关于运河弯曲段航道加宽值的计算分析

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1、第30卷第4期水道港口Vol.30No.42009年8月JournalofWaterwayandHarborAug.2009关于运河弯曲段航道加宽值的计算分析周华兴,郑子龙(交通部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456)摘要:为研究限制性航道弯曲段的航道加宽值问题,分别对弯曲航道加宽处的平面布置,加宽值ΔB的计算公式以及加宽值的影响因素等进行分析。通过对船舶(队)在弯道段航行所受影响因素进行分析,得出影响弯曲航道加宽值的主要因素为弯曲半径、船舶(队)长度及航道宽度。按照各种运行条件下提出的弯道加宽值的经验公式,对加宽

2、值ΔB进行计算。通过比较各公式的计算结果,提出了推荐加宽值的计算公式。关键词:运河;弯曲段航道;加宽值;标准中图分类号:U612.33文献标识码:A文章编号:1005-8443(2009)04-0272-05船舶(队)在运河弯曲段航道航行时,很难保持沿着规定的航线运行,受转弯时离心力的作用,会以不同的偏转量跨越航道中线,船舶(队)会偏离航线,越出航线一定距离,而冲向河岸,造成船舶(队)航行的不安全[1-2]性。鉴于此,各国水运工程界的学者,对弯曲的内河航道与限制性航道进行了广泛的研究,根据船舶(队)长度、曲率半径、偏转角以及操舵控制性能等因素,

3、提出了为使船舶(队)的航行安全及转弯时能保持良好的操纵性能,弯道段的航道宽度,必须在直线正常航宽的基础上,再增加一定的航道宽度的计算方法。本文针对限制性航道(运河)弯曲航道的加宽值问题,对弯曲段航道加宽值计算方法进行综述,对经验公式的计算结果进行对比和分析。1弯曲航道加宽处的平面布置弯曲航道的加宽一般在弯道的内侧,也可在内侧与外侧曲线上等量扩宽。弯道段加宽后,为使水流平稳衔接,必须与直线段航道平顺连接。平面连接型式有多种,可以采用曲线渐变段不对称扩宽,或采用直线渐变段不对称扩宽,或采用对称平行扩宽,或采用直线渐变段的对称式扩宽。图1-a是我国弯

4、道连接型式,为不对称的内侧拓宽,内侧加宽段两侧有一个平行段和渐变段,平行段的长度为2Lc/3,渐变段L以1:20比例连接;图1-b是荷兰运河弯道加宽在交汇角范围内,然后以1:20的比例与直线段连接,能省去平行段,可节省工程量。2弯曲航道段加宽值ΔB的计算公式[1](1)港航工程与规划3LcΔB=(1+)(1)K4K式中:K=R/Lc,Lc为设计最大船舶(队)长度,m;R为弯道最小曲率半径,m。[3](2)渠化工程学①运河工程弯道加宽值计算2LcΔB=(0.35～0.5)(2)R收稿日期:2009-01-06;修回日期:2009-02-19作者简

5、介:周华兴(1938-),男,江苏省人,研究员,从事通航水力学研究。Biography:ZHOUHua2xing(1938-),male,professor.2009年8月周华兴,等关于运河弯曲段航道加宽值的计算分析273②船闸引航道工程弯道加宽值计算23LcLcΔB=(1+)(3)R8R式(3)适用于船舶(队)单线航行时弯道段的加宽值计算,当船舶(队)双线航行而又需在转弯段内错船时,则加宽值应为2倍的ΔB。图1弯曲航道段加宽处的布置Fig.1Layoutofwideningsectionincurvedchannel(3)参考文献[2]、[4

6、]、[5]的计算公式①当弯道中心角θ>35°时,按下式计算加宽值2LcΔB=(4)2R+B式中:B为引航道底宽,m。②在参考文献[5]中,作了有关说明:R>6Lc时可不考虑弯道加宽;R<3Lc时需要适当加宽;3Lc

7、式(6)的计算条件为K取值3.87,R/Lc=4,Lc=160m。(6)1970年在《水道港湾与海岸工程》杂志上,刊登了贝克雷《航道及操作区的设计》一文,提出了加宽值[8]的计算,即223βVLcΔB=(7)RCS式中:β为偏角(°)(β≥40°);V为对岸航速(以/小时计算);S为视距(从驾驶台往外看,不受干扰的视线距离);C为船舶控制性能。优良时C=3;良好C=2;差时C=1。(表1式⑺的计算条件为:设β=40°;V=2m/s;Lc=160m;R=640m;S=500m;C=2)(7)参考文献[9-10]的计算公式荷兰水道上有相当多的弯道,

8、弯道半径R与设计船长Lc之比,一般为4～6,其中R/Lc=4用于运河狭窄断面,R/Lc=6用于运河标准断面。鉴于船舶(队)在弯道段航行,受航行条件的影