②集裝箱。集裝箱是組成運輸的一種主要形式,從20世紀60年代問世以來,在世界海運市場掀起了一場雜貨集裝箱化的革命,集裝箱運輸形式被廣泛采用。船用集裝箱按裝載貨物可分為裝一般幹雜貨的貨箱、裝冷凍貨的冷藏箱、裝運果品蔬菜之類的通風集裝箱和液體貨箱;按尺寸可分為20ft、40ft和超大、超寬非標準集裝箱,20ft集裝箱被稱為標準集裝箱,簡稱TEU。
③散貨。散貨包括散裝糧食、煤炭、礦石、砂石料等。
④液體貨物。通過我國港口的液體貨物,主要是原油、成品油、液體化工品、液化石油氣、液化天然氣等屬於易燃液體,在進行此類液體貨物裝卸工藝設計時,尤其要與消防設計緊密配合。
對應以上4類貨物的裝卸工藝設計,分別被稱之為雜貨、集裝箱、散貨、液體貨物裝卸工藝設計。
(3)貨物在港裝卸過程
①水中轉。例如從內河船舶上卸下,直接裝上沿海或遠洋船舶運走,操作在錨地或靠在碼頭的船舶外擋進行。
②卸船。貨物通過碼頭的裝卸機械(如門機、集裝箱裝卸橋等)從船上卸下,裝上水平運輸機械(如拖車、叉車、拖掛車等)被運到堆場、倉庫或直接運走。
③裝船。裝船過程與卸船正好相反。
我國港口的大型液體、散貨泊位(油、礦、煤、化肥、糧)和集裝箱的裝卸工藝技術,經20餘年的建設發展均已達到高度機械化、自動化、高效率和符合環保的世界水平。目前裝卸工藝的設計正向著如何更能提高裝卸效率、更能適應船舶大型化的需要這一方向發展。在裝卸工藝設計、參數選取以及大型設備的選型等方麵,科技含量較高。
3)水工結構
主要介紹碼頭、防波堤兩部分。
(1)碼頭
碼頭是供船係靠、停泊使用的,在此進行貨物裝卸和旅客上下等作業。按結構形式可分為重力式、板樁式、高樁式和混合式等幾種。深水碼頭主要采用重力式和高樁式兩種。
①重力式碼頭。靠自重(包括結構重量和結構範圍的填料重量)來抵抗滑動和傾斜。因此,自重較大,需設置基礎,通過它將外力傳到較大麵積的地基上。重力式結構一般適用於較好的地基。如大連地區、青島地區、日照地區等。重力式碼頭可分為方塊結構、沉箱結構、扶壁結構等。一般由下列幾部分組成。
②高樁碼頭。一般適用於軟土地基,我國沿海及大江兩岸軟土地基分布較廣。因此,高樁碼頭在我國港口應用較多。如上海地區、寧波地區、天津地區、黃驊地區、深圳地區、長江中下遊等。
高樁碼頭主要由上部結構、基樁、擋土結構、碼頭設備等組成。
(2)防波堤
防波堤的目的是形成一片比較平穩的水域,以供船舶停泊使用。主要作用有防波、阻砂、防流冰等。
防波堤按其斷麵形式及對波浪的影響有斜坡式、直立式、混合式、透空式、浮式,以及噴氣消波設備和噴水消波設備等多種類型。
目前港工界采用的防波堤主要有斜坡式(如黃驊港防波堤、連雲港西大堤、長江口分流堤等)、直立式(如大連港防波堤等)。
①斜坡式防波堤。由石塊及人工塊體堆築而成,如地基條件較好,一般不需建造基床;如地基軟弱,則需設置墊層、換砂、鋪設土工布或用其他方法予以改善。堤頂可設或不設胸牆。
常用的斜坡式防波堤有堆石堤和在堆石棱體上加混凝土異形護麵塊體兩種,一般采用後者。
混凝土異形護麵塊體目前大約有100多種,我國常用的有柵欄板、四腳錐體、四腳空心方塊、扭工字塊、鉤連塊體等數種。
②直立式防波堤。可分為重力式、樁式和格形鋼板樁等幾種形式。在此主要介紹重力式防波堤。
重力式防波堤一般可分為3個基本組成部分,即基床、水下部分和水上部分。
基床用碎石堆成,用以平整海底,減小地基硬度,保護基土,使之免受波浪和水流衝刷,增加建築物的穩定性。基床可分為明基床和暗基床。
水上部分常采用現場澆築的整體式混凝土結構,以加強堤身的整體性。水下部分是重力式防波堤的主體,按照它的結構,可把防波堤分別稱為方塊式、沉箱式等。
從我國已建成的碼頭結構、防波堤結構形式來看,與國外所采用的結構形式相類似;從設計總體水平來看,我們並不比外國差。近幾十年來,我們結合工程區域的地質、水文、施工等條件,創造出一些新的結構形式。我國與國外的差距主要體現在創建新的結構形式上人員、資金投入力度不足;在結構計算中我國軟件(尤其三維軟件)水平不高。
4)配套工程
港口配套工程主要包括給排水、消防、供電照明、有線通信、無線通信、自動控製、計算機管理、環境保護、土建工程等。
以上各專業的設計遵循交通部和各專業部門的規範進行。總體設計水平與國內各相關專業相當。