倪偉平，鄭天祥，趙德奎

(1.上海船舶研究設(shè)計院，上海 201203；2.大船集團(tuán)山船重工設(shè)計所，河北 山海關(guān) 066206)

85 000 DWT散貨船是上海船舶研究設(shè)計院重點打造的新一代海豚系列散貨船，長227.2 m，寬36 m，較此前推出的卡爾薩姆型82 000 t散貨船吃水更淺，適合靠泊更多港口，可通過拓寬并啟用的巴拿馬運(yùn)河新航道。系泊設(shè)計是全船舾裝設(shè)計的重要組成部分，不僅要滿足船舶的常規(guī)靠泊，還要考慮應(yīng)急狀態(tài)下的拖帶問題，同時還要兼顧港口、運(yùn)河等特殊要求。85 000 DWT散貨船的系泊設(shè)計以規(guī)范要求為基礎(chǔ)，滿足巴拿馬運(yùn)河新船閘系泊要求，考慮首部應(yīng)急拖帶要求，可實現(xiàn)常規(guī)的系泊模式。在設(shè)計階段船東提出該船需要滿足多個港口的系泊要求，甚至需要考慮大型鐵礦石運(yùn)輸港口。由于各港口官方資料并不詳盡，設(shè)計人員只能利用有限的港口資料進(jìn)行分析，借鑒已有文獻(xiàn)中提及的靠泊經(jīng)驗，并與船東反復(fù)溝通，不斷優(yōu)化85 000 DWT散貨船的系泊選型和系泊布置，制定具有廣泛適應(yīng)性的系泊模式，同時探討滿足PDM港的系泊設(shè)計。

1 系泊布置方案

1.1 系泊設(shè)備選型

系泊設(shè)計通常包括系泊設(shè)備選型和系泊設(shè)備布置。系泊設(shè)備選型包括纜索、系泊絞車、系泊屬具等選型。纜索破斷力是上述選型的基礎(chǔ)，需要根據(jù)規(guī)范確定。根據(jù)入級船級社相關(guān)章節(jié)要求和IACS REC.10關(guān)于錨泊、系泊和拖帶的規(guī)則[1]，通過計算確定85 000 DWT散貨船的纜索破斷力為649 kN，纜索基本數(shù)量為12根；應(yīng)急拖帶索的破斷力為1 471 kN。船東在規(guī)格書中規(guī)定纜索的最小破斷力為735 kN，大于上述規(guī)范計算要求。

由于85 000 DWT散貨船最大船寬為36 m，需要滿足巴拿馬運(yùn)河新船閘的系泊要求。按照巴拿馬運(yùn)河當(dāng)局規(guī)則(以下簡稱ACP規(guī)則)，通行于新船閘的船舶本身首尾各配置6根馬尼拉或纖維纜索，其中首尾部各4個纜索存儲于絞車上待用；纜索長度不小于100 m，纜索長度大于200 m且端部均有眼索，則相當(dāng)于2根纜索；系泊絞車牽引纜索的速度不小于37 m/min。船舶的所有導(dǎo)纜孔均為雙式，即通孔面積不小于900 cm2；與雙式導(dǎo)纜孔匹配的帶纜樁為雙式帶纜樁，即最小直徑為406 mm，最大不超過506 mm，且能承受628 kN的載荷；導(dǎo)纜孔和帶纜樁分別用于系泊操作和拖帶操作，系泊載荷為628 kN，拖帶載荷為883 kN；用于纜索的導(dǎo)向的導(dǎo)纜滾輪的載荷為628 kN。

根據(jù)ACP規(guī)則，位于首尾中心或替代位置、滿足“SET1”和“SET4”的導(dǎo)纜孔及其配對帶纜樁將用于系泊操作；滿足“SET2”和“SET3”及額外增加的導(dǎo)纜孔及其配對帶纜樁滿足將用于拖帶操作[2-3]。

綜上，確定85 000 DWT散貨船纜索、系泊絞車、系泊屬具等基本信息，見表1。

表1 85 000 DWT散貨船系泊配置信息

1.2 基本系泊模式

根據(jù)系泊布置原則和典型的系泊模式要求[4]，結(jié)合ACP規(guī)則對導(dǎo)纜孔的布置要求，確定85 000 DWT散貨船的系泊方案，見圖1。

