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在洋山深水港区一期工程进港航道的初步设计过程中,涉及到航道宽度、航道水深、回旋水域、调头水域、操纵方案、应急措施等基本数据和方案的确定。超大型集装箱船舶在此航道航行,受风流影响较大,操纵不当,容易出现碰撞、搁浅和触礁等危害性事故。查阅我国现行《海港总平面设计规范》,集装箱船设计尺度最大为297m长、4800TEU。对8000TEU、5250TEU超大型集装箱船舶的航道宽度设计已超出了该规范的规定范畴,急需补充甚至修改。本课题研究的目的是根据洋山深水港设计规划和集装箱船舶的发展趋势,通过研究、分析、比较,选择最合适的船型,尤其是船舶主尺度和船舶吃水。在此基础上,采用船舶操纵模拟器进行航行模拟研究,在大量模拟研究情况下,得出进港航道所需的航道宽度和深度。为洋山深水港区一期工程初步设计提供科学的依据。并可在各类航道和水域的通航安全评估及操船方法,航迹带宽度,航道宽度,航迹带分布,船舶各种航行状态时的下沉量研究中应用。 本课题研究的内容: (1)根据洋山深水港设计规划和集装箱船舶的发展趋势,通过研究、分析、比较,选择最合适的船型,尤其是船舶主尺度和船舶吃水。 (2)在大量模拟研究情况下,得出进港航道所需的航道宽度和深度。而决定航道宽度和深度的主要因素是航迹带宽度和船舶下沉量。这些数据可为洋山深水港区一期工程进港航道初步设计提供科学的依据。 (3)在大量模拟研究、数据统计和数据分析的基础上,补充、修改、给出我国现行有关规范中更适合8000TEU、5250TEU超大型集装箱船舶的设计参数和规范规定。 (4)另外也对与航道有关的回旋水域、调头水域、制动距离等进行了研究。 在研究港区发展、调查航道情况、取得实船操纵性资料和数据的基础上,采用船舶操纵模拟器进行航行模拟研究是行之有效的方法。这与国内外对航道进行研究的最新方法是一致的。 通过船舶操纵模拟器的大量试验,在取得航迹带宽度的情况下,获得航道所需的宽度;在取得船舶下沉量的情况下,获得航道所需的深度;通过这些数据更好地补充我国现行有关规范中8000TEU、5250TEU超大型集装箱船舶的设计参数和规范规定。直接为洋山深水港区一期工程进港航道初步设计提供航行安全的保证。先后完成洋山深水港区一期工程进港航道船舶航行模拟试验、苏通长江公路大桥船舶通航水道模拟论证、上海港集装箱码头有限公司宝山港区第4代集装箱船舶进出港池及掉头方案研究与论证’等。 2002年5月,《洋山深水港区一期工程进港航道船舶航行模拟试验初步研究报告》‘为《洋山深水港区一期工程的初步设计》的通过’提供了航道的参数和航行安全方面的保证;2002年7月,《苏通长江公路大桥船舶通航模拟研究报告》为《苏通长江公路大桥船舶通航实船试验及模拟研究总报告》‘提供了航行安全和墩位等方面的依据和通过的保证。满足了交通部对苏通长江公路大桥通航净空尺度和技术要求。 本课题研究内容中特别提出:(1)航迹带宽度分布的统计数据。为了综合反映人为因素在航迹带宽度中的影响程度,去除个别人为因素对航迹带宽度的干扰,在相同风流的作用下,对每一种工况,由三名不同的操船者分别进行模拟试验,再将三种不同的航迹带叠加在一起,可反映出该工况下的航迹带分布情况。(2)模拟结果表明影响船舶下沉量的主要因素有:航速、波浪要素、波浪遭遇角。船舶操纵模拟器能综合反映这三个参数不同所引起的船舶下沉量。(3) 航道宽度和航道深度的关系,联结这二者关系是航速,航道宽度和航道深度是决定航道参数的二个重要因素,并相互存在着一定的关系。