回头缆在船舶系泊中的应用

2021-02-06王明勇宁波引航站

珠江水运 2021年1期

◎ 王明勇宁波引航站

1.影响船舶系泊安全的因素

中国经济发展对能源和原材料需求越来越大，极大促进了国际航运业的进步。为满足对大宗货物的巨大需求，船舶越来越大型化，港口也越来越大型化、深水化。随着船舶大型化、超大型化步伐的加快，越来越多的超大型船舶在我国多个港口停靠。船舶的系泊安全已经成为构成船舶事故和风险的重要因素。很多港口都发生过船舶断缆事故，给船舶和港口造成了巨大的损失。究其原因，大致有两方面因素。

1.1 客观因素

港口朝大型化、深水化发展后，优质岸线资源变得稀缺，码头被迫建在非理想水域。有些码头建在强风流区域，恶劣的气候和环境给靠泊期间的船舶系缆带来的巨大威胁。这些不利因素包括：台风季节强劲的吹开风；落山风；大潮汛；急流；涌浪；旁边大船高速经过等，特别是这些不利因素叠加同时作用在船体上时，其威胁程度将大大增加。

1.2 人为因素

码头、船舶系泊设备设计布置不合理，某些方面存在固有缺陷；设备维护保养不足或不当；系缆绳布置的角度、长度等方面存在不合理，没有充分利用现有设备的性能；货物装卸、压载水及燃油作业不当，造成过大纵倾或外向横倾。靠泊期间疏于管理，没有及时发现安全隐患或发现问题消除不及时。

2.船舶系泊设施分析

2.1 缆绳配置

船舶系泊设施的配置通常是船东根据船级社的要求和建议，按照国际船级协会（IACS）提出的舾装数计算方法，为船舶配备符合其数量、长度和破断强度等要求的系缆。在船舶系泊作业中，码头、船长以及监管机构都希望尽可能多的缆绳来保证船舶系泊安全，所以在配备缆绳时既要满足船舶的安全生产需要，又要不浪费增加船东不必要投入。

舾装数计算公式：

EN表示舾装数，D表示船舶排水量，h表示结构吃水至最高层甲板室顶部的有效高度，B表示船宽，A表示规范船长范围内，结构吃水以上的船体部分和上层建筑以各层宽度大于B/4的甲板室的侧投影面积之和。

舾装数主要是按照船舶在封闭式港口内，波浪相对较小，系泊船舶主要受风流的作用来确定的。通常情况下的，在开敞式码头的系泊船因风、浪、水流等外力的作用对系缆产生的拉伸作用往往超出上述的预定条件。船舶系缆力随着波浪、流速增大而增大，系缆由松弛到突然拉紧时的突然受力状态下，系缆的强度只能应按原来的50%计算。所以系缆的实船配置中应考虑增加100%以上的储备强度。通常万吨级以上船舶的艏艉甲板每船应配备系船缆6-12根、备用缆2根、拖缆1根。艏艉系船缆应尽量使用同一材料和规格的缆绳。

2.2 缆绳受力情况

船舶系泊缆绳按其布置位置和作用分为以下几种：（1）艏缆：由船艏向前出缆，使船艏靠紧码头，同时防止船舶后移。（2）艉缆：由船艉向后出缆，使船艉部分靠紧码头，同时防止船舶前移。（3）艏倒缆：在船艏部甲板适当位置朝后出缆，主要防止船舶前移。（4）艉倒缆：于船艉部甲板适当位置，向前出缆，主要是防止船舶向后移动。（5）艏横缆：位于艏缆与艏倒缆之间，与船体约垂直方向出缆，使船艏部分靠紧码头。（6）艉横缆：位于艉缆与艉倒缆之间，与船体约垂直方向出缆，使船艉部分靠紧码头。当船舶在停靠码头状态下，理想情况应该是所有缆绳平均分担船舶所受外界的总压力。在带缆的时候，出缆长度过长，船舶需要运动很大的幅度才能使合力增大到足以减小船舶移动速度和停止移动，如果船舶移动很长距离时才增大到大于外力，船舶惯性力的增量将与船速成平方倍增长，将难以得到控制。过短，在运动很小的幅度时，缆绳的受力就已经增大到超过其破断力，很容易造成断缆。

