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长江上游65m钢质航道趸船设计综述

2018-06-21杜小明周立新

珠江水运 2018年9期
关键词:趸船船舶设计布置

杜小明 周立新

摘 要:本文就长江上游急流航段某型65m钢质航道趸船的设计过程中, 根据停泊水域的特点,对主尺度的确定、总体布置、结构设计, 锚泊方案,主要设备的选取情况作了简要介绍。

关键词:趸船 急流航段 锚泊方案 布置 船舶设计

1.前言

航道工作趸船既供航道工作船及其他航道维护船艇靠泊,也是航道工作人员工作和生活的场所。结合航道管理体制改革的深入和“三定”的实施,为增强水上交通安全保障能力实现快速反应,和以人为本保护航道一线人员安全和改善工作生活条件,长江上游某航道处码头拟新设计并建65m钢质航道趸船。

2.概述

2.1功能定位

本船靠泊于长江上游航道处码头,主要为辖区河段的航道维护船舶和航道工作船艇提供靠泊、维修和相应的后勤服务,并作为航道一线人员工作、生活基地。

2.2使用需求

(1)趸船靠泊水域为长江泸渝段C及航区J2级航段;

(2)满足航标艇、测量船、测量快艇、绞锚艇等航道工作船艇的靠泊、保养、补给等;

(3)作为航道处船员及一线工作人员工作、生活场所,和兼作简易办公场所;

(4)外形与现有的泸渝段航道维护工作趸船基本一致,体现长江航道文化特色;

3.趸船的主要尺度

趸船的主尺度确定应考虑船舶靠泊水域的航道、水文、气象等自然条件,以及用途和使用需求、船舶的性能、经济性、政策等因素,抓住主要矛盾,优化选取。影响本船型主尺度的主要因素包括岸线条件、靠泊船舶的长度及排水量、总布置及结构强度等方面,应根据以上因素在已有的母型船中选取一个合适的主尺度,或根据母型船的尺度作优化

3.1船长的选取

趸船的长度选取主要根据靠泊船舶的长度来确定。本船主要供1个基层航道处的船艇靠泊,但也预留在紧急状态下靠泊2个航道处的全部船艇的能力,总计包括1艘40米趸船、4艘30米级C型航标船、2艘航道测量快艇、2艘18米航道快艇、1艘绞锚艇等(LOA=36m)。

据此,以靠泊船舶的长度来初选一个合适的块长度。

根据本船靠泊河段的靠泊需求,按照《河港工程设计规范》的要求,靠泊趸船的长度应根据靠泊船舶的长度确定,一般取为靠泊船船体长度的0.65-0.8倍(本船取0.7备),上下靠船间距取10m,按船型组合计算出靠泊船舶的总长度为约85~95m,两端靠泊计算趸船长度范围应在59.5m-66.5m。

考虑到目前系统内趸船主要有40m和65m两种长度系列,本方案船长取值65m。

3.2船宽的确定

目前长江上游航道系统65m趸船的宽度主要有12米和13米两种,但也有早期建造的11米寬的65m趸船(泸道趸17号)。

本船主要用于航道工作船和航道维护船舶的靠泊,以及靠泊后的船舶维护、维修,所靠泊船舶的宽度叠加后在12.8-36.4m,作为靠泊趸船,选取较大的船宽对于靠泊后的安全有利,同时提供较大的甲板面积,适合于船舶物资的存放运输和船舶的维护维修。

但因该船地处长江泸渝段,水流较急,过大的船宽会带来洪期水流冲激力较大,不利于船舶安全靠泊。

经过调研及与使用单位研讨,确定了型宽定在12m较为适宜。

3.3型深的选取

按《钢质内河船舶建造规范》和《内河船舶法定检验技术规则》,型深和吃水的选取是相互影响的,还要结合靠泊船舶的型深和吃水(主要是干舷)来通盘考虑。

现有的长江上游65m趸船的型深多在2.0-2.8米之间,按照《河港工程设计规范》和《钢质内河船舶建造规范》对趸船尺度比的要求:L/D<45,B/ D<7,按照船长L初定为63m换算,结合参照船型,兼顾船舶稳性等因素,本船型深取在2.3m较为合适。

