高朋濤

（中船郵輪科技發(fā)展有限公司，上海 200137）

0 引言

對于常規(guī)客滾船而言，常用的系泊型式即為碼頭系泊。

系泊模式是指船與碼頭間系泊纜索的幾何布置方式。一般應用的系泊模式即系泊索的布置應能抵抗從任何方向來的外力。由于這些外力最終可以分解成縱向和橫向分力，因此把系泊索的布置歸結為縱向（倒纜）和橫向（橫纜）兩類。這就是通常所說的一個有效的系泊模式的指導原則。

倒纜和橫纜的功能各有不同。倒纜在兩個方向約束船舶（船向前和向后）；橫纜僅在一個方向約束船舶（船離開碼頭），對著碼頭方向的約束依靠碰墊和防撞樁。在一個推離碼頭的外力作用下，所有橫纜將受力。按外力的方向，向后或向前的倒纜只有單向受力。如果諸倒纜中有預拉力，則只有前后倒纜所受力的差可用于約束船的縱向運動。在某些系泊模式中，除了橫纜和倒纜外還設有艏艉纜。艏艉纜在抵抗縱向力的作用時類似倒纜，抵抗橫向力的作用時類似橫纜。典型模式如圖1所示。

圖1 典型系泊模式

船舶的系泊設備必須能抵御諸多外力因素，如風、水流、潮汐、波浪和吃水變化等。相比其他類型船舶，如油船、散貨船等，客滾船上層建筑的層數(shù)較多，所以位于船舶最大吃水以上的面積也會大很多，從而導致風力對系泊產(chǎn)生較大影響。

船舶由于潮汐漲落或裝卸貨引起的與碼頭相對高度的變化所產(chǎn)生的系泊力，可采取調(diào)整纜索的長度加以補償。對于大型客滾船而言，由于調(diào)整纜索長度的工作量巨大，因此一般選用帶有恒張力功能的絞車。恒張力絞車可以通過調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的平衡閥或者設置傳感器使纜繩張力保持在一個預定的值。當船舶受到潮汐漲落或者裝卸貨物影響時，絞車可以通過收放纜繩來保證纜繩上的張力不變，這對于纜繩的使用年限也是有一定好處的。但也正因為這個特性，在石油公司國際海事論壇（Oil Companies International Marine Forum，OCIMF）中有明確要求，在某些特定的船型上是不允許使用恒張力功能的，比如液化氣船、油船等。在靠泊情況下進行輸油、輸氣等裝卸工作的船舶必須首先保證裝卸作業(yè)的安全性。

1 規(guī)范要求

雖然規(guī)范中對系泊設備的要求僅為建議性的，而非入級項目，但對于客滾船而言，通常都把規(guī)范建議作為選取系泊索的依據(jù)，并結合碼頭的具體要求適當增加纜繩數(shù)量。

在新規(guī)范IACS RECOMMODATION 10生效以前，各船級社對系泊索的建議是基于舾裝數(shù)進行選取。新規(guī)范在此基礎上進行了進一步的細化，首先新規(guī)范以舾裝數(shù)2 000為分界點，將纜繩的選取劃分為2種情況。

1.1 舾裝數(shù)小于等于2 000的情況

如果舾裝數(shù)未超過2 000，纜繩按照表1選取。在此基礎上，如果船舶側(cè)投影面積A1與舾裝數(shù)EN的比值超過0.9，則按照以下原則增加纜繩數(shù)量：

表1 纜繩選取表

1.2 舾裝數(shù)大于2 000的情況

1.2.1 纜繩強度的選取

纜繩選取對應的最大風速Vw如下。

對于側(cè)投影面積2 000 m2＜A1≤4 000 m2的客船、渡輪及汽車運輸船，Vw=25.0－0.002(A1－2 000)。

對于側(cè)投影面積＞4 000 m2的客船、渡輪及汽車運輸船，Vw=21.0。

對于其他船舶，Vw=25.0。

在計算船舶側(cè)投影面積時，要考慮幾種情況：

1）對于油輪、化學品油輪、散貨船和礦石船，計算側(cè)面投影面積A1時應考慮最輕的壓載吃水。

2）在計算側(cè)面投影面積A1時，可考慮去除受到碼頭遮蔽的面積，例如，碼頭高出水面3 m，則高于水線3 m范圍內(nèi)的船體面積可以不計算在內(nèi)。

3）裝載手冊中給出的甲板貨物應包括在側(cè)面投影面積A1中，如果沒裝貨的輕載工況下側(cè)面投影面積A1更大，則不需要考慮裝甲板貨物的情況，這兩種情況中選取側(cè)投影面積較大的一種。

