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圣劳伦斯航道及其规则和手册对船舶最大尺度等的要求

2018-11-01林德辉

船舶 2018年5期
关键词:吊杆船闸手册

林德辉

(中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011)

1 航道概况

圣劳伦斯航道及五大湖水系是北美深吃水航道(a deep draft waterway)系统的总称。从大西洋直达苏必利尔湖(Lake Superior)西岸的德卢斯(Duluth),整个圣劳伦斯航道及五大湖水系全长为3769 km 。

图1为圣劳伦斯航道及五大湖水系图。

图1 圣劳伦斯航道及五大湖水系图

该水系由以下几部分组成:

—— 由大西洋(Atlantic Ocean)经圣劳伦斯湾、圣劳伦斯河和圣劳伦斯航道至安大略湖,航道中共有7个船闸(7 Lock),籍助于船闸使船由海平面升至安大略湖(Lake Ontario),其水面高出海平面75.0 m;

—— 然后经威兰运河(Welland Canal,航道中共有8个船闸)至伊利湖(Lake Erie),其水面高出海平面174.3 m;

—— 此后经底特律河等(Detroit River etc.,1个船闸)至休伦湖和密西根湖(Lake Huron and Lake Michigan),其水面高出海平面176.3 m;

—— 再经苏圣玛丽河(Sault Ste. Marie,1个船闸)至苏必利尔湖(Lake Superior),其水面高出海平面183.5 m。

此五大湖通过运河和船闸相互连接,是巨大的淡水湖群,五大湖总面积约24.5万平方公里,其中美国(United States)约占70%,除密西根湖(Lake Michigan)属美国外,其余四大湖均为美国与加拿大(Canada)的界湖。

圣劳伦斯航道(Saint Lawrence Seaway)系指蒙特利尔港(Montreal,加拿大)与伊利湖之间的深水航道(the deep waterway between the Port of Montreal and Lake Erie),包括所有船闸、运河和连接水域,以及作为此深水航道之一部分的邻近水域和已授权由公司或管理局经营、管理和控制的所有其他运河和工程。它是美国和加拿大联合设计于1959年4月建成通航的庞大内陆水运系统,其包括对河道的治理,若干人工河道的开凿,以及一系列水坝、船闸、水电站的建设等。航道航行期为每年4月初至12月中旬(约250天),冬季有冰冻,5月至11月的航运最繁盛。

可见圣劳伦斯航道及五大湖水系是一条位于加拿大南部和美国北部的国际航道,整个航道克服了从苏必略湖至大西洋的183.5 m 的落差。该航道是著名而富饶的五大湖区通往大西洋的通道,在加拿大总计有12个港口,在美国有66个港口为航道服务。最大宗的货运是粮食,其次为铁矿和煤。大宗散装货物占年货运总吨位相当可观的份额,每年有大量船舶进出圣劳伦斯航道。

威兰运河的8个船闸中,1~7号船闸的平均提升高度为14.1~14.2 m。位于伊利湖的8号船闸是适应湖水水位进行最终调节的控制性船闸,其提升高度为0.3~1.2 m。闸室尺寸为:长233.5 m×宽24.4 m×坎上水深9.1 m,河道水深8.2 m。

图2 威兰运河

2 大湖型船与航行规则和手册

我国自行设计建造的第一艘出口船——27000 t散货船由中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)设计,这是一艘按圣劳伦斯航道共同规则和五大湖航行要求设计,其船舶尺度及吃水能通过圣劳伦斯航道和五大湖水系的“大湖型船”。其中该航道及水系中17个船闸的长度、宽度和深度限制了能通过船舶的尺度及吃水,诞生了所谓的“大湖型船”。可见圣劳伦斯航道和五大湖水系对船舶业的影响。它与“苏伊士型船”和“巴拿马型船”一起构成了以三大国际航道命名的船型。

圣劳伦斯航道由圣劳伦斯航道管理局(Saint Lawrence Seaway Management Corporation,SLSMC,加拿大方,以下简称“管理局”)和圣劳伦斯航道开发公司(Saint Lawrence Seaway Development Corporation,SLSDC,美方,以下简称“公司”)共同管理。船舶通过圣劳伦斯航道所需遵守的规则,由于得到加、美两国的承认,故称为圣劳伦斯航道共同规则,两国政府以同样的条文内容,以不同的法律方式公布。加方以经议会批准的管理局法令公布,美方以“联邦政府法规”(Code of Federal Regulation,CFR)的形式公布。

