船舶系缆力计算知识讲解
打桩船系缆力计算
打桩船系缆力计算
打桩船在工作时，需要计算系缆力以确保船只的安全。
以下是打桩船系缆力的计算过程：
1. 计算船体水面以上部分的纵向和横向受风面积：
- 纵向：$log Axw = 4.09984$；
- 横向：$log Ayw = 3.3629$。
2. 计算作用在船舶上的风力的纵向和横向分力：
- $Fxw = 2\times25.8\times10^{-5}\times AywVx$；
- $Fyw = 49.0\times10^{-5}\times AywVy$。
其中，$Vx$和$Vy$分别为风速在纵向和横向的分量，$Ayw$为船舶水面以上部分的横向受风面积。
在计算系缆力时，需要考虑船只的具体情况和工作环境，并采用适当的安全系数来确保船只的稳定和安全。
如果需要更详细的计算过程或其他信息，请提供更多的上下文或与专业工程师联系。
趸船系缆力计算(1)
11
3 系缆力计算
将风和水流荷载作用下的横向合力和纵向合力施加到有限元模型上，
计算分别考虑设计低水位(147.4米)、设计中水位(160米)和设计高水位 (172米)三种水位下系缆角度对系缆力的影响以及在各设计水位下水位变
动对系缆力影响。
12
（1）设计低、中和高水位时系缆力计算 计算得到各系缆设施的系缆力最大值及其对应的受荷工况，如下图：
水位下系缆角度对系缆力的影响以及在各设计水位下水位的变动对系缆
力影响，分析船舶靠泊时系留设施受力情况。
4
以重庆某物流有限公司现役斜坡式码头泊位为例来对其靠泊5000吨级船 型趸船系缆力计算方法。码头设计为3000吨级件杂货泊位，属架空斜坡滚 装货运码头，设置两条架空斜坡道，采用钢联桥与前方趸船相连，供船泊 系靠，趸船采用锚墩、锚链及自带锚具系锚。采用汽车直上趸船的浮码头 工艺，水位低于172.0m时，汽车可沿堆场道路、斜坡道、钢引桥上趸船； 当水位超过172.0m时，汽车到码头前沿182.0m平台，采用浮吊直接进行装 卸作业。趸船上配备20吨和40吨浮吊各1台。
15
n
——受力的系船柱数目； ——系船缆的水平投影与码头 前沿线所成夹角 ；
——系船缆与水平面之间的夹角。
3
规范上的趸船系缆力计算方法已不能满足精细化发展需求，而应
用有限元法计算分析，可以得到更准确的船舶荷载，为码头结构的计算 提供依据。 思路：计算船舶靠泊时船舶和趸船受最大水流和可能出现的风组 合作用时的纵向力和横向力总和，建立趸船系留的数学模型，考虑不同
5
： 泊位趸船系锚设施布置如图所示
6
1、趸船系锚受力分析数学模型
趸船系留设施受力分析采用有限单元法，分别建立趸船、钢缆绳和铸钢锚链在设计 低水位、 设计中水位和设计高水位时的1：1有限元模型，见下图。其中趸船采用Solid45 单元模拟，弹性钢缆绳和锚链采用link10单元模拟。缆绳弹性模量为2.06×105 MPa，泊 松比为0.3，密度7800 kg/m3。
波浪作用下船舶系缆力的计算方法
波浪作用下船舶系缆力的计算方法孟祥玮;高学平;张文忠;姜云鹏【摘要】According to test result of physical model on mooring force, the influence of ship feature and wave parameters on wave loading of mooring ship was analyzed and a new calculating method of total force induced by wave on the ship was proposed. Then a calculation method of mooring force induced by waves was put forward referring to the method of mooring force induced by wind and currents adopted by Load Code for Harbor Engineering (JTJ215-98). The examples indicated that the calculated results accorded with the test results very well. It was concluded that the new method could be a good reference for mooring force of ship design and fill the blank of Load Code for Harbor Engineering (JTJ215-98), which did not consider the calculation of mooring force induced by waves.%基于波浪作用下船舶系缆力的试验资料,分析了船舶特性、波浪参数对系泊船舶波浪力的影响规律,提出了作用于船舶上的波浪总力计算公式.参照《港口工程荷载规范》(JTJ215-98)由风和水流产生的船舶系缆力的计算方法,提出了由波浪产生的船舶系缆力的计算方法.算例表明,船舶系缆力的计算值与试验结果吻合较好.本方法可为工程设计中船舶系缆力的确定提供参考,填补了《港口工程荷载规范》(JTJ215-98)缺少波浪作用下船舶系缆力计算的空白.