62 000 t 普通干貨船貨艙集裝箱改造技術1

高明星

（大連中遠海運重工有限公司，遼寧大連 116113）

0 引言

從2020 年下半年開始，全球供應鏈受阻問題愈發突出，全球航運和物流系統遭受空前沖擊，集裝箱運費屢創新高。此外，從2021 年開始，全球汽車運輸船市場出現強勢反彈，新能源汽車的市場需求飆升，特別是中國汽車產業邁入加速轉型的快車道，國產汽車出口需求持續增長。專業汽車運輸船運力不足，運費高漲，成為中國汽車制造全球化發展的“絆腳石”。

發展強勢的集裝箱運輸市場和汽車運輸市場悄然影響了傳統干散貨船的操作及運營模式。本文基于某62 000 t 普通干貨船貨艙集裝箱改造項目，對貨艙內集裝箱系固方案、貨艙內集裝箱布置方案進行介紹，并對貨艙結構改造主要內容和施工精度控制要點等進行分析。

1 項目概況

62 000t 普通干貨船是一艘單機單槳、低速柴油機驅動、定距槳推進、低油耗、環境友好的多用途船，適合無限航區。主尺度信息見表1。

表1 船舶主尺度信息

在改造前，該船的貨艙可裝運紙漿、谷物、鐵礦石、鋼卷筒等散裝貨物，以及火車、風電設備等大型機械設備，還可以裝載部分危險品。艙口蓋可運輸集裝箱和大型貨物，改造前的貨艙不具備裝箱功能。隨著航運市場的變化，船東經營策略做出優化調整，提出要將該船的貨艙區進行集裝箱升級改造，以期搶占火爆的集裝箱及汽車運輸市場，要在滿足現行規范要求的前提下，以較為經濟的改裝工程實現最大艙內集裝箱數量。

2 改造方案

2.1 貨艙內集裝箱系固

集裝箱系固方式直接關系到該船舶運輸過程的安全性和經濟性，同時也會對船舶的總布置造成影響，是一個需要在設計初期特別關注的問題[1]。綜合考慮各種集裝箱系固方式的優缺點和船舶營運實際需求，本船最終選用如下系固方式：

1）1 號貨艙的集裝箱采用全自動扭鎖系固方式，同一列集裝箱垂向由全自動扭鎖連接，以承受集裝箱層間的分離力；左右方向的箱列互不相連，無其他系固措施。

2）2～6號貨艙的集裝箱采用全自動堆錐系固方式，同一列集裝箱垂向由全自動堆錐連接，以承受集裝箱層間的分離力；左右方向通過全自動堆錐上的壓力適配器傳遞箱列之間的橫向力，最頂層箱的上部箱角橫向無須連接。

3）1～6號貨艙的內底均采用埋入式的集裝箱箱角底座，通過系固鎖具將集裝箱角件與內底的箱角底座進行連接固定。

采用上述系固方式可實現較大的集裝箱堆重。由于貨艙內橫縱艙壁的表面沒有凸出的固定式系固設施，故其不會對原船已有的裝載功能產生影響。此外，該系固方式所使用的活動件均可在碼頭完成安放，無須人員進入艙內進行操作，有利于提高人員操作的安全性和裝卸效率。

2.2 貨艙內集裝箱布置

綜合考慮貨艙實際尺寸、系固方式和船東要求，確定貨艙內主要裝載20 英尺（1 英尺=0.304 8 米）集裝箱（標箱）、40 英尺集裝箱（高箱）和48 英尺框架箱（特制）等3 種箱體。其中，48 英尺框架箱（特制）是由船東自主研發的可折疊商品車專用集裝箱。各貨艙內集裝箱布置情況如下。

1）1 號貨艙：后部可布置1 排8 列7 層20 英尺集裝箱（標箱）。

2）2～5號貨艙：前部可布置1 排11 列6 層40英尺集裝箱（高箱），后部可布置1 排11 列6 層40英尺集裝箱（高箱）或1 排11 列8 層48 英尺框架箱（特制）。

