船用系泊絞車在某外海開敞式大型減載平臺中的應(yīng)用

陳謙，周枝榮

（中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，上海 200032）

1 工程概況

工程位于浙江省嵊泗西綠華山石子岙南側(cè)海域，減載平臺外側(cè)卸船，可?？?艘20萬噸級散貨船，減載平臺內(nèi)側(cè)裝船，可?？?艘3.5萬噸級散貨船。減載平臺總長460 m，其中連片段長度288 m，寬度45 m，連片段下層設(shè)有9座靠船墩。平臺東端設(shè)置3個系纜墩，直徑分別為10 m、10m、7m，西端設(shè)置2個系纜墩，直徑均為10 m。

2 自然條件

平臺卸船側(cè)前沿極端高水位50 a一遇H1%波高為5.93 m。設(shè)計高水位4.52 m（當?shù)乩碚撟畹统泵?，下同），設(shè)計低水位0.63 m。

由水文資料分析[1]，平臺前沿漲潮流速1.67 m/s，流向283°；落潮流速1.39 m/s，流向97°。漲潮流速明顯強于落潮流速，落潮流向的離散性較漲潮流明顯，漲潮流向相對集中。平臺方位角為100°～280°。由此可見，平臺卸船側(cè)靠泊船舶在離散性較大的落潮流作用下，將有可能受到有一定夾角的水流推開作用，對帶纜造成不利影響。

3 已有系纜設(shè)施

平臺卸船側(cè)的系纜墩、靠船墩、連片平臺頂面均設(shè)有2 000 kN系船柱，其中每座系纜墩上設(shè)置2只系船柱，每座靠船墩上設(shè)置1只系船柱，連片平臺頂面兩端各設(shè)置3只系船柱。

平臺卸船側(cè)設(shè)計船型為10萬～20萬噸級散貨船，實際靠泊船型次數(shù)最多為20萬噸級的散貨船。船舶配備的纜繩數(shù)量相對固定，為18根。帶纜方式為“422”，即4根艏（艉） 纜、2根橫纜、2根倒纜。船舶帶纜圖示見圖1。由于落潮流流向的離散性較為明顯，在惡劣條件下船舶受到推開流作用較大，為保證船舶靠泊安全和避免斷纜風(fēng)險，有時需要通過拖輪頂推協(xié)助才能滿足船體的約束。在船舶配備的纜繩數(shù)量相對確定的情況下[2]，采取有效措施，增加對船舶的約束能力，提高船舶系泊安全性尤為必要。根據(jù)平臺工程特點和所處環(huán)境因素[3]，同時考慮系纜設(shè)施要避免對現(xiàn)有平臺作業(yè)的影響[4]，選用在連片平臺上兩端各增設(shè)1臺船用雙筒電動系泊絞車的方案。為系靠船舶在船艏、船艉各增加兩根纜繩。船舶帶纜圖示見圖2。為避免所增加纜繩長度過短，致各纜繩之間受力不均，增設(shè)系泊絞車位置需在條件允許情況下盡量遠離前沿線，可以采用滾柱導(dǎo)纜器來輔助引導(dǎo)纜繩走向。

圖1 平臺平面及船舶帶纜圖（已有系纜設(shè)施）

圖2 船舶帶纜圖（增設(shè)系泊絞車）

4 系泊絞車規(guī)格

系泊絞車型式為臥式、電動驅(qū)動的自動系泊絞車，設(shè)備包括：絞車本體、電動機、減速器、電控箱、操縱臺及恒張力系統(tǒng)及纜繩等。每臺絞車設(shè)置2個系纜卷筒，每個卷筒負載為300 kN（在卷筒第1層），兩個卷筒上的纜繩可獨立控制。系泊絞車配恒張力裝置，絞車自動收放纜繩的拉力可人工設(shè)定。在設(shè)定的拉力下，當外力大于設(shè)定拉力范圍時，絞車會自動放出纜繩，防止因受力過大而斷纜；當外力小于設(shè)定拉力范圍時，絞車會自動收緊纜繩，防止因纜繩松弛而導(dǎo)致系泊失效。單個系纜卷筒上纜繩鎖定時要求絞車支持負載應(yīng)≥1 000 kN。

5 系纜情況計算

根據(jù)現(xiàn)有船舶和增設(shè)系泊絞車后的船舶帶纜情況分別進行不同工況的計算，進行對比分析。

5.1 計算工況[5]

工況1：橫向風(fēng)+縱向流（滿載）；

工況2：橫向風(fēng)+縱向流（壓載）；

工況3：橫向風(fēng)+流向與船體夾角15°（滿載）；

工況4：橫向風(fēng)+流向與船體夾角15°（壓載）。

5.2 計算結(jié)果

表1表明：

1）通過增設(shè)船用系泊絞車，受力最大纜繩的系纜力明顯降低，大大降低了大型船舶在惡劣條件下系泊時斷纜的風(fēng)險。

2）增設(shè)船用系泊絞車后，計算工況下各纜繩的受力狀況得到了平衡，增加了船體的約束，船舶裝卸作業(yè)條件得到了改善。

表1 不同工況下船舶帶纜情況

6 結(jié)語

1）增設(shè)系泊絞車，進而增加系纜船舶纜繩的數(shù)量，可平衡纜繩受力，有效提高平臺系泊能力，有效改善惡劣條件下大型船舶系泊狀況。增設(shè)系泊絞車位置要考慮增設(shè)纜繩與其余纜繩長度的平衡。

2）船用系泊絞車尺寸較大，控制、通訊管線較多，在已有結(jié)構(gòu)上增設(shè)該設(shè)備受空間、運營等諸多因素限制。

3）由于大型散貨、油品等船舶配備纜繩數(shù)量相對固定，建議在條件相對惡劣的大型開敞式碼頭等工程實施前期階段，考慮配備系泊絞車的必要性。

4） 該減載平臺配備系泊絞車，進行了有益嘗試，對平臺系纜能力的提高，防止船舶在泊期間離檔，具有較好的效果。

[1] 海上散貨減載平臺工程初步設(shè)計[R].上海：中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，2008.

[2] 陳際豐，魏昌理，蔣華忠.快速脫纜滑車在某大型原油碼頭中的使用[J].水運工程，2011（9）：178-180.

[3]JTJ295—2000，開敞式碼頭設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)程[S].

[4]JTJ297—2001，碼頭附屬設(shè)施技術(shù)規(guī)范[S].

[5]JTS144-1—2010，港口工程荷載規(guī)范[S].