海港航道設(shè)計(jì)注冊(cè)土木工程師（港口與航道專業(yè)）執(zhí)業(yè)資格考試輔導(dǎo)海港航道設(shè)計(jì)海港航道設(shè)計(jì)考試大綱要求1.掌握航道選線的原則及要求，提出并綜合分析、比選各選線方案，找出推薦方案；2.掌握航道設(shè)計(jì)中各項(xiàng)尺度的計(jì)算和影響因素；3.掌握海港航道乘潮水位確定的方法；4.熟悉航道泥沙淤積和沖刷的計(jì)算方法；5.掌握疏浚土分類、開挖尺度、拋泥區(qū)的選擇和挖方量計(jì)算原則。海港航道設(shè)計(jì)講述的主要內(nèi)容概述第一章航道選線第二章航道寬度第三章航道水深第四章轉(zhuǎn)彎航道設(shè)計(jì)第五章航道邊坡設(shè)計(jì)第六章超寬和超深計(jì)算第七章疏浚土的處理海港航道設(shè)計(jì)概述隨著國際貿(mào)易貨運(yùn)量增長，為降低貨物運(yùn)輸?shù)某杀?，各種船舶尺度迅速增加。因此，為船舶進(jìn)出港口提供有效而安全的航行通道，已成為海港建設(shè)和疏浚工程的關(guān)鍵問題。尤其是近40年來，疏浚技術(shù)的進(jìn)步，港口運(yùn)量急劇增加，世界范圍的原油、煤炭、礦石和集裝箱運(yùn)輸?shù)难杆侔l(fā)展，促使一些營運(yùn)了幾十年甚至上百年的老港，為接納大型或超大型船舶，加大港口的通過能力，不得不重新規(guī)劃和浚深拓寬航道。我國一些新建海港和河口港，由于地質(zhì)、潮汐、風(fēng)浪流和泥沙回淤的影響，其航道設(shè)計(jì)是港口建設(shè)中一項(xiàng)重要的研究課題。作為一個(gè)單獨(dú)航道項(xiàng)目研究通常有如下幾個(gè)方面：海港航道設(shè)計(jì)（1）使用該航道的港口泊位情況：泊位數(shù)、泊位噸級(jí)、最大泊位噸級(jí)、規(guī)劃建設(shè)情況等；（2）調(diào)查港口腹地的經(jīng)濟(jì)資源及近期、中期、遠(yuǎn)期發(fā)展?fàn)顩r，調(diào)查港口貨源、貨種、流向和不同發(fā)展時(shí)期的貨運(yùn)量，以此論證船舶運(yùn)輸和合理性和航道建設(shè)規(guī)模；（3）調(diào)查通航船舶的有關(guān)資料，包括兩年來進(jìn)港船型統(tǒng)計(jì)及增長率；來港船舶不平衡系數(shù)；最大船型主尺度；不同專用船、特別是LPG，LNG及其它危險(xiǎn)品船來港情況，經(jīng)濟(jì)船型論證及設(shè)計(jì)船型的發(fā)展趨勢(shì)；（4）分析計(jì)算建設(shè)該航道所產(chǎn)生的效益。海港航道設(shè)計(jì)第一章航道選線通常航道的一端是由港口的位置決定的，當(dāng)進(jìn)出港口的水域水深滿足船舶航行的水深要求時(shí)，航道選線將不受疏浚工程費(fèi)的限制，僅考慮風(fēng)、流、浪、導(dǎo)助航設(shè)施布設(shè)等因素，而當(dāng)進(jìn)出港水域水深不能滿足船舶航行時(shí)，還需考慮疏浚工程量、施工、維護(hù)等因素。選擇進(jìn)港航道最佳方位是港口總體規(guī)劃、可行性研究和總平面布置中的一項(xiàng)重要工作。因此，航道選線要貫徹操船安全、挖方量少、施工期短、疏浚維護(hù)方便和投資省等技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理原則。海港航道設(shè)計(jì)為了有助于航道設(shè)計(jì)者掌握選線方法，建議有關(guān)選線設(shè)計(jì)的布置原則和要求如下：一、充分了解及分析地質(zhì)地貌及泥沙條件

二、論證航行安全

三、分析研究水文氣象條件

