港口要求對散貨船系泊設計的影響

倪偉平，曾 巍

（上海船舶研究設計院，上海 201203）

0 引 言

散貨船作為當前貨運船舶中的主力船型之一，擔負著全球礦石、煤炭和糧食等大宗散貨的運輸任務，一般分為靈便型、巴拿馬型和好望角型等3種。靈便型散貨船的載重量一般不超過5萬t；超靈便型散貨船的載重量最大為6.5萬t，總長約200m，船寬不大于32.26m。巴拿馬型散貨船限于拓寬前的巴拿馬運河航道的要求，總長約229m，船寬不大于32.26m，最大載重量一般在8.2萬～8.5萬t。載重量在8萬～12萬t的好望角型散貨船通常稱為Mini-Cape，總長約250m，船寬在36～43m；載重量大于等于12萬t的好望角型散貨船總長約300m，船寬達到50m。

散貨船在運營期間通常需靠泊多個港口，各港口會根據自身地理位置和水文環境設置相應的系泊要求。為保證船舶安全靠泊，港口會提前核對預進港船舶的系泊配置情況，如系泊屬具是否滿足港口的載荷要求、纜索材質是否滿足港內碼頭要求等，若不滿足，則不允許其進港。有些船舶因纜索材質問題而不得不在港內臨時租賃纜索；某些船舶因系泊布置不合理等原因而遭遇難靠泊或靠泊超時的問題。船舶停靠的港口越多，需滿足的系泊要求就越復雜，因此合理地進行系泊配置和系泊布置是保證船舶順利靠泊的基礎。

確定系泊配置和系泊布置的過程就是船舶系泊設計的過程。船舶在投入運營時其系泊設計就已完成，一般不會針對港口要求重新調整，因此有必要在船舶設計建造階段考慮港口要求對船舶系泊設計的影響。例如，大型礦砂船主要停靠巴西PDM港，因此在船舶設計階段必須充分考慮該港口的要求對船舶系泊的影響。

在研究港口要求對散貨船系泊設計的影響時，不僅要獲取散貨船的系泊設計信息，而且要明確各港口的系泊要求。當前全球的大宗散貨輸出港口多分布在礦源、糧食等資源集中的區域。澳大利亞黑德蘭港、丹皮爾港和沃爾科特港是全球重要的鐵礦石出口港；澳東北的紐卡斯爾港、格拉德斯通港和海音波特港是澳大利亞主要的煤炭出口港；德拉蒙德港是哥倫比亞最大的煤炭出口港；巴西PDM港和圖巴郎港是巴西鐵礦石出口門戶。這些港口具有代表性，研究此類港口的要求對散貨船系泊設計的影響是很有必要的，針對這些港口的要求提出的應對方案可為同類型船舶的系泊設計提供參考。

1 散貨船系泊設計基本信息

散貨船系泊設計包括系泊配置和系泊布置，其中：系泊配置主要包括系泊纜索的選定、系泊絞車的選型和系泊屬具的配置等；系泊布置包括系泊絞車、系泊屬具的布置和基本系泊模式的確定。纜索的破斷力、數量和長度可由規范的要求確定；系泊絞車的工作負載和支持負載，以及帶纜樁、導纜孔等主要系泊屬具的安全工作載荷均以纜索破斷力為基準。實際上，散貨船的纜索多以纖維索為主，長度在200～220m。系泊絞車一般由主卷筒和副卷筒組成，其中：主卷筒用于存放纜繩和碼頭系纜；副卷筒用于輔助牽引纜索。散貨船靠港時，系泊絞車主卷筒釋放纜索，將其系固在港口纜樁上，通過制動裝置使纜索張緊并保持一定的張力，這些纜索一般稱為主纜。有時為增加帶纜數量，可利用絞車副卷筒牽引碼頭纜索，將其系固在船舶帶纜樁上，或直接將船舶纜索系固于船舶帶纜樁與碼頭纜樁之間，這些纜索稱為副纜。主纜和副纜的布置形式實際上就是散貨船的系泊模式，標準系泊模式包含2根艏纜、2根艉纜、2根橫纜和2根倒纜，這些纜索均為主纜。