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2011(044)007【总页数】4页(P593-596)【关键词】船舶系缆力;波浪;计算公式【作者】孟祥玮;高学平;张文忠;姜云鹏【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;交通部天津水运工程科学研究院,天津300456;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072;天津港湾工程研究院,天津300222;交通部天津水运工程科学研究院,天津300456【正文语种】中文【中图分类】TV135.4停靠码头的船舶在风、浪、水流等因素的作用下，若运动量过大，不仅影响装卸作业安全，还影响自身以及码头结构的安全．通常停靠在码头的船舶需要用缆绳与码头上的系船柱或系船墩连接，以限制船舶的运动．船舶由于受自然、人工等因素作用使缆绳产生的拉力，即为系缆力．系缆力与船舶特性以及受到的风、浪、水流荷载有关．系缆力的大小直接影响船舶停泊、作业以及码头结构的安全．对于国内工程设计，船舶系缆力的计算是采用《港口工程荷载规范》[1](JTJ215—98)中的公式和方法进行的．但是，该规范仅给出了由风和水流产生的船舶系缆力的计算公式，而没有由波浪产生的船舶系缆力的计算公式，这给波浪作用下船舶系缆力的计算带来了困难．当然，重要工程的船舶系缆力还应通过模型试验进行验证[2-3]．笔者基于波浪作用下船舶系缆力的试验资料，参照《港口工程荷载规范》中系缆力计算公式的形式，提出由波浪产生的船舶系缆力的计算公式和方法，为工程设计中船舶系缆力的计算提供依据．在风、浪、水流等因素的作用下，靠泊码头的船舶受到的总荷载F，包括风荷载为F1、水流荷载F2和波浪荷载F3，即对于风荷载1F和水流荷载2F，《港口工程荷载规范》已有公式，这里仅对波浪荷载3F进行分析．作用于船舶上的波浪荷载，与波浪特性(波高、周期、波浪入射角度等)有关，同时也与船舶本身尺度(长度、宽度、吃水深度)、载度(满载、半载、压载)和运动特性(横摇、纵摇、升沉)等有关．显然，作用于船舶上的波浪荷载越大，船舶系缆力也就越大．大量模型试验结果表明，作用于船舶上的波浪荷载和船舶系缆力与以下因素有关．(1)波高．波高越大，作用于船舶上的波浪荷载越大，系缆力越大．系缆力与波高近似为线性关系．(2)波向．顺浪和斜浪作用时，船舶的运动量远小于横浪(波向与船舶纵轴线垂直)作用的情况．顺浪作用时，缆绳最大拉力远比横浪作用的小．(3)波周期．波浪周期不同，系缆力会发生变化．船舶的固有横摇周期与波浪周期接近时，船舶的横摇角较大．反之，波浪周期与船舶固有横摇周期相差越大，其横摇角也越小．船舶运动量大，必然导致系缆力增大．(4)船舶吨位．船舶吨位越大，系缆力越大．系缆力与船舶吨位基本上为线性关系[4]．(5)载度．系缆力随载度变化较大．载度较小，运动量较大，相应的系缆力也较大．同时，载度影响船舶的总排水量，进而影响船舶的横摇、纵摇特性．因此，作用于船舶的波浪荷载受吃水深度、横摇、纵摇等特性的影响．(6)水深．码头前沿水深不同，船舶系缆力变化不大．一般可按船舶正常停靠泊的水深考虑．(7)水位．水位不同，船舶运动量变化不大．但缆绳拉力和水位之间的关系比较复杂，主要是因为不同水位时缆绳与船舶形成的角度有所差别．因此，水位的影响可以归结到系缆方式的影响，即缆绳与船舶角度的差别．基于上述分析，建立作用于船舶上的波浪荷载的计算公式．作用于船舶上的波浪荷载以平行于船身的纵向力和垂直于船身的横向力表示．2.1 横向力计算公式这里依次考虑波高、波向、波周期以及船舶吨位、载度等因素的影响，而其他未能考虑的因素则用综合系数来体现．引入各因素的影响因子ki( i=1,2,3,···)和综合系数x，则横向力Fx表述为经验表明，波高对横向力的影响1k可表示为式中：H为入射波高，m；θ为波浪入射角度(波向与船舶纵轴线夹角)，(°)．考虑力的分解，波向对横向力的影响2k可表示为参照文献[5]中船舶横摇角计算公式，波浪周期、船舶载度对横向力的影响3k可表示为式中：ax为反映船舶横摇与波浪周期关系的参数； T为波浪周期，s；Tx为横摇周期，s；μx为船舶横摇无因次系数，为船舶排水量，t；W为f满载排水量，t．船舶吨位对横向力的影响4k用船舶迎浪面尺度可表示为式中：D为船舶吃水，m；L为船舶柱间长，m．整理式(1)～式(6)，考虑量纲一致引入gρ，得到横向力xF的计算式为式中：x为综合系数；ρ为海水密度，取1,025,kg/m3；g为重力加速度，取9.81,m/s2．2.2 纵向力计算公式同理，纵向力yF的计算式为式中：y为综合系数；ya为反映船舶纵摇与波浪周期关系的参数，；B为船舶型宽，m；yT为纵摇周期，s；yμ为船舶纵摇无因次系数2.3 综合系数的确定物理模型试验一般量测船舶系缆力，而不量测作用于船舶上的波浪荷载．因此，本文基于大量的船舶系缆力试验资料、对应船型及波浪条件，利用《港口工程荷载规范》船舶系缆力的计算方法，反算作用于船舶上的波浪荷载，进而得到综合系数．系缆力试验数据涉及到的船型有：8,000,m3、14,500,m3、20,000,m3液化天然气(LNG)船以及10×104,t、15× 104,t、25×104,t矿石船．船舶载度有满载、半载和空载3种情况．波高最小1.0,m、最大2.5,m．波周期最小6,s、最大14,s．波向有横向、纵向和斜向45°等情况．总的试验组次有上千组，其中有一些是研究型的系列试验数据，有一些则是工程设计的实际数据．计算分析大量试验资料表明，每种试验情况均可得到满足拟合精度的综合系数，同一模型试验中综合系数分散程度不大，说明经验公式从形式上是合理的．分析了国内多项工程模型试验资料及相应的计算结果，包括船型和综合系数以及阻尼系数值．选取了25种横浪和顺浪试验情况，得到综合系数的平均值为0.046，均方根0.050．综合系数取值：x＝0.05，y＝0.05．由波浪产生的船舶系缆力的标准值按以下步骤进行计算．(1)计算作用于船舶上的波浪荷载．按式(7)计算波浪对系泊船舶的横向力；按式(8)计算波浪对系泊船舶的纵向力．