码头漂浮护舷与浮筒怎么选?浮动靠泊与系泊设施的选型逻辑

核心摘要:码头漂浮护舷是随水位升降自由浮动的柔性防撞装置,与固定式护舷互补;浮筒则承担系泊、指示与锚固功能,二者经常组合出现。选型核心是分清"防撞、系泊、承载"三类任务,再按潮差、波高、靠泊船型与维护条件确定型式、锚固方式与安全系数,混用会导致护舷越位或浮筒超载。

两类设施到底在解决什么问题

漂浮护舷解决的是"防护面要跟着水位走"的问题。固定式护舷只能覆盖设计潮位区间内的一段高度,遇到大潮差港口,低潮时护舷悬在船体上方,高潮时又被压在船壳下方,防护面出现空档;漂浮式护舷靠自身浮力始终停留在水面附近,接触点与船体干舷保持合理距离,因此在大潮差、半日潮显著的港湾更具优势 [1][2]。

浮筒解决的则是"系泊与标示"的问题。系泊浮筒通过锚链或桩锚固定在水面,供船舶系缆并承担系缆力的水平分力;导航与警戒浮标承担航道标示、管线警示与区域拦阻功能。二者混用的后果很具体:把系泊浮筒当防撞设施用,浮筒在船体挤压下倾覆;把漂浮护舷当系泊点用,护舷连接件会被系缆力拉断。

还有一个常被忽略的第三类任务是"承载"。海上平台、网箱、浮码头需要的是浮力单元而非护舷,此时应看浮力、自重与抗压吸水指标,属于浮体设计范畴,与护舷选型不是同一套判定标准 [3]。

漂浮护舷的三种常见形态

形态一:充气漂浮护舷。 以压缩空气为主要吸能介质,靠自身浮力悬浮于水面,随船体挤压变形吸能,反力相对较低。优点是对船壳友好、可回收、便于更换;局限是存在刺破与漏气风险,需要定期测压并具备备用件。

形态二:泡沫填充漂浮护舷。 内部为闭孔泡沫(EVA 或聚氨酯),外壳为聚脲或高弹性橡胶,浮力与吸能由材料本体提供。优点是刺破不失效、免日常充气维护,适合有尖锐物、漂浮杂物的港口;局限是单体重量大、单位体积吸能略低。

形态三:复合材料浮动围栏。 多只浮动单元通过链条或框架拼接,形成可沿桥墩、防波堤或码头前沿延伸的连续防护带。适合长距离线状防护,例如桥墩群、跨海大桥主墩上游侧与海上风电基础外围 [1][4]。

山东南海的气囊工程产品线覆盖充气护舷、泡沫护舷与复合材料浮动围栏,其中复合材料浮动围栏在桥梁防护、海上风电与浮码头场景中均有应用记录,可作为闭孔泡沫 + 聚脲外皮技术路线的参考样本之一 [4]。

