затопленную морем долину устьевой части реки или затопленную прибрежную низменность.

Лагуна - вытянутый вдоль берега, как правило, мелководный залив (бухта) с соленой или солоноватой водой, соединенный с морем небольшим проходом или совершенно отделенный от него косой.

Плес - сравнительно обширный и безопасный для плавания район, расположенный среди островов, скал, банок и других препятствий, допускающих маневрирование судов.

Фарватер - безопасный путь плавания судов среди различного рода препятствий (между островами, подводными опасностями, в районах, опасных от мин, и т. д.) , показанный на карте и обычно обозначенный средствами навигационного оборудования.

Морской канал - канал, искусственно прорытый в морском дне для прохода судов через мелководье, обозначенный средствами навигационного оборудования.

Рейд - участок водного пространства, у берега или островов, расположенный обычно перед портом, гаванью, приморским населенным пунктом или устьем реки, используемый для стоянки, а в некоторых случаях для перегрузки судов. По степени защищенности от ветров рейды бывают открытые и закрытые. Большим достоинством рейда считается наличие хорошо держащего грунта, достаточных глубин (но не более 50 м) , широкого и свободного от опасностей входа с моря, а также отсутствие препятствий для входа на рейд в любое время и при любой погоде.

Гавань -часть акватории порта, вполне защищенная от волнения, окаймленная портовой территорией и предназначенная для стоянки и грузовых операций судов.

Аванпорт - рейд, находящийся за пределами или внутри акватории порта (но снаружи от внутренних гаваней), защищенный молами, волноломами или имеющий естественные укрытия.

Бассейн - часть акватории порта, образованная причалами, пирсами и молами, предназначенная для стоянки и грузовых операций. В портах, где наблюдаются значительные колебания уровня моря, бассейны изолируют от остальной акватории специальными шлюзами. Такие бассейны иногда называют доками.

Порт - прибрежная акватория, естественно или искусственно защищенная от волнения, заносимости и наносного льда и прилегающая к этой акватории полоса берега (портовая территория), оборудованная причальными сооружениями. По назначению порты подразделяются на торговые, рыбные, порты-убежища и военные базы.

Серьезное влияние на маневрирование судов оказывают различные гидротехнические сооружения порта.

Дамба - сооружение в виде укрепленной насыпи (вала) на берегу или вблизи него, предназначенное для предохранения берега от размывания и затопления морем, защиты каналов и рейдов от волнения и заносов, соединения между собой различных участков суши.

Мол - связанное с берегом внешнее оградительное сооружение. Конечная часть сооружения, выступающая в море, называется головой мола, примыкающая к берегу - корнем мола.

Волнолом - не связанное с берегом внешнее оградительное сооружение.

Пирс - причальное сооружение в виде дамбы, выступающей от берега, и служащее для швартовки судов с продольных сторон, а иногда и с головной (мористой) части.

Эстакада - причальное сооружение, построенное на отдельных опорах.

Дебаркадер (пристань) - понтон, расположенный у берега и предназначенный для причала небольших судов и перегрузочных операций.

Причал - место стоянки судов в порту, гавани и т. д. Причалами могут служить набережные, пристани, эстакады, молы, пирсы и т. д.

Пал - 1) конструкция в виде куста свай или забитой в грунт железобетонной трубы, установленная на дне, заполненная и возвышающаяся над водой настолько, чтобы на ней можно было крепить швартовы при самом высоком уровне воды; 2) конструкция в виде отдельных свай или кустов свай, забитых в грунт и служащих для ограждения от навала судна на берег.

Порт – это прибрежный пункт, имеющий удобные водныеподходы и связанный со стороны береговой территории с железнодорожным и автомобильным транспортом, оборудованный перегрузочными комплексами, складами, устройствами для обслуживания судов и пассажиров.

Основные функции порта:

1) перегрузочные работы – передача грузов с судов на другие виды транспорта или в обратном направлении;

2) обслуживание пассажиров – посадка-высадка пассажиров, продажа билетов, хранение багажа и другие виды обслуживания;

3) коммерческая и финансовая деятельность – привлечение грузов и пассажиров, заключение договоров на перевозку, расчеты за перевозку и др.;

4) комплексное обслуживание флота – снабжение судов, рейдово-маневровые работы, бытовое обслуживание экипажей и др.;

5) ремонт портовых объектов и техники;

6) перевозки в местном сообщении – перевозки нерудных строительных материалов, добываемых со дна рек, перевозки пассажиров на пригородных и внутригородских линиях.

В состав порта входят следующие основные элементы: акватория, территория, причальная линия.

1. Акватория – водная поверхность, отведенная порту вне границы судового хода и предназначенная для стоянки судов во время их грузовой обработки или посадки-высадки пассажиров. Она состоит из причалов, водных подходов и рейдов.

Рис. 2.1. Схема акватории порта:

1 – судовой ход; 2 – водные подходы; 3 – участки рейда;

4 – акватории причалов; 5 – причал

Причал – участок порта, обеспечивающий обработку одного расчетного судна.

Водные подходы – это участок водного пути, соединяющий транзитный судовой ход (фарватер) с акваторией причалов и рейдами, а также рейды с акваторией причалов. Подходы должны обеспечивать беспрепятственное и безопасное движение.

Рейд – часть акватории порта, предназначенная для стоянки судов, формирования и расформирования судовых составов и выполнения перегрузочных работ по варианту «судно-судно». Существуют отдельно рейды прибытия и отправления судов. Рейды специализируются по родам перевозимых грузов (сухогрузные, нефтеналивные, лесные и т. д.).

Акватория причала – часть водной поверхности, примыкающей к причалу, предназначенная для стоянки судов под грузовыми операциями, а также для маневров судов у причала.

