第三章 系泊设备
二、按船级社规范配置系泊索
各国船级社规范除了按舾装数配臵锚和锚链外, 对系泊索的数量、长度和破断强度也提出了要求 或建议。 CCS对系泊索的要求见本篇第二章第四节及表2-4 和表2-5,其补充规定如下: 如果船舶的A/N大于0.9(A──侧投影面积, N──舾装数)。表2-5中系船索的数量建议按下 列要求增加: A/N的比值 系船索增加数 0.9<A/N≤1.1 1 1.1<A/N≤1.2 2 1.2<A/N 3
羊角单滚轮导缆器
双滚轮导缆器
滚柱导缆器
滚柱导缆器
选择滚柱导缆器时应考虑:
1.滚柱直径 滚柱直径过小会降低缆索的强度。采用钢索时,滚柱直 径应至少为10倍的缆索直径。但目前实际应用的标准一 般为6倍~6.5倍的钢索直径。 2.开口尺寸 最小尺寸取决于缆索的眼环和末端附件(如引索所需的 附件)通过导缆器所需的空间。如果滚柱直径为12倍钢 索直径或4倍合成纤维索直径,则推荐下列开口尺寸: 宽度=1.00×滚柱直径 高度=0.65×滚柱直径 3.滚柱导缆器与闭式导缆孔比较 滚柱导缆器由于它与缆索之间的磨擦较小,因此缆索磨 损较少,同时也增加了绞车牵引力。 但是另一方面滚柱导缆器尺寸大,造成维护工作量大。 因此,在船员日益减少的情况下,即使使用合成纤维索, 也往往优先采用闭式导缆孔。
(3)弯曲半径。合成纤维索由于弯曲所造成的 强度损失显然不像钢索那样严重。 一般对固定表面的弯曲半径比取8,对滚动表面 的弯曲半径比取4。
3.系泊索的选型
任何一个系泊系统的设计,首先必须确定系泊索的材 料、数量和尺寸,系泊索选择可归纳为如下几点: (1)根据强度、弹性、耐用性和操作特性选择最合 适的材料。缆索的材料类型会影响到系泊绞车卷筒的 尺寸、导缆器的型式、导缆器弯曲半径及需占用的甲 板空间等要素。 建议在大型船舶上采用钢索,而在中小型船舶上优先 采用合成纤维索。 (2)选用船上和码头操作人员都能安全操作直径适 当的缆索。一般认为钢索的最大直径是48mm,而合成 纤维索适合实际使用的最大的直径为80mm。 (3)全部系泊索尽可能选用相同的尺寸和材料,但 某些船上采用钢索倒缆和合成纤维索横缆的系统,它 将减少船舶的前后漂移,有效地限制了刚性输油臂或 输油软管相对于船的移动。
纤维索系泊绞车
液压系缆绞盘
系泊绞车的分类:
系泊绞车克根据以下方式进行分类:
1.控制方式:自动或手动; 2.驱动类型:蒸汽、液压或电动; 3.与每个驱动装臵相连的卷筒数:单卷筒、双卷 筒或三卷筒; 4.卷筒的型式:分隔式、整体式; 5.刹车类型和制动作用方式:带式、盘式、机械 螺旋、弹簧作用。
图3-6
典型系泊模式
在某些系泊模式中,除了横缆和倒缆外还有艏艉缆。 其中艏艉缆抵抗纵向力的作用像倒缆,抵抗横向力 的作用像横缆。 艏艉缆在张紧状态下,其纵向分力方向相反,且互 相抵消,因此对船舶纵向约束所起的作用不大。
艏艉缆的布臵方式对船舶的约束能力产生的影响 如图3-7所示。该图所示的系泊模式中艏艉缆的 允许工作负荷为A,倒缆的允许工作负荷为B。 图3-7(a)所示模式中,艏艉缆按正横向布臵, 对船舶的约束能力为:横向约束能力=2A;纵向 约束能力=1B。图1-3-7 (b)所示模式中,首尾 缆按斜向布臵,在仅有纵向力时对船舶的约束能 力为: 横向约束能力=2Asin30°cos30°=0.87A 纵向约束能力=1Bcos30°+1Acos30°cos30° =0.87B+0.75A
