吳 安，王忠強，盛 立

（滬東中華造船（集團）有限公司，上海 200129）

0 引 言

錨系設(shè)備是供船舶在錨地、港內(nèi)或遮蔽水域內(nèi)等待泊位或潮水時臨時停泊使用的設(shè)備，通常按船級社規(guī)范的要求配置。錨系設(shè)計與營運船舶的安全性密切相關(guān)，不僅要保證船舶能在常規(guī)天氣情況下牢靠而有效地停泊，而且要保證錨系設(shè)備在船舶航行過程中存放的安全性。

某型化學(xué)品船艏樓甲板上的系泊區(qū)域空間比較狹小，船舶的干舷較低，若采用錨臺的設(shè)計，在船舶載重達到結(jié)構(gòu)吃水線的情況下，錨的收存位置在高度方向距離水面約4.5 m，一旦在船舶航行過程中遇見浪高超過4 m、等級在6級以上的海況，風(fēng)浪不斷對錨進行沖擊，極易導(dǎo)致錨損壞或掉落，同時錨臺突出船體外板，既會增加船舶的航行阻力，又影響其外形的美觀，故這類船一般采用錨穴設(shè)計。然而，該型化學(xué)品船的艏部線型較為肥胖，艏樓甲板高度偏低，若采用錨穴設(shè)計，錨鏈筒長度不夠，無法存放錨和錨桿。這些技術(shù)因素制約了錨系設(shè)計，給錨系布置帶來了不小的挑戰(zhàn)。

1 錨系的基本組成

錨系設(shè)備主要包括錨、錨鏈、錨鏈筒、掣鏈器、錨機、錨鏈管、錨鏈艙、棄鏈器、錨穴或錨臺。下面主要對幾種重要的錨系設(shè)備進行介紹。

1.1 錨

船用錨的種類有很多，可按抓持性能的不同分為普通錨、大抓力錨和超大抓力錨等3類。

1）普通錨主要有普通無桿錨和普通有桿錨2種，其中：普通無桿錨（如霍爾錨、斯貝克錨和日本JIS無桿錨等）的特點是能適應(yīng)多種底質(zhì)，收放和貯存方便；普通有桿錨（如海軍錨）帶有橫桿，致使其收放和貯存不方便，現(xiàn)在已很少使用。

2）大抓力錨是相比普通無桿錨抓力較大的錨。對于具有相同質(zhì)量的大抓力錨和普通無桿錨而言，前者的抓力至少為后者的2倍。目前常用的大抓力錨有AC-14錨、波爾N和TW型錨等。

1.2 錨鏈筒

錨鏈筒是船舶起錨、拋錨時錨鏈運行的通道，在船舶航行時用于收存錨。通常只有無桿轉(zhuǎn)爪錨才能收存于錨鏈筒中。

1.3 掣鏈器

掣鏈器是在船舶航行或拋錨系泊時用于掣住錨鏈的裝置。常用的掣鏈器有閘刀型、螺旋型、滾輪閘刀型和導(dǎo)軌滾輪舌型等4種。

1.4 錨穴和錨臺

錨的收藏方式一般分為錨穴式和錨臺式2種。客船、油船、港口船、拖船、供應(yīng)船和漁船等船型經(jīng)常需用艏部靠泊其他船舶或碼頭，突出在船頭的錨易造成靠泊的其他船舶或碼頭受損。因此，這些船舶通常設(shè)置錨穴，使錨不突出在船板外。錨穴有明式和暗式2種形式。

對于艏部線型為肥胖型的船舶而言，為防止拋錨時錨與船體外板碰撞，在舷側(cè)錨鏈筒出口處加裝凸臺，將錨鏈筒出口外移。相比錨臺設(shè)計，錨穴設(shè)計具有以下優(yōu)點：

1）外形美觀，安裝施工簡單，不需要反復(fù)定位調(diào)整；

2）能有效降低船舶航行時風(fēng)浪對錨的沖擊，既能更好地保護錨，又能減小船舶航行阻力；

3）對于需經(jīng)常停靠碼頭的拖船和客船而言，采用錨穴可降低錨與碼頭碰撞的概率，并能防止錨對被拖泊船舶的損傷。

2 錨系設(shè)計方案優(yōu)化

2.1 原方案

本文所述化學(xué)品船的主尺度數(shù)據(jù)：船長為185 m；兩柱間長為181.8 m；船寬為32.26 m；型深為14.95 m；設(shè)計吃水為10 m；結(jié)構(gòu)吃水為10.35 m；排水量為53 600 t。

該化學(xué)品船艏樓甲板系泊區(qū)域空間比較狹小，艏部布置有桅屋和通往艏樓甲板下方艙室的通道。系泊甲板的橫向?qū)挾认鄬^小，在設(shè)計錨系時需考慮布置艏部應(yīng)急拖帶和單點系泊設(shè)備，初始方案采用錨臺設(shè)計，典型布置圖見圖1和圖2。

圖1 錨臺設(shè)計典型布置俯視圖

如圖2所示，該型船干舷甲板較低，錨的收藏位置在高度方向距離結(jié)構(gòu)水線（10.35 m）約4.5 m，若在航行過程中遇到浪高超過4 m、等級在6級以上的海況，錨易受到風(fēng)浪的沖擊而受損甚至掉落，存在安全隱患，同時易造成不必要的經(jīng)濟損失，這是船舶運營方所不能接受的。此外，該船的艏部線型肥胖，艏樓甲板未采用外飄式設(shè)計，艏樓甲板系泊區(qū)域空間緊湊，若改為錨穴設(shè)計，錨鏈筒長度不夠，無法存放錨和錨桿，且在起錨或拋錨時，錨距離船體外板很近，易碰撞船體外板使其受損，故該設(shè)計不能采用。綜合以上分析，提出一種兼具2種錨系設(shè)計優(yōu)點的優(yōu)化方案。