2. Территория порта – прибрежный участок земли в установленных порту границах. На территории размещают портовые сооружения: склады, погрузочно-разгрузочные средства, транспортные коммуникации, здания и др. В состав территории порта входят три зоны, представленные на рис. 2.2.

В оперативно-производственной зоне I располагают фронтальные склады, железнодорожные пути и портальные краны для перегрузки грузов с судна или в обратном направлении. В зоне II – тыловые склады для перегрузки грузов с автомобильного и железнодорожного транспорта в склад или из фронтального склада в тыловой склад. К складам подведены железнодорожные и автомобильные пути. Каждая линия оборудована перегрузочными кранами (фронтальными и тыловыми).

Рис. 2.2. Зоны территории порта:

1– прикордонная (фронтальная) зона; 2 – тыловая зона;

3 – припортовая зона

Припортовая зона располагается вне ограждения. Здесь обычно размещают здание управления порта, площадку для стоянки автотранспорта и т. д.

3. Причальная линия – граница между территорией порта и акваторией. Причальную линию еще называют кордон (от франц. corde – веревка). Причальная линия – это совокупность всех причалов.

Имеются три формы расположения причальной линии относительно реки: фронтальная, бассейновая (ковшовая) и пирсовая.

Фронтальная форма характеризуется расположением причалов вдоль береговой линии.

Бассейновая (ковшовая)форма причальной линии отличается наличием специальных бассейнов, в которых расположены причалы. Число и конфигурация бассейнов зависят от общего числа причалов, их специализации и других факторов. В речных портах обычно создают один бассейн.

Для пирсовой формы причальной линии характерно расположение причалов по сторонам мола (пирса), вынесенного в сторону акватории порта. Пирсы, которые бывают широкими и узкими, обычно сооружают под прямым углом к береговой линии.

Классификация портов

1. По назначению порты подразделяются на

– грузовые;

– пассажирские;

– грузопассажирские.

Грузовые порты осуществляют передачу грузов со смежных видов транспорта на водный или в обратном направлении.

Грузовые порты в свою очередь подразделяются на

– универсальные – перегружают различные грузы, располагая причалами тарно-штучных грузов, лесоматериалов, руды, угля и т. д.;

– специализированные – предназначенные для перегрузки определенного груза, например угольные порты, нефтеналивные порты, лесные порты.

На речном транспорте наиболее распространены грузопассажирские порты.

2. По принадлежности порты подразделяются на

– порты общего пользования;

– необщего пользования.

3. По объему и характеру работы порты делятся на четыре категории.

4. По расположению относительно русла реки порты делятся на

– русловые;

– бассейновые (ковшовые);

– смешанные.

В данном разделе необходимо дать общую характеристику перевалочного узла: назначение и категория порта, особенности схем размещения портовых и ж.- д. устройств, их преимущества и недостатки и т. п. Выбрать и привести в пояснительной записке принципиальную схему перевалочного узла в соответствии с заданным типом порта и выбранным вариантом размещения ж.-д. устройств и сооружений. После расчета портовых и ж.-д. устройств необходимо выполнить детальную схему перевалочного узла с указанием отдельных причалов, их технического оснащения, размеров и типов складов, числа путей в парках и т. д.

В отличие элементов морских портов, работающих в режиме постоянного взаимодействия с волновыми нагрузками, акватории речных и водохранилищных портов находятся в более благоприятных условиях. Ветровые волны, возникающие на поверхности рек, как правило, не оказывают существенного влияния на судоходство и эксплуатацию портов. В связи с этим речные, а иногда и водохранилищные порты характеризуются прежде всего, отсутствием оградительных сооружений. В ряде случаев оградительные сооружения в речных портах создают для защиты от движущегося льда либо образования обособленных акваторий - затонов , предназначенных для зимнего отстоя и ремонта судов.

Рис.2.1. Основные элементы акватории морского порта: 1-подходной канал; 2-судоходная обстановка; 3-внешние оградительные сооружения; 4-акватория порта; 5-причальный фронт; 6-берего-укрепление; 7-территория порта; 8-перегрузочный рейд; 9-навигационный рейд

Тем не менее, состав акватории порта на внутренних водных путях оказывается, как правило, сложнее, чем у морского порта.

В составе водных подходов к речному или водохранилищному порту выделяют (помимо перечисленных в 2.2) следующие основные элементы (рис.2.2.).

Основной судовой ход - используемый в течение всего навигационного периода транзитный судовой ход, по которому осуществляется основной объем перевозок грузов и пассажиров преимущественно в крупнотоннажных судах и составах.

Дополнительный судовой ход - транзитный судовой ход, предназначенный для сокращения пути следования судов и составов, или для их защиты от волнового воздействия в сложных гидрологических условиях.

Местный судовой ход - судовой ход для связи с отдельными пунктами реки, а также пунктами, расположенными на ее притоках с основным судовым ходом.

Водный подход к причалу - судовой ход, соединяющий пассажирский или грузовой причал с местным либо транзитным судовым ходом.

Рис.2.2. Схемы судовых ходов и водных подходов к речным и водохранилищным портам: 1- основные; 2- местные; 3- водные подходы к причалам

Перевозка грузов на внутренних водных путях осуществляется как самоходными, так и несамоходными судами. Несамоходные суда (как правило, с разнородными грузами) формируются в составы и транспортируются при помощи буксиров. Для размещения прибывающих составов и сортировки судов по видам грузов в речных и водохранилищных портах предусматривают сортировочный рейд . В крупных портах может быть организовано несколько таких рейдов со специализацией по группам судов, а также выделены рейды для комплектования составов несамоходных судов, отправляемых из порта. В связи с этим в состав элементов речного или водохранилищного порта могут входить рейд прибытия и рейд отправления .

