船用系泊绞车在某外海开敞式大型减载平台中的应用

陈谦，周枝荣

（中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200032）

1 工程概况

工程位于浙江省嵊泗西绿华山石子岙南侧海域，减载平台外侧卸船，可停靠1艘20万吨级散货船，减载平台内侧装船，可停靠1艘3.5万吨级散货船。减载平台总长460 m，其中连片段长度288 m，宽度45 m，连片段下层设有9座靠船墩。平台东端设置3个系缆墩，直径分别为10 m、10m、7m，西端设置2个系缆墩，直径均为10 m。

2 自然条件

平台卸船侧前沿极端高水位50 a一遇H1%波高为5.93 m。设计高水位4.52 m（当地理论最低潮面，下同），设计低水位0.63 m。

由水文资料分析[1]，平台前沿涨潮流速1.67 m/s，流向283°；落潮流速1.39 m/s，流向97°。涨潮流速明显强于落潮流速，落潮流向的离散性较涨潮流明显，涨潮流向相对集中。平台方位角为100°～280°。由此可见，平台卸船侧靠泊船舶在离散性较大的落潮流作用下，将有可能受到有一定夹角的水流推开作用，对带缆造成不利影响。

3 已有系缆设施

平台卸船侧的系缆墩、靠船墩、连片平台顶面均设有2 000 kN系船柱，其中每座系缆墩上设置2只系船柱，每座靠船墩上设置1只系船柱，连片平台顶面两端各设置3只系船柱。

平台卸船侧设计船型为10万～20万吨级散货船，实际靠泊船型次数最多为20万吨级的散货船。船舶配备的缆绳数量相对固定，为18根。带缆方式为“422”，即4根艏（艉） 缆、2根横缆、2根倒缆。船舶带缆图示见图1。由于落潮流流向的离散性较为明显，在恶劣条件下船舶受到推开流作用较大，为保证船舶靠泊安全和避免断缆风险，有时需要通过拖轮顶推协助才能满足船体的约束。在船舶配备的缆绳数量相对确定的情况下[2]，采取有效措施，增加对船舶的约束能力，提高船舶系泊安全性尤为必要。根据平台工程特点和所处环境因素[3]，同时考虑系缆设施要避免对现有平台作业的影响[4]，选用在连片平台上两端各增设1台船用双筒电动系泊绞车的方案。为系靠船舶在船艏、船艉各增加两根缆绳。船舶带缆图示见图2。为避免所增加缆绳长度过短，致各缆绳之间受力不均，增设系泊绞车位置需在条件允许情况下尽量远离前沿线，可以采用滚柱导缆器来辅助引导缆绳走向。

图1 平台平面及船舶带缆图（已有系缆设施）

图2 船舶带缆图（增设系泊绞车）

4 系泊绞车规格

系泊绞车型式为卧式、电动驱动的自动系泊绞车，设备包括：绞车本体、电动机、减速器、电控箱、操纵台及恒张力系统及缆绳等。每台绞车设置2个系缆卷筒，每个卷筒负载为300 kN（在卷筒第1层），两个卷筒上的缆绳可独立控制。系泊绞车配恒张力装置，绞车自动收放缆绳的拉力可人工设定。在设定的拉力下，当外力大于设定拉力范围时，绞车会自动放出缆绳，防止因受力过大而断缆；当外力小于设定拉力范围时，绞车会自动收紧缆绳，防止因缆绳松弛而导致系泊失效。单个系缆卷筒上缆绳锁定时要求绞车支持负载应≥1 000 kN。

5 系缆情况计算

根据现有船舶和增设系泊绞车后的船舶带缆情况分别进行不同工况的计算，进行对比分析。

5.1 计算工况[5]

工况1：横向风+纵向流（满载）；

工况2：横向风+纵向流（压载）；

工况3：横向风+流向与船体夹角15°（满载）；

工况4：横向风+流向与船体夹角15°（压载）。

5.2 计算结果

表1表明：

1）通过增设船用系泊绞车，受力最大缆绳的系缆力明显降低，大大降低了大型船舶在恶劣条件下系泊时断缆的风险。

2）增设船用系泊绞车后，计算工况下各缆绳的受力状况得到了平衡，增加了船体的约束，船舶装卸作业条件得到了改善。

表1 不同工况下船舶带缆情况

6 结语

1）增设系泊绞车，进而增加系缆船舶缆绳的数量，可平衡缆绳受力，有效提高平台系泊能力，有效改善恶劣条件下大型船舶系泊状况。增设系泊绞车位置要考虑增设缆绳与其余缆绳长度的平衡。

2）船用系泊绞车尺寸较大，控制、通讯管线较多，在已有结构上增设该设备受空间、运营等诸多因素限制。

3）由于大型散货、油品等船舶配备缆绳数量相对固定，建议在条件相对恶劣的大型开敞式码头等工程实施前期阶段，考虑配备系泊绞车的必要性。

4） 该减载平台配备系泊绞车，进行了有益尝试，对平台系缆能力的提高，防止船舶在泊期间离档，具有较好的效果。

[1] 海上散货减载平台工程初步设计[R].上海：中交第三航务工程勘察设计院有限公司，2008.

[2] 陈际丰，魏昌理，蒋华忠.快速脱缆滑车在某大型原油码头中的使用[J].水运工程，2011（9）：178-180.

[3]JTJ295—2000，开敞式码头设计与施工技术规程[S].

[4]JTJ297—2001，码头附属设施技术规范[S].

[5]JTS144-1—2010，港口工程荷载规范[S].