CFR是美国联邦政府各行政部门和机构所出版的一部全面的永久性规则的编纂。CFR共分50篇,表明了受联邦规则所制约的宽广范围,由于其涉及面广,为便于查找,CFR采用了篇(Title)、章(Chapter)、节(Part )、条(Section)的编制方法。而在表示CFR中某一条或某一节时,采用了“篇、条”或“篇、节”的表示方法。例如:“圣劳伦斯航道规则”载于CFR第33篇“航行和可航水域”(Navigation and Navigable Water)第Ⅳ章“运输部圣劳伦斯航道开发公司”(Saint Lawrence Seaway Development corporation,Department of Transportation)第401节“航道规则”(Seaway regulations and rules)中,可表示为“33CFR401”。即在“CFR”符号左边的数字为“篇”的编号,而在“CFR”符号右边的数字为“条”或“节”的编号[1]。

“五大湖引水规则” 载于CFR第46篇“航运”(Shipping)第Ⅲ章“国土安全部海岸警卫队(大湖区引水)”[COAST GUARD (GREAT LAKES PILOTAGE), DEPARTMENT OF HOMELAND SECURITY]第401节“大湖区引水规则”(Great Lakes pilotage regulations)中,可表示为“46CFR401”[2]。

CFR的50篇在每一日历年修改更新一次,其年度更新的周期为:第 1-16篇在1月1日修改;第17-27篇在4月1日修改;第 28-41篇在7月1日修改;第 42-50篇在10月1日修改。但近年来,在网上查找中,常发生推迟更新,例如2018年7月12日,尚无法查找到2018年7月1日修改后的CFR第33篇,但在2018年8月30日,可查找到2018年7月1日的CFR第33篇,因此本文引用的为2018年7月1日的33CFR401。对于CFR第46篇,本文引用的为2017年10月1日的46CFR401。

此外,2018年8月30日可从上述SLSMC的网址查到现行有效的“2018年版圣劳伦斯航道手册”(the Seaway Handbook,2018 edition,以下简称“航道手册”),其中与船舶关系较密切的为“封面和前言”(Cover Page and Foreword)[3]以及“船舶通过”(全称为“对船舶通过和设备的要求”)【Ship Transit(Ship Transit and Equipment Requirements)】[4],系对通过圣劳伦斯航道船舶的要求,例如对“登岸吊杆”的要求,在航道规则中,只作原则规定,而在航道手册“船舶通过”中,列出了具体要求,相当实用。可以说航道手册,特别是其中的“船舶通过”是对航道规则中规定的具体化。

3 航道规则目次

33CFR401“航道规则”由3个分节(Subpart)组成:

A分节“规则”(Regulations);

B分节“惩罚—违反航道规则”(Penalties—Violations of Seaway Regulations);和

C分节“惩罚的判定,减轻或免除”(Assessment, Mitigation or Remission of Penalties)。

与船舶设计建造关系最密切的为A分节,其内容包括船舶状况、预结关和通行费的保证金、航道航行、无线电通信、危险货物、航行费的估价和支付、资料和报告、扣留和出售等11部分,共97条。其前3部分30条的目次如下[1]:

第401节—航道规则和规范(PART 401—SEAWAY REGULATIONS AND RULES)

A分节—规则(Subpart A—Regulations)

§401.1 简称(Short title)

§401.2 说明(Interpretation)

船舶状况(CONDITION OF VESSELS)

§401.3 船舶的最大尺度(Maximum vessel dimensions)

§401.4 最小长度和重量(Minimum length and weight)

§401.5 要求配置的设备(Required equipment)

§401.6 标记(Markings)

§401.7 护舷材(Fenders)

§401.8 登岸吊杆(Landing booms)

§401.9 无线电话和航行设备(Radio telephone and navigation equipment)

§401.10 系泊缆索(Mooring lines)

§401.11 民缆器(Fairleads)

§401.12 系泊缆索和民缆器的最低要求(Minimum requirements—mooring lines and fairleads)

§401.13 引缆(Hand lines)

§401.14 锚标浮筒(Anchor marking buoys)

§401.15 尾锚(Stern anchors)

§401.16 螺旋桨转向报警器(Propeller direction alarms)

