連云港小型船舶港內(nèi)泊位系泊抗臺可行性分析

摘 要：由于目前連云港無合適避臺錨地，在2012年防抗1210號臺風(fēng)中，中國船舶燃料連云港有限公司提前部署，通過認真分析臺

風(fēng)風(fēng)力要素，合理選擇理想避臺泊位，帶夠足以抵御臺風(fēng)最大風(fēng)力影響的纜繩，備車值守，最終安全抗擊臺風(fēng)正面襲擊。

關(guān)鍵詞：小型船舶 泊位 臺風(fēng) 錨地

2012年第10號臺風(fēng)“達維”7月28日2000時在西太平洋生成，沿西北方向向江蘇沿海移動。 8月1日凌晨，進入48小時警戒線，距江蘇沿海約1100公里。 8月2日凌晨，進入24小時警戒線，距江蘇沿海約650公里，中心風(fēng)力增大至12級，10級風(fēng)圈半徑由80公里增大至100公里，受9號臺風(fēng)“蘇拉”影響，形成雙臺風(fēng)效應(yīng)，其移動路徑直撲江蘇沿海而來，正面襲擊連云港。8月2日晚21時30分，中心在江蘇省響水縣陳家港鎮(zhèn)登陸，登陸時中心最大風(fēng)力12級（35米/秒），最低氣壓975百帕，登陸后“達維”繼續(xù)以每小時30公里左右的速度向西偏北轉(zhuǎn)西北方向移動，強度逐漸減弱，登陸后沿西北方向穿越連云港市陸域向山東省境內(nèi)移動，截止8月3日3時左右，臺風(fēng)10級大風(fēng)圈離開連云港港港口水域，港內(nèi)10級以上風(fēng)力長達5小時。實測數(shù)據(jù)顯示8月2日1800時左右，“達維”開始影響連云港港口水域，2130時，“達維”在江蘇鹽城響水陳家港鎮(zhèn)登陸，2200時港口風(fēng)力增強到10級， 當晚23時左右連云港港內(nèi)實測最高風(fēng)速35米/秒（12級）。

鑒于目前連云港無合適避臺錨地，中國船舶燃料連云港有限公司的3艘1000～2000噸級油輪因船齡較長、設(shè)備老化嚴重，不適宜于錨泊抗臺。經(jīng)公司防臺領(lǐng)導(dǎo)小組在認真分析評估臺風(fēng)正面襲擊所帶來最壞風(fēng)險后，綜合多種安全因素考慮選擇采用泊位系泊抗臺方案，該方案通過認真分析臺風(fēng)風(fēng)力要素，合理選擇理想避臺泊位，帶夠足以抵御臺風(fēng)最大風(fēng)力影響的纜繩，備車值守，最終安全抗擊臺風(fēng)正面襲擊。下面就本次泊位系泊抗臺決策過程可行性進行剖析，以供大家參考，為系統(tǒng)小型船舶港內(nèi)系泊抗臺積累一點資料。

臺風(fēng)路徑及其影響風(fēng)險分析

根據(jù)8月2日12時多家氣象臺提供的“達維”臺風(fēng)路徑預(yù)報（見圖1 臺風(fēng)路徑預(yù)報圖），連云港港口將極有可能處于臺風(fēng)進路右半圓10級風(fēng)圈半徑以內(nèi)。

根據(jù)臺風(fēng)移動規(guī)律，連云港港口水域在正面襲擊時受到風(fēng)向順序依次為N—NE—E—SE—S—SW，根據(jù)連云港港口地形特點（圖2連云港港口示意圖），北臨連島山，南靠云臺山脈，港內(nèi)水域能遮蔽N、SW風(fēng)，估計對港內(nèi)系泊船威脅最大者當數(shù)NE和E風(fēng)，因NE風(fēng)為風(fēng)頭，破壞力為最強，初步估計最大風(fēng)力為13級，防抗等級按14級來準備。

為此，將3艘船舶安排在連云港港內(nèi)NO.69（云油1號）、NO.14（云油3號、云油6號），各船均為單獨靠泊，船舶系泊示意圖如圖3所示。所有船舶在系泊均帶了10根纜繩，其中首纜和尾纜各3根，前、后倒纜各2根，總計10根。當臺風(fēng)來臨時，各船舶密切關(guān)注風(fēng)向變化，不斷檢查纜繩受力狀況，及時調(diào)整其受力，確保均勻受力，同時做好防磨損工作。

圖1 臺風(fēng)路徑預(yù)報圖

圖2 連云港港口示意圖

圖3 云油1號系泊示意圖

船舶碼頭系泊力計算

1、船舶碼頭系泊最大風(fēng)力計算

船舶在泊位靠泊時，采用化纖纜繩將船舶與碼頭系固相連接，一般采用前后八字交叉帶纜方式進行系固，充分抵消船舶首尾方向所受外力，疊加橫向系泊力，確保船舶牢固系泊于碼頭。在制定本次抗臺方案時，為確保安全，根據(jù)連云港港口水域地理位置特點，以本次臺風(fēng)正面襲擊時遭受右半圓（危險半圓）所受最大風(fēng)力且正橫船舶首尾方向風(fēng)力作為樣本，依據(jù)《港口工程荷載規(guī)范-JTS 144-1-2010》船舶進行系泊風(fēng)力模擬計算。根據(jù)熱帶氣旋生成規(guī)律，對連云港港口破壞性最大為東北～東向風(fēng)，船舶受風(fēng)示意圖如下所示。

