港口要求對散貨船系泊設(shè)計(jì)的影響

倪偉平，曾 巍

（上海船舶研究設(shè)計(jì)院，上海 201203）

0 引 言

散貨船作為當(dāng)前貨運(yùn)船舶中的主力船型之一，擔(dān)負(fù)著全球礦石、煤炭和糧食等大宗散貨的運(yùn)輸任務(wù)，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(yùn)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(dá)到50m。

散貨船在運(yùn)營期間通常需靠泊多個港口，各港口會根據(jù)自身地理位置和水文環(huán)境設(shè)置相應(yīng)的系泊要求。為保證船舶安全靠泊，港口會提前核對預(yù)進(jìn)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(zhì)是否滿足港內(nèi)碼頭要求等，若不滿足，則不允許其進(jìn)港。有些船舶因纜索材質(zhì)問題而不得不在港內(nèi)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(fù)雜，因此合理地進(jìn)行系泊配置和系泊布置是保證船舶順利靠泊的基礎(chǔ)。

確定系泊配置和系泊布置的過程就是船舶系泊設(shè)計(jì)的過程。船舶在投入運(yùn)營時其系泊設(shè)計(jì)就已完成，一般不會針對港口要求重新調(diào)整，因此有必要在船舶設(shè)計(jì)建造階段考慮港口要求對船舶系泊設(shè)計(jì)的影響。例如，大型礦砂船主要停靠巴西PDM港，因此在船舶設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的影響時，不僅要獲取散貨船的系泊設(shè)計(jì)信息，而且要明確各港口的系泊要求。當(dāng)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(qū)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?fàn)柛邸⒏窭滤雇ǜ酆秃Ｒ舨ㄌ馗凼前拇罄麃喼饕拿禾砍隹诟郏坏吕傻赂凼歉鐐惐葋喿畲蟮拿禾砍隹诟郏话臀鱌DM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(shè)計(jì)的影響是很有必要的，針對這些港口的要求提出的應(yīng)對方案可為同類型船舶的系泊設(shè)計(jì)提供參考。

1 散貨船系泊設(shè)計(jì)基本信息

散貨船系泊設(shè)計(jì)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(shù)量和長度可由規(guī)范的要求確定；系泊絞車的工作負(fù)載和支持負(fù)載，以及帶纜樁、導(dǎo)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(zhǔn)。實(shí)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(shù)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(shí)際上就是散貨船的系泊模式，標(biāo)準(zhǔn)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(jù)現(xiàn)有的散貨船基本船型，不同類型散貨船的系泊設(shè)計(jì)信息見表1，其中：纜索數(shù)量、絞車數(shù)量和主纜布置為實(shí)際信息；其他信息為根據(jù)規(guī)范得到的最低要求。

表1 不同類型散貨船的系泊設(shè)計(jì)信息

從表1中可看出，各型散貨船之間的系泊設(shè)計(jì)存在差異，主纜可滿足最基本的標(biāo)準(zhǔn)系纜模式要求，同時可根據(jù)絞車需求配置相當(dāng)數(shù)量的副纜，需針對港口的要求進(jìn)行研究。

2 港口要求

黑德蘭港的4個公有泊位由PILBARA港務(wù)局（PPA）管理，15個私有泊位由必和必拓（BHP）、RHIO和FMG集團(tuán)等3家礦業(yè)公司經(jīng)營。這些私有泊位須受PPA的指導(dǎo)和監(jiān)督，統(tǒng)一由PPA提供進(jìn)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(zhì)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(dǎo)纜孔、滾輪導(dǎo)纜器的安全工作載荷應(yīng)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(zhì)纜索，除非碼頭配置電動絞盤，且只允許使用尼龍材質(zhì)的琵琶頭。由力拓（RTIO）運(yùn)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(tài)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(yùn)，其中1號碼頭主要停靠好望角型散貨船，采用標(biāo)準(zhǔn)系泊模式，即艏艉纜4根、橫纜2根和倒纜2根，根據(jù)天氣和船舶噸位需求增配纜索，調(diào)整為艏艉纜8根、橫纜4根和倒纜4根的模式。當(dāng)船舶的載重量大于13萬t時，纜索必須為HMPE材質(zhì)，參照標(biāo)準(zhǔn)為ISO 10325和ISO 2307。

巴西PDM港推薦的系泊要求強(qiáng)調(diào)系泊纜索的布置和鋼纜的使用，HMPE材質(zhì)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?fàn)柛鄱嗤？亢猛切蜕⒇洿８鶕?jù)拖船載荷的要求，船舶用于拖帶的帶纜樁、導(dǎo)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(dá)爾林普爾灣煤運(yùn)碼頭時需注意：用于港口拖帶的帶纜樁、導(dǎo)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(zhì)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(dá)爾林普爾灣煤運(yùn)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(jù)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(guī)格和材質(zhì)或同等要求，最小破斷力為55t；纜索數(shù)量必須為偶數(shù)，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(shè)計(jì)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(qiáng)調(diào)港內(nèi)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(yīng)不小于其最低要求（63t）；達(dá)爾林普爾灣煤運(yùn)碼頭要求部分用于拖帶的帶纜樁、導(dǎo)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(zhì)的纜索；德拉蒙德港要求該類船舶提供12根纜索。為應(yīng)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(dá)爾林普爾灣煤運(yùn)碼頭，則需配置HMPE材質(zhì)的纜索；當(dāng)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(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整：纜索的破斷力需提高至65t，甚至是75t，帶纜樁和導(dǎo)纜孔等主要系泊屬具的安全工作載荷相應(yīng)提高；船舶主纜數(shù)量保持為12根，應(yīng)配置6部含有2個主卷筒的絞車，絞車的支持負(fù)載應(yīng)根據(jù)纜索破斷力進(jìn)行調(diào)整；借助4部絞車的副卷筒實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)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(dá)爾林普爾灣煤運(yùn)碼頭時最好配置通用型HMPE材質(zhì)的纜索。

表6 港口要求與巴拿馬型散貨船系泊信息對照

續(xù)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(shí)現(xiàn)6～8根副纜的系固，可滿足PDM港的要求。該型船需根據(jù)黑德蘭港口的拖帶要求，將艏艉靠近船中的帶纜樁和導(dǎo)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(jù)PPA拖帶配置提高至85t；若靠泊圖巴郎港或達(dá)爾林普爾灣煤運(yùn)碼頭，則配置滿足要求的HMPE材質(zhì)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(shù)港口的要求，需針對個別港口的特殊要求進(jìn)行調(diào)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(shù)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(shè)計(jì)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(xiàn)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(jié) 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(yīng)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(tǒng)一，可作為系泊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)；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(xiàn)有散貨船的系泊配置可滿足大多數(shù)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(guān)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(shù)量、材質(zhì)、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(shí)現(xiàn)港口要求的系泊模式。

在散貨船系泊設(shè)計(jì)初期，需多與營運(yùn)方溝通，確認(rèn)相關(guān)港口的具體要求，并從系泊布置的角度完善相關(guān)設(shè)計(jì)，以期提供更加優(yōu)化的系泊設(shè)計(jì)方案。本文所述散貨船不同船型的系泊配置信息，基于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案，沒有考慮國際船級社協(xié)會的最新規(guī)范，后者確定的系泊配置會在纜索數(shù)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。