§401.17 螺距指示和报警器(Pitch indicators and alarms)

§401.18 操纵灯(Steering lights)

§401.19 处理和排放系统(Disposal and discharge systems)

§401.20 自动识别系统(Automatic Identification System)

§401.21 对圣劳伦斯航道内美国水域的要求(Requirements for U.S. waters of the St. Lawrence Seaway)

预结关和通行费的保证金(PRECLEARANCE AND SECURITY FOR TOLLS)

§401.22 船舶的预结关(Preclearance of vessels)

§401.23 责任保险(Liability insurance)

§401.24 预结关的申请(Application for preclearance)

§401.25 预结关的批准(Approval of preclearance)

§401.26 通行费的保证金(Security for tolls)

航道航行(SEAWAY NAVIGATION)

§401.27 遵守操作指令(Compliance with instructions)

§401.28 速度限制(Speed limits)

§401.29 最大吃水(Maximum draft)

§401.30 压载水和纵倾(Ballast water and trim)

接下来的§401.31 会船和通过(Meeting and passing)至§401. 97 封闭程序和冰区航行(Closing procedures and ice navigation)主要与船舶营运有关。

以上目次中,与船舶设计关系最密切的为§401.3至§401.21,以及§401.28至§401.30。以下结合航道手册中相应要求(如有),予以说明。

4 船舶的最大尺度

§401.3“船舶的最大尺度”规定了[1]:【注:为便于对照英文原文,本文以下所有编号,例如(a) 、(b)… (1)、 (2)…(i)、(ii)…等,均为33CFR401中的编号】

(a)按本条(e)的规定,总长大于222.5 m或最大船宽大于23.8 m的船舶,不得通过(no vessel of more than 222.5 m in overall length or 23.8 m in extreme breadth shall transit);

(b)船舶的任何部分或船上任何物品高出水面超过35.5 m的船舶,不得通过;

(c)驾驶桥楼的任何部分或船舶突出物上任何物品伸出船体外的船舶,不得通过(no vessel shall transit if any part of its bridges or anything on the vessel protrudes beyond the hull);

(d)船舶横靠闸壁时(when alongside a lock wall),其船体或上层建筑不得超出本节附录Ⅰ中表明的闸壁的限制(见图3 船舶尺度方块图——编注)。

(e)船宽超过23.2 m,但不大于23.8 m,以及船舶尺度不超过本节附录Ⅰ的方块图中设定的限制(见图3——编注);或总长超过222.5 m,但不大于225.5 m的船舶(A vessel having a beam width in excess of 23.2 m, but not more than 23.8 m, and having dimensions that do not exceed the limits set out in the block diagram in appendix I of this part or overall length in excess of 222.5 m, but not more than 225.5 m),应向管理局或公司申报,按管理局和公司签发的指令,方可考虑其通过(shall,on application to the Manager or Corporation, be considered for transit in accordance with directions issued by the Manager and Corporation)。

(f)在冰层覆盖期间,船宽超过23.20 m的船舶可能被限制通过和/或延迟通过(Vessels with beams greater than 23.20 m may be subject to transit restrictions and/or delays during periods of ice cover)。

图3 船舶尺度方块图

5 最大吃水

§401.29“最大吃水”的要点为[1]:

(a)船长应控制通行船舶的货物装载、吃水和航速(the loading of cargo, draft and speed of a vessel in transit shall be controlled by the master),应计及船舶各种特性以及横倾或船尾下沉的趋势(who shall take into account the vessel’s individual characteristics and its tendency to list or squat),以避免触底(so as to avoid striking bottom)。

(b)任何情况下,船舶吃水不应大于7.92 m(The draft of a vessel shall not, in any case, exceed 79.2 dm),或者由管理局和公司对船舶所通过航道段的航道报告中所指定的最大允许吃水(or the maximum permissible draft designated in a Seaway Notice by the Manager and the Corporation for the part of the Seaway in which a vessel is passing)。

(c)对于已装备了“吃水信息系统”(Draft Information System,DIS),且满足下列要求的任何船舶,将允许其吃水可在本条(b)款所述最大允许吃水之上,增加不大于7 cm(will be permitted to load at an increased draft of not more than 7 cm above the maximum permissible draft in effect as prescribed under paragraph (b)of this section)。