第三章 系泊设备
系泊设备
系泊设备:保证船舶能安全可靠地进行系缆作业所 有装臵和机械,统称为系泊设备。包括系缆属具和 系缆机械。 系泊方式: 1.最普通的型式是码头系泊(wharf moorings ); 2.连接到相邻船旁的旁靠系泊(Ship to ship,缩 写为STS), 3.连接到单浮筒或者结构架上的单点系泊(Single point moorings,缩写为SPM) 4.连接到多个浮筒上的浮筒系泊(Multi-buoy moorings,缩写为MBM)。
在图3-7(b)所示模式中如果存在横向力,首尾 缆将产生抵抗力,使得纵向约束能力进一步下降。 如果采用首尾缆和横缆混合布置的系泊模式,则 由于首尾缆比横缆长,首缆因其弹性伸长而导致 横向约束作用进一步降低。 一般来说,系泊模式应能够抵抗来自任何方向来 的外力,并把这些力分解为纵向和横向分力,然 后考虑如何最有效地承受这些力。但是码头上实 际的系缆装置不可能完全符合各种受力情况的要 求,致使系泊效果降低。
(2)合成纤维索常用的结构形式有3股、6股、8 股和双编型结构。 3股索是绞制索中最常见的型式,适于承担某些 作业,但易于产生扭结致使其强度明显降低,从 而不利于选择它作为系泊索。 6股索是类似于普通钢索的绞制索,它不像3股索 那样产生扭结,因此有时被用作系泊索。 8股索,又称四扭编组索,是由成对扭合的股绳 构成,基本上与同样规格的3股索强度相同。它 不会产生扭结,并且要比绞制索耐用,这种索常 用作系泊索和船上其他用途的缆索。 双层多股编织索即双编索,内部由许多小股编织 的股绳组成,外层同样由许多小股编织成的包复 结构构成。由于结构细密,这种索的强度一般要 高于同样直径的其他缆索,它一般用于钢索上的 缆尾索。
巴拿马导缆孔(AC型)
巴拿马导缆孔(BC型)
巴拿马导缆孔(BC型)
三、导缆器
滚轮导缆器:可安装于甲板舷边用于系船索导向。 如双滚轮、三滚轮导缆器,也有安装于甲板任何 地方的单滚轮导缆器,以便将缆索导向绞车卷筒 或绞盘。 滚柱导缆器:是由若干个圆柱形滚柱组成,或者 是由几个带曲度表面的滚柱组成。 滚柱导缆器安装在倾斜的舷墙旁时,必须注意避 免缆索与舷边结构上缘产生摩擦。
手摇绞车
电动系泊绞车
液压单侧式系舶绞车
液压组合式系舶绞车(三卷筒)
绞车卷筒可分为分隔式和整体式。 分隔式卷筒由牵引部分和缆索储存部分组成。 ISO3730建议处于拉伸状态的合成缆索在卷筒 上不应超过一层,以免降低使用寿命,因此宜 用分隔式卷筒。 由于系泊索由卷筒的第一层拉出,因此能保持 恒定的收缆力和刹车制动力,钢索卷筒也往往 采用分隔式。 对任何一种卷筒,其直径应不小于钢索直径的 16倍。分隔式卷筒的工作部分应允许卷绕10圈 缆索。
船行于圣劳伦斯航道的船舶专用的圣劳伦斯导缆 器的型式见图3-5。
图3-5 圣劳伦斯导缆器
圣劳伦斯导缆器
四、系泊机械