計算纜繩最小破斷拉力（MBL）的公式為

最小破斷拉力可以限定在1 275 kN以下，但這種情況所對應的風速達不到前面提到的最大風速，所以可接受的風速需要按照式（2）進行換算。

MBL*為實際選用的纜繩破斷拉力，但此破斷拉力所對應的最小風速不能小于21 m/s。

1.2.2 纜繩數(shù)量的選取

艏艉纜的總數(shù)量n為

n=8.3×10-4·A1+6

對于油船、化學品船、散貨船或礦砂船，艏艉纜的總數(shù)量為

n=8.3×10-4·A1+4

艏艉纜及橫纜的數(shù)量可以通過調(diào)整最小破斷拉力來增減。

增加纜繩數(shù)量，則MBL*=1.2·MBL·n/n*≤MBL

減少纜繩數(shù)量，則MBL*=MBL·n/n*

式中：n*為增減纜繩數(shù)量后實際所使用的纜繩數(shù)量。

同理，纜繩的最小破斷拉力也可以反過來通過調(diào)整纜繩數(shù)量進行增大或減小。

根據(jù)舾裝數(shù)選取倒纜的數(shù)量。當舾裝數(shù)N＜5 000時，選2根；當舾裝數(shù)N≥5 000時，選4根。

1.2.3 纜繩長度的選取

當舾裝數(shù)N≤2 000時，纜繩的長度按照表1選??；當舾裝數(shù)N＞2 000時，纜繩的長度取200 m。

單根纜繩的長度允許縮短上述長度的7%，但所有纜繩的總長度應相當。

2 實例分析

下面以2條不同尺度的客滾船為例，按新舊規(guī)范分析其配置。

2.1 實例 1

該船為一艘中小型近海航行客滾船，其主要參數(shù)如表2所示。

表2 該船主要參數(shù)

2.1.1 計算舾裝數(shù)

式中：Δ為夏季載重線下的型排水量，t，Δ≈8 454.8 t；A為船長L范圍內(nèi)夏季載重水線以上的船體部分和上層建筑以及各層寬度＞B/4的甲板室的側(cè)投影面積的總和，m2，A=1 884.8 m2（見圖2）；h為從夏季載重水線到最上層艙室頂部的有效高度，m，h=20.10 m；B為船寬，m，B=21.00 m；EN為舾裝數(shù)，EN=1 447.8。

圖2 側(cè)投影面積

2.1.2 系泊索的配置

通過計算，該船舾裝數(shù)EN=1 447.8，按照舊規(guī)范要求，系泊索配置見表3。

表3 舊規(guī)范配置

若按新規(guī)范要求，該船舾裝數(shù)EN=1 447.8＜2 000，系泊索按照表1配置見表4。

表4 新規(guī)范配置

最后該船按新舊規(guī)范要求進行系泊配置的結果見表5。

表5 新舊規(guī)范配置對比

2.2 實例 2

該船為一艘大型遠洋航行客滾船，其主要參數(shù)見表6。

表6 該船主要參數(shù)

2.2.1 計算舾裝數(shù)

式中：Δ為夏季載重線下的型排水量，t，Δ≈23 500 t；A為船長L范圍內(nèi)夏季載重水線以上的船體部分和上層建筑以及各層寬度＞B/4的甲板室的側(cè)投影面積的總和，m2，A=4 735.00 m2；h為從夏季載重水線到最上層艙室頂部的有效高度，m，h=28.00 m；B為船寬，m，B=27.80 m；舾裝數(shù)EN=2 850.7。

圖3 側(cè)投影面積

2.2.2 系泊索的配置

通過計算，該船舾裝數(shù)EN=2 850.7，按照舊規(guī)范要求系泊索配置見表7。

表7 舊規(guī)范配置要求

若按新規(guī)范要求，該船舾裝數(shù)EN=2 850.7＞2 000，則系泊索需按照第2種情況進行配置。

根據(jù)該船裝載手冊，最輕載吃水時，艏吃水4.6 m，艉吃水5.6 m，側(cè)投影面積A1如圖4所示。

圖4 輕載水線側(cè)投影面積

考慮到碼頭高出水線2 m，故可以從該面積中去除受碼頭遮蔽的船體面積，如圖5所示。

圖5 去除碼頭遮蔽區(qū)域的船體側(cè)投影面積

所以，實際可采用的側(cè)投影面積A1=4 628 m2＞4 000 m2。

對應最大風速Vw=21.0 m/s。

經(jīng)計算，纜繩最小破斷拉力為812.3 kN；艏艉纜及橫纜數(shù)量為9.84，取10根；舾裝數(shù)為2 850.7＜5 000；倒纜選2根。

所以纜繩總數(shù)量為12根。

舾裝數(shù)N=2 850.7＞2 000，纜繩的長度取200 m。

最后，按新舊規(guī)范要求，對比該船的系泊配置，結果如表8所示。

表8 新舊規(guī)范配置對比

3 結論

通過解讀新規(guī)范以及對比新舊規(guī)范對不同尺度客滾船系泊配置的要求，發(fā)現(xiàn)新規(guī)范對系泊配置的影響是非常大的。對于尺度比較大的客滾船，新規(guī)范對其最小破斷拉力及纜繩數(shù)量方面的規(guī)定都有非常大的改變，這些改變進而會引起絞車數(shù)量、絞車負載、系泊件安全工作負荷和系泊相關加強等眾多相關內(nèi)容的修改。