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系泊设备指南

第一章系泊原则

1.1常规性

系泊指的是将船舶固定到码头的系统。油船最普遍的码头是支柱和海岛，然而，其他的舰载操作例如单点系泊、多浮标系泊、紧急拖拽、拖曳处理、驳船系泊、运河通航、轻量化和抛锚可以将系泊分裂为几个大类，因此需要特别的配件和设备。船级社规定抛锚设备，因此，这些设备不被这些指南规定所包含。

图1.1展示油船码头一个典型系泊缆布局

图1.1典型系泊缆布局

一个有效的系泊系统的作用是保证船舶、她的船员、码头和环境的安全性，如何优化系泊系统来抵抗各种压力的问题可以通过回答以下问题来得以解决：

船舶上的力有哪些？

决定力如何作用在系缆的一般原则是什么？

如何将以上的原则应用在建立一个良好的系泊设备？

由于无系泊设备拥有无限的能力，为了处理这些问题，将需要准确地理解一艘船舶成功系泊所预期的是什么。

1.2作用在船体上的应力

船舶系泊必须抵抗各种力，部分或者全部产生于以下原因：

风

水流

潮汐

相遇船舶的汹涌

波浪/涌浪/湖震

冰

变化的气流

这节主要介绍常规停泊的船抵抗风力、水流力和潮汐力的系泊系统的发展。一般，如果系泊布置设计成可以承受最大风力和水流力，则对抵抗其他可能产生的缓和的力的储备强度是足够的。然而，如果在一个极限情况下存在相当大的浪涌、波浪或者冰况，船舶的系泊会承受相当大的载荷。分析这些力是很困难的除非通过模型试验，现场测试或者动态的计算机程序。停靠在这样特别条件存在的极端情况下的船应该注意可能超过标准环境条件并且需要采用适当的方法。

系船具所承受的力由于船高随着潮汐波动或者载重或者卸货操作变化必须要用适当的趋势线补偿。

1.2.1风力和水流力

这些力的计算过程在这些指南的第二节和参考3中介绍过（OCIMF出版物“巨型油船的风力和水流力的预报”，1994）。尽管这些计算是专为大型船舶所用的，为小船分析的附加试验已经解释过，风力系数对于大多数情况不是特别重要。因此，参考书目3出版的大型船舶系数可能被用于载重量小于16000t的尾桥楼油船。

图1.2说明了船上的风力合成是如何随风速和风向变化而变化的。简单起见，船上的风力能够分为两个部分：平行于船体纵轴的纵向力和垂直于纵轴的横向力。

船体上的风力同样跟随船体气流浸润面积大小的变化而变化。因为逆风行驶时只会冲击油船总气流浸润面积的一小部分，所以纵向力相对很小。另一方面，横风在船舶侧面气流浸润面积施加很大的横向力。对于给定的风速，在大型油船上最大的横向风力大约是最大的纵向风力的5倍。对于一艘50节载重量250000t的轻型油船，最大的横向和纵向风力分别是大约320吨（3138kN）和60吨（588kN）。

如果风从横向和船艏（船艉）方向的任何四等分方向冲击船舶，将会同时产生横向和纵向压力，原因是它同时冲击船艏（或船艉）和船侧。对于任意给定的

表格1.4系泊缆布局分析

表格1.5粗缆的方向对抵抗能力的影响

1.4缆绳的弹性

系泊缆的弹性是衡量它在载荷下延伸能力的标准。在给定载荷下，一条弹性绳会比僵硬的绳延伸更长。弹性在系泊系统中起很重要的作用，原因如下：

? 弹性越好能吸收更大的动态载荷。因为这个原因，对于船对船转货操作或者在码头阻碍摇动和肿胀，高弹性是很让人满意的。

? 另一方面，高弹性意味着船会在泊位上移动更远，这会引起装卸臂或者装卸软管的一些问题。这样的移动还会在系泊系统上产生额外的动能。

? 第三并且最重要的一方面就是弹性会影响几根系泊缆上力的分布。上部分图1.5所示的简单的四绳系泊模式对缆绳的弹性不敏感，但是仅适用于轮船或者很小的船。由于个别缆绳的尺寸限制，很多缆绳必须用于更大的船。通常都实现了最优约束如果所有缆绳，除了斜系船缆，被强调为它们抗断强度的相同百分数。如果能理解下面的原则，就能实现好的负载分配。

总则是如果两根不同弹性的缆绳连接船在同一点，弹性差的那一根通常承受更大载荷（假设设置有绞缆机刹车）即使方向都精确地一样。原因是两根缆绳都必须延伸相等的距离，就因为这样，弹性差的那一根承受更大载荷。受载的相对偏差会取决于弹性的不同，并且会非常大。

系泊缆的弹性取决于下面的因素：

? 材料

? 结构

? 长度

? 直径

图1.6展示了上面的每个因素对载荷分布的重要性。最需要注意的点是钢丝绳和纤维缆绳在弹性上有显著差异和缆绳长度对弹性的影响。图1.6所示的例A和例B是应该避免的系泊布置的例子，例C展示了一个适宜的系泊，即每根绳索都被适当地施加自己相应的抗断强度的相同百分比的力。

钢丝系泊缆非常僵硬。6*37结构的钢丝绳在使材料开始永久变形的载荷下的延伸大约有原长的百分之一。（更完整的讨论见第六节）。在相同的载荷下一根聚丙烯绳的延伸量可能是钢丝绳的十倍。因此如果一根钢丝绳和纤维绳索并行，钢丝绳会承受几乎所有的载荷，而纤维绳索几乎不受力