圖1 85 000 DWT散貨船系泊方案

首部布置2臺組合式錨機(jī)，第一和第二貨艙之間，第六和第七貨艙之間各布置1部系泊絞車，尾部布置2部絞車；錨機(jī)和絞車分別包含2個主卷筒和1個副卷筒，12根纜索由主卷筒引致舷側(cè)，副卷筒可輔助帶纜；絞車主卷筒和副卷筒在到達(dá)舷邊的路徑上布置帶纜樁、導(dǎo)纜孔等系泊。假定船舶右舷靠港，對錨機(jī)和絞車進(jìn)行編號，12根纜索分別用作首纜H1和H2、首橫纜FB1和FB2、尾纜S1和S2、尾橫纜AB1和AB2、首倒纜FSP1和FSP2，尾倒纜ASP1和ASP2；可實現(xiàn)首尾各“2+2+2”的基本系泊模式，即首纜、首倒纜和首橫纜各2根，尾部尾纜、縱纜和橫纜各2根，首尾基本對稱布置。

調(diào)整首橫纜 FB1和FB2為首纜，調(diào)整首倒纜FSP1為橫纜，調(diào)整尾橫纜AB1和AB2為尾纜，調(diào)整尾倒纜ASP1為橫纜，可實現(xiàn)“4+4+2+2”的系泊模式，即首纜4根、尾纜4根、倒纜和橫纜各2根。尾橫纜AB1和AB2調(diào)整為尾纜時，可根據(jù)需要改變出纜方向，與尾纜S1和S2保持同向性，從而達(dá)到更好的系泊效果。

為便于理解，將錨機(jī)和系泊絞車主卷筒上的纜索稱為主纜，由副卷筒牽引后系固于帶纜樁上的碼頭纜索稱為副纜。85 000 DWT散貨船基本系泊模式均由主纜完成。按照絞車副卷筒的配置，可增配4～6根副纜，作為上述基本系泊模式的拓展。

2 針對港口要求的系泊設(shè)計

85 000 DWT散貨船的系泊布置方案得到ACP當(dāng)局的認(rèn)可，滿足散貨船常規(guī)系泊模式要求，但船東審核時提出滿足更多港口的系泊要求，比如，澳大利亞的海因波特港、黑德蘭港等，甚至提出靠泊巴西PDM港的要求。為此，需要對港口系泊要求進(jìn)行分析，制定相應(yīng)的系泊方案。

2.1 澳大利亞部分港口系泊要求

海因波特港的達(dá)爾林普爾灣煤運(yùn)碼頭官方文件要求靠泊船舶的纜索必須是聚丙烯材質(zhì)，首尾纜必需是主纜；6.5萬～9.5萬t位的船舶，至少有10根纜索位于主卷筒上，纜索破斷力不小于520 kN，絞車工作負(fù)載不小于137 kN，支持負(fù)載不小于314 kN；用于拖帶的帶纜樁和導(dǎo)纜孔、滾輪等系泊件的安全工作載荷不小于637 kN[5]?？坎唇?jīng)歷顯示，該港一般采用“4+4+2”的系泊模式，天氣不好時須提前安排備用纜[6]。

黑德蘭港官方文件要求，該港不接受鋼制纜索；停靠力拓鐵礦石碼頭時，船舶用于拖帶的帶纜樁安全載荷不小于637 kN；?？勘睾捅赝罔F礦石碼頭時，纜索的破斷力不小于735 kN[7-8]。根據(jù)以往靠泊經(jīng)驗，船舶帶纜數(shù)量要求為首纜4根、尾纜4根、首尾橫纜各2根、首尾倒纜各2根，這些纜索可能根據(jù)特殊環(huán)境需要調(diào)整[9]。

?？康て柛酆臀譅柨铺馗鄣牧ν罔F礦石碼頭的船舶，必需配置安全工作載荷不小于637 kN的帶纜樁，分別配置至少16根和18根狀態(tài)良好的纖維纜索，如果配置鋼纜，僅容許至少25 m軟尾纜索(含琵琶頭)[10-11]。但從船舶靠泊情況來看，港口一般采用“4+2+4”帶纜模式，即首纜4根、尾纜4根、倒纜2根，如果風(fēng)浪較大，則至少增加1根橫纜[12]。

2.2 拉美洲部分港口系泊要求

哥倫比亞煤炭輸出港口德拉蒙德港，以代理咨詢文件的形式給出碼頭系泊要求：靠泊船舶的纜索為人造纖維，并保持同一規(guī)格和材質(zhì)或等同要求，最小破斷力為539 kN；纜索數(shù)量必需為偶數(shù)；巴拿馬型船舶需要首纜2根、尾纜2根、首尾橫纜各2～4根、首尾倒纜各2根；好望角型船舶則需要首纜2根、尾纜2根、首尾橫纜各4根、首尾倒纜各2根[13]。