四、河口航道選線原則海港航道設(shè)計(jì)第二章航道寬度一、確定航道寬度的方法二、單雙航道的確定三、航道寬度計(jì)算海港航道設(shè)計(jì)一、確定航道寬度的方法1、實(shí)船觀測(cè)方法2、船舶模擬試驗(yàn)3、操船模擬裝置試驗(yàn)4、數(shù)學(xué)模擬計(jì)算5、理論和統(tǒng)計(jì)計(jì)算法海港航道設(shè)計(jì)二、單雙航道的確定由單航道拓寬為雙航道．建議按以下幾種情況確定：1、每天進(jìn)出港船流密度大于航道全天候通航時(shí)船舶艘次數(shù)的90%；2、航道較長，船流密度較大，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證拓寬航道較為經(jīng)濟(jì)；3、到港船舶噸位范圍較大時(shí)，可采用復(fù)式航道（即一側(cè)為大船，另一側(cè)為小船航行）或大船為單航道，小船為雙航道；4、當(dāng)河口港航道較長，中途有較長的淺灘或多處淺段時(shí)，船舶不能調(diào)度避讓，可建設(shè)雙向航道。海港航道設(shè)計(jì)三、航航道寬寬度計(jì)計(jì)算航道有有效寬寬度W由航跡跡帶寬寬度A、船舶間間的富富余寬寬度B、船舶與與航道道底邊邊的富富裕寬寬度C組成（（見圖圖1-6），根根據(jù)港港口工工程技技術(shù)規(guī)規(guī)范規(guī)規(guī)定，，單雙雙航道道寬度度分別別按下下式計(jì)計(jì)算：：單航道道：W＝A+2C（2-1）雙航道道：W＝2A+b+2C海港航航道設(shè)設(shè)計(jì)航道寬寬度的的計(jì)算算主要要依據(jù)據(jù)以下下幾方方面：：1、船舶舶偏航航和漂漂移運(yùn)運(yùn)動(dòng)力力學(xué)分分析2、航跡跡帶寬寬度的的計(jì)算算3、船舶舶之間間富余余寬度度b的確定定4、船舶舶與航航道底底邊間間的富富余寬寬度C的確定定海港航航道設(shè)設(shè)計(jì)1、船舶舶偏航航和漂漂移運(yùn)運(yùn)動(dòng)力力學(xué)分分析船舶在在具有有風(fēng)浪浪流的的海域域中航航行時(shí)時(shí)，將將受下下列因因素的的影響響：（1）由于于船舶舶加速速運(yùn)動(dòng)動(dòng)產(chǎn)生生的慣慣性力力和慣慣性矩矩；（2）船殼殼外側(cè)側(cè)水動(dòng)動(dòng)力壓壓力；；（3）舵力力；（4）風(fēng)壓壓力；；（5）流壓壓力；；（6）波浪浪壓力力；（7）航道道兩側(cè)側(cè)的岸岸吸力力；（8）錯(cuò)船船時(shí)的的船吸吸力；；（9）航速速影響響的下下座力力；（10）螺旋旋槳產(chǎn)產(chǎn)生的的縱向向水平平推進(jìn)進(jìn)力和和橫向向推進(jìn)進(jìn)力。。海港航航道設(shè)設(shè)計(jì)2、航跡跡帶寬寬度的的計(jì)算算經(jīng)論證證，在在不同同風(fēng)流流條件件下，，航跡跡帶寬寬度A與船舶舶偏航航投影影寬度度Lsin+B有一定定的相相關(guān)倍倍數(shù)，，稱為為船舶舶漂移移倍數(shù)數(shù)n（見圖2-2），根據(jù)據(jù)實(shí)測(cè)資資料進(jìn)行行統(tǒng)計(jì)，，建立計(jì)計(jì)算公式式如下：：A＝n（Lsin+B）（（2-2）式中：A——航跡帶寬寬度（m）；n——船舶漂移移倍數(shù)，，見表2-1；——風(fēng)流壓偏偏角（°），見表表2-1；B——設(shè)計(jì)船寬寬（m）。滿載船舶舶漂移倍倍數(shù)n和和流壓壓偏角g值表2-1海港航道道設(shè)計(jì)3、船舶之之間富余余寬度b的確定船舶之間間的富余余寬度b是指分道道通航的的雙向航航道中，，船舶相相向航行行相會(huì)錯(cuò)錯(cuò)船時(shí)，，為防止止發(fā)生船船吸現(xiàn)象象而保持持兩航跡跡帶間的的內(nèi)側(cè)橫橫向凈距距。兩船船間的相相互作用用，主要要受船型型尺度、、兩船間間距、航航速和操操船性能能等因素素的影響響。許多國家家諸如美美國、前前蘇聯(lián)、、日本、、荷蘭及及英國等等一些港港口和科科研機(jī)構(gòu)構(gòu)，做了了大量的的理論研研究和船船型試驗(yàn)驗(yàn)，取得得了許多多很有參參考價(jià)值值的科研研成果。?？偨Y(jié)國國外有關(guān)關(guān)文獻(xiàn)資資料和我我國的一一些港口口實(shí)踐經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，建建議兩航航跡帶間間的內(nèi)側(cè)側(cè)距離不不得小于于最大設(shè)設(shè)計(jì)船寬寬。