2.3 缆绳应用现状

由于码头平面布置型式和船舶长宽比例等先天条件的限制，导致各缆绳的长度差异较大，艏艉横缆较短，抵御横向力的条件较差。随着科学技术的进步和物流的需求，现代船舶向大型化专业化发展的趋势明显，同时推动着码头向离岸化、深水化发展。相较于传统遮蔽水域码头，位于离岸开敞水域里的码头，自然更加恶劣，船舶承受的风、流和波浪等外力比以往更大更复杂，大大增加了船舶断缆的危险性。因此需要各方充分利用现有的自然条件，优化设计，合理布置，发挥良好的操作技能，减少船舶在系泊期间的事故。

3.回头缆使用方法和注意事项

当船舶现有缆绳数量不足无法满足本次系泊要求时，人们发明了一根缆绳对折当做两根使用即带回头缆。最早回头缆用在船舶系泊浮筒时，将缆绳船首（尾）的一舷通向浮筒穿过浮筒环回到船首（尾）的另一舷，并挽牢在缆桩上的系缆。回头缆在船首尾各带一根，主要用于离浮筒，平时则不受力。借鉴这种方式，在某些有特殊要求的码头，可以利用回头缆来弥补缆绳数量上的不足，以满足码头要求。其操作方法为：首先预估好绞缆机距码头缆桩的距离，将缆绳从缆机上松出略多于2倍此距离的长度，将引缆绳系在缆绳的中间位置，将大缆琵琶头套在船上缆桩上，将缆绳随同引缆从导缆孔松出，由码头工人拉到码头套进岸桩，船上利用绞缆机收绞至适当程度。

这种方式的优点是不需额外增加缆绳数量，节约了成本；回头缆的两段其材质规格完全一致，这种系泊方式也可以保证两段缆绳的长度和角度基本一致，可以使整根缆绳达到最佳的受力状态。但这种非常规的系泊方式也有明显的缺陷和局限性，大角度的对折造成缆绳在受力状态会产生严重的局部变形，降低破断强度，对折的两段缆绳并不等同于两根独立的缆绳，根据经验约相当于1.5根的效果；船上系泊设施的设计和布置并没有考虑的这种方式，所以在决定带回头时需要进行全面规划部置，合理分配导缆孔和缆桩，使每根缆绳获得最佳的走向和角度，但还是不可避免会造成缆绳走向堆放的复杂凌乱，增加船员的工作难度和风险；岸桩不会像船上导向轮一样转动，在松绞缆绳时，摩擦作用会造成缆绳永久性的损伤，损伤程度取决于岸桩的光滑程度。

4.保证系泊安全的措施

（1）提高船岸双方的安全意识。加强安全值班，定期对船舶和码头进行巡视检查，确保船岸系泊设施处于良好状态，发现问题要及时改进，消除一切事故隐患。

（2）根据缆绳受力程度及时调整，使船舶紧贴码头碰垫，避免缆绳过松导致船舶纵向或横向运动幅度过大而产生惯性，导致缆绳瞬间受力增加。当发现缆绳过松船舶有漂离码头时，应首先收紧迎流端的缆绳，然后再收紧流尾端缆绳，防止船舶内挡受流导致流压增加。调整缆绳时要根据缆绳长短和新旧情况进行调整，使所有缆绳合理均匀受力，尽量使承受相同方向风流压力的缆绳处于相同的松紧状态。

（3）密切关注靠泊期间气象预报和潮汐潮流情况，当发生风流变化很大及大潮汛期间，要增加巡视检查频率，做好应急准备，制定应急预案，包括申请拖轮监护。确保在发生危险和意外时，最大限度降低损失。