回頭纜在船舶系泊中的應用

◎ 王明勇 寧波引航站

1.影響船舶系泊安全的因素

中國經(jīng)濟發(fā)展對能源和原材料需求越來越大，極大促進了國際航運業(yè)的進步。為滿足對大宗貨物的巨大需求，船舶越來越大型化，港口也越來越大型化、深水化。隨著船舶大型化、超大型化步伐的加快，越來越多的超大型船舶在我國多個港口?？?。船舶的系泊安全已經(jīng)成為構成船舶事故和風險的重要因素。很多港口都發(fā)生過船舶斷纜事故，給船舶和港口造成了巨大的損失。究其原因，大致有兩方面因素。

1.1 客觀因素

港口朝大型化、深水化發(fā)展后，優(yōu)質(zhì)岸線資源變得稀缺，碼頭被迫建在非理想水域。有些碼頭建在強風流區(qū)域，惡劣的氣候和環(huán)境給靠泊期間的船舶系纜帶來的巨大威脅。這些不利因素包括：臺風季節(jié)強勁的吹開風；落山風；大潮汛；急流；涌浪；旁邊大船高速經(jīng)過等，特別是這些不利因素疊加同時作用在船體上時，其威脅程度將大大增加。

1.2 人為因素

碼頭、船舶系泊設備設計布置不合理，某些方面存在固有缺陷；設備維護保養(yǎng)不足或不當；系纜繩布置的角度、長度等方面存在不合理，沒有充分利用現(xiàn)有設備的性能；貨物裝卸、壓載水及燃油作業(yè)不當，造成過大縱傾或外向橫傾?？坎雌陂g疏于管理，沒有及時發(fā)現(xiàn)安全隱患或發(fā)現(xiàn)問題消除不及時。

2.船舶系泊設施分析

2.1 纜繩配置

船舶系泊設施的配置通常是船東根據(jù)船級社的要求和建議，按照國際船級協(xié)會（IACS）提出的舾裝數(shù)計算方法，為船舶配備符合其數(shù)量、長度和破斷強度等要求的系纜。在船舶系泊作業(yè)中，碼頭、船長以及監(jiān)管機構都希望盡可能多的纜繩來保證船舶系泊安全，所以在配備纜繩時既要滿足船舶的安全生產(chǎn)需要，又要不浪費增加船東不必要投入。

舾裝數(shù)計算公式：

EN表示舾裝數(shù)，D表示船舶排水量，h表示結構吃水至最高層甲板室頂部的有效高度，B表示船寬，A表示規(guī)范船長范圍內(nèi)，結構吃水以上的船體部分和上層建筑以各層寬度大于B/4的甲板室的側投影面積之和。

舾裝數(shù)主要是按照船舶在封閉式港口內(nèi)，波浪相對較小，系泊船舶主要受風流的作用來確定的。通常情況下的，在開敞式碼頭的系泊船因風、浪、水流等外力的作用對系纜產(chǎn)生的拉伸作用往往超出上述的預定條件。船舶系纜力隨著波浪、流速增大而增大，系纜由松弛到突然拉緊時的突然受力狀態(tài)下，系纜的強度只能應按原來的50%計算。所以系纜的實船配置中應考慮增加100%以上的儲備強度。通常萬噸級以上船舶的艏艉甲板每船應配備系船纜6-12根、備用纜2根、拖纜1根。艏艉系船纜應盡量使用同一材料和規(guī)格的纜繩。

2.2 纜繩受力情況

船舶系泊纜繩按其布置位置和作用分為以下幾種：（1）艏纜：由船艏向前出纜，使船艏靠緊碼頭，同時防止船舶后移。（2）艉纜：由船艉向后出纜，使船艉部分靠緊碼頭，同時防止船舶前移。（3）艏倒纜：在船艏部甲板適當位置朝后出纜，主要防止船舶前移。（4）艉倒纜：于船艉部甲板適當位置，向前出纜，主要是防止船舶向后移動。（5）艏橫纜：位于艏纜與艏倒纜之間，與船體約垂直方向出纜，使船艏部分靠緊碼頭。（6）艉橫纜：位于艉纜與艉倒纜之間，與船體約垂直方向出纜，使船艉部分靠緊碼頭。當船舶在停靠碼頭狀態(tài)下，理想情況應該是所有纜繩平均分擔船舶所受外界的總壓力。在帶纜的時候，出纜長度過長，船舶需要運動很大的幅度才能使合力增大到足以減小船舶移動速度和停止移動，如果船舶移動很長距離時才增大到大于外力，船舶慣性力的增量將與船速成平方倍增長，將難以得到控制。過短，在運動很小的幅度時，纜繩的受力就已經(jīng)增大到超過其破斷力，很容易造成斷纜。

