62 000 t 普通干货船货舱集装箱改造技术1

高明星

（大连中远海运重工有限公司，辽宁大连 116113）

0 引言

从2020 年下半年开始，全球供应链受阻问题愈发突出，全球航运和物流系统遭受空前冲击，集装箱运费屡创新高。此外，从2021 年开始，全球汽车运输船市场出现强势反弹，新能源汽车的市场需求飙升，特别是中国汽车产业迈入加速转型的快车道，国产汽车出口需求持续增长。专业汽车运输船运力不足，运费高涨，成为中国汽车制造全球化发展的“绊脚石”。

发展强势的集装箱运输市场和汽车运输市场悄然影响了传统干散货船的操作及运营模式。本文基于某62 000 t 普通干货船货舱集装箱改造项目，对货舱内集装箱系固方案、货舱内集装箱布置方案进行介绍，并对货舱结构改造主要内容和施工精度控制要点等进行分析。

1 项目概况

62 000t 普通干货船是一艘单机单桨、低速柴油机驱动、定距桨推进、低油耗、环境友好的多用途船，适合无限航区。主尺度信息见表1。

表1 船舶主尺度信息

在改造前，该船的货舱可装运纸浆、谷物、铁矿石、钢卷筒等散装货物，以及火车、风电设备等大型机械设备，还可以装载部分危险品。舱口盖可运输集装箱和大型货物，改造前的货舱不具备装箱功能。随着航运市场的变化，船东经营策略做出优化调整，提出要将该船的货舱区进行集装箱升级改造，以期抢占火爆的集装箱及汽车运输市场，要在满足现行规范要求的前提下，以较为经济的改装工程实现最大舱内集装箱数量。

2 改造方案

2.1 货舱内集装箱系固

集装箱系固方式直接关系到该船舶运输过程的安全性和经济性，同时也会对船舶的总布置造成影响，是一个需要在设计初期特别关注的问题[1]。综合考虑各种集装箱系固方式的优缺点和船舶营运实际需求，本船最终选用如下系固方式：

1）1 号货舱的集装箱采用全自动扭锁系固方式，同一列集装箱垂向由全自动扭锁连接，以承受集装箱层间的分离力；左右方向的箱列互不相连，无其他系固措施。

2）2～6号货舱的集装箱采用全自动堆锥系固方式，同一列集装箱垂向由全自动堆锥连接，以承受集装箱层间的分离力；左右方向通过全自动堆锥上的压力适配器传递箱列之间的横向力，最顶层箱的上部箱角横向无须连接。

3）1～6号货舱的内底均采用埋入式的集装箱箱角底座，通过系固锁具将集装箱角件与内底的箱角底座进行连接固定。

采用上述系固方式可实现较大的集装箱堆重。由于货舱内横纵舱壁的表面没有凸出的固定式系固设施，故其不会对原船已有的装载功能产生影响。此外，该系固方式所使用的活动件均可在码头完成安放，无须人员进入舱内进行操作，有利于提高人员操作的安全性和装卸效率。

2.2 货舱内集装箱布置

综合考虑货舱实际尺寸、系固方式和船东要求，确定货舱内主要装载20 英尺（1 英尺=0.304 8 米）集装箱（标箱）、40 英尺集装箱（高箱）和48 英尺框架箱（特制）等3 种箱体。其中，48 英尺框架箱（特制）是由船东自主研发的可折叠商品车专用集装箱。各货舱内集装箱布置情况如下。

1）1 号货舱：后部可布置1 排8 列7 层20 英尺集装箱（标箱）。

2）2～5号货舱：前部可布置1 排11 列6 层40英尺集装箱（高箱），后部可布置1 排11 列6 层40英尺集装箱（高箱）或1 排11 列8 层48 英尺框架箱（特制）。

3）6 号货舱：前部可布置1 排11 列6 层20 英尺集装箱（标箱）或1 排5 列6 层40 英尺集装箱（高箱）或1 排5 列7 层48 英尺框架箱（特制）。

按照上述布置方案，各货舱承装各种集装箱的最大装载能力见表2，货舱内集装箱装载组合工况见表3。

表2 各货舱承装各种集装箱的最大装载能力

表3 货舱内集装箱装载组合工况

3 货舱改造的主要任务

货舱载运集装箱后势必会对原船的稳性、结构强度等方面带来一些不利影响，需要设计方、建造方、船东方及船级社等单位投入更多关注。需要对改造后的船舶质量、船舶稳性、货舱内集装箱绑扎受力情况、船体结构强度等进行全面计算和校核。需要将船舶的稳性手册、集装箱装载布置图、集装箱绑扎手册、船体结构加强图纸及计算书等内容进行重新编制送审[2]。改造后的船舶在经过系统评估及有关机构认可后方能承运集装箱货物。

62 000t 普通干货船货舱区的施工改造工程主要包括以下5 个方面：

1）改造后的船舶增加了货舱内装箱工况，需要按照《钢质海船入级规范》[3]中集装箱船结构强度直接计算的相关要求，建立货舱段有限元计算模型，对原船货舱区域主要构件在装载集装箱工况下的强度进行评估[4]。有限元计算结果显示：原船在靠近横舱壁结构附近的双层底纵桁存在剪应力超标的情况，需对双层底纵桁结构进行局部增加板厚的处理。

2）集装箱作为运输组件载体，其内部装载货物的质量主要集中在集装箱的4 个角柱上，装载于货舱内的集装箱会对内底板产生很大的集中力，需在内底的箱角底座位置增加埋入式箱角底座及加强结构，并对其局部结构强度进行校核。

3）当船舶发生横摇时，货舱内的集装箱堆垛所承受的横向力会通过压力堆锥支撑传递到货舱的内纵壁，需要在内纵壁反侧增加支撑加强结构，并对其局部结构强度进行校核。

4）新增加强结构与原船已有管舾装干涉导致的管舾装修改工程，以及因施工需要对原船管舾装的临时拆卸与回装工程。

5）需要对有改动的系统管路及舱室结构重新进行密性检验。

4 箱角安装精度要求

埋入式箱角的安装精度直接影响到集装箱的装载情况，若精度控制不到位，就有可能出现堆垛在上层的集装箱因倾斜而导致“挤死”或堆放干涉的现象。以常见的20 英尺和40 英尺集装箱为例，其箱角安装精度要求见表4，箱角安装公差示意见图1。在所有工程结束后，需要进行装箱试验，以确保集装箱装卸过程顺畅高效。

图1 箱角安装公差示意图

表4 箱角安装精度要求

5 结论

本文基于某62 000 t 普通干货船货舱集装箱改造项目，介绍了货舱内集装箱系固方案、货舱内集装箱布置方案，并分析了货舱结构改造主要内容和施工精度控制要点，得出如下结论：

1）将普通干货船货舱进行集装箱改造是可行的，但需要在设计、施工等各个环节严格按照相关标准和规范进行操作，确保货物运输的安全性和有效性。

2）集装箱改造技术可显著提高货舱的货物装载能力和运输效率。

3）在进行集装箱改造前，需要进行合理的货物规划和设计，确保货物运输和装卸的合理性，避免浪费时间和成本。

4）在设计货舱装箱方案时，需要考虑货物的装卸便捷性和货舱的通风、排水等因素，以确保船舶在货物运输过程中的安全和正常运行

5）需要对货舱进行适当的改造和加强，以确保货物和船舶的安全。