航標夾持裝置在東海區航標巡檢船上的應用

劉永東

摘? 要：本文簡述了東海航海保障中心現有150 t航標船的作業模式，對現有航標船作業模式進行了評估和分析，對近年引進使用的液壓夾持裝置進行簡單介紹，并以連云港航標處現有的150 t夾持航標巡檢船為例，檢驗航標夾持裝置在航標作業效率、質量、人員安全以及浮標保護等方面的成效。

關鍵詞：航標巡檢船;航標夾持裝置;應用;評估

0 前 言

東海航海保障中心主要承擔海區（北起江蘇連云港南至福建東山的南黃海和東海海域，包括瀏河口以下長江口水域）航標建設養護、港口航道測量繪圖、水上安全通信、海上應急清污，以及南京以下的長江水域水上安全通信等技術支持和服務保障職責，其中航標建設養護是主要工作之一。東海航海保障中心現有航標巡檢船艇14艘，航標船執行航標巡檢維護作業大都采用“跳標”方式，即在航標船靠近浮標的瞬間航標工人跳上浮標作業，這種作業方式存在諸多不安全因素，由此帶來作業人員安全無保障、船標與船舶碰撞相互受損、航標維護作業效率低等諸多問題。為探索航標船巡檢作業新模式，近年東海航海保障中心連云港航標處新建一艘150 t航標夾持巡檢船并投入使用，新型航標夾持裝置優化了現場航標巡檢維護作業模式，能有效解決現有船舶船艇作業中存在的問題。

1 海區海況分析

東海海區風情季節變化明顯，據統計，大風較多的月份為1月、9月、12月。全年7級風以上天數占全年總天數的2/3以上。冬季大風為冷空氣活動造成，秋季大風基本受臺風影響。沿海刮大風時正逢大潮汛，海面往往會掀起5～9 m大浪，對航行在這個水域船舶安全構成巨大威脅。即使在洋山港內只要西至西北風達7級并持續2 h，就會起2～3 m的涌浪，此時拖輪也無法正常作業。

東海區每年7—9月份易遭受熱帶氣旋的影響，根據上海氣象局1884—1993年的統計資料，共計受到545次熱帶氣旋影響，平均每年受到5次臺風影響過程，近年平均數6～7次，最多一年有8次。臺風來襲時最大風速達58 m/s。

長江口海域是我國海上船舶航行最密集區，而且其通航環境惡劣，年均霧天多達65天，船舶事故多發。

2 現有航標船分析

東海航海保障中心現有的航標巡檢船為150 t登軍用陸艇和120 t航標巡檢船。150 t航標登陸艇（見圖1）為20世紀80年代老舊船型，是純粹的軍用小型登陸艇，采用平底駁船型，導致抗風能力和耐波性能差，航速慢，人員跳登浮標的作業安全性較低;駕駛臺左右兩邊存在視野盲區，特別在應急投標方面，存在不安全因素;由于艏部設置大型登陸跳板，艏部幾乎沒有作業空間，錨設備布置在船艉，實際使用過程中極易走錨，并且不能在外海錨泊，必須到港靠泊碼頭。綜上原因，該船綜合技術性能較差，已經不能滿足當前航標巡檢作業的要求。

120 t航標巡檢船（見圖2）主要用于沿海航道和遮蔽水域的航標巡檢，但由于使用年限長，設備已逐漸老化。采用傳統作業方式，即在船靠近浮標的瞬間航標工人跳上浮標作業。

海上浮標日常管理的主要任務是巡檢與維護，而維護浮標需要航標工人登上浮標。傳統的作業方式是船靠近浮標的瞬間航標工人跳上浮標作業（見圖3），由于海上作業風浪大，當船靠近浮標時，作業人員要掌握時機登上浮標，另外航標巡檢人員作業時要進行燈器或者電池等器材的更換，帶著器材上標增加了工作難度。此外，在冰雪或者下雨天氣，浮體表面濕滑并且有一定的坡度，容易產生巡檢工作人員落水的危險情況，這種傳統作業方式存在諸多不安全因素，是導致航標工成為高危職業的主要因素，由此帶來職工安全無保障、船標碰撞損傷大、航標維護作業效率低、航標維護質量難達標等諸多問題。

3 航標夾持裝置

為解決現有航標巡檢船型存在的問題，近年東海航海保障中心引進了150 t航標夾持船（見圖4），該船型在船安裝了液壓航標夾持裝置。航標夾持裝置采用的是前叉是緊固方法，150 t航標夾持船航行時夾持收放在前甲板，當巡檢船接近浮標時通過液壓系統翻轉放下夾持，當浮標叉進夾持里面時，固定液壓系統把浮體緊固鎖緊，此時船和浮標結為一個整體，工作人員直接從前端上浮標，消除的巡檢人員跳標的危險度。作為定型海事系統航標巡檢專業性的成熟船型，性能較好，尤其適用于航標的巡檢維護作業。

