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        長江上游65m鋼質航道躉船設計綜述

        2018-06-21 17:53:02杜小明周立新
        珠江水運 2018年9期
        關鍵詞:躉船船舶設計布置

        杜小明 周立新

        摘 要:本文就長江上游急流航段某型65m鋼質航道躉船的設計過程中, 根據(jù)停泊水域的特點,對主尺度的確定、總體布置、結構設計, 錨泊方案,主要設備的選取情況作了簡要介紹。

        關鍵詞:躉船 急流航段 錨泊方案 布置 船舶設計

        1.前言

        航道工作躉船既供航道工作船及其他航道維護船艇靠泊,也是航道工作人員工作和生活的場所。結合航道管理體制改革的深入和“三定”的實施,為增強水上交通安全保障能力實現(xiàn)快速反應,和以人為本保護航道一線人員安全和改善工作生活條件,長江上游某航道處碼頭擬新設計并建65m鋼質航道躉船。

        2.概述

        2.1功能定位

        本船靠泊于長江上游航道處碼頭,主要為轄區(qū)河段的航道維護船舶和航道工作船艇提供靠泊、維修和相應的后勤服務,并作為航道一線人員工作、生活基地。

        2.2使用需求

        (1)躉船靠泊水域為長江瀘渝段C及航區(qū)J2級航段;

        (2)滿足航標艇、測量船、測量快艇、絞錨艇等航道工作船艇的靠泊、保養(yǎng)、補給等;

        (3)作為航道處船員及一線工作人員工作、生活場所,和兼作簡易辦公場所;

        (4)外形與現(xiàn)有的瀘渝段航道維護工作躉船基本一致,體現(xiàn)長江航道文化特色;

        3.躉船的主要尺度

        躉船的主尺度確定應考慮船舶靠泊水域的航道、水文、氣象等自然條件,以及用途和使用需求、船舶的性能、經(jīng)濟性、政策等因素,抓住主要矛盾,優(yōu)化選取。影響本船型主尺度的主要因素包括岸線條件、靠泊船舶的長度及排水量、總布置及結構強度等方面,應根據(jù)以上因素在已有的母型船中選取一個合適的主尺度,或根據(jù)母型船的尺度作優(yōu)化

        3.1船長的選取

        躉船的長度選取主要根據(jù)靠泊船舶的長度來確定。本船主要供1個基層航道處的船艇靠泊,但也預留在緊急狀態(tài)下靠泊2個航道處的全部船艇的能力,總計包括1艘40米躉船、4艘30米級C型航標船、2艘航道測量快艇、2艘18米航道快艇、1艘絞錨艇等(LOA=36m)。

        據(jù)此,以靠泊船舶的長度來初選一個合適的塊長度。

        根據(jù)本船靠泊河段的靠泊需求,按照《河港工程設計規(guī)范》的要求,靠泊躉船的長度應根據(jù)靠泊船舶的長度確定,一般取為靠泊船船體長度的0.65-0.8倍(本船取0.7備),上下靠船間距取10m,按船型組合計算出靠泊船舶的總長度為約85~95m,兩端靠泊計算躉船長度范圍應在59.5m-66.5m。

        考慮到目前系統(tǒng)內躉船主要有40m和65m兩種長度系列,本方案船長取值65m。

        3.2船寬的確定

        目前長江上游航道系統(tǒng)65m躉船的寬度主要有12米和13米兩種,但也有早期建造的11米寬的65m躉船(瀘道躉17號)。

        本船主要用于航道工作船和航道維護船舶的靠泊,以及靠泊后的船舶維護、維修,所靠泊船舶的寬度疊加后在12.8-36.4m,作為靠泊躉船,選取較大的船寬對于靠泊后的安全有利,同時提供較大的甲板面積,適合于船舶物資的存放運輸和船舶的維護維修。

        但因該船地處長江瀘渝段,水流較急,過大的船寬會帶來洪期水流沖激力較大,不利于船舶安全靠泊。

        經(jīng)過調研及與使用單位研討,確定了型寬定在12m較為適宜。

        3.3型深的選取

        按《鋼質內河船舶建造規(guī)范》和《內河船舶法定檢驗技術規(guī)則》,型深和吃水的選取是相互影響的,還要結合靠泊船舶的型深和吃水(主要是干舷)來通盤考慮。

        現(xiàn)有的長江上游65m躉船的型深多在2.0-2.8米之間,按照《河港工程設計規(guī)范》和《鋼質內河船舶建造規(guī)范》對躉船尺度比的要求:L/D<45,B/ D<7,按照船長L初定為63m換算,結合參照船型,兼顧船舶穩(wěn)性等因素,本船型深取在2.3m較為合適。

