连云港小型船舶港内泊位系泊抗台可行性分析.doc

1、1连云港小型船舶港内泊位系泊抗台可行性分析摘 要：由于目前连云港无合适避台锚地，在 2012 年防抗 1210 号台风中，中国船舶燃料连云港有限公司提前部署，通过认真分析台 风风力要素，合理选择理想避台泊位，带够足以抵御台风最大风力影响的缆绳，备车值守，最终安全抗击台风正面袭击。 关键词：小型船舶 泊位 台风 锚地 2012 年第 10 号台风“达维”7 月 28 日 2000 时在西太平洋生成，沿西北方向向江苏沿海移动。 8 月 1 日凌晨，进入 48 小时警戒线，距江苏沿海约 1100 公里。 8 月 2 日凌晨，进入 24 小时警戒线，距江苏沿海约650 公里，中心风力增大至 12 级，

2、10 级风圈半径由 80 公里增大至 100公里，受 9 号台风“苏拉”影响，形成双台风效应，其移动路径直扑江苏沿海而来，正面袭击连云港。8 月 2 日晚 21 时 30 分，中心在江苏省响水县陈家港镇登陆，登陆时中心最大风力 12 级（35 米/秒） ，最低气压975 百帕，登陆后“达维”继续以每小时 30 公里左右的速度向西偏北转西北方向移动，强度逐渐减弱，登陆后沿西北方向穿越连云港市陆域向山东省境内移动，截止 8 月 3 日 3 时左右，台风 10 级大风圈离开连云港港港口水域，港内 10 级以上风力长达 5 小时。实测数据显示 8 月 2 日1800 时左右， “达维”开始影响连云港港

3、口水域，2130 时， “达维”在江苏盐城响水陈家港镇登陆，2200 时港口风力增强到 10 级， 当晚 23 时左右连云港港内实测最高风速 35 米/秒（12 级） 。 2鉴于目前连云港无合适避台锚地，中国船舶燃料连云港有限公司的3 艘 10002000 吨级油轮因船龄较长、设备老化严重，不适宜于锚泊抗台。经公司防台领导小组在认真分析评估台风正面袭击所带来最坏风险后，综合多种安全因素考虑选择采用泊位系泊抗台方案，该方案通过认真分析台风风力要素，合理选择理想避台泊位，带够足以抵御台风最大风力影响的缆绳，备车值守，最终安全抗击台风正面袭击。下面就本次泊位系泊抗台决策过程可行性进行剖析，以供大家参

4、考，为系统小型船舶港内系泊抗台积累一点资料。 台风路径及其影响风险分析 根据 8 月 2 日 12 时多家气象台提供的“达维”台风路径预报（见图1 台风路径预报图） ，连云港港口将极有可能处于台风进路右半圆 10 级风圈半径以内。 根据台风移动规律，连云港港口水域在正面袭击时受到风向顺序依次为 NNEESESSW，根据连云港港口地形特点（图 2 连云港港口示意图） ，北临连岛山，南靠云台山脉，港内水域能遮蔽 N、SW 风，估计对港内系泊船威胁最大者当数 NE 和 E 风，因 NE 风为风头，破坏力为最强，初步估计最大风力为 13 级，防抗等级按 14 级来准备。 为此，将 3 艘船舶安排在连云

5、港港内 NO.69（云油 1 号） 、NO.14（云油 3 号、云油 6 号） ，各船均为单独靠泊，船舶系泊示意图如图 3 所示。所有船舶在系泊均带了 10 根缆绳，其中首缆和尾缆各 3 根，前、后倒缆各 2 根，总计 10 根。当台风来临时，各船舶密切关注风向变化，不断检查缆绳受力状况，及时调整其受力，确保均匀受力，同时做好防磨损工3作。 图 1 台风路径预报图 图 2 连云港港口示意图 图 3 云油 1 号系泊示意图 船舶码头系泊力计算 1、船舶码头系泊最大风力计算 船舶在泊位靠泊时，采用化纤缆绳将船舶与码头系固相连接，一般采用前后八字交叉带缆方式进行系固，充分抵消船舶首尾方向所受外力，叠