液壓夾持裝置是使航標船與航標進行硬性連接，船和航標產生同步運動，這是改革傳統跳標作業方式的關鍵設備，是一臺新研制的專用設備。研制初期選擇了液壓蟹鉗和平行四連桿式兩種方案，經分析比較，由于蟹鉗式具有夾持航標可靠、結構簡單、技術形態新穎、操作方便等優點，最后選用了此方案。

蟹鉗式夾持裝置主要由平臺、活動臂、定位裝置、翻轉油缸等組成（見圖5）。平臺為整個夾持裝置的主體，其作用最大：（1）作為對準航標的導向喇叭口;（2）作為活動臂的支撐體和蔽護體;（3）作為翻轉臂架;（4）作為航標員上下的踏梯和工作平臺，并設有欄桿;（5）承受航標的撞擊力和抗扭力，其上附有防碰橡膠墊。

活動臂由油缸和夾持臂組成，用于夾持航標。它的張開與閉合由液壓缸來實現，夾持臂的閉合程度由限位開關來調整，可夾持直徑2 400 m的大標，也可夾持直徑1 800 m的小標，其上同樣設有防碰橡膠。

該活動臂在準備與航標對準前是縮在平臺內，防止被航標撞壞，當航標進入平臺之后，它就伸展小臂抱住航標不讓它逃脫，它是夾持裝置的抓手。定位裝置，它是一種液壓插銷，其作用是視航標的太小來確定活動壁的閉合度跟制油缸的運動行止。翻轉機構主要是采用雙油缸擺動馬達，使平能在200范圍內旋轉。它與平臺采用雙鍵連接，臺的支點由兩臺擺動馬達來承受，該馬達同時承扭矩、徑向力和軸向力。動力站為液壓站，采用變量軸向柱塞泵調節流量來滿足夾持裝置所需的速度。該油泵與閥件、集成塊等組合，安裝在油箱上，形成結構緊湊的動力站。泵站的啟動及閥件的控制可在駕駛室和機房兩處集中控制。對準航標時是在駕駛室集中副，與航向穩定、速度密切配合和協調，有利于對準航標確保安全。

4 夾持航標船應用評估

東海航海保障中心連云港航標處“海巡16505”輪（見圖6）是東海區第一艘150 t航標夾持船。連云港航標處轄區北起連云港港，南至啟東市，長達945 km海岸線，轄區海域面積3.75萬 km2，具備東海沿海多種海況特征，因此東海航海保障中心選擇在連云港航標處先行試用。“海巡16505”輪自2017年9月5日投入工作，至2018年底航行累計時間為237 h，船舶總計里程1 902 n mile。巡檢燈浮330座，巡檢海上測風塔5座、搶修燈浮5座，檢修燈浮26座，調整燈浮位置16座，應急拖帶燈浮3座，技術測定燈浮21座，新拋燈浮1座。

“海巡16505”輪的夾持裝置（見圖7）采用全液壓驅動，夾持平臺設計為U型虎口式，根據需要可控制其夾持、松開和翻轉工作。液壓液壓泵站設于艏艙內，工作壓力為16 MPa，扭矩36 KN.M，可在機旁和駕駛臺對其操作。其U型虎口外端開口尺寸>3 000 mm，可夾持外徑1 800 mm、2 400 mm燈浮標。

工作效率與作業質量方面：捕捉浮標準確、成功率高、用時短。以往傳統航標船由于船舶慣性大，需要反復幾次才能靠近浮標，即時靠上，由于浮標始終不停地自由升沉晃動，浮標工還需要等待時機才能跳上浮標進行作業。而現在工作環境相對平穩，航標工的工作效率和作業質量也顯著的提高。

檢修人員人身安全方面：夾住浮標以后，船、浮標和沉石連成一個相對固定的整體，浮標的搖擺周期和幅度大為緩解，為維修人員的上下浮標以及檢修創造了一個相對平穩的作業平臺，從而大大減少了對維修人員人身傷害事故的隱患，改善航標工的勞動安全。

船體與浮標的損壞：夾持裝置的U型虎口內側采用橡膠護墊，夾持過程其與浮標之間形成彈性接觸，避免了傳統航標船在靠標過程中浮標本體與船體之間的硬性碰撞損傷。

自投入使用以來，與傳統的航標船相比較，其在工作效率與作業質量、對檢修人員人身安全以及減少船體與燈浮標本體碰撞損傷等方面有了顯著的提高，使用證明本裝置與巡檢船配合合理實用。

5 展 望

航標夾持船作為一種新型航標巡檢船，為優化傳統“跳標”作業模式提供了一種新的思路，既能提升作業安全性和船舶適航性，又提高了航標作業工作效率和船舶快速反應能力，并能有效降低了源消耗和船舶維護費用，取得了顯著的經濟與社會效益。

作為小型航標巡檢船的一種船型，150 t航標夾持船時可以在東海海區作為母型船進行推廣使用，我們可以根據轄區海域特點和使用習慣進行適當調整，使其更好地滿足轄區內航標巡檢維護的需要。