港口要求对散货船系泊设计的影响

倪伟平，曾 巍

（上海船舶研究设计院，上海 201203）

0 引 言

散货船作为当前货运船舶中的主力船型之一，担负着全球矿石、煤炭和粮食等大宗散货的运输任务，一般分为灵便型、巴拿马型和好望角型等3种。灵便型散货船的载重量一般不超过5万t；超灵便型散货船的载重量最大为6.5万t，总长约200m，船宽不大于32.26m。巴拿马型散货船限于拓宽前的巴拿马运河航道的要求，总长约229m，船宽不大于32.26m，最大载重量一般在8.2万～8.5万t。载重量在8万～12万t的好望角型散货船通常称为Mini-Cape，总长约250m，船宽在36～43m；载重量大于等于12万t的好望角型散货船总长约300m，船宽达到50m。

散货船在运营期间通常需靠泊多个港口，各港口会根据自身地理位置和水文环境设置相应的系泊要求。为保证船舶安全靠泊，港口会提前核对预进港船舶的系泊配置情况，如系泊属具是否满足港口的载荷要求、缆索材质是否满足港内码头要求等，若不满足，则不允许其进港。有些船舶因缆索材质问题而不得不在港内临时租赁缆索；某些船舶因系泊布置不合理等原因而遭遇难靠泊或靠泊超时的问题。船舶停靠的港口越多，需满足的系泊要求就越复杂，因此合理地进行系泊配置和系泊布置是保证船舶顺利靠泊的基础。

确定系泊配置和系泊布置的过程就是船舶系泊设计的过程。船舶在投入运营时其系泊设计就已完成，一般不会针对港口要求重新调整，因此有必要在船舶设计建造阶段考虑港口要求对船舶系泊设计的影响。例如，大型矿砂船主要停靠巴西PDM港，因此在船舶设计阶段必须充分考虑该港口的要求对船舶系泊的影响。

在研究港口要求对散货船系泊设计的影响时，不仅要获取散货船的系泊设计信息，而且要明确各港口的系泊要求。当前全球的大宗散货输出港口多分布在矿源、粮食等资源集中的区域。澳大利亚黑德兰港、丹皮尔港和沃尔科特港是全球重要的铁矿石出口港；澳东北的纽卡斯尔港、格拉德斯通港和海音波特港是澳大利亚主要的煤炭出口港；德拉蒙德港是哥伦比亚最大的煤炭出口港；巴西PDM港和图巴郎港是巴西铁矿石出口门户。这些港口具有代表性，研究此类港口的要求对散货船系泊设计的影响是很有必要的，针对这些港口的要求提出的应对方案可为同类型船舶的系泊设计提供参考。

1 散货船系泊设计基本信息

散货船系泊设计包括系泊配置和系泊布置，其中：系泊配置主要包括系泊缆索的选定、系泊绞车的选型和系泊属具的配置等；系泊布置包括系泊绞车、系泊属具的布置和基本系泊模式的确定。缆索的破断力、数量和长度可由规范的要求确定；系泊绞车的工作负载和支持负载，以及带缆桩、导缆孔等主要系泊属具的安全工作载荷均以缆索破断力为基准。实际上，散货船的缆索多以纤维索为主，长度在200～220m。系泊绞车一般由主卷筒和副卷筒组成，其中：主卷筒用于存放缆绳和码头系缆；副卷筒用于辅助牵引缆索。散货船靠港时，系泊绞车主卷筒释放缆索，将其系固在港口缆桩上，通过制动装置使缆索张紧并保持一定的张力，这些缆索一般称为主缆。有时为增加带缆数量，可利用绞车副卷筒牵引码头缆索，将其系固在船舶带缆桩上，或直接将船舶缆索系固于船舶带缆桩与码头缆桩之间，这些缆索称为副缆。主缆和副缆的布置形式实际上就是散货船的系泊模式，标准系泊模式包含2根艏缆、2根艉缆、2根横缆和2根倒缆，这些缆索均为主缆。