海港航道道設(shè)計(jì)4、船舶與與航道底底邊間的的富余寬寬度C的確定船舶與航航道底邊邊線間的的富余寬寬度C是指船舶舶在航道道中以蛇蛇形航跡跡前進(jìn)時(shí)時(shí)，航跡跡帶外側(cè)側(cè)與邊坡坡底邊線線的最小小安全距距離。C與航道水水深、寬寬度、斷斷面形狀狀；船舶舶性能、、航速；；水文氣氣象條件件和地質(zhì)質(zhì)條件等等因素都都有密切切的關(guān)系系。通常常一般規(guī)規(guī)律是，，航道越越寬或水水深越淺淺C值越大；；航道兩兩側(cè)岸灘灘水深越越淺C值越大；；航道底底質(zhì)越硬硬或回淤淤嚴(yán)重時(shí)時(shí)C越大。不不同專業(yè)業(yè)船舶通通航的航航道C不同，一一般LPG、LNG和油輪等等危險(xiǎn)品品船C＞散貨船C＞雜貨船或或集裝箱箱船C，其范圍為為0.5B≤C≤≤1.5B。規(guī)范要求求C值按表2-2選取。船舶與航航道底邊邊間的富富余寬度度C表2-2海港航道道設(shè)計(jì)第三章航航道水水深航道水深深是在港港口當(dāng)?shù)氐匾欢ǖ牡淖匀粭l條件下，，滿足設(shè)設(shè)計(jì)船型型滿載吃吃水航行行所要求求的最小小安全深深度。通通常，確確定進(jìn)港港航道水水深的影影響因素素有：（（1）船舶裝裝載條件件；（2）水位條條件；（（3）船舶航航行條件件；（4）波浪影影響條件件；（5）航道底底質(zhì)條件件等。詳詳見圖3-1所示。海港航道道設(shè)計(jì)一、航道道設(shè)計(jì)水水位的確確定1、航行密密度2、通航持持續(xù)時(shí)間間3、設(shè)計(jì)乘乘潮水位位海港航道道設(shè)計(jì)二、航道道水深設(shè)設(shè)計(jì)航道水深深通常有有兩種尺尺度，一一是通航航水深D。（又稱通告告水深）），二是是設(shè)計(jì)水水深D（又稱航道道疏浚水水深），，分別按按圖3-3及式（3-4）和（3-5）確定。。圖3-3航道水深深設(shè)計(jì)示示意圖海港航道道設(shè)計(jì)通航水深深：D0＝T+ZO+Z1+Z2+Z3(3-4)設(shè)計(jì)水深深：D＝D0+Z4(3-5)式中：T——設(shè)計(jì)船型型滿載吃吃水（m）；ZO——船舶航行行時(shí)船體體下沉值值（m）；Z1——航行時(shí)龍龍骨下最最小富余余深度（（m）；Z2——波浪富余余深度（（m）；Z3——船舶裝載載縱傾富富余深度度（m）；Z4——備淤富余余深度（（m）。海港航道道設(shè)計(jì)式中各參參數(shù)的確確定：1、船舶航航行下沉沉值ZO海港航道道設(shè)計(jì)2、龍骨下下最小富富余深度度Z1龍骨下下最最小富富裕裕深度度z1（m）海港航道道設(shè)計(jì)3、波浪影影響的富富裕深度度Z2船浪夾角角ψ與Z2/H4%的變化系系數(shù)值表3-2海港航道道設(shè)計(jì)4、船舶裝裝載縱傾傾富裕深深度Z3船舶裝載載縱傾富富余深度度是根據(jù)據(jù)不同船船型特點(diǎn)點(diǎn)、裝載載貨物情情況和航航行要求求，在港港口裝貨貨配載時(shí)時(shí)，由于于首尾縱縱傾而增增加的吃吃水超深深值。通通過對(duì)我我國各港港實(shí)船資資料統(tǒng)計(jì)計(jì)分析，，以及從從國內(nèi)外外各種標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)船型型的規(guī)定定表明，，雜貨船船、多用用途船和和集裝箱箱船雖尾尾傾吃水水大，但但實(shí)載率率較低，，均小于于滿載吃吃水，所所以以這這些設(shè)計(jì)計(jì)船型為為準(zhǔn)進(jìn)行行航道水水深設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)一般般不予考考慮z3值；對(duì)于于油船和和散貨船船，多為為滿載航航行，規(guī)規(guī)范規(guī)定定Z3＝0.15m。海港航道道設(shè)計(jì)5、備淤富余余深度Z4備淤深度度與下列列因素有有關(guān)：（l）港口附近近海域水水文氣象象和地質(zhì)質(zhì)地貌條條件，以以及航道道受風(fēng)浪浪流影響響的回淤淤強(qiáng)度；；（2）航道平平面布置置、掩護(hù)護(hù)情況、、走向和和斷面尺尺度；（3）維護(hù)挖挖泥采用用的挖泥泥船類型型和疏?？