В портах, расположенных на стыке участков реки или ее притоков с различными проходными глубинами, часть судов обычно обрабатывают на перегрузочном рейде при помощи плавучих кранов. В некоторых случаях производят не полную разгрузку судна, а лишь частичную (распаузку), с целью уменьшения осадки и возможностью дальнейшего движения по мелководным участкам реки, либо подхода к медководному причалу.

Рис.2.4. Основные элементы водохранилищного порта: 1-акватория; 2-территория;

3-причальный фронт; 4-рейд отправления; 5-оградительные сооружения; 6- рейд отстоя во время шторма; 7-рейд прибытия

Следует отметить, что на внутренних водных путях весь состав вышеперечисленных элементов акватории порта используется только несамоходными судами. Самоходные грузовые, пассажирские и грузопассажирские суда подходят к причалам, минуя сортировочный, а в большинстве случаев и перегрузочный рейды.

3.4. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТЕРРИТОРИИ ПОРТА

Территория порта - примыкающий к причальному фронту участок прибрежной зоны на котором располагается портовое береговое хозяйство: перегрузочное оборудование, крытые склады и открытые складские площадки, здания, сооружения, подъездные пути, коммуникации и т.д.

В составе территории порта выделяют три основные части (рис.2.5): I - прикордонную (оперативно-производственную); II - тыловую; III- припортовую.

Прикордонная (оперативно-производственная) часть примыкает непосредственно к причальному фронту и включает территорию от линии кордона до тыловых оперативных складов. В прикордонной части порта размещается комплекс элементов, необходимых для обеспечения технологического процесса работы порта: перегрузочное оборудование, прикордонные железнодорожные пути, автомобильные проезды, прикордонные склады, осветительные мачты, токоприемники, и т.д. На пассажирских причалах в прикордонной части территории располагают морские или речные вокзалы.

Рис.2.5. Основные части территории руслового порта: I - прикордонная (оперативно-производственная); II - тыловая: 1)гараж; 2) склады долгосрочного хранения грузов; 3) мастерские; 4) материальный склад; 5) трансформаторная подстанция; III - припортовая: 6) управление порта; 7) пожарное депо; 8) столовая; 9) автостоянка

С учетом перспективы развития порта при проектировании предусматривают резервную территорию .

Тыловая часть территории порта предназначена для размещения производственных и служебно-вспомогательных элементов: складов длительного хранения грузов, складов материально-технического и производственного снабжения, мастерских, гаражей, контор грузовых районов, трансформаторных подстанций и т.д.

Припортовая часть территории включает здание управления порта, столовую, пожарное депо, автостоянки и т.д.

В пределах трех основных частей порта выделяют пять функциональных зон:

1) операционную;

2) производственную;

3) общепортовых объектов;

4) предпортовую;

5)пассажирских операций.

Первые три зоны являются режимными - с ограждением и пропускной системой. Предпортовая и зона пассажирских операций образуют нережимную часть территории. В крупных портах зону пассажирских операций разделяют на два участка: дальних и пригородных сообщений.

В речных портах, при значительных (свыше 6 м) сезонных колебаниях уровня территория может быть, расположена на одном горизонте (одноярусный порт) либо иметь две группы причалов на разных горизонтах (двухъярусный порт).

В состав сухопутных подходов к порту входит система железнодорожных путей, автодорог и трубопроводов. Наибольшую часть сухопутных подходов занимают железнодорожные устройства, в состав которых входят портовые и районные сортировочные станции и парки, погрузочно-разгрузочные и соединительные пути.

Кроме основных элементов, предназначенных для обеспечения погрузочно-разгрузочных и пассажирских операций, на территории порта располагаются и ряд вспомогательных служб и сооружений: бункеровочные и строительные базы, объекты комплексного обслуживания транспортных судов, судоремонтные предприятия.

3.5. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕМЕНТАМ ПОРТОВ

Независимо от расположения, назначения, размеров грузооборота и судооборота элементы портов должны соответствовать основным требованиям, обеспечивающим безаварийную, непрерывную и эффективную работу порта. В общем случае эти требования подразделяют на судоходные, эксплуатационные, строительные и экономические.

Судоходные (навигационные) требования вытекают из условий безопасности при подходе судов к порту (или отходе от него), а также маневрирования на акватории порта. В соответствии с судоходными требованиями элементы акватории порта должны обеспечивать:

· безопасность и удобство подхода к порту в неблагоприятных гидрометеорологических условиях;

· надежную защищенность акватории порта от волн, течений, наносов и льда;

· достаточные размеры акватории для полного гашения инерции судна, его маневрирования собственными средствами и подвода к причалам;

· достаточные проходные глубины на подходном канале, входном рейде и операционной акватории.

Эксплуатационные требования должны обеспечивать эффективную транспортно-производственную деятельность порта и включают:

· незатопляемость территории;

· соответствие основных размеров элементов порта расчетному и перспективному грузо- и судообороту;

· оптимальную защищенность оперативных бассейнов порта от волнения;

· обеспечение производства погрузочно-разгрузочных работ и пассажирских операций при неблагоприятных гидрометеорологических условиях;

· рациональное размещение порта по отношению к водным и сухопутным путям и его увязку с городом;

· рациональное зонирование и районирование территории порта с учетом экологических требований и санитарных норм;

· обеспечение кратчайшего пути движения груза через порт;

· обеспечение пожарной безопасности, условий охраны труда и сохранности грузов;

· выполнение операций комплексного обслуживания флота;

· благоприятные условия труда для работников порта и экипажей судов;

· возможность эффективного использования замерзающего порта в межнавигационный период.

Экономические требования предусматривают обеспечение высокой эффективности строительства и эксплуатации порта и предусматривают:

· применение наиболее экономичных конструкций и методов строительства;

· максимальное использование местных строительных материалов;

· организацию работы замерзающих портов в межнавигационный период (например отгрузка и накопление массовых грузов после закрытия навигации, сдача крытых складов в аренду и т.п.);

· применение прогрессивных технологических схем и эффективной перегрузочной техники.