圖2 錨臺設(shè)計典型布置側(cè)視圖

2.2 優(yōu)化方案

優(yōu)化方案見圖3和圖4，設(shè)計思路：通過錨機控制錨鏈運動，錨鏈滑過掣鏈器和錨臺與錨穴組合滑道，將錨拉起或放下；在船舶航行過程中，錨存放于艏樓甲板上的錨臺與錨穴組合滑道上。與初始方案對比，該方案的不同之處在于：

圖3 優(yōu)化方案俯視圖

圖4 優(yōu)化方案側(cè)視圖

1）采用錨臺與錨穴組合的形式，將錨收藏于甲板上，既能避免錨因收藏于外板上被風(fēng)浪沖擊而受損甚至掉落，又能避免錨在收放過程中碰撞船體外板引發(fā)安全事故；

2）用傾斜滑臺結(jié)構(gòu)替代錨鏈筒，滑道的角度不宜太小，需綜合考慮錨臺的形狀和錨的型式選取，目的是確保錨能順利翻轉(zhuǎn)并被拉上艏樓甲板；

3）采用滑道閘刀式掣鏈器替代滾輪閘刀式掣鏈器，延長滑道的長度，使錨能全部存放于滑道上；

4）將棄錨器定位于錨鏈艙頂端主甲板上，在遇到緊急情況時方便操作；

5）選用AC-14大抓力平衡錨代替霍爾錨，錨的主尺寸更小，相應(yīng)的錨臺與錨穴組合體的尺寸更小，這樣更方便布置。

此外，為實現(xiàn)錨系設(shè)備布置，對船體結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計，主要有：

1）向艉部貨艙區(qū)域擴大艏樓甲板，考慮到艏樓甲板上還有一層防浪甲板，保持艏桅的位置不變，將介于2層甲板之間的艏桅屋結(jié)構(gòu)向艉部移動，與步橋通道相連，布置于舯部靠右舷位置，原位置采用工字鋼支撐，將其作為艏桅的加強結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間用于布置錨絞機；

2）將錨機向艉部移動，為在甲板上收藏錨騰出空間；

3）錨機整體向艉部移動之后，錨機下方錨鏈管的位置過于靠近錨鏈艙尾端，錨鏈無法存入錨鏈艙中，此時將錨鏈艙整體下移，設(shè)計一段錨鏈管與艏樓甲板和主甲板上的錨鏈艙頂部連接，更好地收放錨鏈；

4）優(yōu)化錨臺的形狀，如圖5所示，使其更好地貼合船體外板，減小船舶航行阻力。

圖5 收錨后的外觀側(cè)視圖

3 安裝過程中遇到的問題及解決措施

優(yōu)化方案得到了船舶運營方和船級社的一致認可，但在安裝過程中遇到了一些問題，主要有以下幾個。

3.1 掣鏈器閘刀無法閉合

圖6為掣鏈器側(cè)視圖。收錨時，錨末端轉(zhuǎn)環(huán)的外形尺寸比普通鏈環(huán)的外形尺寸大，出現(xiàn)了轉(zhuǎn)環(huán)無法卡入掣鏈器導(dǎo)向軌道之間的間隙內(nèi)，造成掣鏈器閘刀無法合攏的問題。由此，對掣鏈器的導(dǎo)軌進行修改，在轉(zhuǎn)環(huán)存放位置將其斷開，形成缺口（見圖7），從而使轉(zhuǎn)環(huán)收起時能成功卡入導(dǎo)軌之間的間隙內(nèi)，保證閘刀成功合攏。

圖6 掣鏈器側(cè)視圖

圖7 掣鏈器修改3D效果圖

3.2 錨在存放位置無法固定

錨收到位之后無法在傾斜滑道上固定，在船舶航行過程中易滑動，在極端情況下甚至?xí)鴦?，從而砸壞滑道或設(shè)備。針對該問題，設(shè)計一款錨爪固定器，既能將錨固定在存放位置，又兼具導(dǎo)向功能，使錨鏈能自由穿過。

3.3 無法觀察起拋錨

錨系設(shè)備安裝完成之后，在起拋錨過程中，錨穴滑道區(qū)域上方無甲板，人無法站立并觀察錨的狀態(tài)，形成安全隱患。對此，在錨穴滑道區(qū)域上方設(shè)置過橋平臺，在起拋錨過程中實時觀察錨的狀態(tài)，同時在平臺下方預(yù)留空間，使錨能安全通過，見圖8。

圖8 艏樓甲板側(cè)視圖

4 結(jié) 語

船舶設(shè)計從本質(zhì)上看是經(jīng)驗累積型創(chuàng)新，船舶錨系設(shè)計不僅涉及錨系設(shè)備的布置和使用，而且涉及船舶的總體布置和性能優(yōu)化，受到多種因素的制約，是一個不斷優(yōu)化的過程，雖然設(shè)計工程師的經(jīng)驗和能力很重要，但難免會有疏忽，這就需要在實船安裝過程中不斷積累處理問題的經(jīng)驗，最終得到操作維護簡便、起拋錨時安全系數(shù)高的優(yōu)秀設(shè)計。本文所述化學(xué)品船的錨系采用滑道式設(shè)計，既結(jié)合了錨穴和錨臺設(shè)計的優(yōu)點，又考慮了船舶的總體布置和實船安裝問題，具有一定的借鑒意義。