根据现有的散货船基本船型，不同类型散货船的系泊设计信息见表1，其中：缆索数量、绞车数量和主缆布置为实际信息；其他信息为根据规范得到的最低要求。

表1 不同类型散货船的系泊设计信息

从表1中可看出，各型散货船之间的系泊设计存在差异，主缆可满足最基本的标准系缆模式要求，同时可根据绞车需求配置相当数量的副缆，需针对港口的要求进行研究。

2 港口要求

黑德兰港的4个公有泊位由PILBARA港务局（PPA）管理，15个私有泊位由必和必拓（BHP）、RHIO和FMG集团等3家矿业公司经营。这些私有泊位须受PPA的指导和监督，统一由PPA提供进港拖船，拖船配备的带缆桩最大安全工作载荷为85t（1t≈9.8kN），最小安全工作载荷为63t；该港不接受钢质缆索；载重量超过12万t的好望角型散货船在艉部中心或中线附近的拖带用带缆桩和巴拿马导缆孔、滚轮导缆器的安全工作载荷应不小于120t。BHP要求船舶缆索的破断力不小于75t（1t≈9.8kN）。黑德兰主要泊位的基本信息和系泊要求汇总见表2。

表2 黑德兰主要泊位的基本信息和系泊要求汇总

沃尔科特港和丹皮尔港也由PPA管理，均不接受钢质缆索，除非码头配置电动绞盘，且只允许使用尼龙材质的琵琶头。由力拓（RTIO）运营的泊位可停靠好望角型散货船。RTIO要求船舶用于拖带的带缆桩的安全工作载荷不小于65t，靠泊丹皮尔港时至少配置16根状态良好的纤维缆索，靠泊沃尔科特港时配置18根纤维缆索。

巴西图巴郎港的2个铁矿石码头由淡水河谷营运，其中1号码头主要停靠好望角型散货船，采用标准系泊模式，即艏艉缆4根、横缆2根和倒缆2根，根据天气和船舶吨位需求增配缆索，调整为艏艉缆8根、横缆4根和倒缆4根的模式。当船舶的载重量大于13万t时，缆索必须为HMPE材质，参照标准为ISO 10325和ISO 2307。

巴西PDM港推荐的系泊要求强调系泊缆索的布置和钢缆的使用，HMPE材质的缆索可替代钢缆，基本系泊要求见表3。

表3 PDM港基本系泊要求

纽卡斯尔港多停靠好望角型散货船。根据拖船载荷的要求，船舶用于拖带的带缆桩、导缆孔和倒缆滚轮的安全工作载荷不小于65t；港口只允许使用纤维缆索，不接受钢缆，一般采用艏缆4根、艉缆4根和倒缆4根的系泊模式。

在停靠海音波特港达尔林普尔湾煤运码头时需注意：用于港口拖带的带缆桩、导缆孔和滚轮等的安全工作载荷不小于65t；港口不接受钢缆和重新编制的缆索，从2022年开始用HMPE材质的缆索替代合成纤维索和聚丙烯纤维索；船舶靠泊时所带艏缆和艉缆必须是主缆，其他要求见表4，其中绞车刹车力不超过缆索破断力的70%。

表4 达尔林普尔湾煤运码头系泊要求

格兰斯通港多停靠巴拿马型散货船和Mini-cape散货船。该港采用系泊艇带缆，一般要求船舶至少有12根纤维主缆，采用艏缆4根、艉缆4根和艏艉倒缆各2根的系泊模式，有时根据码头要求增加艏艉倒缆各1根，可用副缆替代。

