某養殖工船登離船梯布置優化設計

中圖分類號：U667

文獻標志碼：A

Optimized Design ofBoarding/AlightingLadder Arrangementfor an Aguaculture Vessel

ZHANG Hongxia'， PENG Jianhua2， CHEN Wanyou'， FU Chuanfa2， ZHANG Xing2（1.CSSC Guangzhou Wenchong ShipyardCo.，Ltd.，Guangzhou510725，China;2.CSSCHuangpu WenchongShipbuildingCompany Limited， Guangzhou 511462， China）

Abstract： Addressing frequent crew/visitor transfers ona 100 Oo DWT deep-sea aquaculture vessel， this study optimizes the boarding/alighting ladder system. A modular hydraulic telescopic boom system replaces manual-towing gangways，significantly improving docking eficiency. Independent flexible ladders combined with three hybrid flexible-gangway units cover alldraft conditions. Optimized accessories—self-tensioning fexible ladder winches， compact fasteners，and integrated bases—eliminate assembly deviations in pilot laddersand reduce instalation time.The optimized system enhances safety and convenience for crew/pilots，providing reference for similar vesel designs.

Key words：aquaculture vessel; gangway； flexible ladder

1 引言

某大型深遠海養殖工船總長近 250m 、型寬 45m 、型深 21.6m 、載重噸達10萬噸，為自航全焊接鋼質船，設置15個養殖艙，共計8萬立方米艙容。該船可進行養殖、加工石斑魚等經濟魚種。在航行狀態設計吃水時，基于設計航速，續航力 20000nmile ，自持力90天，飼料補給周期60天。船上工作繁重，工作周期長，既有常規船員也有養殖工作人員，定員達50人。人員多，供給多，上下船頻繁；且船主尺度大，引水員在海上登船也比較辛苦。因此登離船設施尤其重要，除確保安全可靠以外，還要有使用方便性，能操作簡單、迅捷。本船登離船梯設計在滿足海船法規的基礎上，側重探討采取更為先進實用的登離船方式。

海船有引航員登離船梯和船員登離船梯。前者有舷梯和軟梯型式；后者有舷梯和跳板型式。下文分類探討該船各類登離船梯優化設計方案。

2 船員舷梯的優化設計

2.1現狀

船員登離船梯規范主要要求參見“SOLAS第II-1章3-9條：登離船設施”和“MSC.1Circ.1331《登離船梯設施的構造、安裝、維護和檢查／檢驗指南》”Ⅲ，一般采用船員舷梯或跳板登船，本船采用舷梯。設計除滿足規范要求，還做了大的改進。平常舷梯沿船縱向直立存放在登船甲板兩側，使用時通過翻梯裝置將吊臂和舷梯放平到舷側、平行于船體，再通過絞車的鋼絲繩升降舷梯到所需角度。舷梯可倒吊臂為固定長度，此時舷梯離碼頭還有一定距離，導致下腳無法直接落至碼頭，需額外調整。船員舷梯的上平臺設計為可旋轉，可將其水平旋轉使舷梯離開船旁，直到舷梯下腳落在碼頭。常規設計需船員通過牽引繩手動來拉開舷梯實現向船外旋轉；或借助碼頭岸吊將梯架拖至岸邊。人工牽引方式需多人協同操作，平均部署時間達15-20分鐘／次;牽引方式也因為無明確行業規范指導，有操作和配置不當引起鋼絲繩斷裂的風險，安全隱患突出。碼頭吊機吊放方式則受限于港口設施，據統計， 30% 以上港口缺乏專用岸吊設備。因此，兩種方式均有改進空間。

2.2優化方案

設計探討如何快速簡易操作舷梯，可使其下腳直接落到碼頭，關鍵是舷梯吊臂需足夠長，使舷梯可離開船舷足夠距離，下放到碼頭。同時考慮到舷梯的存放狀態，舷梯的吊臂收藏長度有限，最后本船考慮采用一種伸縮吊臂，基于舷梯存放空間要求，同時可實現舷梯在距離船舷一定范圍內的直接靠泊。本方案采用模塊化液壓伸縮系統，通過液壓缸傳導將舷梯的伸縮吊臂延伸至船舶舷外，如圖1所示。該設計通過兩組滑輪串聯兩節吊臂結構，在液壓缸的外力作用下，實現吊臂的伸縮。該方式操作舷梯簡單、迅捷，舷梯收放可在船上實現，不需要碼頭配合。伸縮吊臂組成見圖2。伸縮吊臂的采用，船員用時5分鐘就可將舷梯下放到離開船旁 3m 的碼頭。