6、加横向系泊力，确保船舶牢固系泊于码头。在制定本次抗台方案时，为确保安全，根据连云港港口水域地理位置特点，以本次台风正面袭击时遭受右半圆（危险半圆）所受最大风力且正横船舶首尾方向风力作为样本，依据港口工程荷载规范-JTS 144-1-2010船舶进行系泊风力模拟计算。根据热带气旋生成规律，对连云港港口破坏性最大为东北东向风，船舶受风示意图如下所示。 为计算方便，确保船舶系泊安全，取最大风力时风向与码头垂直方向，估算最大风力为 12 级（35 米/秒） ，船舶为 1000-2000 吨级小型油轮，分为半载、满载两类情况，侧面受风面积为水面以上建筑物侧面积（采用规范附录各类船舶排水量及受风面积表10

7、00 吨、2000 吨级油轮数值） ， ？灼风压不均匀折减系数取 0.9（船舶长度为 68 米和 78 米，小于100 米） 。不同类型船舶尺度如下表所示： 小型油轮船舶参数表 作用在船舶上的计算风压力的垂直于码头前沿线的横向分力和平行4于码头前沿线的纵向分力按下列公式计算： Fxw=73.610-5AxwVx2？灼 Fyw=49.010-5AywVy2？灼 式中 Fxw，Fyw，分别作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力（KN） ； Axw，Ayw分别作用在船体上面以上横向和纵向受风面积（m2） ； Vx，Vy分别为设计风速的横向和纵向分量（m/s） ； ？灼风压不均匀折减系数； 计算结果

8、如下所示： 2、缆绳破断力计算 船舶所用缆绳均为丙纶缆，直径 D=55mm，根据估算公式： T=98*K*D2=980.745555=219.373KN。 根据缆绳使用情况，考虑缆绳有适当的磨损，其破断力取其正常值的 0.7 左右，则其破断力 T1=153.561KN。 取船舶艏艉缆绳与码头方向夹角取 30，则每根缆绳在垂直于码头方向的破断力 T 为：T=T*sin？琢，？琢为夹角。 具体计算结果如下： T=153.561sin30=76.78KN 为确保船舶能经受一定瞬时风力，我们在进行计算时应保留一定安全余量，一般取 20%左右，则每根缆绳破断力安全值为： T1= T20%=76.7820

9、%=61.4244KN 3、受力比较 5船舶主要受垂直于码头方向的张力影响较大，破坏力较强，在与码头平行线方向船舶受力较小，可以忽略不计，在此主要通过计算船舶各缆绳在垂直于码头方向的破断力合力与强风在 X 轴方向力之大小来估算系泊安全程度。现在以首缆、首倒缆、尾缆、尾倒缆均为双缆，共计 8根缆绳来进行分析比较，结果如下： 显然，通过上述计算，推论小型油轮在寻找好遮蔽涌浪泊位前提下，选择系泊抗台是安全、可行的。 防抗经历与经验 在 8 月 2 日 1800 时至 8 月 3 日 0300 时，通过云油 3 号实船风速观测，在 2200 时风力达到最大值 35 米/秒，气压 981 百帕，基本接近

10、台风中心气压，为台风过境期间所观测到最低气压和最大风力，远小于评估设定最大风力。由于台风移动过程中仍存在较多变化因素，上述估算方法对连云港港口也许是适宜的，科学的，即使计算结果是安全的，但也不可掉以轻心。在抗台期间，当风力超过 7 级时，各船舶均备车，船长在驾驶台值航行班，经常巡视缆绳的受力情况，认真观测气压、风向、风速，并及时向公司报告，统一分析，充分掌握了台风经过时的风情要素，及时指导船舶防抗台风发挥了巨大作用。通过此次系泊抗台经过，我们得出如下结论： 小型船舶，特别是老龄船或船况不佳船舶选择泊位系泊抗台不失为一上佳的避抗台风方案。 泊位系泊抗台关键在于合适的避风泊位，在选择避风泊位时应充分分析和估算台风移动路径中该泊位最有可能遭遇的最大风力和风向及涌6浪影响情况，首先要选择涌浪影响最小的泊位。 当风力增大时，应及时备车，值航行班，不可掉以轻心，应牢记台风路径变化较多的特性。 认真做好记录，并不断根据所收集到的资料分析台风移动情况，在确认台风远离后方可恢复生产。 （作者单位：中国船舶燃料连云港有限公司）