Строительные требования предусматривают:

· выбор рациональных и экономичных типов сооружений;

· обеспечение необходимой устойчивости и надежности;

· обеспечение высокоэффективной организации и технологии строительных работ;

· возможность дальнейшего развития и реконструкции порта.

Контрольные вопросы по теме

Основные элементы акватории порта

Портовая акватория, или площадь водной поверхности, состоит из следующих основных частей: внешнего и внутреннего рейдов, бассейнов или оперативной акватории у причалов.

Наибольшей по площади частью акватории являются рейды. Внешний рейд, за пределами основных оградительных сооружений, обычно может быть использован для:

Отстоя судов, для перегрузоч­ных операций на плаву;

Бункеровки судов, снабжения пресной водой, продовольствием и т. д.

Внутренний рейд включает акваторию, обеспечивающую удоб­ный вход и выход судов, а также их разворот и маневрирование. Внутренний рейд примыкает непосредственно к причалам, которые могут быть расположены фронтально или на пирсах.

Размеры бассейнов и ширина полосы оперативной акватории у причалов должны обеспечивать удобство выполнения погрузочно-разгрузочных операций.

Следует учитывать, что указанное разделение акватории на отдельные части носит в известной мере условный характер. В не­которых портах отсутствует разделение на внешний и внутренний рейды. Иногда перегрузка на плаву и другие подобные операции производятся как на внешнем рейде, так и на внутреннем.

К акватории предъявляются следующие основные требования: защищенность от волнения и заносимости, достаточная глубина и соответствующие плановые размеры.

Предельная допустимая высота волн на акваториях морских портов зависит от вида операций, которые должны производить­ся на данном участке акватории, направления волн по отношению к оси судна и размера судов. Стоянка судов водоизмещением более 10 тыс. т. у стационарных причалов допускается при высотах не превышающих 1 м. При направлении волн, совпадающем с продоль­ной осью судна, допускаемая высота может быть несколько увели­чена до 1,5 м. Для судов - водоизмещением более 50 тыс. т допу­скаются волны высотой 1,5 и 2 м. Стоянка на рейде у плавучих причалов может допускаться при волнах на 30 - 50% больше вы­шеуказанных. Следует учесть, что причалы, у которых наблюдаются волны большей высоты, при частой их повторяемости, нельзя использовать достаточно эффективно. Это приводит к значительным потерям вследствие простоя судов в штормовую погоду.

Глубины на акватории порта

Исходной величиной для определения глубины акватории явля­ется осадка расчетного судна в полном грузу на ровный киль. Глу­бина определяется по отношению к отсчетному уровню для данного порта. В зависимости от интенсивности судооборота глубоко­сидящих судов отсчетные уровни назначаются на основе графика многолетней продолжительности стояний фактических уровней за навигационный период с обеспеченностью 98 - 90%. Обеспечен­ностью называется время в процентах, когда уровень воды стоит выше или совпадает с расчетным.

При малом судообороте в приливных морях допускается рас­четный уровень с меньшей обеспеченностью. Однако, учитывая, что стоимость простоя современного крупнотоннажного судна весь­ма велика, в настоящее время обычно стремятся обеспечить его проход в порт с минимальными перерывами, т. е. при наибольшей экономически оправданной обеспеченности. Даже значительное увеличение дноуглубительных работ вполне себя оправдывает при устранении длительных простоев судов.

При определении глубины следует учитывать ряд факторов. Прежде всего необходимо обеспечить свободное маневрирование судна, эффективную работу винтов и безопасность корпуса судна. Этот запас глубины обычно называют навигационным, величина навигационного запаса поставлена в зависимость от типа судна и его длины.

Существенное влияние на запас под килем оказывает волнение, которое вызывает колебания судна в вертикальном направлении, а также бортовую и килевую качку. Вертикальные колебания суд­на под влиянием волнения на мелководье обычно не очень суще­ственны. Большое значение имеют крен и дифферент, влияние ко­торых взаимно накладывается. Явления, которые при этом проис­ходят, весьма сложные и требуют специального изучения. Запас на волнение (Z 2 )может быть рассчитан по формуле:

Z 2 = 0,3 h - Z 1 (8)

h - расчетная высота волны на акватории;

Z 1 - навигационный запас.

Если величина Z 2 получается отрицательной, ее принимают равной нулю.

При определении глубин в бассейнах на подходах к причалам, где судно может двигаться со значительной скоростью, необходи­мо учитывать дополнительное увеличение осадки, которое зависит от целого ряда факторов: скорости судна, глубины, запаса под килем, равномерности осадки судна в состоянии покоя, основных размерений и формы корпуса судна. Существуют различные спосо­бы определения увеличения осадки на ходу судна. Увеличение осадки судна при его движении:

Z 3 = K ск V (9)

K ск = 0,033 для судов длиной свыше 165 м;

K ск = 027 - для судов длиной 165 -125 м;

K ск = 0,022 - для судов длиной 125 - 85 м и K ск = 0,017 - для судов длиной, меньшей 85 м;

V - скорость движения судна.

Расположение оградительных сооружений

С точки зрения расположения оградительных сооружений пор­ты могут быть отнесены к следующим типам:

Порты без оградительных сооружений с естественной защитой, расположенные в бухтах или устьях рек, в закрытых или открытых бассейнах

(рис. 8 а, б, в)

Порты, расположенные в бухтах, с дополнительной защитой одиночными молами или волноломами, а также комбинациями тех и других (рис. 8 г-ж);

Порты на открытых побережьях, защищенные системой волно­ломов и молов (рис. 8 з-л).

Выбор начертания оградительных сооружений представляет весьма сложную проблему, так как при этом необходимо обеспе­чить одновременное решение целого ряда задач, требующих иног­да прямо противоположного подхода.