(2)计算船舶系缆力的标准值．借鉴《港口工程荷载规范》关于由水流和风产生的船舶系缆力标准值的计算方法，由波浪产生的船舶系缆力标准值的计算式为式中：N为系缆力标准值，kN；∑Fx和∑Fy分别为波浪对系泊船舶的横向力和纵向力，kN；K为系船柱受力分布不均匀系数，当实际受力的系船柱数目n=2时，K取1.2，n＞2时，K取1.3；n为计算船舶同时受力的系船柱数目，按《港口工程荷载规范》的规定选用；α为系船缆的水平投影与码头前沿线所成的夹角，(°)；β为系船缆与水平面之间的夹角，(°)，均按《港口工程荷载规范》的规定选用．某液化天然气(LNG)项目接收站配套码头工程系泊船舶运动物理模型试验[6]，测定了不同水位、不同装载状态时系泊船舶在波浪作用下LNG船舶系缆力．表1为试验船舶的主尺度．模型按重力相似律及《波浪模型试验规程》的有关规定进行设计，模型的长度比尺为λ＝50，试验模型为正态模型．利用本文计算方法对相应的系缆力标准值进行了计算．图1为80,000,m3和145,000,m3LNG船3个载度、横浪、不同波高和周期条件下船舶系缆力计算结果．图中横坐标是试验数据样本的序号，从左到右分3部分，分别为满载、半载和空载．每一部分试验点的波高从左向右逐渐加大．纵坐标是系缆力计算值与试验值的对比，每一部分样本的系缆力也是逐渐加大．系缆力计算值与试验结果符合较好．(1)基于大量物理模型试验数据，考虑波高、波向、波周期以及船舶吨位、载度等因素的影响，提出了波浪作用下船舶系缆力的计算公式和方法．算例表明，计算值与试验结果吻合较好．本方法可为工程设计中船舶系缆力的计算提供参考．(2)鉴于波浪作用下系泊船舶运动是一个十分复杂的过程，同时，目前的《港口工程荷载规范》没有由波浪产生的船舶系缆力的计算公式，因此，应进一步寻求综合系数与船型、系缆方式等的关系．应用时，如有模型试验数据或是原体观测的数据，则可根据实测数据对综合系数x、y进行修正，使公式更能反映实际情况．【相关文献】［1］中华人民共和国交通部. JTJ215—98 港口工程荷载规范[S]. 1998.Ministry of Transport of the People’s Republic of China. JTJ215—98 The Load Code for Harbor Engineering[S]. 1998(in Chinese).［2］张日向，刘忠波，张宁川. 系泊船在风浪流作用下系缆力和撞击力的试验研究[J]. 中国海洋平台，2003，18(1)：28-32.Zhang Rixiang，Liu Zhongbo，Zhang Ningchuan. An experimental study on the mooring line forces and impact forces of a moored ship under the combined action of wind，waveand current[J]. China Offshore Platform，2003，18(1)：28-32(in Chinese).［3］李焱，郑宝友，高峰，等. 浪流作用下系泊船舶撞击力和系缆力试验研究[J]. 海洋工程，2007，25(2)：57-63.Li Yan，Zheng Baoyou，Gao Feng，et al. Model test study on the impact forces and mooring line forces of a moored ship under the combined action of wave and current[J]. The Ocean Engineering，2007，25(2)：57-63(in Chinese).［4］蒋庆，葛宏征，谢鹏. 船舶类型及吨位因素对船舶系缆力的影响[J]. 水运工程，2007(9)：51-59.Jiang Qing，Ge Hongzheng，Xie Peng. Influence of ship type and tonnage on the ship mooring force[J]. Port and Waterway Engineering，2007(9)：51-59(in Chinese).［5］吴秀恒. 船舶操纵性与耐波性[M]. 北京：人民交通出版社，1999.Wu Xiuheng. Ship Maneuverability and Seakeeping [M]. Beijing：China Communications Press，1999(in Chinese).［6］张文忠，郭科，陈重. 江苏液化天然气(LNG)项目接收站配套码头工程系泊船舶运动物理模型试验报告[R]. 天津：天津港湾工程研究所，2006.Zhang Wenzhong，Guo Ke，Chen Chong. Model Test of Mooring LNG Ship at Jiangsu Province[R]. Tianjin：Tianjin Port Engineering Institute Ltd. of CCCC，2006(in Chinese).。
船舶系缆力计算