為計算方便，確保船舶系泊安全，取最大風(fēng)力時風(fēng)向與碼頭垂直方向，估算最大風(fēng)力為12級（35米/秒），船舶為1000-2000噸級小型油輪，分為半載、滿載兩類情況，側(cè)面受風(fēng)面積為水面以上建筑物側(cè)面積（采用規(guī)范附錄《各類船舶排水量及受風(fēng)面積表》1000噸、2000噸級油輪數(shù)值）， ？灼風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)取0.9（船舶長度為68米和78米，小于100米）。不同類型船舶尺度如下表所示：

小型油輪船舶參數(shù)表

作用在船舶上的計算風(fēng)壓力的垂直于碼頭前沿線的橫向分力和平行于碼頭前沿線的縱向分力按下列公式計算：

Fxw=73.6×10-5AxwVx2？灼

Fyw=49.0×10-5AywVy2？灼

式中Fxw，F(xiàn)yw，——分別作用在船舶上的計算風(fēng)壓力的橫向和縱向分力（KN）；

Axw，Ayw——分別作用在船體上面以上橫向和縱向受風(fēng)面積（m2）；

Vx，Vy——分別為設(shè)計風(fēng)速的橫向和縱向分量（m/s）；

？灼——風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)；

計算結(jié)果如下所示：

2、纜繩破斷力計算

船舶所用纜繩均為丙綸纜，直徑D=55mm，根據(jù)估算公式：

T=98*K*D2=98×0.74×55×55=219.373KN。

根據(jù)纜繩使用情況，考慮纜繩有適當?shù)哪p，其破斷力取其正常值的0.7左右，則其破斷力T1=153.561KN。

取船舶艏艉纜繩與碼頭方向夾角取30°，則每根纜繩在垂直于碼頭方向的破斷力Tχ為：Tχ=T*sin？琢，？琢為夾角。

具體計算結(jié)果如下：

Tχ=153.561×sin30°=76.78KN

為確保船舶能經(jīng)受一定瞬時風(fēng)力，我們在進行計算時應(yīng)保留一定安全余量，一般取20%左右，則每根纜繩破斷力安全值為：

Tχ1= Tχ×20%=76.78×20%=61.4244KN

3、受力比較

船舶主要受垂直于碼頭方向的張力影響較大，破壞力較強，在與碼頭平行線方向船舶受力較小，可以忽略不計，在此主要通過計算船舶各纜繩在垂直于碼頭方向的破斷力合力與強風(fēng)在X軸方向力之大小來估算系泊安全程度。現(xiàn)在以首纜、首倒纜、尾纜、尾倒纜均為雙纜，共計8根纜繩來進行分析比較，結(jié)果如下：

顯然，通過上述計算，推論小型油輪在尋找好遮蔽涌浪泊位前提下，選擇系泊抗臺是安全、可行的。

防抗經(jīng)歷與經(jīng)驗

在8月2日1800時至8月3日0300時，通過云油3號實船風(fēng)速觀測，在2200時風(fēng)力達到最大值35米/秒，氣壓981百帕，基本接近臺風(fēng)中心氣壓，為臺風(fēng)過境期間所觀測到最低氣壓和最大風(fēng)力，遠小于評估設(shè)定最大風(fēng)力。由于臺風(fēng)移動過程中仍存在較多變化因素，上述估算方法對連云港港口也許是適宜的，科學(xué)的，即使計算結(jié)果是安全的，但也不可掉以輕心。在抗臺期間，當風(fēng)力超過7級時，各船舶均備車，船長在駕駛臺值航行班，經(jīng)常巡視纜繩的受力情況，認真觀測氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速，并及時向公司報告，統(tǒng)一分析，充分掌握了臺風(fēng)經(jīng)過時的風(fēng)情要素，及時指導(dǎo)船舶防抗臺風(fēng)發(fā)揮了巨大作用。通過此次系泊抗臺經(jīng)過，我們得出如下結(jié)論：

小型船舶，特別是老齡船或船況不佳船舶選擇泊位系泊抗臺不失為一上佳的避抗臺風(fēng)方案。

泊位系泊抗臺關(guān)鍵在于合適的避風(fēng)泊位，在選擇避風(fēng)泊位時應(yīng)充分分析和估算臺風(fēng)移動路徑中該泊位最有可能遭遇的最大風(fēng)力和風(fēng)向及涌浪影響情況，首先要選擇涌浪影響最小的泊位。

當風(fēng)力增大時，應(yīng)及時備車，值航行班，不可掉以輕心，應(yīng)牢記臺風(fēng)路徑變化較多的特性。

認真做好記錄，并不斷根據(jù)所收集到的資料分析臺風(fēng)移動情況，在確認臺風(fēng)遠離后方可恢復(fù)生產(chǎn)。

（作者單位：中國船舶燃料連云港有限公司）