Основные задачи - обеспечение защищенности акватории и такое расположение причальных сооружений, которое допускает удобный подход судов к причалам и подъезд подвижного состава на прикордонную территорию. Сооружения должны иметь минимальную длину, располагать­ся на небольших глубинах и вместе с тем допускать, по возмож­ности,

беспрепятственное дальнейшее развитие порта. Каждую из приведенных рекомендаций нельзя также понимать безусловно. Так, сокращая длину оградительных сооружений, необходимо обе­спечивать достаточную площадь защищенной акватории.

Для устранения толчеи у причалов оградительные сооружения должны располагаться от них на расстоянии не менее четырех длин расчетных волн. Кроме того, выбирая трассу сооружения, необхо­димо учесть грунтовые условия в районе строительства. Может ока­заться, что сооружение, имеющее большую длину, но возведенное на лучших грунтах, будет иметь меньшую стоимость, чем короткое сооружение на слабых грунтах.

Перенося, сооружение на участки с малыми глубинами, где, казалось бы, можно уменьшить объемы работ по строительству сооружения, нужно помнить, что при умень­шении глубин менее определенного предела волны превращаются в прибойные и разбитые, оказывающие большее силовое воздействие, что требует усиления профиля сооружения и, следовательно, увели­чения его стоимости. Выбирая плановое расположение оградитель­ного сооружения, используемого также и для защиты от заносимости, необходимо учитывать изменение конфигурации береговой линии под влиянием вновь построенного сооружения. При выборе очертания оградительных сооружений необходимо, по возможно­сти, учитывать наличие естественных препятствий, защищающих акваторию порта, островов, отмелей, излучин берега, мысов и т. п.

Большие сложности возникают при строительстве портов на от­крытых побережьях, где защиту от волнения и заносимости прихо­дится в основном обеспечивать искусственными оградительными сооружениями. Иногда акватория таких портов образована бас­сейнами, открытыми в коренном берегу или находящимися между искусственно образованными пирсам и участком акватории, ог­ражденным молами и волноломами. Оградительные сооружения в этом случае могут представлять собой:

Волноломы, параллельные берегу, со шпорами, направленными перпендикулярно или под углом к берегу;

Параллельные молы, расположенные перпендикулярно или поч­ти перпендикулярно к берегу;

Сходящиеся молы, направленные под углом к береговой линии;

Комбинации молов, направленных под углом к берегу, с волно­ломами.

Волноломы, параллельные берегу, со шпорами обычно соору­жаются при сравнительно крутых уклонах дна. Преимуществом такого расположения оградительных сооружений является возмож­ность развития порта путем увеличения длины волнолома в нуж­ную сторону (Марсель, Генуя). Заход судов в такие порты вызы­вает некоторые затруднения. В связи с большими расходами при строительстве мола на больших глубинах обычно акватория этих портов получается стесненной. Ось входа в порт приходится распо­лагать под небольшим углом к берегу, что нежелательно с навига­ционной точки зрения, так как возникает опасность выброса судна на берег при волнении. Для устранения этой опасности одну из шпор приходится удлинять, превращая ее в мол. Подобные порты обычно сооружаются при отсутствии значительного вдоль берегового потока наносов. Комплекс волнолома, шпоры и мола существенно нарушает естественный режим побережья. При этом возмож­но отложение наносов у входа в порт, а также проникновение их на его акваторию.

Порты с оградительными сооружениями в виде парных парал­лельных молов, направленных перпендикулярно или под острым углом к берегу, размещаются обычно у входа в узкую бухту или в устье небольшой реки в районах со значительным вдольбереговым потоком наносов. Причалы порта при этом располагают в бассей­нах отрытых на берегу реки. При наличии значительных приливо-отливных колебаний возникают течения, промывающие подходной канал, находящийся между молами, способствуя таким образом поддержанию необходимых глубин.

Длина парных молов, их направление и расстояние между ними зависят от глубин у побережья, характера и интенсивности движе­ния наносов в прибрежной зоне, направления и интенсивности вет­ров и течений. Обычно целесообразно удлинить один из молов, наи­более подверженных воздействию заносимости, волнения и тече­ния. Внутренние откосы молов рекомендуется делать более пологи­ми и шероховатыми. Таким образом удается избежать отражения волн и образования толчеи в канале.

Для устранения проникновения волн, направленных по оси ка­нала, непосредственно у входа в порт иногда устраивается аванпорт в виде бассейна с пологими откосами дна, обеспечивающими га­шение волн, входящих в аванпорт.

Оградительные сооружения в виде парных сходящихся молов ограничивают хорошее волногашение, так как постепенное расши­рение акватории от входа к берегу способствует постепенному за­тиханию волн (рис. 8к). Сходящиеся молы могут быть расположены симметрично или асимметрично. Асимметричное расположениe молов нередко сочетается с удлинением одного из них, что поз­воляет прикрыть вход в порт от волнения опасного направления, а также обеспечить обтекание наносами порта с тем, чтобы не допу­стить их проникновения на акваторию, и отложения у входа в порт и на подходном канале. Ограждение акватории порта сходящими­ся молами имеет недостаток - при необходимости иметь достаточ­ную протяженность территории порта вдоль береговой линии молы должны быть ломаного или криволинейного очертания, что может привести к толчее на акватории порта. В подобных случаях в портах значительных размеров приходится использовать систему огра­дительных сооружений, состоящую из нескольких молов и волно­ломов. Выбор очертания оградительных сооружений следует сочетать с другими мероприятиями, обеспечивающими волногашение и устранение толчеи. К числу этих мероприятий относятся сохранение естественных пляжей, строительство искусственных от­косных сооружений, особенно вблизи от входа в порт и в других местах, куда возможно проникновение высоких воли и образование толчеи. При строительстве причальных сооружений следует отда­вать предпочтение сооружениям с подпричальным откосом.