        3.4吃水的選取

        吃水的選取主要涉及保證本船常見使用工況下浮力的提供,在滿足《內河船舶法定檢驗技術規(guī)則》規(guī)定的最小干舷要求的基礎上,并保留適當?shù)母辉8上稀>C合考慮與擬靠泊船舶的干舷匹配等各種因素,本船設計吃水取為1.00m,結構吃水按1.2m,保留了適當?shù)臄U展量。

        4.躉船的總體布置

        就功能需求而言,對于航道工作躉船這類工作(住宿)躉船,因陸上建筑物的審批程序非常繁雜,特別是十八大后國家限制樓堂館所的新建,從事水上工作的人員往往直接在躉船上工作、值班、生活和住宿,導致對工作場所的面積與房間數(shù)量要求大幅提高。對于這些工作躉船,普遍采用二層以上甲板室的形式。這一點與其他專用躉船、儲物躉船等主要考慮甲板區(qū)作業(yè)面積,僅在首尾設較小的甲板室供值守人員使用,有較大的區(qū)別。

        4.1艙室面積的確定

        根據(jù)使用需求,計算出本船的主甲板上艙室面積的需求如表1。

        4.2甲板室的確定及總體布局設計

        從本船靠泊長江上游水域域考慮,因其主尺度普遍較小,采用二至三層甲板室的形式可以較簡便的滿足艙室布置的需要。另外,長江上游風浪較小,船舶的各層甲板室一般設外走道,各層甲板可以從外部直接通達。

        本船設三層甲板室,工作和公共區(qū)域布置在第一層和第三層甲板室,生活(居?。┡撌也贾迷诘诙蛹装迨遥虮敬瑢捵銐?,為增加舒適性和安全性,同時設有內外走道,各層甲板可以從內外部經(jīng)樓梯直接通達。

        為了躉船外觀特別是側面視圖的美觀,本船三層甲板室的窗戶的縱向位置整齊一致,為了達到這一目標,經(jīng)過測算,全船甲板室均以3m的縱向長度為基數(shù),每個艙室的縱向長度均為3m的倍數(shù)0.5m,以保證側面門窗開口始終上下對齊。

        在內走道的設計上面,考慮各扣除兩側壁的裝飾厚度100mm后,內走道的寬度尚足以讓2人迎面輕松通過,設計內道圍壁間凈結構寬度≥1.7m。

        5.躉船的靠泊方式

        考慮本船所處航道水域因航道寬度、曲率半徑、水深和水流條件及岸線條件限制,靠泊方式采用的如下方式(參見圖1):船首采用錨和系固于岸上系固樁(地牛)的纜索系固,配設2 口首錨(霍爾錨A3300)和2 根纜索系固(其中一根為錨鏈)。

        船尾采用錨和系固于岸上系固樁(地牛)的纜索系固,在設計的工況環(huán)境下,配設1 口尾錨(霍爾錨A2640)和2 根纜索系固(其中一根為錨鏈)。

        6.躉船和碼頭的連接

        在長江上游,因航道的水位的漲落幅度與漲落歷時之比較大,也就是經(jīng)常出現(xiàn)“陡漲陡落”現(xiàn)象,有時會出現(xiàn)24小時內近5m以上的漲落,因此多采用在躉船和岸坡之間通過跳躉和跳板柔性連接的方式過渡。

        本項目為降低作業(yè)強度和減少跳躉數(shù)量,擬采用帶能升降與伸縮功能跳板的跳躉,其單跳躉的展開寬度為36m,收緊后寬度為20m。

        7.躉船的主要設備配置

        因躉船離岸較近,主要通過岸電提供動力,船上一般不配動力裝置,僅設蓄電池向信號、通訊和應急照明等系統(tǒng)供電,但因本船地處長江上游,在洪水期和上游電站泄洪時,水位變化十分迅速,且水流速度很急,需要頻繁的收放錨鏈和鋼纜,有時為保護岸電電纜及保證作業(yè)安全,只能通過設置備用發(fā)電機組向絞盤和探照燈等提供電力。通過電力負荷估算,本船設1臺75kw的柴油發(fā)電機機組。

        另根據(jù)本船的錨泊系泊方案,本船在首尾甲板設有共設4臺~80kN起錨系纜絞盤,能提供拋起錨和收放鋼纜作業(yè)的功能。

        8.結語

        躉船船型及設計較為簡單,主要考慮的是其適用和好用,在確定總體方案時,要因地制宜,充分調查了解靠泊水域航道和和陸域自然條件,并與船員與水工工程等專業(yè)人員等配合,對船舶使用做到心中有數(shù),方能設計出適用、夠用、易用的產(chǎn)品。

        參考文獻:

        [1]河港工程設計規(guī)范.93.

        [2]鋼質內河船舶建造規(guī)范.2016.

        [3]內河船舶法定檢驗技術規(guī)則.2011.

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