(1) 经《国际船级社协会》(International Association of Classification Societies,IACS)成员国认可,且符合http://www.greatlakes-seaway.com上可查到的实施技术条件(Implementation Specifications)的要求,正在运行的“吃水信息系统”,且船上具有:

(i)正在运行的精度等于1(DGPS,差分全球定位系统,Differential Global Positioning System)的“自动识别系统”(Automatic Identification System,AIS);和

(ii)及时更新的电子海图(Up-to-date electronic navigational charts); 和

(iii)及时更新的包含高分辨率水深数据(high-resolution bathymetric data)的图,和

(2)DIS工具显示器(DIS Tool Display)的位置应接近主指挥位置(shall be located close to the primary conning position),应可见和可识别(be visible and legible);且设有引水员插头(如使用可携式 DIS)【and equipped with a pilot plug, if using a portable DIS】。

(i)在船上必须始终保存DIS的验证文件,以备检查(Verification document of the DIS must be kept on board the vessel at all times and made available for inspection)。

(ii)在船上必须保存证实已对DIS的使用进行高级船员培训的公司证书(A company letter attesting to officer training on use of the DIS must be kept on board),以备检查。

(iii)打算第一次使用DIS的任何船舶(Any vessel intending to use the DIS for the first time),必须在其开始首次以具有DIS的系统通过之前至少24小时,以书面形式通知管理局或公司的经理(must notify the Manager of the Corporation in writing at least 24 hours prior to the commencement of its initial transit in the System with the DIS)。

(iv)在每一航行季节(In every navigation season),打算使用经认可的DIS通过的船舶(a vessel intending to use an approved DIS to transit),其系统必须在该季节此船舶首次通过之前(prior to its initial transit of the season),将从 www.greatlakes-seaway.com获取的完整的确认检查清单(a completed confirmation checklist)发传真至管理局或公司。

(v)当船舶以大于本条 (b) 款所述最大允许吃水的某一吃水通过时(while the vessel is transiting at a draft greater than the maximum permissible draft prescribed under paragraph (b) of this section),如由于任何原因使DIS或AIS变得不可操作、有故障或不能使用(If for any reason the DIS or AIS becomes inoperable,malfunctions or is not used),则该船舶必须立即通知管理局或公司。

6 登岸吊杆

§401.8“登岸吊杆”规定了[1]:

(a)总长大于50 m的船舶应在每舷至少配置一根合适的登岸吊杆(shall be equipped with at least one adequate landing boom on each side)。

(b)船员应对登岸吊杆的使用进行适当的训练(shall be adequately trained in the use of landing booms)。

(c)干舷大于2 m,且未装备登岸吊杆的船舶(Vessels with freeboard greater than 2 m and not equipped with landing booms),应在接近闸壁处使用圣劳伦斯航道靠泊服务(shall utilize the Seaway’s tie-up service at approach walls)。

(d)未装备或未使用登岸吊杆的船舶(Vessels not equipped with or not using landing booms),必须在接近闸壁处使用圣劳伦斯航道靠泊服务,其只能使用合成纤维系泊缆索(using synthetic mooring lines only)。最多4根的缆索将由圣劳伦斯航道人员操作(Maximum of 4 lines will be handled by Seaway personnel),且此项服务不包括解缆服务(let go service)。

在33CFR401.8中,只是原则的规定了应配置合适的登岸吊杆,但对于何为“合适”,须查阅航道手册中“船舶通过”(ship transit)的“20典型的登岸吊杆”(Typical Landing Boom),其要求如下[4]:

典型的登岸吊杆及其索具配置见下页图4。建议登岸吊杆采用100 kg的安全工作载荷(Safe Working Load,SWL)。值得注意的是,2014年版此SWL为185 kg,2018年版已降至100 kg。

图4 登岸吊杆索具草图

维护登岸吊杆使其保持良好工作状况是重要的(It is important that the landing booms be maintained in good working condition),因为船员在登岸时,其生命安全依赖于登岸吊杆的维护。建议每季度船舶第一次通行之前,以及间隔不超过3个月(It is suggested that prior to the first transit of each season, and at intervals of not more than three months),将吊杆转枢提起,清洁和加油(the boom goosenecks be lifted, cleaned and greased),检查卸扣磨损情况、加油并旋紧(shackles checked for wear,greased tightened),检查拉索、稳索和登岸索是否磨损和断股(spans, guys and landing ropes checked for deterioration and broken strands)。登岸吊杆中发现任何疑点应立即更新(Any doubtful items of equipment should be renewed immediately)。登岸吊杆必须能依靠其自身旋转至舷外(Landing booms must be capable of swinging outboard on their own),为便于实现此目的,其吊杆柱通 常 向 舷 外 倾 斜 1°至 2°(To facilitate this, the kingposts are usually canted outboard one to two degrees)。

