IACS新系泊規范對客滾船系泊配置的影響

高朋濤

（中船郵輪科技發展有限公司，上海 200137）

0 引言

對于常規客滾船而言，常用的系泊型式即為碼頭系泊。

系泊模式是指船與碼頭間系泊纜索的幾何布置方式。一般應用的系泊模式即系泊索的布置應能抵抗從任何方向來的外力。由于這些外力最終可以分解成縱向和橫向分力，因此把系泊索的布置歸結為縱向（倒纜）和橫向（橫纜）兩類。這就是通常所說的一個有效的系泊模式的指導原則。

倒纜和橫纜的功能各有不同。倒纜在兩個方向約束船舶（船向前和向后）；橫纜僅在一個方向約束船舶（船離開碼頭），對著碼頭方向的約束依靠碰墊和防撞樁。在一個推離碼頭的外力作用下，所有橫纜將受力。按外力的方向，向后或向前的倒纜只有單向受力。如果諸倒纜中有預拉力，則只有前后倒纜所受力的差可用于約束船的縱向運動。在某些系泊模式中，除了橫纜和倒纜外還設有艏艉纜。艏艉纜在抵抗縱向力的作用時類似倒纜，抵抗橫向力的作用時類似橫纜。典型模式如圖1所示。

圖1 典型系泊模式

船舶的系泊設備必須能抵御諸多外力因素，如風、水流、潮汐、波浪和吃水變化等。相比其他類型船舶，如油船、散貨船等，客滾船上層建筑的層數較多，所以位于船舶最大吃水以上的面積也會大很多，從而導致風力對系泊產生較大影響。

船舶由于潮汐漲落或裝卸貨引起的與碼頭相對高度的變化所產生的系泊力，可采取調整纜索的長度加以補償。對于大型客滾船而言，由于調整纜索長度的工作量巨大，因此一般選用帶有恒張力功能的絞車。恒張力絞車可以通過調節液壓系統的平衡閥或者設置傳感器使纜繩張力保持在一個預定的值。當船舶受到潮汐漲落或者裝卸貨物影響時，絞車可以通過收放纜繩來保證纜繩上的張力不變，這對于纜繩的使用年限也是有一定好處的。但也正因為這個特性，在石油公司國際海事論壇（Oil Companies International Marine Forum，OCIMF）中有明確要求，在某些特定的船型上是不允許使用恒張力功能的，比如液化氣船、油船等。在靠泊情況下進行輸油、輸氣等裝卸工作的船舶必須首先保證裝卸作業的安全性。

1 規范要求

雖然規范中對系泊設備的要求僅為建議性的，而非入級項目，但對于客滾船而言，通常都把規范建議作為選取系泊索的依據，并結合碼頭的具體要求適當增加纜繩數量。

在新規范IACS RECOMMODATION 10生效以前，各船級社對系泊索的建議是基于舾裝數進行選取。新規范在此基礎上進行了進一步的細化，首先新規范以舾裝數2 000為分界點，將纜繩的選取劃分為2種情況。

1.1 舾裝數小于等于2 000的情況

如果舾裝數未超過2 000，纜繩按照表1選取。在此基礎上，如果船舶側投影面積A1與舾裝數EN的比值超過0.9，則按照以下原則增加纜繩數量：

表1 纜繩選取表

1.2 舾裝數大于2 000的情況

1.2.1 纜繩強度的選取

纜繩選取對應的最大風速Vw如下。

對于側投影面積2 000 m2＜A1≤4 000 m2的客船、渡輪及汽車運輸船，Vw=25.0－0.002(A1－2 000)。

對于側投影面積＞4 000 m2的客船、渡輪及汽車運輸船，Vw=21.0。

對于其他船舶，Vw=25.0。

在計算船舶側投影面積時，要考慮幾種情況：

1）對于油輪、化學品油輪、散貨船和礦石船，計算側面投影面積A1時應考慮最輕的壓載吃水。

2）在計算側面投影面積A1時，可考慮去除受到碼頭遮蔽的面積，例如，碼頭高出水面3 m，則高于水線3 m范圍內的船體面積可以不計算在內。

3）裝載手冊中給出的甲板貨物應包括在側面投影面積A1中，如果沒裝貨的輕載工況下側面投影面積A1更大，則不需要考慮裝甲板貨物的情況，這兩種情況中選取側投影面積較大的一種。