９こ淌┦┕さ念l頻繁程度度。一般應(yīng)結(jié)結(jié)合各港港的具體體情況，，在保證證航道通通航水深深的前提提下，進(jìn)進(jìn)行技術(shù)術(shù)經(jīng)濟(jì)論論證，然然后根據(jù)據(jù)計(jì)算的的或?qū)嶋H際觀測(cè)的的港口泥泥沙回淤淤強(qiáng)度，，按合理理的挖泥泥間隔期期內(nèi)產(chǎn)生生的淤積積量確定定，通常常不小于于0.4m。對(duì)于不淤淤港口不不計(jì)Z4值；對(duì)于于淤積嚴(yán)嚴(yán)重的港港口，可可適當(dāng)增增加備淤淤深度，，但最好好不大于于1.0m。海港航道道設(shè)計(jì)第四章轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎航航道設(shè)計(jì)計(jì)一、航道道轉(zhuǎn)彎半半徑的確確定二、航道道轉(zhuǎn)彎段段增加的的富裕寬寬度三、航道道轉(zhuǎn)向拓拓寬方式式海港航道道設(shè)計(jì)一、航道道轉(zhuǎn)彎半半徑的確確定：確定轉(zhuǎn)彎彎半徑一一般應(yīng)遵遵循的原原則如下下：1、航道轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑徑與設(shè)計(jì)計(jì)船長有有關(guān)，船船舶尺度度越大，，所要求求的轉(zhuǎn)彎彎半徑越越大；2、不同專專業(yè)船舶舶轉(zhuǎn)彎半半徑不同同，行駛駛油船和和危險(xiǎn)品品船舶的的航道轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑徑應(yīng)大于于其它專專業(yè)船舶舶使用的的航道；；3、轉(zhuǎn)彎半半徑隨水水文地質(zhì)質(zhì)條件變變化，風(fēng)風(fēng)浪流大大的水域域應(yīng)增大大R值；對(duì)于于回淤嚴(yán)嚴(yán)重、岸岸坡不穩(wěn)穩(wěn)定或土土質(zhì)較堅(jiān)堅(jiān)硬的航航道，也也應(yīng)適當(dāng)當(dāng)增加轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑徑；4、轉(zhuǎn)彎半半徑隨航航道水深深／滿載載吃水的的加大而而減??；；5、航道寬寬度越窄窄或邊坡坡越陡，，應(yīng)適當(dāng)當(dāng)加大轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑徑；6、航道轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向角越越大轉(zhuǎn)彎彎半徑應(yīng)應(yīng)按規(guī)定定增加；；海港航道道設(shè)計(jì)7、航速設(shè)設(shè)計(jì)航速速越快，，轉(zhuǎn)彎半半徑要求求越大；；8、港外無無掩護(hù)航航道的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑徑應(yīng)大于于港內(nèi)有有掩護(hù)航航道的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑徑。外海海航道應(yīng)應(yīng)大于港港外航道道的轉(zhuǎn)彎彎半徑；；9、當(dāng)水域域狹窄，，地形條條件復(fù)雜雜，選線線困難而而必須采采用“S”彎轉(zhuǎn)向時(shí)時(shí)，應(yīng)適適當(dāng)加大大轉(zhuǎn)彎半半徑；10、有拖船船助航時(shí)時(shí)，可適適當(dāng)減小小轉(zhuǎn)彎半半徑；11、航道轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑徑還與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎段增增加的富富裕寬度度有關(guān)，，增加的的富裕寬寬度越大大，轉(zhuǎn)彎彎半徑應(yīng)應(yīng)越??