任何新安装或每次大修完成后(On completion of any new installation or the completion of each overhaul),均应将登岸吊杆吊一合适的静负荷作摆动试验,以确保所有工作零件的完好性(the boom should be test swung with an adequate static load to ensure the integrity of all working parts)。推荐采用一个系有足够长度(可从登岸吊杆下降至轻载水线)绳索的安全木块(见图5),该安全木块(safety block)应置于每一登岸吊杆附近,以供随时使用(be stowed in close proximity to each boom, ready for immediate use)。

图5 安全木块

7 护舷材

§401.7“护舷材”(碰垫)规定了[1]:

(a)如船舶的任一结构部件突出,以致危及航道设施(Where any structural part of a vessel protrudes so as to endanger Seaway installations),则该船应设置仅为水平方向的永久性护舷材(only horizontal permanent fenders)。

(1)其由钢材、硬木或特氟隆或其中之二种或所有这些材料混合组成(That are made of steel,hardwood, or teflon or a combination of two or all of these materials),厚度不超过15 cm,具有良好削斜的两端(with well tapered ends),且沿船体长度方向,在靠近主甲板水平位置处设置(and are located along the hull, close to the main deck level);和

(2)对于特殊应用,可允许使用便携式护舷材(不是缆索)作一次性通过(portable fenders, other than rope hawsers, may be allowed for a single transit),只要这些便携式碰垫为:

(i)用具有浮力的材料制成;和

(ii)用钢索或纤维索牢固地拴住及悬吊于船上某一水平位置,且此位置可升降,以免损坏航道设施(Securely fastened and suspended from the vessel in a horizontal position by a steel cable or a fiber rope in such a way that they can be raised or lowered in a manner that does not damage Seaway installations)。

(b) 不应采用轮胎(Tires)作为护舷材。

(c) 对于特殊应用,非常规设计的船舶(ships of unusual design)可允许使用厚度不大于30 cm的临时性或永久性的护舷材(may be permitted to utilize temporary or permanent fenders not greater than 30 cm in thickness)。

8 锚标浮筒和尾锚

§401.14“锚标浮筒”规定了[1]:

(a)每艘船舶均应具有其已清洁的锚,且应具有可自由展开(通过薄弱环节将浮筒线系在船舶上)的锚标浮筒,后者以浮筒线牢牢地系固在每只锚上,且准备在进入圣劳伦斯航道之前予以释放【Every vessel shall have its anchors cleared and have the anchor marking buoys free to deploy (weak link to hold buoy line on board) with the buoy lines firmly secured to each anchor and ready to be released prior to entering the Seaway】。

(b)每艘船舶均应在圣劳伦斯航道水域内抛下锚时,展开其锚标浮筒(Every vessel shall deploy the anchor marking buoy when dropping an anchor in Seaway waters)。

§401.15“尾锚”规定了[1]:

(a)在1975年1月1日后安放龙骨(the keel of which is laid after January 1,1975),总长大于125 m的每艘船舶均应配置一只尾锚。

(b)在2003年1月1日后建造(which is constructed after January 1,2003),总长大于125 m的每一推-驳组合体或铰接式的推-驳单元(Every integrated tug and barge or articulated tug and barge unit greater than 125 m in overall length)均应配置一只尾锚。

9 结 语

前已述及,航道规则(33CFR401)的某些规定,可在航道手册“船舶通过”中找到相应的具体要求,其举例见表 1[1,4]。

表1 航道规则中规定与航道手册中要求对照举例

在表1中,“401.7护舷材”只有简短的几条规定,而在航道手册中有5条要求,且均配以附图;对于“401.8登岸吊杆”,在航道手册中,以“典型的登岸吊杆”作了图文并茂的详细说明(详见本文的6“登岸吊杆”)。对船舶设计、建造和使用者,航道手册有较实用的参考价值。建议将航道规则中的“规定”与航道手册中的“要求”一起使用。

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