計算纜繩最小破斷拉力（MBL）的公式為

最小破斷拉力可以限定在1 275 kN以下，但這種情況所對應的風速達不到前面提到的最大風速，所以可接受的風速需要按照式（2）進行換算。

MBL*為實際選用的纜繩破斷拉力，但此破斷拉力所對應的最小風速不能小于21 m/s。

1.2.2 纜繩數量的選取

艏艉纜的總數量n為

n=8.3×10-4·A1+6

對于油船、化學品船、散貨船或礦砂船，艏艉纜的總數量為

n=8.3×10-4·A1+4

艏艉纜及橫纜的數量可以通過調整最小破斷拉力來增減。

增加纜繩數量，則MBL*=1.2·MBL·n/n*≤MBL

減少纜繩數量，則MBL*=MBL·n/n*

式中：n*為增減纜繩數量后實際所使用的纜繩數量。

同理，纜繩的最小破斷拉力也可以反過來通過調整纜繩數量進行增大或減小。

根據舾裝數選取倒纜的數量。當舾裝數N＜5 000時，選2根；當舾裝數N≥5 000時，選4根。

1.2.3 纜繩長度的選取

當舾裝數N≤2 000時，纜繩的長度按照表1選??；當舾裝數N＞2 000時，纜繩的長度取200 m。

單根纜繩的長度允許縮短上述長度的7%，但所有纜繩的總長度應相當。

2 實例分析

下面以2條不同尺度的客滾船為例，按新舊規范分析其配置。

2.1 實例 1

該船為一艘中小型近海航行客滾船，其主要參數如表2所示。

表2 該船主要參數

2.1.1 計算舾裝數

式中：Δ為夏季載重線下的型排水量，t，Δ≈8 454.8 t；A為船長L范圍內夏季載重水線以上的船體部分和上層建筑以及各層寬度＞B/4的甲板室的側投影面積的總和，m2，A=1 884.8 m2（見圖2）；h為從夏季載重水線到最上層艙室頂部的有效高度，m，h=20.10 m；B為船寬，m，B=21.00 m；EN為舾裝數，EN=1 447.8。

圖2 側投影面積

2.1.2 系泊索的配置

通過計算，該船舾裝數EN=1 447.8，按照舊規范要求，系泊索配置見表3。

表3 舊規范配置

若按新規范要求，該船舾裝數EN=1 447.8＜2 000，系泊索按照表1配置見表4。

表4 新規范配置

最后該船按新舊規范要求進行系泊配置的結果見表5。

表5 新舊規范配置對比

2.2 實例 2

該船為一艘大型遠洋航行客滾船，其主要參數見表6。

表6 該船主要參數

2.2.1 計算舾裝數

式中：Δ為夏季載重線下的型排水量，t，Δ≈23 500 t；A為船長L范圍內夏季載重水線以上的船體部分和上層建筑以及各層寬度＞B/4的甲板室的側投影面積的總和，m2，A=4 735.00 m2；h為從夏季載重水線到最上層艙室頂部的有效高度，m，h=28.00 m；B為船寬，m，B=27.80 m；舾裝數EN=2 850.7。

圖3 側投影面積

2.2.2 系泊索的配置

通過計算，該船舾裝數EN=2 850.7，按照舊規范要求系泊索配置見表7。

表7 舊規范配置要求

若按新規范要求，該船舾裝數EN=2 850.7＞2 000，則系泊索需按照第2種情況進行配置。

根據該船裝載手冊，最輕載吃水時，艏吃水4.6 m，艉吃水5.6 m，側投影面積A1如圖4所示。

圖4 輕載水線側投影面積

考慮到碼頭高出水線2 m，故可以從該面積中去除受碼頭遮蔽的船體面積，如圖5所示。

圖5 去除碼頭遮蔽區域的船體側投影面積

所以，實際可采用的側投影面積A1=4 628 m2＞4 000 m2。

對應最大風速Vw=21.0 m/s。

經計算，纜繩最小破斷拉力為812.3 kN；艏艉纜及橫纜數量為9.84，取10根；舾裝數為2 850.7＜5 000；倒纜選2根。

所以纜繩總數量為12根。

舾裝數N=2 850.7＞2 000，纜繩的長度取200 m。

最后，按新舊規范要求，對比該船的系泊配置，結果如表8所示。

表8 新舊規范配置對比

3 結論

通過解讀新規范以及對比新舊規范對不同尺度客滾船系泊配置的要求，發現新規范對系泊配置的影響是非常大的。對于尺度比較大的客滾船，新規范對其最小破斷拉力及纜繩數量方面的規定都有非常大的改變，這些改變進而會引起絞車數量、絞車負載、系泊件安全工作負荷和系泊相關加強等眾多相關內容的修改。