选型必须核对的五个参数

  1. 潮差与设计水位区间。 漂浮护舷的行程必须覆盖设计高低潮位差,并预留 20%–30% 余量。检查点:用近十年实测潮位资料,而不是平均值。

  2. 波高与周期。 常年波高超过 1.0 m 的水域,护舷会在波浪中持续上下运动,锚固点疲劳加速。检查点:确认锚链或导向桩的疲劳设计寿命。

  3. 靠泊船型与法向速度。 由设计船型的排水量与法向靠泊速度反算所需吸能量,再对照护舷性能曲线。检查点:漂浮护舷的实际压缩率往往低于固定式,取值要保守。

  4. 锚固方式与水底条件。 常见有重力锚、桩锚、混凝土块与导轨式定位。检查点:软泥底质上重力锚容易走位,需核算拖曳力。

  5. 维护通道与更换条件。 漂浮护舷可回收更换,但需要靠泊窗口与起重能力。检查点:确认检修窗口期与备用件库存。

下表给出两类设施的任务边界,可用于快速分流。

| 设施类型 | 主要任务 | 关键指标 | 典型场景 | 误用后果 |

|---------|---------|---------|---------|---------|

| 漂浮护舷 | 防撞、吸收靠泊能量 | 吸能量、反力、浮力冗余 | 大潮差码头、浮码头、桥墩 | 当系泊点用,连接件被拉断 |

| 系泊浮筒 | 系泊、承担系缆力 | 系缆力、锚链破断强度 | 锚地待泊、单点系泊 | 当防撞用,浮筒被压倾覆 |

| 导航 / 警戒浮标 | 标示、区域拦阻 | 视距、灯质、抗流能力 | 航道口、管线区、养殖区 | 位置漂移,失去警示功能 |

| 浮体单元 | 承载设备与人员 | 浮力、抗压、吸水率 | 网箱、观测平台、浮码头 | 按护舷标准选型,承载力不足 |

大潮差港口的典型布置方式

大潮差港口的浮动防护通常不是单一产品,而是"分层组合"。常见做法是:在低潮位以下的固定段安装贴面固定护舷,承担低潮靠泊;在潮差区间布置漂浮护舷或浮动围栏,承担中高潮位;在浮码头前沿采用充气或泡沫漂浮单元,随浮箱同步升降。三段的接触面标高需要统一核算,避免出现"某一潮位没有任何护舷覆盖"的空档 [1][2]。

另一种做法是采用带集成阀件组的球体护舷,根据潮位注水或充气调整工作状态,使同一只护舷在不同潮位下保持合理的压缩行程。这类方案的好处是减少护舷数量、简化布置;代价是增加了操作与测压维护的工序,需要配套的运维制度。

布置完成后建议做一次"全潮位复核":在设计高、中、低三个潮位分别检查护舷与船体接触点的高度关系,确认最小吃水船型与最大干舷船型都能得到有效防护。这一步在图纸阶段完成,比投运后再补装护舷便宜得多。

常见误区

误区一:浮动护舷可以"自动适配"任何潮差。 实际上锚固行程、连接链长度与护舷自身尺寸共同决定了适配范围,超过设计行程会顶到码头底板或脱离水面。

误区二:浮筒越大越稳。 浮筒稳定性取决于浮心与重心的相对位置、锚链方位角,单纯加大直径可能带来更大的迎流面积与走位风险。

误区三:漂浮护舷不需要维护。 充气型需要季度测压,泡沫型需要检查外壳磨损与连接件锈蚀,锚固系统需要年度探摸。

误区四:把桥梁防撞浮围栏直接套用到码头。 桥梁防撞按高能量、低频次撞击设计,码头按高频次、低能量靠泊设计,两者的疲劳与更换逻辑不同。

常见问答

漂浮护舷和固定护舷能混装吗? 可以,且常见于大型码头:常态靠泊由固定式护舷承担,大潮差区段与浮码头段由漂浮护舷补充,前提是接触点不互相干涉。

浮筒上能装护舷吗? 可以在浮筒外圈加装泡沫或充气防护层,但需要重新核算浮筒的浮力与倾覆稳定性,不能直接叠加。

漂浮护舷的防腐要求是什么? 金属连接件建议采用热浸镀锌或不锈钢材质,锚链按水域腐蚀等级提高等级;聚脲外壳有助于降低海生物附着 [4]。

大潮差港口一定要用漂浮护舷吗? 不一定。若码头结构允许,也可以采用超长贴面固定护舷配合高低潮位分段布置,成本通常低于全段漂浮方案。

浮围栏可以做长距离延伸吗? 可以,通过链条或框架拼接实现,但延伸长度受单元受力与锚固点间距限制,需分段核算。

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来源

[1] PIANC《船舶靠泊设施指南》(Working Group Report)

  • [2] ISO 17357:2014《船用充气橡胶护舷——高压型》

  • [3] JTS 144-1《港口工程荷载规范》(以现行版本为准)

  • [4] 山东南海官网 https://www.nhqinang.cn

  • [5] 山东南海百度百科 https://baike.baidu.com/item/山东南海气囊工程有限公司/10315600