本船船員舷梯改進歷經了識別傳統舷梯的不足從而提出問題、討論可行性方案、船廠和廠家合作研究制造出達到使用要求的舷梯伸縮吊臂系統，最后成功裝船且通過報驗驗證了可靠性的過程。該系統通過模塊化液壓驅動，操作安全便捷，5分鐘即可將舷梯下放到碼頭，操作效率提高顯著。該系統的完成對相關各方均有借鑒意義，尤其適用于高頻次靠泊作業的大型養殖工船，對有同類需求的船舶也具有參考價值。

3 引航員梯的優化設計

3.1現狀

引航員梯需滿足的規范主要有SOLAS第V章第23條，引航員登離船裝置和IMOA.1045（27）《引航員登船梯布置要求》。本船設計除滿足規范要求，也做了大的改進。該大型養殖工船登船甲板高度為BL21600，輕載時首吃水 4863mm ，艉吃水8265mm 。輕載吃水時，登船位置干舷接近 15m 。考慮船舶橫傾 15^° 時的應急工況登船，登船位置處干舷接近 21m ，即引航員最大的登船高度接近 21m 。如何讓引航員安全又比較輕松，不過于耗費體力登離船是本船研究重點關注的方面。

3.2優化方案

首先布置獨立使用的引航員軟梯。考慮到垂直攀爬的疲勞，SOLAS公約要求，當從水面至登船處的距離超過 9m 時需采用組合裝置。本船先配置了到水面不超 9m 的獨立使用軟梯，參見圖3位置4。

然后每舷另外采用軟梯和舷梯組合使用的登船方式，即采用引航員登離船組合裝置。組合裝置計及15度橫傾，滿足應急工況下使用。除位置4使用單一軟梯覆蓋甲板下 9m 高度，其余 12m 不同吃水工況的高度范圍需通過組合裝置來登船。設計探討了布置在不同位置的同一件軟梯組合不同角度狀態的同一個舷梯，目的在于減少攀爬軟梯的高度，更大范圍使用可更輕松行走的舷梯。

經研究討論，本船靈活布置了三套組合裝置位置。共設有3處軟梯懸掛位置，分別和處于 42^° 、 28^° 和12^° 使用位置的舷梯組合使用，見圖3位置1-3。船員可根據吃水高度選擇其中一處軟梯懸掛位置來和舷梯組合使用。該布置也考慮了每位置引航員攀爬軟梯最長距離控制在 9m 以內，攀爬時不會過于疲勞。同時，每個組合中的舷梯下平臺均高于水面至少 5m ，該至少 5m 高度也是SOLAS要求，可保證舷梯下平臺保持和引航員交通艇有足夠距離，更為安全。基于以上，各處軟梯布置的使用長度范圍依次相差 ～4m ，完整覆蓋了該船所有吃水高度時引航員使用登離船梯的需求，并在圖面清晰表達了各吃水范圍對應選用的組合位置。

圖3引航員梯布置

設計還討論了一種軟梯懸掛在舷梯下平臺的組合裝置。具體為將軟梯直接安裝在舷梯下平臺，在加大的下平臺上開通道口，引航員從軟梯上直接通過舷梯下平臺開口后到達舷梯。參見典型例圖4.該組合裝置可以在舷梯最大使用角度 45^° 范圍內盡量接近不同高度的水面使用，充分使用舷梯長度，盡量減少攀爬軟梯的高度。其軟梯和舷梯一體收藏降放，較圖3的組合使用靈活，不需另外協調兩者的位置和角度。也很適合甲板空間有限不方便多處懸掛軟梯的船舶。但相應的，該組合中的軟梯和舷梯由于使用位置更為靈活，不方便在外板設固定系固件來綁扎軟梯和舷梯，更適合采用可在外板任意位置定位的磁吸裝置，在任意吃水所需的舷梯對應角度來固定軟梯和舷梯。

軟梯懸掛在舷梯下平臺的組合裝置在SOLAS第I部分第V章23.3.2.1有提及，《ISO799-3：2022引航員軟梯－附屬件》也提供了例圖。但市面實船采用的還是非常鮮見，磁吸裝置價格也比較昂貴，而圖3組合布置又足夠方便實用。經討論比較，本船還是采取了圖3的組合布置。

市面營運大多數船舶，引航員梯布置僅考慮規范的最低要求，或是引水員攀爬軟梯距離過長，或沒考慮船舶在輕載時橫傾 15^° 應急使用引航員梯的工況等。本船在在幾乎不增加設備成本的前提下，采用同一套軟梯和舷梯，精細布置，給引航員提供了更為輕松安全的登離船條件，值得各方借鑒。

