雷杼致

摘 ? ?要：為了防止臺(tái)風(fēng)對(duì)?？吭诖a頭的深海采礦船的損害，本文對(duì)靠泊的某深海采礦船作了穩(wěn)性分析和壓載水配載，并對(duì)深海采礦船防臺(tái)系纜進(jìn)行了計(jì)算評(píng)估。計(jì)算結(jié)果表明，按計(jì)算配載壓載水及系泊纜可使深海采礦船抗擊12級(jí)臺(tái)風(fēng)。實(shí)踐中該深海采礦船抵御了“瑪莉亞”臺(tái)風(fēng)的影響，證明了本方案的可行性。

關(guān)鍵詞：深海采礦船;碼頭系泊;抗臺(tái)風(fēng)

中圖分類號(hào)：U673.2 ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： In order to prevent the damage of typhoon to the sub-sea mining ship docked at wharf， this paper makes the stability analysis and ballast water stowage for it and calculates and evaluates the anti-typhoon mooring of it. The calculation results show that the calculated ballast water and mooring cable can make the sub-sea mining ships resist the typhoon of grade 12. In practice， the sub-sea mining ship withstood the influence of typhoon “MARIA”， which also proved the feasibility of this scheme.

Key words： Sub-sea mining vessel; Mooring in wharf; Anti-typhoon

1 ? ?前言

臺(tái)風(fēng)對(duì)航行及停泊的船舶危害巨大。而對(duì)于船廠來說，最為安全有效的船舶防臺(tái)方法就是把船舶在船塢里面落墩，但是這樣局限性很大。船塢是船廠最為寶貴的資源之一，是優(yōu)先用來生產(chǎn)船舶的，即便是剛好有閑置的船塢也只能是安排部分船舶進(jìn)塢防抗臺(tái);另外的辦法就是用拖輪將船舶拉到錨地拋錨防臺(tái)，這樣一方面未必有合適的錨地和足夠的時(shí)間，另一方面因?yàn)榇斑€沒完全完工不能動(dòng)車，一旦發(fā)生走錨和錨鏈斷裂事故船舶就隨風(fēng)漂流，可能會(huì)撞擊巖石或其他船舶;而碼頭纜繩系泊可以通過碼頭纜繩的選型和合理布置，來抵抗住來自側(cè)面正面等方向的環(huán)境載荷，因此把船舶?？肯挡丛诖a頭防臺(tái)成為退而求其次的較好選擇。

2 ? 抗擊臺(tái)風(fēng)預(yù)案介紹

2018年7月11日，臺(tái)風(fēng)“瑪莉亞”的中心在福建連江黃岐半島登陸。當(dāng)時(shí)某深海采礦船停靠在福建省馬尾造船新址粗蘆島，其四周環(huán)山，臺(tái)風(fēng)到達(dá)時(shí)風(fēng)速有所減弱。本文按抗擊臺(tái)風(fēng)預(yù)案，對(duì)某深海采礦船按12級(jí)臺(tái)風(fēng)（取35 m/s）進(jìn)行計(jì)算。

3 ? ?穩(wěn)性計(jì)算

3.1 ?穩(wěn)性計(jì)算目的

為了抵抗臺(tái)風(fēng)防止船舶隨風(fēng)漂流，我們需要在船上系上足夠的纜繩系泊。雖然將船舶用纜繩系在碼頭邊上，只要纜繩不斷裂船舶不可能往碼頭外側(cè)傾覆，但是往碼頭內(nèi)側(cè)傾覆的可能性還是有的，故在臺(tái)風(fēng)面前不得不提前進(jìn)行防范，而且要適當(dāng)保留穩(wěn)性余量，即使船舶不幸纜繩斷裂隨風(fēng)漂流，也不至于由于船舶穩(wěn)性不足而傾覆。

3.2 穩(wěn)性校核

3.2.1 ?船舶重量重心計(jì)算

因本船還沒有完全完工，也尚未進(jìn)行傾斜試驗(yàn)，所以沒有船的準(zhǔn)確實(shí)際重量重心數(shù)據(jù)，只能通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算得出重量重心數(shù)據(jù)，這不可避免的會(huì)有誤差。為了安全起見，我們?cè)诜€(wěn)性計(jì)算時(shí)適當(dāng)保留初穩(wěn)性余量。按統(tǒng)計(jì)計(jì)算得出的空船重量重心如下：