根據現有的散貨船基本船型，不同類型散貨船的系泊設計信息見表1，其中：纜索數量、絞車數量和主纜布置為實際信息；其他信息為根據規范得到的最低要求。

表1 不同類型散貨船的系泊設計信息

從表1中可看出，各型散貨船之間的系泊設計存在差異，主纜可滿足最基本的標準系纜模式要求，同時可根據絞車需求配置相當數量的副纜，需針對港口的要求進行研究。

2 港口要求

黑德蘭港的4個公有泊位由PILBARA港務局（PPA）管理，15個私有泊位由必和必拓（BHP）、RHIO和FMG集團等3家礦業公司經營。這些私有泊位須受PPA的指導和監督，統一由PPA提供進港拖船，拖船配備的帶纜樁最大安全工作載荷為85t（1t≈9.8kN），最小安全工作載荷為63t；該港不接受鋼質纜索；載重量超過12萬t的好望角型散貨船在艉部中心或中線附近的拖帶用帶纜樁和巴拿馬導纜孔、滾輪導纜器的安全工作載荷應不小于120t。BHP要求船舶纜索的破斷力不小于75t（1t≈9.8kN）。黑德蘭主要泊位的基本信息和系泊要求匯總見表2。

表2 黑德蘭主要泊位的基本信息和系泊要求匯總

沃爾科特港和丹皮爾港也由PPA管理，均不接受鋼質纜索，除非碼頭配置電動絞盤，且只允許使用尼龍材質的琵琶頭。由力拓（RTIO）運營的泊位可停靠好望角型散貨船。RTIO要求船舶用于拖帶的帶纜樁的安全工作載荷不小于65t，靠泊丹皮爾港時至少配置16根狀態良好的纖維纜索，靠泊沃爾科特港時配置18根纖維纜索。

巴西圖巴郎港的2個鐵礦石碼頭由淡水河谷營運，其中1號碼頭主要停靠好望角型散貨船，采用標準系泊模式，即艏艉纜4根、橫纜2根和倒纜2根，根據天氣和船舶噸位需求增配纜索，調整為艏艉纜8根、橫纜4根和倒纜4根的模式。當船舶的載重量大于13萬t時，纜索必須為HMPE材質，參照標準為ISO 10325和ISO 2307。

巴西PDM港推薦的系泊要求強調系泊纜索的布置和鋼纜的使用，HMPE材質的纜索可替代鋼纜，基本系泊要求見表3。

表3 PDM港基本系泊要求

紐卡斯爾港多停靠好望角型散貨船。根據拖船載荷的要求，船舶用于拖帶的帶纜樁、導纜孔和倒纜滾輪的安全工作載荷不小于65t；港口只允許使用纖維纜索，不接受鋼纜，一般采用艏纜4根、艉纜4根和倒纜4根的系泊模式。

在停靠海音波特港達爾林普爾灣煤運碼頭時需注意：用于港口拖帶的帶纜樁、導纜孔和滾輪等的安全工作載荷不小于65t；港口不接受鋼纜和重新編制的纜索，從2022年開始用HMPE材質的纜索替代合成纖維索和聚丙烯纖維索；船舶靠泊時所帶艏纜和艉纜必須是主纜，其他要求見表4，其中絞車剎車力不超過纜索破斷力的70%。

表4 達爾林普爾灣煤運碼頭系泊要求

格蘭斯通港多停靠巴拿馬型散貨船和Mini-cape散貨船。該港采用系泊艇帶纜，一般要求船舶至少有12根纖維主纜，采用艏纜4根、艉纜4根和艏艉倒纜各2根的系泊模式，有時根據碼頭要求增加艏艉倒纜各1根，可用副纜替代。