系泊机械用于收放(有的还兼储存)系泊索,分 为系缆绞车和绞盘。绞盘使用较少,尤其是大型 船舶基本上都使用绞车。 系泊绞车具有多种功能: 1.将系泊索的一端固定在船上; 2.调整系泊索长度以适应每个港口的系泊模式并 补偿吃水和潮水的变化; 3.储存系泊索,同时还起到安全装臵作用。一旦 缆索上的力接近破断负荷时,可控制绞车释放缆 索上的负荷。
一、系泊索
系泊索是指系泊时使用柔韧的绳索。系泊索可以是钢 索、植物纤维索或合成纤维索。 1.钢索系泊索 (1)材料。推荐采用镀锌冷拔钢丝绳,最小抗拉强 度为1370N/mm² (140kg/mm² )。 在大型船舶上,为了减轻重量,最小抗拉强度可为 1770 N/mm² (180 kg/mm² )。 (2)结构。当破断负荷小于或等于500kN时,推荐采 用6×24和7根纤维芯;对于破断负荷大于500kN推荐 采用6×37和1根纤维芯。对于储存在系泊绞车卷筒上 的钢丝绳可采用金属丝绳芯的钢丝绳。 如西鲁(Seale)式 6X(19)+7×7、瓦林吞-西鲁 (Warrington-Seale)式 6 × W(36)+7×7等。
4.缆尾索的应用
为了获得附加的弹性,一些大型油船的系泊钢缆在 靠岸的一端配臵了一段合成纤维索,称作缆尾索。 这一附加的弹性使船舶能对风浪等的联合作用作出 更迅速的反应,从而降低了系泊钢索的动力负荷。 在同样的作业情况下,缆尾索使得系泊索中的负荷 更均匀。同时由于缆尾索提供的系泊索伸长也降低 了因潮差和吃水变化而带来的潜在危险。 如果设臵缆尾索,应优先采用尼龙索(不采用3股结 构索),总长约11m,其破断强度至少比与其连接的 钢索高25%。
在大型船舶上现在都推荐采用钢丝绳式绳芯(IWRC)结 构,不主张采用纤维绳芯,因为钢丝绳式绳芯(有较大 的抗压能力,且能在一定的弯曲比下保持较高的强度性 能。
(3)弯曲半径。钢索的弯曲半径过小时,其强度会受 到很大损失,因此在设计和选用绞车卷筒和导缆器等设 备时,必须有适当的直径或表面弯曲半径。钢索建议的 最小弯曲半径比为12,但目前常用的一些标准采用6~ 6.5。
船舶系泊设备必须能抵御诸多外力因素, 如风、水流、潮汐、波浪和吃水变化等。 通常,如果系泊设备的布置能承受最大的 风力和水流力时,其储备强度也足够抵抗 可能出现的其他较为缓和的力。而船舶由 于潮汐涨落或装卸货引起的与码头相对高 度的变化所产生的系泊力,可采取调整缆 索的长度加以补偿。
2.纤维系泊索
(1)材料。目前,实际使用的纤维系泊索都是合成 纤维索,最常用的材料是聚酯、尼龙、聚丙烯和聚 乙烯。有些缆索则采用这些材料的混合物。 例如: Jetkore索是由尼龙、聚酯和聚丙烯组合的6股结构 合成纤维索; Atlas Perlon索是单丝和多丝两种结构组成的6股结 构; Karat索是由聚酯和聚丙烯熔化的纤维组成的缆索, 它能漂浮于海面上。 由于聚丙烯能浮于水面,且价格便宜,目前仍广泛 用作系泊索。
二、导缆孔
导缆孔作用:保护舷墙和甲板,防止与缆索的摩擦。 导缆孔按其安装位臵分为:舷墙式和甲板式; 按材料分为铸钢和铸铁; 按类型又分为普通型和巴拿马型。
(a)舷墙式普通导缆孔;
(b)甲板式普通导缆孔
甲板式普通导缆孔
C式导缆孔
巴拿马导缆孔