设计船型：2(1:货船，2:矿石船，3:油船)装载情况：2(1:满载，2:半载或压载)船舶方形系数 C b =流向角 θ =系缆力1、风成系缆力⑴、船体水面以上横向、纵向受风面积 A xw 、A ywlogA xw =+logDW=+log =logA yw =+logDW=+log =A xw =㎡A yw =㎡⑵、作用在船舶上的计算风压力的横向、纵向分力 F xw 、F yw其中V x :设计风速的横向分量,取m/sV y :设计风速的纵向分量,取m/s ζ:风压不均匀折减系数,取F xw =**2*=KN F yw =**2*=KN2、流成系缆力a 、水流与船舶纵轴平行或流向角θ<15o 和θ>165o 时F xmcxsc C xmc:水流力船尾横向分力系数，插值计算得相对水深 d / D =/=d :系靠船结构前沿水深,取m D :与船舶计算装载度相对应的平均吃水，取mρ :水的密度，取V :水流速度,取B ' :船舶吃水线以下的横向投影面积logB ' =+logDW=+log =DW 为船舶减载排水量，取T B ' =㎡F xsc =*/2*2*=KNF xmc =*/2*2*=KN F xsc + F xmc =+=KN ⑵、水流力纵向分力 F yc0.82510842313.91250.4840.6120.4840.6121.11478440000081740.14 1.0250.581741470.08 1.0250.581741 1.111.1(400000)1.025t/m 30.5m/s 0.140.0873.610-51258525.80.6369949.010-5230600.6025.80.7330.60123063.362900.612585(400000)(400000)4.09980.3770.5330.3770.5330.7330.601z2510*6.73x xw xw V A F -=z2510*0.49y yw yw V A F -=其中C yc :水流力纵向分力系数C yc =Re -0.134+b =*-0.134+=运动粘性系数=VL *νL :船舶吃水线长度，取m ν:水的运动粘性系数，取m水温:23o C系数 b =B / D=/=S :船舶吃水线以下的表面积S =1.7LD + C b LB =**+**=㎡F yc =*/2*2*=KNb 、流向角15o ≤θ≤165o时⑴、横向分力 F、纵向分力 F yc其中C xc 、C yc :水流力横向、纵向分力系数π*π*a 1 =相对水深 d / D =b 1 =a 2 =b 2 =θ =A xc 、A yc :船舶水下部分垂直和平行水流方向的投影面积A xc =B ' sin θ=*sin =㎡A yc =B ' cos θ=*cos =㎡F xc =*/2*2*=KN F yc =*/2*2*=KN3∑Fx =+=KN ∑Fy =+=KN K :系船柱受力不均匀系数,取n :计算船舶同时受力的系船柱数目，取10个α :系船缆的水平投影与码头前沿线所成的夹角，取30o β :系船缆与水平面之间的夹角，取30osin 30cos 30cos 30cos 30]1.3[3930+ 1.33930+48]N = 1.310[48=1100.6067 1.0250.58049.862604848=0.310.47369923139300.311.688049.80.6067 1.0250.51419.40.60670.76328174(10)1419.4πθ0.4710(10)1.708174+=1801.1+a 1180πθ127250.825= 1.6810++0.5b 21801.7010=C yc =b 10.0293 1.025C xc =180a 22503848127253811.5 3.30431.725011.50.0060.046161.290.0060.02930.93=161.290.53000.933000.046雷诺数 Re ==**=KN]1188.210[0.50.866+0.8660.866=221.1 1.3C xsc :0.140.1 C xmc :0.080.05(10-4202510.892.23.5###0.006。
船舶靠泊系缆力
船舶靠泊系缆力一、介绍船舶靠泊系缆力是指船舶在靠泊或离港过程中，使用缆绳与码头或锚地等固定物相连接产生的力量。
这种力量对于保持船舶的稳定性和安全性至关重要。
本文将详细探讨船舶靠泊系缆力的作用、相关计算方法和影响因素等内容。
二、船舶靠泊系缆力的作用船舶靠泊系缆力具有以下几个作用： 1. 保持船舶位置稳定：船舶靠泊系缆力可以防止船舶在风浪或潮流的影响下偏离预定位置，从而保持船舶的位置稳定。
2. 控制船舶运动：通过调整系缆的张力，可以控制船舶在靠泊或离港过程中的速度和方向，提高船舶的操纵性。
3. 分散荷载：船舶靠泊系缆力可以分散船舶与码头之间的载荷，减轻码头的压力，保护码头结构。
三、船舶靠泊系缆力的计算方法船舶靠泊系缆力的计算涉及到诸多因素，包括船舶类型、尺寸、系缆方式、环境条件等。
下面将介绍两种常用的计算方法。
1. 经验公式法经验公式法是根据大量实际船舶靠泊数据得出的经验公式进行计算。
公式的形式通常为：F = C * A * V^2其中，F表示系缆力，C为系数，A为横截面积，V为风速或海流速度。
2. 试验方法试验方法是通过实际试验得出系缆力与各种因素之间的关系，从而进行计算。
具体步骤包括： 1. 在实际环境中布置传感器，测量船舶靠泊系缆力和各种影响因素。
2. 统计并分析试验数据，建立系缆力与各因素之间的关系模型。
3. 根据建立的关系模型，对于给定的船舶和环境条件，进行系缆力的计算。
四、船舶靠泊系缆力的影响因素船舶靠泊系缆力受以下几个主要因素的影响：1. 船舶尺寸和型号船舶的尺寸和型号会影响船舶的抗风能力和水动力特性，从而影响系缆力的大小。
2. 风速和海流速度风速和海流速度的大小和方向都会影响船舶受到的外力，进而影响系缆力的大小和方向。
3. 系缆方式系缆方式包括单缆系泊、双缆系泊和多缆系泊等，不同的系缆方式会对船舶靠泊系缆力产生不同的影响。
4. 缆绳材料和直径缆绳的材料和直径会影响缆绳的强度和刚度，进而影响系缆力的传递。
海工辅助船码头带缆受力计算
28作者简介：孙小路（1989-），男，助理工程师。
主要从事船舶设计及修造船工法研究工作。
张启庚（1985-），男，助理工程师。