В некоторых портах (Сочи, Туапсе, Батуми, Алжир, Кейптаун) возникает весьма неблагоприятное для эксплуатации судов явление «тягуна». Причиной возникновения тягуна являются длиннопериодные волны, вызываемые местным изменением атмосферного давления и другими причинами. Тягун вызывает колебания судов с небольшими вертикальными и очень значительными горизонтальными амплитудами. Период колеба­ний судна при тягуне обычно во много раз превышает период при обычных морских волнах. В случае опасности возникновения длиннопериодных волн рекомендуется изучить влияние промежуточных разделительных сооружений, которые одновременно могут служить и причалами.

Разделяя большие бассейны на части, иногда удается устра­нить опасные резонансные колебания на акватории порта. Следу­ет при этом иметь в виду, что сооружения из наброски могут ока­заться проницаемыми для длиннопериодных волн.

Расположение и размеры входа в порт

Вход в порт в первую очередь должен удовлетворять требова­ниям удобства и безопасности прохода судов. Через вход не должны проникать волны, опасные с точки зрения нормальной эксплуатации судов на акватории и у причалов порта.

Если волнение и ветер в районе проектируемого порта могут значительно менять направление, оставаясь опасными по величине, может оказаться целесообразным устраивать два или несколько входов в порт.

Иногда входы в один и тот же порт имеют разные размеры и предназначаются для судов различного тоннажа. Число входов в порт иногда ставят в зависимость от судооборота порта. Прибли­женно считают, что на вход и выход в средних условиях требуется 2 ч. Соответственно пропускная способность входа составляет око­ло 400 транспортных судов в месяц. Эта величина требует уточне­ния в условиях каждого конкретного порта. Она может быть зна­чительно повышена при хорошем оснащении порта буксирами и четкой их работе.

При наличии интенсивных потоков наносов должны быть учте­ны требования предохранения от заносимости подходных каналов. Вход в порт обычно размещают в наиболее глубоководной части акватории и в наибольшем удалении от берега. Для устранения опасности навала судна на головы оградительных соору­жений судно при входе в порт должно двигаться по воз­можности прямолинейно и лишь после захода на защищен­ную акваторию может совершать поворот по кривой. Ось входа должна быть по навигационным соображениям направлена под возможно меньшим углом к направлению господствующего ветра и волнения. Таким образом, уменьшается опасность сноса судна на оградительные сооружения. Однако такое направление входа в порт является наиболее опасным с точки зрения проникновения волн на акваторию. В связи с этим угол между осью входа и на­правлением луча волнения а должен находиться в пределах 45 - 70° (рис 9).

Для устранения опасности выброса судна на берег иногда уста­навливается второе ограничение в отношении направления входа. Угол между осью входа в порт и направлением береговой линии b должен быть больше 30°. Это требование часто трудно удовлетво­рить при одновременном соблюдении первого требования в отноше­нии угла ά , а поэтому требование к углу b во многих существующих портах не соблюдено. Если по местным условиям оказывается не­возможным полностью одновременно удовлетворить требования защищенности и навигационные, приходится разрабатывать меро­приятия для дополнительной защиты акватории путем устройства волнозащитных шпор или других подобных мероприятий.

Соблюдение требования, чтобы ось входа в порт не была близ­кой к направлению береговой линии, может быть несколько смяг­чено при значительном расстоянии от входа в порт до линии про­ектных глубин у берега. В этом случае опасность выброса судна на берег уменьшается. Для возможности маневрирования судна у входа расстояние его от проектных глубин должно быть не менее двух-трех длин судна. Подобное условие соблюдено, например, в Новороссийском порту.

Определение основных размеров акватории порта

Размеры акватории складываются из частей, необходимых для маневрирования судов, частей акватории, прилегающих к прича­лам, и частей акватории, используемых для погрузочно-разгрузочных операций на плаву, а также для отстоя судов на внутреннем рейде.

При определении размеров части акватории, предназначенной для маневрирования судов, необходимо учесть величины допускае­мой скорости при входе в порт, а также скорости маневрирования судна на акватории порта. Допускаемая скорость судов при входе в порт может колебаться в пределах 2-4 узлов. Это соответствует обычно малому переднему ходу, в отдельных случа­ях-среднему.

Диаметр циркуляции для судов нефтеналивного флота составляет около трех длин судна, для сухогрузных судов - около пяти.

Су­дно заходит по прямой на защи­щенную акваторию и снижает скорость, одновременно разворачиваясь в нужном направлении. Длина начального прямолинейного участка траектории равна 3-5L (L - дли­на судна). Минимальный радиус закругления переходного криволи­нейного участка траектории судна обычно принимается в пределах 3-5L . Минимальный радиус разворотного круга принимается равным 2L , при перемещении с буксирами-L .

Если маневрирование судов наибольших размеров, посещаю­щих данный порт, все же оказывается невозможным, то приходит­ся переходить к маневрированию с буксирами. При кильватерном расположении судна, носового и кормового буксиров общая длина каравана составляет:

L= L+2L в +2L бт (10)

L - длина судна;

L в - длина буксира;

L бт - длина буксирного троса.

Если учесть величину ΔL - запас на колебания судна при ма­неврировании, то с достаточной точностью диаметр бассейна для маневрирования с буксирами можно принять равным 2-3L вместо 4-5 L при маневрировании своим ходом.

Между траекторией движущегося судна и причальными соору­жениями должен быть оставлен просвет В" м допускающий поста­новку судна с плавучим бункеровщиком и баржами, а также про­ход для встречного судна с буксирами. Величина В" м может быть определена по схеме (рис.12).