3.4吃水的选取

吃水的选取主要涉及保证本船常见使用工况下浮力的提供,在满足《内河船舶法定检验技术规则》规定的最小干舷要求的基础上,并保留适当的富裕干舷。综合考虑与拟靠泊船舶的干舷匹配等各种因素,本船设计吃水取为1.00m,结构吃水按1.2m,保留了适当的扩展量。

4.趸船的总体布置

就功能需求而言,对于航道工作趸船这类工作(住宿)趸船,因陆上建筑物的审批程序非常繁杂,特别是十八大后国家限制楼堂馆所的新建,从事水上工作的人员往往直接在趸船上工作、值班、生活和住宿,导致对工作场所的面积与房间数量要求大幅提高。对于这些工作趸船,普遍采用二层以上甲板室的形式。这一点与其他专用趸船、储物趸船等主要考虑甲板区作业面积,仅在首尾设较小的甲板室供值守人员使用,有较大的区别。

4.1舱室面积的确定

根据使用需求,计算出本船的主甲板上舱室面积的需求如表1。

4.2甲板室的确定及总体布局设计

从本船靠泊长江上游水域域考虑,因其主尺度普遍较小,采用二至三层甲板室的形式可以较简便的满足舱室布置的需要。另外,长江上游风浪较小,船舶的各层甲板室一般设外走道,各层甲板可以从外部直接通达。

本船设三层甲板室,工作和公共区域布置在第一层和第三层甲板室,生活(居住)舱室布置在第二层甲板室,因本船船宽足够,为增加舒适性和安全性,同时设有内外走道,各层甲板可以从内外部经楼梯直接通达。

为了趸船外观特别是侧面视图的美观,本船三层甲板室的窗户的纵向位置整齐一致,为了达到这一目标,经过测算,全船甲板室均以3m的纵向长度为基数,每个舱室的纵向长度均为3m的倍数0.5m,以保证侧面门窗开口始终上下对齐。

在内走道的设计上面,考虑各扣除两侧壁的装饰厚度100mm后,内走道的宽度尚足以让2人迎面轻松通过,设计内道围壁间净结构宽度≥1.7m。

5.趸船的靠泊方式

考虑本船所处航道水域因航道宽度、曲率半径、水深和水流条件及岸线条件限制,靠泊方式采用的如下方式(参见图1):船首采用锚和系固于岸上系固桩(地牛)的缆索系固,配设2 口首锚(霍尔锚A3300)和2 根缆索系固(其中一根为锚链)。

船尾采用锚和系固于岸上系固桩(地牛)的缆索系固,在设计的工况环境下,配设1 口尾锚(霍尔锚A2640)和2 根缆索系固(其中一根为锚链)。

6.趸船和码头的连接

在长江上游,因航道的水位的涨落幅度与涨落历时之比较大,也就是经常出现“陡涨陡落”现象,有时会出现24小时内近5m以上的涨落,因此多采用在趸船和岸坡之间通过跳趸和跳板柔性连接的方式过渡。

本项目为降低作业强度和减少跳趸数量,拟采用带能升降与伸缩功能跳板的跳躉,其单跳趸的展开宽度为36m,收紧后宽度为20m。

7.趸船的主要设备配置

因趸船离岸较近,主要通过岸电提供动力,船上一般不配动力装置,仅设蓄电池向信号、通讯和应急照明等系统供电,但因本船地处长江上游,在洪水期和上游电站泄洪时,水位变化十分迅速,且水流速度很急,需要频繁的收放锚链和钢缆,有时为保护岸电电缆及保证作业安全,只能通过设置备用发电机组向绞盘和探照灯等提供电力。通过电力负荷估算,本船设1台75kw的柴油发电机机组。

另根据本船的锚泊系泊方案,本船在首尾甲板设有共设4台~80kN起锚系缆绞盘,能提供抛起锚和收放钢缆作业的功能。

8.结语

趸船船型及设计较为简单,主要考虑的是其适用和好用,在确定总体方案时,要因地制宜,充分调查了解靠泊水域航道和和陆域自然条件,并与船员与水工工程等专业人员等配合,对船舶使用做到心中有数,方能设计出适用、够用、易用的产品。

参考文献:

[1]河港工程设计规范.93.

[2]钢质内河船舶建造规范.2016.

[3]内河船舶法定检验技术规则.2011.

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