德拉蒙德港只接受人造纖維纜索，船舶纜索保持同一規格和材質或同等要求，最小破斷力為55t；纜索數量必須為偶數，具體配置要求見表5。

表5 德拉蒙德港纜索配置要求

3 港口要求對散貨船系泊設計的影響

上述部分港口的要求超出了靈便型散貨船的系泊配置：PPA特別強調港內拖船的拖帶載荷，船舶用于拖帶的帶纜樁等的安全工作載荷應不小于其最低要求（63t）；達爾林普爾灣煤運碼頭要求部分用于拖帶的帶纜樁、導纜孔和滾輪的安全工作載荷提高到65t，且從2022年起更換纜索為HMPE材質的纜索；德拉蒙德港要求該類船舶提供12根纜索。為應對上述要求，該型船用于拖帶的帶纜樁的安全工作載荷提高至65t；若常靠泊達爾林普爾灣煤運碼頭，則需配置HMPE材質的纜索；當停靠德拉蒙德港時，船舶在利用自身8根主纜作為艏艉纜和橫纜的同時，借助副纜的系固方式滿足4根倒纜的布置要求。

表6為港口要求與巴拿馬型散貨船系泊信息對照。從表6中可看出，巴拿馬型散貨船需針對系泊配置和系泊模式等因素對相關參數進行調整：纜索的破斷力需提高至65t，甚至是75t，帶纜樁和導纜孔等主要系泊屬具的安全工作載荷相應提高；船舶主纜數量保持為12根，應配置6部含有2個主卷筒的絞車，絞車的支持負載應根據纜索破斷力進行調整；借助4部絞車的副卷筒實現4～6根副纜的系固，滿足16根和18根纜索的系泊模式要求，實現艏艉纜各4根，艏艉橫纜各2根，艏艉倒纜各2～4根的系泊模式；若不考慮纜索租賃，在停靠PDM港或達爾林普爾灣煤運碼頭時最好配置通用型HMPE材質的纜索。

表6 港口要求與巴拿馬型散貨船系泊信息對照

續表6

載重量大于15萬t的好望角散貨船一般配置8～9部絞車，提供16～18根主纜，可實現6～8根副纜的系固，可滿足PDM港的要求。該型船需根據黑德蘭港口的拖帶要求，將艏艉靠近船中的帶纜樁和導纜孔的安全工作載荷提高至120t，用于港口拖帶的帶纜樁的安全工作載荷可根據PPA拖帶配置提高至85t；若靠泊圖巴郎港或達爾林普爾灣煤運碼頭，則配置滿足要求的HMPE材質的纜索。

載重量小于12萬t的Mini-cape型散貨船一般配置10～12根主纜，系泊屬具的安全工作載荷超過65t，可滿足大多數港口的要求，需針對個別港口的特殊要求進行調整，具體見表7。

表7 Mini-cape型散貨船靠泊港口要求

載重量為12萬～15萬t的散貨船為非主流船型，數量較少，其要求可借鑒上述分析確定。

綜上所述，港口要求對不同類型散貨船的系泊設計均有一定的影響，對巴拿馬型散貨船和Mini-cape型散貨船的影響較大。這些影響體現在纜索配置、絞車配置、系泊屬具的安全工作載荷和系泊模式等方面。

4 結 語

不同港口的系泊要求不盡相同，即使是在同一港口，也因泊位和船舶噸位的差異而有不同的系泊要求，部分港口的系泊要求可能會超出對應船型本身的系泊配置。

澳大利亞鐵礦石港口的系泊要求相對統一，可作為系泊設計的基礎標準；巴西PDM港口的系泊要求較為苛刻，特別是纜索配置和系泊模式方面的要求需特別注意。

現有散貨船的系泊配置可滿足大多數港口的系泊要求，但需特別考慮個別港口的特殊系泊要求，相關要求對巴拿馬型散貨船和Mini-cape型散貨船更為苛刻。若該類型船舶需兼顧眾多港口，則需提高其系泊配置，包括纜索數量、材質、破斷力和系泊屬具的安全工作載荷等，同時利用主纜和副纜的組合模式最大程度實現港口要求的系泊模式。

在散貨船系泊設計初期，需多與營運方溝通，確認相關港口的具體要求，并從系泊布置的角度完善相關設計，以期提供更加優化的系泊設計方案。本文所述散貨船不同船型的系泊配置信息，基于現有的設計方案，沒有考慮國際船級社協會的最新規范，后者確定的系泊配置會在纜索數量和纜索破斷力上有所提高，因而更容易滿足各港口的系泊要求，此處不做贅述。