2.3 纜繩應用現(xiàn)狀

由于碼頭平面布置型式和船舶長寬比例等先天條件的限制，導致各纜繩的長度差異較大，艏艉橫纜較短，抵御橫向力的條件較差。隨著科學技術的進步和物流的需求，現(xiàn)代船舶向大型化專業(yè)化發(fā)展的趨勢明顯，同時推動著碼頭向離岸化、深水化發(fā)展。相較于傳統(tǒng)遮蔽水域碼頭，位于離岸開敞水域里的碼頭，自然更加惡劣，船舶承受的風、流和波浪等外力比以往更大更復雜，大大增加了船舶斷纜的危險性。因此需要各方充分利用現(xiàn)有的自然條件，優(yōu)化設計，合理布置，發(fā)揮良好的操作技能，減少船舶在系泊期間的事故。

3.回頭纜使用方法和注意事項

當船舶現(xiàn)有纜繩數(shù)量不足無法滿足本次系泊要求時，人們發(fā)明了一根纜繩對折當做兩根使用即帶回頭纜。最早回頭纜用在船舶系泊浮筒時，將纜繩船首（尾）的一舷通向浮筒穿過浮筒環(huán)回到船首（尾）的另一舷，并挽牢在纜樁上的系纜?；仡^纜在船首尾各帶一根，主要用于離浮筒，平時則不受力。借鑒這種方式，在某些有特殊要求的碼頭，可以利用回頭纜來彌補纜繩數(shù)量上的不足，以滿足碼頭要求。其操作方法為：首先預估好絞纜機距碼頭纜樁的距離，將纜繩從纜機上松出略多于2倍此距離的長度，將引纜繩系在纜繩的中間位置，將大纜琵琶頭套在船上纜樁上，將纜繩隨同引纜從導纜孔松出，由碼頭工人拉到碼頭套進岸樁，船上利用絞纜機收絞至適當程度。

這種方式的優(yōu)點是不需額外增加纜繩數(shù)量，節(jié)約了成本；回頭纜的兩段其材質(zhì)規(guī)格完全一致，這種系泊方式也可以保證兩段纜繩的長度和角度基本一致，可以使整根纜繩達到最佳的受力狀態(tài)。但這種非常規(guī)的系泊方式也有明顯的缺陷和局限性，大角度的對折造成纜繩在受力狀態(tài)會產(chǎn)生嚴重的局部變形，降低破斷強度，對折的兩段纜繩并不等同于兩根獨立的纜繩，根據(jù)經(jīng)驗約相當于1.5根的效果；船上系泊設施的設計和布置并沒有考慮的這種方式，所以在決定帶回頭時需要進行全面規(guī)劃部置，合理分配導纜孔和纜樁，使每根纜繩獲得最佳的走向和角度，但還是不可避免會造成纜繩走向堆放的復雜凌亂，增加船員的工作難度和風險；岸樁不會像船上導向輪一樣轉動，在松絞纜繩時，摩擦作用會造成纜繩永久性的損傷，損傷程度取決于岸樁的光滑程度。

4.保證系泊安全的措施

（1）提高船岸雙方的安全意識。加強安全值班，定期對船舶和碼頭進行巡視檢查，確保船岸系泊設施處于良好狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題要及時改進，消除一切事故隱患。

（2）根據(jù)纜繩受力程度及時調(diào)整，使船舶緊貼碼頭碰墊，避免纜繩過松導致船舶縱向或橫向運動幅度過大而產(chǎn)生慣性，導致纜繩瞬間受力增加。當發(fā)現(xiàn)纜繩過松船舶有漂離碼頭時，應首先收緊迎流端的纜繩，然后再收緊流尾端纜繩，防止船舶內(nèi)擋受流導致流壓增加。調(diào)整纜繩時要根據(jù)纜繩長短和新舊情況進行調(diào)整，使所有纜繩合理均勻受力，盡量使承受相同方向風流壓力的纜繩處于相同的松緊狀態(tài)。

（3）密切關注靠泊期間氣象預報和潮汐潮流情況，當發(fā)生風流變化很大及大潮汛期間，要增加巡視檢查頻率，做好應急準備，制定應急預案，包括申請拖輪監(jiān)護。確保在發(fā)生危險和意外時，最大限度降低損失。

5.結語

總而言之，回頭纜在船舶系泊中有極大的應用價值，可以有效彌補傳統(tǒng)纜繩系泊方式的弊端，節(jié)省成本，考慮回頭纜自身的局限性，相關人員在船舶系泊的過程中應當結合實際環(huán)境情況和纜繩資源進行合理選擇，規(guī)避相應風險，從而保證系泊的安全性，促進我國航運的進一步發(fā)展。