德拉蒙德港只接受人造纤维缆索，船舶缆索保持同一规格和材质或同等要求，最小破断力为55t；缆索数量必须为偶数，具体配置要求见表5。

表5 德拉蒙德港缆索配置要求

3 港口要求对散货船系泊设计的影响

上述部分港口的要求超出了灵便型散货船的系泊配置：PPA特别强调港内拖船的拖带载荷，船舶用于拖带的带缆桩等的安全工作载荷应不小于其最低要求（63t）；达尔林普尔湾煤运码头要求部分用于拖带的带缆桩、导缆孔和滚轮的安全工作载荷提高到65t，且从2022年起更换缆索为HMPE材质的缆索；德拉蒙德港要求该类船舶提供12根缆索。为应对上述要求，该型船用于拖带的带缆桩的安全工作载荷提高至65t；若常靠泊达尔林普尔湾煤运码头，则需配置HMPE材质的缆索；当停靠德拉蒙德港时，船舶在利用自身8根主缆作为艏艉缆和横缆的同时，借助副缆的系固方式满足4根倒缆的布置要求。

表6为港口要求与巴拿马型散货船系泊信息对照。从表6中可看出，巴拿马型散货船需针对系泊配置和系泊模式等因素对相关参数进行调整：缆索的破断力需提高至65t，甚至是75t，带缆桩和导缆孔等主要系泊属具的安全工作载荷相应提高；船舶主缆数量保持为12根，应配置6部含有2个主卷筒的绞车，绞车的支持负载应根据缆索破断力进行调整；借助4部绞车的副卷筒实现4～6根副缆的系固，满足16根和18根缆索的系泊模式要求，实现艏艉缆各4根，艏艉横缆各2根，艏艉倒缆各2～4根的系泊模式；若不考虑缆索租赁，在停靠PDM港或达尔林普尔湾煤运码头时最好配置通用型HMPE材质的缆索。

表6 港口要求与巴拿马型散货船系泊信息对照

续表6

载重量大于15万t的好望角散货船一般配置8～9部绞车，提供16～18根主缆，可实现6～8根副缆的系固，可满足PDM港的要求。该型船需根据黑德兰港口的拖带要求，将艏艉靠近船中的带缆桩和导缆孔的安全工作载荷提高至120t，用于港口拖带的带缆桩的安全工作载荷可根据PPA拖带配置提高至85t；若靠泊图巴郎港或达尔林普尔湾煤运码头，则配置满足要求的HMPE材质的缆索。

载重量小于12万t的Mini-cape型散货船一般配置10～12根主缆，系泊属具的安全工作载荷超过65t，可满足大多数港口的要求，需针对个别港口的特殊要求进行调整，具体见表7。

表7 Mini-cape型散货船靠泊港口要求

载重量为12万～15万t的散货船为非主流船型，数量较少，其要求可借鉴上述分析确定。

综上所述，港口要求对不同类型散货船的系泊设计均有一定的影响，对巴拿马型散货船和Mini-cape型散货船的影响较大。这些影响体现在缆索配置、绞车配置、系泊属具的安全工作载荷和系泊模式等方面。

4 结 语

不同港口的系泊要求不尽相同，即使是在同一港口，也因泊位和船舶吨位的差异而有不同的系泊要求，部分港口的系泊要求可能会超出对应船型本身的系泊配置。

澳大利亚铁矿石港口的系泊要求相对统一，可作为系泊设计的基础标准；巴西PDM港口的系泊要求较为苛刻，特别是缆索配置和系泊模式方面的要求需特别注意。

现有散货船的系泊配置可满足大多数港口的系泊要求，但需特别考虑个别港口的特殊系泊要求，相关要求对巴拿马型散货船和Mini-cape型散货船更为苛刻。若该类型船舶需兼顾众多港口，则需提高其系泊配置，包括缆索数量、材质、破断力和系泊属具的安全工作载荷等，同时利用主缆和副缆的组合模式最大程度实现港口要求的系泊模式。

在散货船系泊设计初期，需多与营运方沟通，确认相关港口的具体要求，并从系泊布置的角度完善相关设计，以期提供更加优化的系泊设计方案。本文所述散货船不同船型的系泊配置信息，基于现有的设计方案，没有考虑国际船级社协会的最新规范，后者确定的系泊配置会在缆索数量和缆索破断力上有所提高，因而更容易满足各港口的系泊要求，此处不做赘述。