IACS新系泊规范对客滚船系泊配置的影响

2020-03-31高朋涛

船舶标准化工程师 2020年2期

高朋涛

（中船邮轮科技发展有限公司，上海 200137）

0 引言

对于常规客滚船而言，常用的系泊型式即为码头系泊。

系泊模式是指船与码头间系泊缆索的几何布置方式。一般应用的系泊模式即系泊索的布置应能抵抗从任何方向来的外力。由于这些外力最终可以分解成纵向和横向分力，因此把系泊索的布置归结为纵向（倒缆）和横向（横缆）两类。这就是通常所说的一个有效的系泊模式的指导原则。

倒缆和横缆的功能各有不同。倒缆在两个方向约束船舶（船向前和向后）；横缆仅在一个方向约束船舶（船离开码头），对着码头方向的约束依靠碰垫和防撞桩。在一个推离码头的外力作用下，所有横缆将受力。按外力的方向，向后或向前的倒缆只有单向受力。如果诸倒缆中有预拉力，则只有前后倒缆所受力的差可用于约束船的纵向运动。在某些系泊模式中，除了横缆和倒缆外还设有艏艉缆。艏艉缆在抵抗纵向力的作用时类似倒缆，抵抗横向力的作用时类似横缆。典型模式如图1所示。

图1 典型系泊模式

船舶的系泊设备必须能抵御诸多外力因素，如风、水流、潮汐、波浪和吃水变化等。相比其他类型船舶，如油船、散货船等，客滚船上层建筑的层数较多，所以位于船舶最大吃水以上的面积也会大很多，从而导致风力对系泊产生较大影响。

船舶由于潮汐涨落或装卸货引起的与码头相对高度的变化所产生的系泊力，可采取调整缆索的长度加以补偿。对于大型客滚船而言，由于调整缆索长度的工作量巨大，因此一般选用带有恒张力功能的绞车。恒张力绞车可以通过调节液压系统的平衡阀或者设置传感器使缆绳张力保持在一个预定的值。当船舶受到潮汐涨落或者装卸货物影响时，绞车可以通过收放缆绳来保证缆绳上的张力不变，这对于缆绳的使用年限也是有一定好处的。但也正因为这个特性，在石油公司国际海事论坛（Oil Companies International Marine Forum，OCIMF）中有明确要求，在某些特定的船型上是不允许使用恒张力功能的，比如液化气船、油船等。在靠泊情况下进行输油、输气等装卸工作的船舶必须首先保证装卸作业的安全性。

1 规范要求

虽然规范中对系泊设备的要求仅为建议性的，而非入级项目，但对于客滚船而言，通常都把规范建议作为选取系泊索的依据，并结合码头的具体要求适当增加缆绳数量。

在新规范IACS RECOMMODATION 10生效以前，各船级社对系泊索的建议是基于舾装数进行选取。新规范在此基础上进行了进一步的细化，首先新规范以舾装数2 000为分界点，将缆绳的选取划分为2种情况。

1.1 舾装数小于等于2 000的情况

如果舾装数未超过2 000，缆绳按照表1选取。在此基础上，如果船舶侧投影面积A1与舾装数EN的比值超过0.9，则按照以下原则增加缆绳数量：

表1 缆绳选取表

1.2 舾装数大于2 000的情况

1.2.1 缆绳强度的选取

缆绳选取对应的最大风速Vw如下。

对于侧投影面积2 000 m2＜A1≤4 000 m2的客船、渡轮及汽车运输船，Vw=25.0－0.002(A1－2 000)。

对于侧投影面积＞4 000 m2的客船、渡轮及汽车运输船，Vw=21.0。

对于其他船舶，Vw=25.0。

在计算船舶侧投影面积时，要考虑几种情况：

1）对于油轮、化学品油轮、散货船和矿石船，计算侧面投影面积A1时应考虑最轻的压载吃水。

2）在计算侧面投影面积A1时，可考虑去除受到码头遮蔽的面积，例如，码头高出水面3 m，则高于水线3 m范围内的船体面积可以不计算在内。

3）装载手册中给出的甲板货物应包括在侧面投影面积A1中，如果没装货的轻载工况下侧面投影面积A1更大，则不需要考虑装甲板货物的情况，这两种情况中选取侧投影面积较大的一种。

计算缆绳最小破断拉力（MBL）的公式为

最小破断拉力可以限定在1 275 kN以下，但这种情况所对应的风速达不到前面提到的最大风速，所以可接受的风速需要按照式（2）进行换算。

MBL*为实际选用的缆绳破断拉力，但此破断拉力所对应的最小风速不能小于21 m/s。

1.2.2 缆绳数量的选取

艏艉缆的总数量n为

n=8.3×10-4·A1+6

对于油船、化学品船、散货船或矿砂船，艏艉缆的总数量为

n=8.3×10-4·A1+4

艏艉缆及横缆的数量可以通过调整最小破断拉力来增减。

增加缆绳数量，则MBL*=1.2·MBL·n/n*≤MBL

减少缆绳数量，则MBL*=MBL·n/n*

式中：n*为增减缆绳数量后实际所使用的缆绳数量。

同理，缆绳的最小破断拉力也可以反过来通过调整缆绳数量进行增大或减小。

根据舾装数选取倒缆的数量。当舾装数N＜5 000时，选2根；当舾装数N≥5 000时，选4根。

1.2.3 缆绳长度的选取

当舾装数N≤2 000时，缆绳的长度按照表1选取；当舾装数N＞2 000时，缆绳的长度取200 m。

单根缆绳的长度允许缩短上述长度的7%，但所有缆绳的总长度应相当。

2 实例分析

下面以2条不同尺度的客滚船为例，按新旧规范分析其配置。

2.1 实例 1

该船为一艘中小型近海航行客滚船，其主要参数如表2所示。

表2 该船主要参数

2.1.1 计算舾装数

式中：Δ为夏季载重线下的型排水量，t，Δ≈8 454.8 t；A为船长L范围内夏季载重水线以上的船体部分和上层建筑以及各层宽度＞B/4的甲板室的侧投影面积的总和，m2，A=1 884.8 m2（见图2）；h为从夏季载重水线到最上层舱室顶部的有效高度，m，h=20.10 m；B为船宽，m，B=21.00 m；EN为舾装数，EN=1 447.8。

图2 侧投影面积

2.1.2 系泊索的配置

通过计算，该船舾装数EN=1 447.8，按照旧规范要求，系泊索配置见表3。

表3 旧规范配置

若按新规范要求，该船舾装数EN=1 447.8＜2 000，系泊索按照表1配置见表4。

表4 新规范配置

最后该船按新旧规范要求进行系泊配置的结果见表5。

表5 新旧规范配置对比

2.2 实例 2

该船为一艘大型远洋航行客滚船，其主要参数见表6。

表6 该船主要参数

2.2.1 计算舾装数

式中：Δ为夏季载重线下的型排水量，t，Δ≈23 500 t；A为船长L范围内夏季载重水线以上的船体部分和上层建筑以及各层宽度＞B/4的甲板室的侧投影面积的总和，m2，A=4 735.00 m2；h为从夏季载重水线到最上层舱室顶部的有效高度，m，h=28.00 m；B为船宽，m，B=27.80 m；舾装数EN=2 850.7。