4登離船梯的配件和屬件布置優化設計

4.1軟梯絞車

按上述設計，該船單舷1個軟梯有4處使用位置，為更方便搬運軟梯，研究配置了有滑移底座的軟梯存放絞車。滑移軌道長度超過 8m ，絞車的行程超過5m ，可覆蓋全部軟梯使用范圍。絞車可滑移到每處軟梯使用位置，并對應每處軟梯懸掛位置，在滑移座上布置了插銷孔，將絞車對應定位，即停即用。該設計實現了軟梯部署效率提升，使用起來更為方便省力，不需人力搬運，特別適用于需要頻繁切換登乘點的大型船，參見圖5。

4.2軟梯和舷梯系固件

引航員登船使用組合裝置時，按SOLAS要求，組合中的舷梯下平臺和軟梯需要系固在外板，可避免梯子在不穩定海況中的位移造成人員安全事故。市面有磁吸式系固件，但采用不多。常規方式是在外板上開孔安裝嵌入系固件。該系固件沒有參考標準，本司進行了自主設計并核查了強度，系固件節點參見圖6。

該系固件外徑D180，材質同外板，采用全焊透節點保證強度和水密。《ISO799-3：2022引航員軟梯-附屬件》和《IS016681：2024引航員登乘－船體上系固件》明確了該系固件載荷要求。舷梯的系固件需承受工作載荷 4kN ，對應試驗驗證載荷為 6kN ；軟梯每件系固件需承受工作載荷為 3kN ，對應試驗驗證載荷為 4.5kN 。均指垂直于外板的載荷。雖然受力不大，設計出于嚴謹還是做了有限元計算核查。參見圖7板單元的應力云圖和圖8梁單元的應力云圖。

根據圖7，在計算載荷為試驗載荷 6kN 時，系固孔周界的板材最大等效應力 46MPa ，此結果應力小于普通鋼材的屈服強度 235MPa ，滿足設計要求。根據圖8，系固圓鋼梁單元最大等效應力 98MPa ，此結果應力小于普通鋼材的屈服強度 235MPa， 滿足設計要求。核算驗證了設計在 Φ180mm 緊湊空間內的系固件滿足了6kN載荷需求，該節點可推廣至其它船舶。

4.3舷梯電機和立柱的一體化底座

常規舷梯雖然按單元供貨，但通常電動絞車底座和舷梯立柱為分體設計，安裝基準不統一，在實船上裝配會產生累積誤差，導致鋼絲繩通過分體上的各滑輪組后配合不夠流暢，有磨繩現象，需反復調整。本船針對該問題，進行了設計優化，將舷梯的立柱和絞車安裝于一個一體底座上，實船安裝時能更快速復刻內場舷梯單元調試好的狀態，很好地解決了用分體式時鋼絲繩裝配誤差問題，節約了實船安裝工時，本船舷梯電機和立柱的一體化底座設計參見圖9。

本船采用的一體化底座設計，從根本上解決了分體式舷梯的裝配誤差難題。根據施工反饋，非一體式底座，單次調試耗時約2.5工時，平均需3-4次反復調整才能達到理想的設備運行狀態。一體化底座設計不僅提升系統可靠性，更是內場預調后，到船上即裝即用，大大節約了碼頭作業時間。

5 結語

海洋是高質量發展的戰略要地，養殖工船有著海洋牧場之稱，其高效、安全的運營對我國海洋經濟發展具有重要意義。本文針對大型養殖工船上工作繁重、工作周期長、人員多、供給多、登離船頻繁等情況，本著為養殖工船配置更為安全可靠、使用方便、操作快捷登離船梯的原則，針對某大型養殖工船的登離船梯布置進行了系統性優化設計，在船員舷梯上采用伸縮吊臂結構，實現快速、獨立操作，顯著提升靠泊效率；其次在引航員梯布置時，通過軟梯與舷梯的靈活組合及多位置懸掛設計，在幾乎不增加成本的前提下，設計合適的引航員攀爬高度，確保應急工況下的引航員登離船的安全性。同時進行了配件和屬件優化通過系固件節點、絞車滑移底座和一體化電機底座設計等，解決了傳統布置中的不足之處。

這些優化不僅滿足了法規要求，更以人性化設計提升了使用體驗，為同類船舶的登離船梯布置提供了可借鑒的解決方案。

參考文獻

[1]何濤，李興.基于IMOA.1045新決議的引水員梯設計改進[J].廣東造船，2015，34（3）：49-51.

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