主要从事船舶设计及修造船工法研究工作。
收稿日期：2018-03-21海工辅助船码头带缆受力计算孙小路，张启庚，张大鹏（广新海事重工股份有限公司，中山 528437）摘 要：台风是威胁船舶系泊最为严重的灾难性天气之一,船舶为了避免或减少台风可能带来的危害,必须进行船舶系缆受力校核计算。
本文针对在风力和水流力作用下,对系泊船舶的横向受力进行分析计算，并考虑缆绳与合力方向夹角、缆桩允许的最大受力和缆绳所允许的最大受力因素进行综合分析，得出限制带缆系泊的关键因素。
关键词：带缆受力；校核计算；关键因素中图分类号：U674.40 文献标识码：ACable Force Calculation for Mooring of Offshore VesselSUN Xiaolu, ZHANG Qigeng, ZHANG Dapeng( Guangxin Shipbuilding ＆ Heavy Industry Co., Ltd. Zhongshan , 528437 )Abstract: Typhoon is one of the most serious and disastrous weather threatening ship mooring. For coastal ships, the mooring force checking calculation shall be made to avoid or reduce possible hazards, thus a set of practical calculation demonstrates is particularly important. In this paper , the lateral force of a moored ship is calculated under the force of wind and current force, and considering the angle between cable and direction of resultant force , the maximum force allowed by mooring bitts and the maximum force allowed by cable, the key factors limiting mooring with cable are obtained.Key words: Cable force; Checking calculation; Key factor1 引言船舶码头系泊的安全性一直是船厂关注的问题。
风力及缆绳计算
风力及缆绳计算一、风力计算<1>船舶操纵中风动力估算公式:F a=1/2ρa C a v a2(A a cos2θ+B a sin2θ)式中:F a:水线以上船体所受风动压力,Nρa:空气密度,1.226kg/m3C a:风动力系数v a:相对风速,m/sθ:风舷角,即相对风舷角,0A a:水线上船体下面积,m2B a:水线上船体侧面积, m2<2>建筑:W K= βZ×U S×U Z×W O其中: W K:风荷载标准值KW/M2βZ:Z高度处风振系数U S:风荷载体型系数U Z:风压高度变化系数W O:基本风压值<3>空气密度标准状态下:15O C,气压1013hpa(标准大气压),相对温度65%时,空气密度为1.225kg/m3基准状态:0 O C,气压1013 hpa状态下干空风的密度为ρ0=1.293 kg/m3 空气密度计算公式:干空气: ρ=ρ0273/(273+t) ×ρ/0.1013Ρ:在温度t和压力p状态下干空气的密度kg/m3ρ0: 0 O C,压力为0.1013mpa状态下干空气的密度, ρ0=1.293 kg/m3 P:绝对压力(mpa) (273+t):热力学温度(k)含水蒸汽的湿空气ρ=ρ0273/(273+t) ×(ρ-0.03778φ×P b)/0.1013其中:P:湿空气的全压力(mpa)P b:温度t时饱和空气中水蒸汽的分压力(mpa)Φ:空气的相对湿度(%)3.1:大连冬季板端天气:t=-180 P:1026hpa 以干空气计P=P0（273/(273-18) ）×(0.1026/0.1013)= P0×1.0843=1.4020kg/m33.2 台风来时空气密度A:设气温25 O C,气压970,湿度100%P’= P0273/(273+t) ×(P-0.0378ΦP b)/0.1013查表可得: P b=31.6×102(P a)P’= P0×0.9161×｛0.097-0.0378×100%×(31.6×102/百万)/0.1013｝= P0×0.876=1.1328 kg/m3由此可以看出冬季空气密度明显大于夏季的空气密度，以上两种情况空气密度相差1.2376倍，对风力计算有明显的影响，这也是我们觉得冬季风“硬”的原因。
船用钢丝绳预紧力计算公式
船用钢丝绳预紧力计算公式船用钢丝绳是船舶上常用的重要材料，用于吊装、牵引和固定等作业。
在使用钢丝绳时，预紧力的计算是非常重要的，它直接影响到钢丝绳的使用寿命和安全性能。
本文将介绍船用钢丝绳预紧力的计算公式及其应用。
首先，我们需要了解一些基本概念。
预紧力是指在钢丝绳使用过程中，为了保证绳索的紧固和牵引效果，需要在绳索上施加的一定张力。
预紧力的大小受到多种因素的影响，包括船舶的重量、作业环境、使用条件等。
在实际工程中，需要根据具体情况来确定预紧力的大小。
船用钢丝绳预紧力的计算公式如下：F = P × C。
其中，F为预紧力，单位为牛顿（N）；P为钢丝绳的拉紧力，单位为牛顿（N）；C为钢丝绳的系数，无单位。
钢丝绳的拉紧力P可以通过以下公式来计算：P = W × g。