3.2.2 壓載水配載

（1）浮態(tài)調(diào)整

通過船舶重量查靜水力表，當(dāng)船舶縱傾為0時(shí)，浮心縱向坐標(biāo)為110.7 m，對(duì)照重心縱向坐標(biāo)LCG= 112.15 m，應(yīng)向尾部配載壓載水使船舶首尾吃水保持水平;根據(jù)重心橫向坐標(biāo)值，應(yīng)向右舷配載壓載水，使船舶左右吃水保持水平。

（2）初穩(wěn)性高度調(diào)整

船舶在一定排水量下產(chǎn)生小橫傾時(shí)，橫穩(wěn)性高GM越大復(fù)原力矩MR也越大，也就是抵抗傾斜力矩的能力越強(qiáng)。因此，橫穩(wěn)性高GM是衡量船舶初穩(wěn)性的主要指標(biāo)[1]。

通過查靜水力表，采礦船未加載壓載時(shí)的初穩(wěn)心高GM0為16.45 m，對(duì)照最小GM曲線中要求的初穩(wěn)性高16.1 m，可知GM0已是比較接近極限值。同時(shí)考慮統(tǒng)計(jì)計(jì)算誤差的情況，有必要采取一些保障措施防止船舶傾覆風(fēng)險(xiǎn)，故在底壓載艙注入壓載水以降低船舶重心。

（3）配載計(jì)算結(jié)果

依據(jù)上述配載原則，具體配載情況如圖1所示。

從計(jì)算結(jié)果可知，配載后的吃水?dāng)?shù)據(jù)符合要求，新吃水下的最小GM曲線中要求的初穩(wěn)性高為11.3m，初穩(wěn)性裕量為15.15～11.3=3.85 m，比配載前顯著增大。因此，該配載滿足要求。

3.2.3 穩(wěn)性計(jì)算結(jié)果

4 ? ?防臺(tái)帶纜系泊方案

在臺(tái)風(fēng)來臨時(shí)，船舶纜繩會(huì)因風(fēng)和水流以及波浪的的共同作用而受力。如果船舶纜繩的強(qiáng)度不足，可能會(huì)造成纜繩斷裂的危險(xiǎn)，因此我們要對(duì)纜繩進(jìn)行受力分析以驗(yàn)證防臺(tái)帶纜系泊方案可行性。

目前已經(jīng)有一些成熟的系泊分析軟件，可以應(yīng)用于系泊力的計(jì)算。但對(duì)于大多數(shù)船廠來說，出于成本考慮可能不具備購買安裝這些軟件的條件，因此我們選擇通過規(guī)范公式來進(jìn)行纜繩受力的計(jì)算校核。

4.1 ? 碼頭護(hù)舷布置

深海采礦船系泊在2#舾裝碼頭區(qū)域，碼頭外側(cè)及內(nèi)側(cè)均布置有雙柱系船柱;在碼頭外側(cè)均勻布置有超級(jí)拱型500H×2 000L水平橡膠護(hù)舷及超級(jí)拱型600 H×2 500L+3 000L豎向橡膠護(hù)舷;船舶靠碼頭一側(cè)布置有8個(gè)橡膠防碰球。這些布置將對(duì)深海采礦船起到防風(fēng)緩沖作用，也對(duì)外板結(jié)構(gòu)和油漆起到防護(hù)作用。

4.2 ? 纜繩受力計(jì)算

5 ? ?結(jié)束語

深海采礦船防抗臺(tái)方案通過往底部艙壓載降低重心及穩(wěn)性校核，防止船舶向碼頭內(nèi)側(cè)傾覆;防碰撞方面在碼頭原有的水平和豎向橡膠護(hù)舷的基礎(chǔ)上，另外均勻布置8個(gè)橡膠防碰球;并根據(jù)風(fēng)載荷、水流力、波浪力的計(jì)算得出碼頭系泊布置。上述配載和防碰撞布置和系泊布置使深海采礦船在實(shí)際抵御“瑪莉亞”臺(tái)風(fēng)中出色的完成了防臺(tái)任務(wù)，表明了本次計(jì)算的可行性，也為船舶修造企業(yè)的防抗臺(tái)工作提供了參考。

參考文獻(xiàn)

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