；；12、當(dāng)船舶舶轉(zhuǎn)向時(shí)時(shí)，采用用不同的的平衡舵舵角轉(zhuǎn)彎彎半徑不不同，平平衡舵角角小轉(zhuǎn)彎彎半徑大大，平衡衡舵角大大轉(zhuǎn)彎半半徑??；；13、轉(zhuǎn)彎半半徑與船船舶操縱縱性能、、特點(diǎn)、、裝載情情況、駕駕駛技術(shù)術(shù)和其它它人為因因素有關(guān)關(guān)。海港航道道設(shè)計(jì)關(guān)于按航航道轉(zhuǎn)向向角的大大小及船船舶長度度為依據(jù)據(jù)，參照照上述有有關(guān)因素素決定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑徑，各國國均有明明確的規(guī)規(guī)定和要要求。根據(jù)我國國各港的的具體條條件和經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)論證證和分析析，轉(zhuǎn)彎彎半徑范范圍為R＝3L～10L，因此規(guī)范范規(guī)定R值為：（1）φ≤10°不考慮轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎段圓圓滑過渡渡，航道道內(nèi)外邊邊線可直直接相交交；（2）10°＜φ≤30°，R＝3L～5L；（3）φ＞30°，R＝5L～10L；（4）轉(zhuǎn)向角小小時(shí)R采用小值值，轉(zhuǎn)向向角大時(shí)時(shí)R采用大值值。海港航道道設(shè)計(jì)二、航道道轉(zhuǎn)彎段段增加的的富裕寬寬度航道轉(zhuǎn)彎彎有效寬寬度W應(yīng)由四部部分組成成，即航航跡帶寬寬度A；船舶間富富裕寬度度b；船舶與航航道底邊邊線間的的富余寬寬度C；航道轉(zhuǎn)彎彎段增加加的富余余寬度e。單向航道道轉(zhuǎn)彎段段：W=A+2C+e(4-1)雙向航道道轉(zhuǎn)彎段段：W=2A+b+2C+2e(4-2)式中：A、b．C取值與直直航道相相同。海港航道道設(shè)計(jì)三、航道道轉(zhuǎn)向拓拓寬方式式航道轉(zhuǎn)向向拓寬應(yīng)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向角、、轉(zhuǎn)彎半半徑和設(shè)設(shè)計(jì)船長長確定，，為疏?？Ｊ┕し椒奖悖淦渫ǔ２刹捎玫募蛹訉挿绞绞饺缦拢海?、φ≤10°，航道內(nèi)外外邊線相相交，不不必加寬寬；2、10°<φ≤30°R=3L～5L，采用凹岸岸切角加加寬法（（見圖4-1）；3、φ>30°,R＝5L～10L，采用折線線切割加加寬法4、對(duì)于特特殊情況況下R＞10L時(shí)，航道道轉(zhuǎn)彎段段可不予予加寬；；5、航道加加寬的起起始點(diǎn)應(yīng)應(yīng)布置在在距曲線線和直線線相接點(diǎn)點(diǎn)一個(gè)計(jì)計(jì)算船長長的位置置上。海港航道道設(shè)計(jì)圖4-1凹岸切角角法圖4-2梯形連接接，凹岸岸折線切切割法（虛線表表示需要要加寬時(shí)時(shí)的作法法）海港航道道設(shè)計(jì)第五章航航道邊邊坡設(shè)計(jì)計(jì)航道邊坡坡主要取取決于航航槽斷面面土質(zhì)種種類、物物理力學(xué)學(xué)特性；；該海域域波浪水水流以及及泥沙沉沉積對(duì)邊邊坡的影影響；航航道被掩掩護(hù)的程程度；疏疏浚設(shè)備備類型和和施工方方法；船船舶航行行時(shí)對(duì)邊邊坡的影影響；邊邊坡形成成的時(shí)間間等等。。航道邊邊坡分為為設(shè)計(jì)邊邊坡和穩(wěn)穩(wěn)定邊坡坡，設(shè)計(jì)計(jì)邊坡是是根據(jù)開開挖航槽槽的土質(zhì)質(zhì)特性而而確定的的邊坡；；穩(wěn)定邊邊坡是在在兩次維維護(hù)期之之間，定定期維護(hù)護(hù)疏浚開開始前，，由于各各種外部部影響因因素作用用下，形形成相對(duì)對(duì)平衡和和比較穩(wěn)穩(wěn)定的邊邊坡稱為為穩(wěn)定邊邊坡。設(shè)計(jì)邊坡坡