其中，W为船舶的重量，单位为千克（kg）；g为重力加速度，取9.8米/秒²。
钢丝绳的系数C是一个根据具体情况确定的参数，它受到多种因素的影响，包括绳索的材料、直径、长度、使用环境等。
在实际工程中，可以根据经验和相关规范来确定系数C的数值。
在实际工程中，需要根据船舶的具体情况和使用环境来确定钢丝绳的预紧力。
首先，需要计算船舶的重量W，然后根据钢丝绳的材料和使用条件来确定系数C的数值，最后通过上述公式来计算出预紧力F的大小。
需要注意的是，预紧力的大小不能过大也不能过小。
如果预紧力过大，会导致钢丝绳产生过大的应力，影响绳索的使用寿命；如果预紧力过小，会导致钢丝绳的松动，影响绳索的牵引效果。
因此，在确定预紧力时，需要综合考虑多种因素，确保预紧力的大小合适。
除了上述的基本计算公式外，还有一些特殊情况需要特别注意。
例如，在海上作业中，船舶受到海浪和风力的影响，需要考虑这些外部因素对预紧力的影响；在钢丝绳使用过程中，还需要考虑绳索的磨损、腐蚀等因素对预紧力的影响。
因此，在实际工程中，需要根据具体情况来确定预紧力的大小，并定期检查和调整预紧力，确保钢丝绳的安全使用。
船舶系缆及作用
系泊时，缆绳的具体使用要根据码头的情况、船舶长度、缆绳强度、停泊时间K 短及天气、潮汐情况来决定。
通常万吨级船舶靠码头时带头缆、尾缆各三根，前后倒缆各一根。
5万吨左右以上船舶除首、尾缆及前后倒缆有所增加外，因船长较大，往往在船中附近还要增带几根缆，可以根据本船情况而定。
(1)头缆(headline)：又称首缆，其中从外舷出缆者也可称为外档头缆。
如果它绕过船头而与码头岸线交角很大，则俗称包头缆。
从里舷外出缆者也可称为里档头缆，俗称拎水缆。
头缆主要承受船首方向风流的外力作用，防止船身后退和船首外移。
(2)尾缆(sternline)：也有里档尾缆和外档尾缆之分，主要承受船尾方向风流的外力作用，防止船身前冲和船尾外移。
(3)前倒缆(fore spring line)：主要承受来自船尾方向的作用力，防止船位前移。
(4)后倒缆(after spnng line)：俗称坐缆，主要作用足防止船身后退。
(5)前(后)横缆(fore breast(after breast)line)：主要承受吹开风的作用力，防止船头(尾)外张。
船缆培训资料
船缆培训资料xx年xx月xx日•船缆基础知识•船缆的制造与检验•船缆的安装与维护目录•船缆的安全使用与管理•船缆技术的发展趋势与展望01船缆基础知识船缆是指连接船体外系和锚固系统的缆索，用于保持船舶的位置、稳定性、抗风浪和应急救援等方面。
定义船缆在船舶系统中发挥着重要的作用，包括传递张力、缓冲冲击、调节航向、防止摇晃和抵抗风浪等。
作用船缆的定义与作用种类船缆可分为系泊缆、张力缆、横缆、斜缆等，根据不同的情况和需求选择使用。
结构船缆一般由缆芯和缆鞘组成，缆芯用于承受拉力，缆鞘则用于增加缆索的弯曲半径和耐磨性。
船缆的种类与结构材料船缆材料应具有高强度、耐磨、耐腐蚀等特点，常用的材料有钢丝绳、合成纤维缆索、天然纤维缆索等。
选用在选择船缆材料时，应根据使用环境、使用条件和成本等因素综合考虑。
例如，钢丝绳具有较高的强度和耐磨性，但重量较大；合成纤维缆索轻便且耐腐蚀，适合用于海上石油平台等。
船缆材料的选用02船缆的制造与检验选择符合规格要求的原材料，如聚丙烯、聚酯等。
船缆的制造工艺原材料选择将原材料通过编织机编织成缆芯，表面平滑，结构紧密。
编织工艺在缆芯外层包覆一层或数层护套材料，如聚氯乙烯、聚氨酯等。
包覆工艺制造工艺控制通过控制温度、压力、时间等参数，保证制造过程中的质量稳定。
原材料质量控制对原材料进行检验，确保符合规格要求。
产品检验控制每道工序后进行质量检验，确保产品符合质量要求。
船缆制造过程中的质量控制检查缆的表面是否平滑，无气泡、裂纹等缺陷。
外观检验尺寸检验性能试验检查缆的直径、长度等尺寸是否符合要求。
进行拉伸强度、耐腐蚀性、耐候性等性能试验，确保船缆在使用过程中具有足够的性能指标。
03船缆的检验与试验020103船缆的安装与维护包括测量、打孔、安装锚固件、固定缆绳等步骤。
安装步骤在安装过程中要注意人身安全和设备安全，避免因操作不当而造成伤害或设备损坏。
注意安全严格遵守相关规范和标准，确保安装质量和安全性能。
舾装船舶双档系泊期的系缆力分析
工 程 与试 验 Ｅ Ｉ Ｅ Ｉ ＬＴ Ｓ ＮＧ ＮＥ Ｒ ＮＧ ８ Ｅ Ｔ
Ｍａ ．２ １ ｒ Ｏ２
舾 装 船 舶 双 档 系泊 期 的 系 缆 力 分 析
张鹏 程 朱 庆 华 ，
（． 海大 学港 口海岸 与近 海工程 学 院 ， 苏 南京 ２ ０ ９ ； １河 江 １ ０ ８ ２ 江苏省 水利勘 测设 计研 究 院有 限公 司， 苏 扬 州 ２ ５ ０ ） ． 江 ２ ０ ９
ｃ ｌ ｔ ｈ ｏ ｉ ｏ ｃ ｆｔ ｓ ｍ ｏ ｒｎｇ ｗａ ｓ ｂｔ ｉ ｅ ｙ ｔ ｙ ｏ ｔ ｙ ｎｇ ｗｉ ｄ ｌ ａ ｎｄ ｕ ａ ｅ ｔ ｅ ｍｏ ｒｎｇ ｆ ｒ ｅ ｏ ｈｉ ｏ ｉ ｙ ｉ ｏ ａ ｎ ｄ ｂ ｈｅ ｗａ ｆ ｓ ｕｄ ｉ ｎ ｏ ｄ ａ ｆｏ ｆ ｃ ｌ ｗ ｏｒ ｅ，ａ ｈｅ ｈｅ ｓ ｆ ｔ ｎｄ ｔ ｎ ｔ ａ ｅ ｙ ｏｆｍｏｏ ｉ ｎｄ ｂｅ ｔ ｎ ｉ ｅ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｒｎｇ ａ ｒ ｈｉ ｇ ｆｘ ｄ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｉ ｉｃ ｓ ｅ ．Ｒｅ ｅ ｅ ｅ ｉ ｆ ｒ ｎｃ ｓ
ｍ ｏ ｒｎｇ ｆ ｒ ｅｏ ｈｉ ｏｏ ｉ ｇ ｗ ａ ｔｔ ｘ ｓ ｉ ｈｅ ｒ ｎｄ ｃ ｄ ． Ｉ ｈｉ ａ ｒ，ａ ｍ ｅ ｈ ｏ ｃ ｌ ｏ ｉ ｏ ｃ ｆｔ ｓｍ ｒｎ ｙ ａ ｈｅｅ ｉ ｔｎｇ ｔ ｏ ｙ ａ ｏ ｅ ｎ ｔ ｓｐ ｐｅ ｔ ｏｄ ｔ ａ —
