內(nèi)河集裝箱船安全裝載方法研究

曾毅++嚴剛++胡學明

摘 要：根據(jù)當前集裝箱船安全裝載操作現(xiàn)狀，從集裝箱船的安全裝載主要涉及到的集裝箱船自身的安全、集裝箱及箱內(nèi)貨物的安全、集裝箱系固設備的負荷安全以及操作人員和船員的安全四個方面，結合集裝箱裝載手冊、集裝箱系固手冊以及集裝箱配載和穩(wěn)性衡準程序的操作使用，探索集裝箱安全裝載的方法，以指導當前內(nèi)河集裝箱船的裝載操作。

關鍵詞：集裝箱 船舶檢驗 安全裝載

當前，內(nèi)河集裝箱船的集裝箱配載通常按照配載人員的經(jīng)驗來設計配載方案。而這種方案設計通常僅根據(jù)船舶浮態(tài)及穩(wěn)性計算書的基本工況進行粗略估計，因此無法準確的判斷實際配載是否滿足穩(wěn)性計算要求。同時由于各種箱型在實際配載時，實際裝載情況并不是完全與裝載手冊及系固手冊相一致，而現(xiàn)場人員也不可能對實船的總體強度、局部強度、綁扎強度等進行校核，所以在內(nèi)河集裝箱船實際配載時，通常缺乏有效的指導。下面根據(jù)當前內(nèi)河集裝箱船運輸和調(diào)度的實際情況，結合以下集裝箱船安全裝載主要要素對安全裝載方法進行探討。

集裝箱船安全裝載的主要要素

1、集裝箱船的自身安全

1.1集裝箱船的浮態(tài)

由于在集裝箱裝卸過程中，應避免船舶出現(xiàn)明顯的橫傾和過大的縱傾，減小待裝卸箱位四周的縱橫艙壁、抗扭箱及集裝箱對裝載集裝箱定位的影響。因此集裝箱船在裝卸過程中應考慮船舶的浮態(tài)，根據(jù)實際裝載情況，制定合理的箱位裝卸原則并指導實際裝卸順序。通常根據(jù)船舶的實際重量重心、貨物的重量重心位置以及在船其他物品的重量重心位置，核算出該船的裝載浮態(tài)。

1.2船舶的穩(wěn)性

集裝箱船的穩(wěn)性主要考慮初穩(wěn)性高度、最大復原力臂、風壓力臂、水流傾側力臂及回航傾側力臂的影響。采用內(nèi)河船舶靜水力及穩(wěn)性衡準系統(tǒng)（VIMS4.2）計算出各種典型工況及各吃水情況的許用重心高度，在實際裝載時，以裝載后的重心高度不超過許用重心高度為準進行裝載（為安全起見，許用重心高度曲線計及自由液面的修正），以此判斷船舶穩(wěn)性是否滿足要求。

1.3船舶的強度

船舶的強度主要包括總縱強度、屈曲強度、扭轉強度及局部強度。船舶結構強度計算主要根據(jù)等直梁理論進行計算或有限元法進行建模計算。根據(jù)空船及集裝箱裝載的重量分布情況，計算得到各種工況的全船重量分布矩形圖，因此根據(jù)各工況的重量分布情況，與對應的典型的裝載工況或危險裝載工況進行對比，以重量分布的峰值不超過參考工況，判定該裝載工況的總縱強度及屈曲強度滿足規(guī)范要求。

2、集裝箱及箱內(nèi)貨物的安全

2.1集裝箱的許用負荷

集裝箱的受力，包括端部橫向扭變力、箱底角最大拉力、箱底角最大壓力、箱底角橫向剪力、綁扎裝置拉力和拉力水平分量。根據(jù)《內(nèi)河船舶建造規(guī)范》（2009）要求，可以對以上需要校核的受力情況進行計算分析，當集裝箱裝船時的計算參數(shù)在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，則該集裝箱許用負荷滿足規(guī)范要求。