В" м = 2,55 Вс + В п,+ 2В л + ЗВ б + ΔВ + ΔВ1 (11)

В с - ширина морского судна;

В п - ширина плавучего перегружателя

В л - ширина баржи-лихтера;

В б - ширина буксира.

Иногда в длинных бассейнах или у голов пирсов предусматривают акватории для разворотного круга диаметром 2L. Площадь бассейнов равна

S б =В б L б (12)

здесь длина бассейна определяется из условия

L б =nL c + (n + 1) ΔL (13)

n - количество судов

L c - длина расчетного судна;

ΔL - средний зазор между судами, а также между торцами пирса и бассейна и носом (кормой) ближайшего судна.

Приведенные выше расчеты в отдельных случаях требуют уточ­нения в соответствии с применяемыми на рассматриваемых прича­лах технологическими схемами перегрузочных работ и способами обслуживания судов. В частности, к пассажирским и нефтеналив­ным судам со стороны свободного борта обычно устанавливаются только плавучие бункеровщики.

Указанные выше схемы относятся к случаям постановки судов к причалу лагом. Между тем на некоторых специализированных причалах суда устанавливаются перпендикулярно линии кордона. Так обычно устанавливаются суда технического флота, паромы и су­да некоторых других типов, например, трейлеровозы, загружаемые с носа или кормы. В этом случае у причала должна быть преду­смотрена акватория, обеспечивающая удобный подход судов.

Расположение причального фронта

Причалы в портах делятся на береговые и рейдовые. Причаль­ная линия, вдоль которой располагаются береговые причалы, мо­жет иметь различную форму, очертание которой выбирается в зависимости от: местных условий, включающих топографические факторы (очертание береговой линии, форма рельефа берега и дна), гидрологических факторов (режимы волнения, течения, ле­довый режим), геологических факторов (вид и форма залегания грунтов на территории и акватории порта); принятой технологии переработки и хранения грузов; наличия и возможности создания водных и сухопутных подходов к причалу.

Отечественный и зарубежный опыты портостроения показывают, что в настоящее время используется следующее расположе­ние причальных линий:

Фронтальное (рис. 13 а-в), при котором причалы размеща­ются вдоль прямых или ломаных линий, следуя один за другим вдоль береговой линии, в бассейнах и у сооружений, ограничиваю­щих акваторию порта (молы);

Пирсовое (рис. 13 г, д), когда причалы размещены по периметру выдвинутых в акваторию выступов - пирсов, имеющих форму прямоугольника, параллелограмма, трапеции и т. п.;

Ступенчатое (рис. 13 е), при котором причалы расположены на ломаной линии, имеющей форму ступеней.

Перечисленные формы причальной линии имеют свои достоинства и недостатки, которые должны учитываться при проектиро­вании.

Фронтальное расположение причалов имеет следую­щие преимущества:

Более простая по форме акватория, не стесняемая выступающи­ми частями причального фронта, что упрощает маневрирование судов и уменьшает возможность скопления льда на акватории;

Упрощается создание широкой портовой территории, что осо­бенно важно при строительстве причалов для перегрузки контей­неров и некоторых других видов специализированных причалов, требующих больших складских площадей;

Грунты по длине причалов обычно оказываются более одно­родным, что благоприятно отражается на конструктивных фор­мах причалов;

Упрощается строительство причальных сооружений, проклад­ка коммуникаций, размещение тыловых складов и связь их с причальным фронтом.

К недостаткам фронтального расположения причалов отно­сятся:

Менее компактная, растянутая компоновка порта, связанная иногда с недостаточно эффективным использованием береговой линии, с удлинением сухопутных и водных подходов, а также ком­муникаций:

При наличии искусственных оградительных сооружений воз­никают затруднения для развития и реконструкции порта;

Усложняется начертание сухопутных подъездных путей; необ­ходимо. самостоятельное ответвление железнодорожных путей на каждые 5 - б причалов;

Возникают затруднений при районировании и специализации причалов порта, связанные с созданием разрывов между группа­ми причалов, так как территория и береговая линия в зоне этих разрывов могут оказаться неиспользованными.

Фронтальное расположение причального фронта обычно при­меняется на удлиненных акваториях, уходящих в глубь террито­рии (устьевые участки рек, лиманы, фиорды), в искусственно образованных открытых и закрытых бассейнах, реже - на откры­тых побережьях и в бухтах, огражденных молами и волноломами.

Компактная пирсовая система начертания причально­го фронта применяется чаще, чем фронтальная. Она также имеет свои недостатки:

Некоторое недоиспользование территории в местах расположе­ния железнодорожных и автодорожных съездов на пирсы;

Затруднение в использовании торцовых частей пирсов в каче­стве причалов;

Затруднение в создании значительных площадей территории непосредственно у причального фронта на пирсах и удаление от линии кордона тыловых складов, располагаемых на основной тер­ритории;

Усложнение проектирования и строительства пирсов по срав­нению с береговыми причалами в связи с изменением естествен­ных глубин и грунтов по длине пирса.

Перечисленные недостатки пирсовой системы менее сущест­венны, чем их преимущества. В связи с этим фронтальная систе­ма имеет ограниченное применение.

В зависимости от назначения пирсы разде­ляются на широкие и узкие. Широкие пирсы (240-300 м и бо­лее) обычно используются для генеральных грузов, перегружае­мых кранами и требующих размещения на пирсах железнодо­рожных путей и, по возможности, хотя бы транзитных складов.

На узких пирсах использующихся в качестве специализированных при­чалов обычно не прокладываются железнодо­рожные пути. Они служат для размещения специализированных перегрузочных устройств или шлангоподъемников для нефтепричалов. Узкие пирсы могут иметь различную форму. Сам пирс име­ет сравнительно небольшую длину, обеспечивающую достаточно надежный контакт, судна и сооружения. Кроме того, в состав при­чала входят эстакада, соединяющая узкий пирс с берегом, и отдельные опоры - палы.