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｏ ｒ ｎｇ Ｆｏ ｃ ｆＳ ｐ Ｏｕ ｆｔ ｉ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ Ｍ ｏ ｉ ｒ ｅ ｏ ｈｉ ｔ ｉｔｎｇ
ｄ ｒ ｎｇ Ｄｏ ｂ ｅ Ｍ ｏ ｒ ｎｇ ｕ ｉ ｕ ｌ ｏｉ
Ｚ ａ ｇ Ｐｅ ｇ ｈ ｎ ｈ ｎ ｎ ｃ ｅ ｇ ，Ｚ ｕ Ｑｉｇ ｕ ｈ ｎ ｈ ａ
船舶系缆绳须知！
船舶系缆绳须知！我是船企航运资讯推荐达人让普通的船长变得不再普通→缆绳致命回弹！！1码头工人死亡，大副重伤！！→前天，1名二副被缆绳击中，不治身亡！→周四晚，一拖轮船员整条手臂被缆绳“扯断”→俄罗斯缆绳死亡回弹，造成中国船员船员1死2伤！→飞来横祸！缆绳崩断多恐怖？！海员倒血泊之中！→2天2起缆绳伤人事故！！一死一重伤！+另一起致小腿骨折！系缆方式对系泊安全的分析本文分析船舶系泊中系缆设备特性现象。
一．绞缆机刹车制动的特性集装箱船舶具有在短短的十几小时中就可以完成装卸的现代运输方式。
传统的船舶可以通过绞缆机的刹车片制动调节系缆的松紧，绞缆机不会自动调节系缆松紧。
机械设备的船舶通常完成系泊操作后，在外部条件没有变化的情况下，始终保持绞缆机刹车制动力来平衡船舶系泊的外力。
所以手动缆（刹车片制动）需要值班驾驶员关注前后系泊缆子的受力情况，根据船舶的系泊状态人为调节缆子的松紧，以期安全系泊。
就全部手动缆不考虑外界自然潮汐、吃水差的影响系泊状态为例分析：卸货后船舶吃水变小，船体在水上浮起之后，船舶和缆桩的相对距离将被拉长了。
前后缆子靠张力的有限变化去填补“拉长”的距离，也就是缆子有限张力的宽限来调节外部受力。
结果使缆子超常、超负荷受力，缆子紧崩，造成结构变异，最后发生断缆事故。
装货时由于吃水加大，船舶和缆桩的相对距离将被缩短了，“多余”的缆子就会荡下来，缆子不受力而船舶漂移码头，船舶与码头有间隙。
如果前后受力不一致的情况下船舶与码头产生夹角而影响装货作业。
靠泊装卸情况造成的缆子松弛、紧崩状态都会对船舶系泊安全造成影响。
此类情况在靠泊中经常出现。
二．自动绞缆机的制动调节优缺点船舶自动化技术的发展，液压泵可以进行自动调节系缆松紧。
某国产类型的大型集装箱船舶一般系泊情况下，配置的三台小液压泵主要功能为设定系缆的自动调整受力自动绞缆机系泊的优点：1. 在设定恰当负荷油压值下自动克服系缆的受力，系缆完全可以做到液压泵长期运转而随时调节系缆的松紧程度。
船舶带缆知识学习
至少两人作业
严禁单打独斗
带拴缆作业时，每个作业点最低不得少于两人，互相配合、互相照应，严禁单人进行作业。
1、不准把引缆绳绕在手腕或手臂 上，脚不准踏在引缆绳上。
2、拉缆，船方撇引缆绳未达到有 效位置时，作业人员不得在泊位边沿 跑动扑捉引缆绳，拉缆时应集中精力， 相互照应，按要求系在系缆桩上，不 准压缆。
OK!
OK?
一、 解缆作业 1、 码头操作人员提前到达码头现场就位，检查操作平台有无妨碍作业和行走的障碍物，瞭望码头前沿水域是否有 作业船舶或障碍物影响船舶离泊。 2、调度通知可以离泊后，按照船方要求解缆，不得随意解缆，以免影响船舶安全离泊。通常先解尾缆、头缆，再 解首尾横缆，最后解首尾倒缆。 3、船舶离开码头时要注意船舶与码头前沿设备的碰擦。防止船头碰到码头前沿设备。 4、解缆人员应在船舶彻底离开码头之后，及时报告调度人员，船舶已安全离港，接到调度人员离开口令后，方可 离开，后期并做好记录。 5、船舶离开后检查码头及四周，防止遗留安全隐患。 二、安全注意事项 1、码头工作人员作业前必须穿戴好救生衣，提前到达预离泊位，熟悉周围环境。 2、作业时要选择正确的作业方式和安全站位，并做好出现紧急情况（断缆、跳缆、滑缆、抛缆）时的避险准备和 安全退路。 3、解缆作业，严禁进入下列区域： （1）缆绳和船舶之间；（2）缆绳一端受绞拉、牵引或受水流冲击时，缆绳的扫向；（3）缆绳受力的反方向。
如此解缆要不得！
1
2
3
3
2
1
1、通常第一根为首尾缆，接着为前后横缆，最后解后倒缆、前倒缆。 2、解缆一定听从船上的命令，严禁随意解缆。
解缆后发现缆绳琵琶头未充分脱 离系缆桩，或者发生其他阻挡缆绳回 收的现象时，如缆绳被护舷的边角挂 住，人员应及时躲开，并向船方示意， 在保持缆绳松弛度的前提下，方能进 行异常现象的排除。
船舶系缆力数值计算模型及缆绳配置研究
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ８ — ０ ９
中 图分 类 号 ： Ｕ ６ ５ ６ ． １
前 言
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）１ ２ 一 Ｏ １ Ｏ ９ 一 Ｏ ３ 表 １ 蒲 氏风 力 、 风级 表
新建码头 结构 按 ５万 ｔ 级散货船预 留，停 靠船舶种类分
锚 地 避 风 。蒲 氏风 力 、 风 级 表 情 况 如 表 １所 示 ，风 速 大小 取 值 为 相 应 风 力 等级 所对 应 的 速 度 区 间 的上 限值 。 ３．水 流 方 向 ：由于 该 工 程 码 头 采 用 高桩 梁板 结 构 ，高 桩 梁 板 结 构 存在 由码 头 向外 流 的 水 流 ， 即 产 生 横 向水 流 。 所 以 该 码 头 应 考 虑 横 向水 流 对 船 舶 的作 用 力 。 根 据 工 可 报 告 所 知 ，码 头 前 沿水 流 流 速 为 ０ ． ５ ８ ｍ／ ｓ 。 ４．波 浪 、 水 流 计 算 取 值 ：考 虑码 头 向 外 的 水 流 和 波 浪 ， 所 以计 算 码 头 系 缆 受 力 时 ，需 要 计 算 风 力 和 纵 向水 流 及 横 向