巴西PDM港的1號碼頭(Pier 1)和3號碼頭(Pier 3)可停靠配置纖維纜索的散貨船，根據(jù)不同噸位的散貨船提出不同系泊模式。8萬～15萬t位的散貨船?？縋ier 1時，系泊模式包含首尾纜各2根系分別系于9號和2號系墩、首尾橫纜各3根分別系于8號和3號系墩，首尾倒纜各4根分別系于4號至7號系柱；其中倒纜為鋼纜，直徑為40 mm，如無鋼纜，額外增加2條纖維倒纜；纜索破斷力為686 kN。Pier 3包含2個泊位，分別Pier 3S和Pier 3N，均對8～15萬噸位的散貨船提出18根纜索的系泊模式，纜索配置同Pier 1的要求。Pier 3S要求首纜4根、尾纜4根、首倒纜3根、尾倒纜3根、首橫纜2根和尾橫纜2根，首尾纜為鋼纜，其余可為纖維纜；如無鋼纜，額外增加兩條纖維倒纜。Pier 3N則要求首尾纜7根、首倒纜3根、尾倒纜3根，橫纜5根；首纜和1根首倒纜為鋼纜，其余可為纖維纜；如無鋼纜，額外增加2條纖維倒纜[14]。

2.3 滿足港口要求的系泊方案分析

根據(jù)船東反饋運(yùn)營船舶的靠泊經(jīng)驗，上述港口的系泊模式可由主纜和副纜共同完成，采用“4+4+4+4”的系泊模式時，可由12根主纜和4根副纜實現(xiàn)；采用“4+4+6+4”的系泊模式時，可采用主纜12根與6根副纜配合完成。

85 000 DWT散貨船的系泊布置方案可以滿足“4+4+2+2”和“2+2+4+4”的主纜系泊模式，同時可增配4～6根副纜。對照上述港口的系泊要求，結(jié)合船東提供的營運(yùn)經(jīng)驗，借鑒現(xiàn)有文獻(xiàn)提及的靠港經(jīng)歷，85 000 DWT散貨船如果以主纜和副纜配合的方式，實現(xiàn)16根纜索到18根纜索的系泊模式，則可以靠泊大多港口。PDM港要求20根纖維纜索的系泊模式，需要特別研究。85 000 DWT散貨船靠泊港口分析信息見表2。

表2 85 000 DWT散貨船靠泊港口分析信息

針對主纜與副纜配合的系泊模式，對85 000 DWT散貨船現(xiàn)有的基本系泊模式進(jìn)行調(diào)整更新，形成滿足大多港口系泊要求的系泊方案。

新系泊方案沒有改變85 000 DWT 散貨船的系泊配置和布置細(xì)節(jié)，可以實現(xiàn)“4+4+6+4”共計18根纜索的系泊模式，其中4根首纜、4根尾纜、2根首倒纜和2根尾倒纜由主纜實現(xiàn)，首尾橫纜均借助副纜實現(xiàn)，新增2根倒纜也由副纜實現(xiàn)。

針對PDM港系泊要求，以Pier 1為例進(jìn)行特別研究，制定滿足PDM港要求的85 000 DWT散貨船系泊方案，同時針對首尾部系泊方案進(jìn)行放大，見圖2。

圖2 滿足PDM港Pier 1要求的系泊方案

該方案可以滿足Pier 1 20根纜索的系泊要求，首尾纜索布置基本以船中對稱；尾部增加副纜AB2、AB3和ASP3作為倒纜系于5號系樁，首部增加副纜FSP3、 FB2和FB3作為倒纜分別系于6號和7號系墩；首尾部各增加1根副纜作為橫纜分別系于8號和3號系墩；為布置副纜AB2、FB3需要增加相應(yīng)的帶纜樁和導(dǎo)纜孔。

3 結(jié)論

針對多個港口的系泊要求，借鑒船舶靠港經(jīng)驗，分析85 000 DWT散貨船的系泊選型和系泊模式，確定12根主纜和6根副纜組合的方式式，實現(xiàn)“4+4+6+4”的系泊模式，可滿足大多港口的系泊要求。針對PDM港的特殊要求，積極挖掘85 000 DWT散貨船現(xiàn)有系泊設(shè)計的優(yōu)勢，在盡量減小修改的基礎(chǔ)上，形成滿足PDM港的系泊方案。

85 000 DWT散貨船的系泊設(shè)計滿足規(guī)范、運(yùn)河和眾多港口的系泊要求，得到船東的認(rèn)可。