В некоторых случаях основная причальная часть сооружения поворачивается параллельно берегу и узкий пирс превращается в Т - или Г -образный причал (рис. 14). По соединительной эстакаде в зависимости от назначения причала прокладываются конвейерные линии или трубопроводы. Если причал располо­жен па значительном расстоянии от берега, возможно использова­ние островной конструкции причала без соединительной эстакады. Груз в этом случае подастся подводными трубопроводами или при помощи подвесной канатной дороги. Ступенчатое начертание причального фронта является про­межуточным между фронтальным и пирсовым, оно имеет некото­рые достоинства и недостатки этих двух систем. В определенных местных условиях оно может найти и находит успешное приме­нение.

При определении линии причального фронта должны учиты­ваться технология и планировка, однако существенное значение имеют соображения экономичности и надежности принятого ре­шения. Основанием сооружения по возможности должны быть плотные грунты. Нужно стремиться к сокращению объема выемки скального грунта. При нескальных грунтах объемы выемки долж­ны быть приблизительно равны объему насыпи, особенно при воз­можности использования грунтов, взятых из выемки, для образова­ния территорий.

Кроме береговых, в порту имеются и рейдовые причалы, кото­рые могут быть стационарными в виде палов, островных причалов или вращающихся башен, со швартовкой за несколько причальных буев, с использованием одиночных буев специальной конструкции.

Портовая территория

Территория порта состоит из следующих основных частей:

Прикордонные площади, включающие оперативную полосу, рас­положенную у причала;

Площади, занятые под склады, располо­женные на первой и второй линиях;

Площади, на которых располо­жены все виды подъездных путей у причалов и складов, а также разрывы между ними;

Тыловые площади для крытых и открытых складов;

Площади, занятые всеми видами подъездных путей, а также сортировочными станциями и стоянками автомашин в тыловой зоне порта;

Площади для служебных, административных, бытовых и вспо­могательных зданий;

Площади для судоремонтных предприятий;

Площади, занятые промышленными предприятиями, если они имеют специализированные причалы на территории порта и распо­ложены в непосредственной близости от береговой линии.

Наиболее важное значение с точки зрения непосредственного выполнения перегрузочных работ имеют прикордонные площади. Однако нормальная работа всего порта в целом возможна толь­ко при достаточной величине общей площади и удачном разме­щении всех частей портовой территории. Схемы поперечного сечения причала для штучных грузов с нача­ла настоящего века значительно изменились. В связи с изменением способов перегрузки грузов и перемещения их в пределах и за пре­делами порта ширина территории у причала постепенно увеличилась с 40 до 150-300 м при перегрузке обычных штучных грузов в пакетах и на поддонах и до 250-600 м для контейнерных при­чалов. Территория у причала состоит из нескольких зон. Для причалов, где перегружаются штучные грузы Союзморниипроектом предложено следующее разделение прикордонной полосы на зоны (рис. 15): А - зона от кордона до подкранового пути;
Б - зона прикордонных, подкрановых и железнодорожных пу­тей; В - зона от подкрановых и железнодорожных путей до крытого склада; Г - зона крытых складов; Д - зона тыловых железнодорожных путей; Е - зона тыловых открытых складов; Ж - зона тыловой автомобильной дороги.

Размеры зоны А определяются из условий обеспечения без­опасной работы портальных кранов и устранения возможности повреждения их судами, подходящими под углом или с креном, а также при производстве погрузочно-разгрузочных операций или стоянке судна у причала при волнении. Эта зона использует­ся также для установки прикордонных причальных тумб, коло­нок для электроснабжения и другого оборудования. В связи с этим в последние годы имеется тенденция к увеличению ширины зоны А до 3 м. Ширина зоны А = 2,25 м допускается только для причалов, смежных с существующими, у которых она равна этой величине.

В зоне Б укладываются пути для портальных кранов, а также железнодорожные погрузочно-разгрузочные и ходовые пути. Ширина этой зоны состоит из ширины колеи подкра­нового пути и ширины полосы, занимаемой железнодорожны­ми путями, расположенными за порталом крана в сторону берега.

В зависимости от числа путей, прокладываемых под порта­лом, ширина колеи будет равна для однопутного портала 6 м, для двухпутного 10,5 м и трехпутного 15,3 м. Расстояние между осями железнодорожных путей под порталом принимается рав­ным 4,8 м, а для путей, расположенных вне портала 4,5 - 5,3 м. Число железнодорожных путей, укладываемых вне портала определяется интенсивностью и технологией грузовых работ. Число железнодорожных путей на причалах, оборудованных специализированными перегрузочными комплек­сами, уточняется специальными расчетами. Это уточнение требу­ется также при значительном, удалении сортировочных парков и в других подобных случаях.

Зона В , называемая иногда оперативной площадкой, разделяет­ся на несколько отдельных полос, размеры которых и назначе­ние являются различными для складов с рампой и без рампы.

Зоны Г и Е - это зоны крытых и открытых складов. Зона Д используется для размещения тыловых железнодорожных путей. В тыловой зоне, как правило, располага­ются два пути, а при расположении складов в две линии - три.

Ширина зоны тыловой автомобильной дороги Ж состоит из проезжей части дороги шириной 7 -10 м, пешеходного тротуара шириной 1,5 м и полосы зеленых насаждений 4 - 5 м. Общая ширина зоны Ж – 10 -17 м. Ширина всей полосы прикордонной площади у причала получается путем суммирования зон А - Ж .

Эти размеры в отдельных случаях требуют серьезной коррек­тировки в зависимости от местных условий и применяемых погрузочно-разгрузочных устройств. Имеется тенденция к увеличе­нию ширины территории, что улучшает условия эксплуатации перегрузочного оборудования и складских площадей.