因此 ，业 主 单 位 应 根 据 工 程 码 头 实 际 营 运 概 况 提 出船 舶 靠 泊 过 程 中 系 泊 力 建 立 数 值 计 算 模 型 进 行 计 算 分 析 ，从 而 得 出 缆 绳配置最低 要求。
一
、
工 程 概 况
根 据 本 工 程 附 近 风 流 情 况 在 没 有 防 波 堤 掩 护 的作 用 下 ， 考 虑 本地 区实 际 自然 条 件 ，在 进 行 本 工 程 代 表 船 型靠 泊 码 头 期 间 系 泊 数值 计 算 时 ，存 在 以下 前 提 条 件 ：
趸船系缆力计算(1)
泊位：趸船系锚设施布置如图所示
6
1、趸船系锚受力分析数学模型
趸船系留设施受力分析采用有限单元法，分别建立趸船、钢缆绳和铸钢锚链在设计 低水位、 设计中水位和设计高水位时的1：1有限元模型，见下图。其中趸船采用Solid45 单元模拟，弹性钢缆绳和锚链采用link10单元模拟。缆绳弹性模量为2.06×105 MPa，泊 松比为0.3，密度7800 kg/m3。
式中：FxW、FyW ——分别为作用在船舶上的风压力的横向和纵向分力（kN）； AxW、AyW ——分别为船体水面以上横向和纵向受风面积（m2）；
V
、
x
V
y
——设计风速的横向和纵向分量（m/s）；
x、 y ——风压不均匀折减系数；
当货船满载时为最不利状况：
当货船减载时为最不利状况：
lo A xg w 0 .03 0 .7 6l4o D 2gW lo g A x w 0 .2 3 8 0 .7 2 7 lo g D W loA yg w 0 .10 0 .7 6l2 o D gW lo g A y w 0 .0 1 9 0 .6 2 8 lo g D W
横缆
首缆
单位:（kN）
尾缆
上游
下游
外开锚 外开锚
锚链及钢缆破断力 583.00 397.06 550.95 550.95 1370.00 812.00
锚链及钢缆承载力 194.33
锚墩承载力
/
118.44 341.25
157.41 341.25
157.41 341.25
456.67 /
270.67 /
设计低水位时有限元模型
设计中水位时有限元模型
设计高水位时有限元模型
船舶靠泊系缆力
船舶靠泊系缆力船舶靠泊系缆力是指船舶在靠泊时所需的缆绳张力。
船舶靠泊系缆力的大小取决于多种因素，如船舶的大小、风力、潮汐、锚地的深度和底部情况等。
船舶靠泊系缆力的计算是非常重要的，因为如果缆绳张力不足，船舶可能会漂移或者脱离码头，导致严重的事故。
另一方面，如果缆绳张力过大，可能会导致缆绳断裂或者码头结构受损。
船舶靠泊系缆力的计算需要考虑多种因素。
首先，需要考虑船舶的大小和重量。
大型船舶需要更多的缆绳张力来保持稳定。
其次，需要考虑风力和潮汐。
当风力和潮汐较大时，需要增加缆绳张力以保持船舶的稳定。
此外，需要考虑锚地的深度和底部情况。
如果锚地的深度较大，需要更多的缆绳张力来保持船舶的稳定。
如果锚地的底部情况不良，如有岩石或者其他障碍物，需要更多的缆绳张力来避免船舶受损。
船舶靠泊系缆力的计算还需要考虑缆绳的材料和直径。
缆绳的材料和直径会影响缆绳的强度和耐用性。
一般来说，缆绳的材料包括钢丝绳、合成纤维绳和混合材料绳。
钢丝绳的强度和耐用性较好，但是重量较大。
合成纤维绳轻便，但是强度和耐用性较差。
混合材料绳结合了钢丝绳和合成纤维绳的优点，是一种较为理想的选择。
在实际操作中，船舶靠泊系缆力的计算需要根据具体情况进行调整。
如果发现船舶漂移或者缆绳断裂的情况，需要及时调整缆绳张力。
此外，需要定期检查缆绳的磨损和损坏情况，及时更换缆绳以保证船舶的安全。
总之，船舶靠泊系缆力的计算是船舶靠泊操作中非常重要的一环。
合理的缆绳张力可以保证船舶的稳定和安全，避免发生严重的事故。
在实际操作中，需要根据具体情况进行调整，并定期检查缆绳的磨损和损坏情况。
柔性系靠泊结构系缆力计算
题进 行 了研究
， 是 大部 分研 究 都是 针 对近岸 传 统 码 头结 构 ． 但 随着 船 舶 重 量 的增 加 和建 港 条 件 的恶 化 ，
迫切 需要 研究 新 的码 头结 构 型式 ． 文所研 究 的外 海 轻 型码 头 结构 就 是 为满 足 这 种 要求 而 提 出来 的一 种 码 本 头结 构 型式 ． 由于这种 码 头 的靠 船 墩 和 系船墩 均 用钢 管 焊接 而 成 ， 于 柔性 结 构 ， 以在计 算 系缆 力 时结 构 属 所
Ｅ ｍａｌ — ｉ：ｗａ ｇｉｎ ｈ ｏ ０ ｎ ｊａ ｃ ａ Ｏ ７＠ ｙ ｈ ｏ ｅ ａｏ．ｎ
第 ２期
王 建 超 ， ： 性 系靠 ｝ 构 系 缆 力 计 算 等 柔 白结
１９ ０
式 中 ： Ｙ Ｚ 为 第 个 导 缆 孔 的 坐 标 ； ｊ， ， 为 第 ｋ个 系 船 柱 的 坐 标 ． 式 （ 进 行 微 分 ， 式 两 边 ｌ — ｌ，ｉ Ｘ 对 ５） 等 司除
和 系船 墩 的 刚 度 比对 系 缆 力 的 影 响 很 大 ， 且 使 系 缆 力 发 生 重分 配 ， 缆 力 变 幅 约 为 １ ％ ． 此 ， 于 外 海 的 轻 并 系 ０ 因 对 型 码 头 结 构 ， 计 算 系缆 力 时 ， 议 考 虑 缆 绳 与 系 船 墩 之 间 的 刚 度 比对 系缆 力 的 影 响 ． 在 建
第 ２期
２ １ 年 ６ 月 ００
水
利
水
运
工
程
学
报
ＮＯ ２ ．
ＨＹＤＲＯ－ ＳＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＩ ＥＮＧＩ ｌ ＮＥＥＲ１ ＮＧ
Ｊｎ ００ ｕ ．２ ｌ
柔 性 系靠 泊 结 构 系缆 力计 算