2.2集裝箱的積載與隔離

集裝箱裝運的貨品不同，其裝載的要求也不相同，對于危貨集裝箱，應參照《集裝箱系固手冊》附錄之危貨集裝箱隔離要求表的要求進行隔離。

2.3特種箱的積載

超高、超寬及超長集裝箱，一般應在內(nèi)層或上層積載，以方便其他標準集裝箱的裝載與系固。冷藏集裝箱積載位置應具備適當?shù)碾娫床遄员ＷC運輸過程中的供電和溫度控制；禁止將冷藏集裝箱與損壞和破損的電源插座連接；每4 個小時巡查集裝箱的工作狀態(tài)，并記錄箱內(nèi)溫度。

3、系固設備的安全

集裝箱船系固設備分為固定式系固設備和便攜式系固設備，其中包括各種船用緊固件、綁扎件和支撐件等。在裝載和運輸過程中，應保證系固受力不大于許用負荷，以確保系固設備不受破壞和集裝箱裝載的安全。

3.1航行中對系固設備檢查

裝箱前，應進行系固設備的檢查。航行過程中，每4個小時進行一次巡回檢查，確保系固布置的完整，重點關注綁扎件（如鋼絲繩等）的松動。遭遇惡劣海況前，還應進行徹底檢查，確認艙口以上的扭鎖是否鎖緊，綁扎件是否具有核實的預緊力，如有必要，應重新系固或增加額外綁扎；惡劣海況過后，再次檢查加固。

3.2系固設備的維護與更新

航次接受后，應參照《集裝箱系固手冊》進行系固設備的檢查維護。檢查系固設備是否有損壞而影響正常使用；有損壞而不能正常使用的便攜式設備應報廢更新；有損壞而不能正常使用的固定式設備應及時修理或更新，否則應打上醒目的警示標記，以免誤用；更新設備時，檢查確認新上船的系固設備是否具有認可的證書、原設備的功能及強度不能低于原設備。對于帶有鎖緊方向的扭鎖等設備，還應確認鎖緊方向是否與原設備相同。

4、人員安全

對于新上船人員，船長應組織相關的培訓，確保其掌握本手冊的內(nèi)容，并能按《集裝箱裝載手冊》和《集裝箱系固手冊》要求完成集裝箱的積載和綁扎系固工作。在裝卸作業(yè)及航行過程中，相關人員應佩戴必要的勞動保護用具，協(xié)調(diào)船員及岸基操作人員按照操作規(guī)程進行裝卸。

集裝箱船安全裝載實例

1、航次集裝箱船基本情況

航次裝運集裝箱基本情況如下：全船共裝運20英尺集裝箱30標準箱（危險品集裝箱10個在長沙裝運，7個在岳陽裝運），40英尺集裝箱49標準箱（其中危險品33個，占66箱位），共占箱位128個。該船可以裝運危險品的箱位96個，該船實際裝運危險品集裝箱需要83個）。

2、制定裝卸原則及裝卸方案

2.1裝卸原則

裝卸原則如下：①參照本集裝箱裝載手冊及系固手冊所述；②盡量使得除指定卸貨港口外集裝箱不需進行額外的倒箱；③盡量避免左右舷和前后不均勻積載；④重箱不能置于輕箱之上，堆碼高度不應超過允許值，必要時進行倒箱；⑤混裝20ft 和40ft 等不同長度的集裝箱時，大箱應置于小箱之上；⑥當載運的總箱數(shù)較少時，先考慮減少堆碼層數(shù)，再考慮減少外側的集裝箱，避免出現(xiàn)孤立的集裝箱堆垛，特別是在船舷，如果可能，均勻分配集裝箱。

2.2制定的裝卸方案

由于40英尺集裝箱33個，只能布置于船中的32個位置。20英尺集裝箱不得布置于40英尺集裝箱之上，而在岳陽尚有7個20英尺集裝箱裝船，故需要預留部分空余箱位以供選擇。