3）6 號貨艙：前部可布置1 排11 列6 層20 英尺集裝箱（標箱）或1 排5 列6 層40 英尺集裝箱（高箱）或1 排5 列7 層48 英尺框架箱（特制）。

按照上述布置方案，各貨艙承裝各種集裝箱的最大裝載能力見表2，貨艙內集裝箱裝載組合工況見表3。

表2 各貨艙承裝各種集裝箱的最大裝載能力

表3 貨艙內集裝箱裝載組合工況

3 貨艙改造的主要任務

貨艙載運集裝箱后勢必會對原船的穩性、結構強度等方面帶來一些不利影響，需要設計方、建造方、船東方及船級社等單位投入更多關注。需要對改造后的船舶質量、船舶穩性、貨艙內集裝箱綁扎受力情況、船體結構強度等進行全面計算和校核。需要將船舶的穩性手冊、集裝箱裝載布置圖、集裝箱綁扎手冊、船體結構加強圖紙及計算書等內容進行重新編制送審[2]。改造后的船舶在經過系統評估及有關機構認可后方能承運集裝箱貨物。

62 000t 普通干貨船貨艙區的施工改造工程主要包括以下5 個方面：

1）改造后的船舶增加了貨艙內裝箱工況，需要按照《鋼質海船入級規范》[3]中集裝箱船結構強度直接計算的相關要求，建立貨艙段有限元計算模型，對原船貨艙區域主要構件在裝載集裝箱工況下的強度進行評估[4]。有限元計算結果顯示：原船在靠近橫艙壁結構附近的雙層底縱桁存在剪應力超標的情況，需對雙層底縱桁結構進行局部增加板厚的處理。

2）集裝箱作為運輸組件載體，其內部裝載貨物的質量主要集中在集裝箱的4 個角柱上，裝載于貨艙內的集裝箱會對內底板產生很大的集中力，需在內底的箱角底座位置增加埋入式箱角底座及加強結構，并對其局部結構強度進行校核。

3）當船舶發生橫搖時，貨艙內的集裝箱堆垛所承受的橫向力會通過壓力堆錐支撐傳遞到貨艙的內縱壁，需要在內縱壁反側增加支撐加強結構，并對其局部結構強度進行校核。

4）新增加強結構與原船已有管舾裝干涉導致的管舾裝修改工程，以及因施工需要對原船管舾裝的臨時拆卸與回裝工程。

5）需要對有改動的系統管路及艙室結構重新進行密性檢驗。

4 箱角安裝精度要求

埋入式箱角的安裝精度直接影響到集裝箱的裝載情況，若精度控制不到位，就有可能出現堆垛在上層的集裝箱因傾斜而導致“擠死”或堆放干涉的現象。以常見的20 英尺和40 英尺集裝箱為例，其箱角安裝精度要求見表4，箱角安裝公差示意見圖1。在所有工程結束后，需要進行裝箱試驗，以確保集裝箱裝卸過程順暢高效。

圖1 箱角安裝公差示意圖

表4 箱角安裝精度要求

5 結論

本文基于某62 000 t 普通干貨船貨艙集裝箱改造項目，介紹了貨艙內集裝箱系固方案、貨艙內集裝箱布置方案，并分析了貨艙結構改造主要內容和施工精度控制要點，得出如下結論：

1）將普通干貨船貨艙進行集裝箱改造是可行的，但需要在設計、施工等各個環節嚴格按照相關標準和規范進行操作，確保貨物運輸的安全性和有效性。

2）集裝箱改造技術可顯著提高貨艙的貨物裝載能力和運輸效率。

3）在進行集裝箱改造前，需要進行合理的貨物規劃和設計，確保貨物運輸和裝卸的合理性，避免浪費時間和成本。

4）在設計貨艙裝箱方案時，需要考慮貨物的裝卸便捷性和貨艙的通風、排水等因素，以確保船舶在貨物運輸過程中的安全和正常運行

5）需要對貨艙進行適當的改造和加強，以確保貨物和船舶的安全。