為避免倒箱，應將在上海外高橋外三、外四、外五泊位卸箱的布置于第一層。依據(jù)此原則及方案，初步制定了裝卸方案如下（說明：為方便計算，在該裝載方案中，將40ft集裝箱等效為2個20ft集裝箱）：

2.3裝載狀況的船舶浮態(tài)及穩(wěn)性判定

根據(jù)該船在長沙出港時的各項重量情況，進行了匯總，結合編制的《集裝箱裝載手冊》、《集裝箱系固手冊》及集裝箱配載和穩(wěn)性衡準程序，進行計算，計算結果見表5。

根據(jù)以上表格可以看出，該船在這種計算狀況下，船舶的重心位置在浮心之后1.64m，船舶處于尾傾狀態(tài)；船舶的重心橫向坐標為0.009m，船舶初始橫傾角在允許范圍之內(nèi)；全船重心位置垂向坐標為3.995m，小于該狀態(tài)的許用重心高度7.408m（已經(jīng)自由液面修正），船舶的浮態(tài)為尾傾，船舶出港狀態(tài)穩(wěn)性滿足規(guī)范要求。

2.4船舶的強度要求

根據(jù)表1—表4，匯總計算，并與裝載手冊的7種典型工況進行對比，集裝箱各堆垛的重量以及相鄰堆垛重量之差均小于核算工況，故該狀態(tài)下，船舶集裝箱裝載部位的局部強度滿足要求。同時，船舶計算工況吃水沒有超過設計吃水，因此總縱強度在該吃水狀況下滿足規(guī)范要求。在裝載手冊編制中，船舶的屈曲強度、扭轉強度時以7種典型工況下得的重量分布情況各工況的彎矩及剪力最大值形成的包絡圖進行衡準，故該狀態(tài)下得屈曲強度及扭轉強度滿足規(guī)范要求。

綜上所述，該計算狀況下，船舶尾傾，船舶穩(wěn)性、強度滿足規(guī)范要求，集裝箱船安全可以滿足要求。

2.5集裝箱及箱內(nèi)貨物的安全

滿載出港狀態(tài)，危險品集裝箱的裝箱位置按照該船系固手冊中危險品貨物隔離級別表以及危貨集裝箱隔離要求表進行積載與隔離。集裝箱各堆垛的重量以及各層集裝箱的重量均小于計算工況5中的值，船舶在出港時，各集裝箱的受力均小于計算值，集裝箱及箱內(nèi)貨物安全可以滿足規(guī)范要求。

2.6系固設備的安全

根據(jù)上述分析，集裝箱各堆垛的重量以及各層集裝箱的重量均小于計算工況5中的值，船舶出港時系固參照計算工況5進行系固，由于部分堆垛的層數(shù)低于4層，系固時的夾角比較大，鍍鋅鋼絲繩的受力值相對計算值要小，系固設備相對安全。

同樣的方法進行分析，將在岳陽港進行裝箱的集裝箱按照積載與隔離的要求，按照裝箱規(guī)則進行裝箱，衡準以上各個方面的因素。船舶在岳陽裝箱后也可安全出港。

綜上所述，該集裝箱船分別在長沙及岳陽裝箱后，集裝箱船自身的安全、集裝箱及箱內(nèi)貨物的安全、集裝箱綁扎裝置的負荷在許用范圍之內(nèi)，在人員正確操作裝箱作業(yè)，船員謹慎駕駛的情況下，船舶的航行安全是有保障的，船舶到達目的港后可以不進行倒箱就可以完成所有集裝箱的卸載。該裝載方案和裝載計劃具有可行性。

參考文獻：

[1]中國船級社.鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2009

[2]中國海事局.內(nèi)河船舶法定檢驗技術規(guī)則（2011）[S]. 北京：人民交通出版社，2011

[3]朱軍，艦船靜力學[M]，長沙：國防科技大學出版社，2002

（第一作者單位：安徽省皖江船舶檢驗局）