内河重件运输船设计特点

内河重件运输船设计特点

1 引言

重件运输船，就是载运重件货物并能依靠自身设备装卸的运输船舶，又称重货船。随着社会经济的发展，重件货如发电设备、化工和炼油设备、钻探平台、热交换器、原子能反应堆、机车以及拖船、驳船等的水上运输量日益增加。这些货物过重过大，或受港口条件限制，普通货船无法运输。60年代末以来，各种专用重件运输船应运而生。

2 简介

重件运输船甲板空间宽敞，便于装卸。船的宽度较大,长宽比一般在5左右。通常只设一个舱,舱口较大,宽度约为船宽的70%～80%,长度为船长的50%以上。这种船吃水较浅，便于出入中小港口，可直接将成套设备运往目的地。重件运输船的航速一般为每小时11～14海里，主机功率一般为4000～6000马力，大多采用两台中速柴油机驱动双桨推进。为了保证吊装时的船舶稳性，不致造成过大的横倾，重件运输船均有大容量的压载、平衡水舱。有的重件运输船还在船舷一侧设两个用液压控制的撑脚，装卸重件货时，撑脚支撑在码头上，调整船的横倾。

重件运输船按货物的装卸方式分为吊装式、滚装式、吊-滚式、浮装式、吊-浮式、吊-浮-滚式等。吊装式重件运输船，设有重型吊杆,起重量有的高达300吨；载重量为1000～7000吨。滚装式重件运输船不设重吊，船上设有跳板，货物靠滚装运输；载重量为1500～5000吨。吊－滚式重件运输船既有重吊,又有跳板，可吊装800吨以下或滚装1000吨以下的重件货；载重量为1200～3000吨。浮装式重件运输船类似于浮船坞，货物的装卸靠浮进浮出，可运输12500吨重件货。

3 特点

重件运输船是基于多用途船或干杂货船衍生出来的一种高度专门化的船舶，其与多用途船或干杂货船明显不同之处在于船体结构、船舶稳性和装卸设施等方面的特殊性。在装卸大件、重货时，采用的装卸方式有：重吊吊装方式、滚装方式、滑装方式和浮装方式等。根据船舶是否能够下潜，并采用浮装方式，又将大件运输船舶分成重吊船和半潜船两大类。

重吊船或称重大件运输专用船是相对于半潜船而划分出的一类船舶，她不是通过下潜方式浮装大型运输对象，而是通过重吊吊装方式、滚装方式、滑装方式等装卸大件、重件货物，见图1。因此，这种船船型上有五个明显的特点：1）多设有重吊，起重量一般要达到350t以上，有的起重量甚至超过1000t，两台重吊联合作业可达2000t以上；2）重大件运输专用船船型较为肥胖，其船型系数较其他船舶要大；3）具

承重能力强；5）为了减少装卸操作过程中船舶的横倾角和保持稳性，重大件运输专用船在双层底、舷侧、甚至甲板附近设置大量压载水舱。同时在船舶上配备专用计算机，以便及时显示注、排压载水时对船舶横倾角和稳性的影响。

半潜船也常常被称之为“浮装”船或“浮装浮卸（float-on/float-off ）”船，这种船的明显特点是在船首领航员舱和机舱（上层建筑）之间设有既长又低且承重能力强、表面平展的甲板，并设有大容量的压载水舱。压载水舱充水后，可以使船甲板沉入水面之下，以便于石油钻井平台、其他船舶或其他运输对象漂浮移动到半潜船的甲板上方。排除船舱内的压载水，使船浮起，甲板露出水面，经过固定绑扎结实后即可航

行运输。 有相当一部分半潜船是通过对干杂货船、散货船改造后形成的，即通过对船体加宽、加长等改

造提高其装载能力。例如，1999年Dockwise 公司在韩国现代船厂将一艘船加宽10m 、加长30m ；2004年

又将一艘船（Blue Marlin ）的船宽加大21m ，改装后船的总长224.8m ，船宽63m ，载重量达到76061t ，成

为当今世界上最大的大件运输船，并于当年创造了运送BP 石油公司的59500t 半潜平台的大件运输记录。 基于半潜船所运货物具有高、大、重和不规则的特点，这种船通常需要提供大而开阔的甲板面积，使半潜船的主尺度比值与常规运输船的主尺度比值有较大差别，如半潜船的船宽较大。船舶载货后，一般重心较

高、稳性较差，需对稳性及强度进行准确核算[8]。 正是由于装载在船上的大件或重件尺度、重量大，重

心高，船舶一旦与其他物体碰撞，极易快速翻沉。例如，Dockwise 公司拥有的一艘29000t 大件运输船“Mighty

Servant 2”，1999年11月从新加坡至安哥拉的卡宾达运载8790t 的海洋平台上层构件，航行途中在印尼一

海岛附近风平浪静的情况下撞上一个海图上没有标注的海底凸起岩石尖，侧翻在35m 深的海底，造成5人

死亡，船舶全损[9]。 对于重吊船而言，起重机的最大起重量与吊杆的位置相关，错误计算和控制吊杆作

业会直接导致船舶倾覆。例如，2003年12月9日，Jumbo 公司拥有的大件运输船“MV Stellamare ”在美

国纽约州奥尔巴尼港（Albany ）装载发电机时向左侧翻沉，造成三人死亡。当时已经装入船舱中一个258t

的发电机，正在装载一个340t 的定子时船舶翻沉河底，船员从发现有问题到船舶翻沉只有1分多钟的时间

[10]。 为大件运输船配载是一项相当复杂的工作，不允许有丝毫差错。要求在多装货物的前提下，确保

船舶在装卸、进出港和航行途中保持足够的稳性和强度。这项工作需要通过电脑事先准确计算和配载操作，以便让重型大件设备的重量比较均匀地分布到船上各个部位，如果货物的重量（或应力）集中到某一点，对船体会造成破坏，不利于海运安全。因此，与常规运输不同，大件运输应提前相当长的时间，如数月甚船海X S 1001班

高甲板承受能力等运输安全准备。这种做法已经成为重型大件海运的惯例。新建半潜船大多采用全电力推进形式，主推进器可选用全回转推进器和常规舵桨组合形式，采用全回转推进器时动力定位性能较好；采用常规舵桨组合形式则更适用于航行工况，且维护保养简单[11]。此外，许多大件运输船（半潜船）上安装有动态定位系统（DPS），以便满足海上油气工业和风力发电等行业的需要。动态定位系统利用卫星通讯使船舶能够在海上精确定位和保持位置。

4 发展

从世界上第一艘大件运输船的出现到如今已经有80多年的发展历程。在这80多年的时间里，单件货物从几十吨、上百吨发展到数万吨，装载方式从吊装、滚装发展到浮装，运输对象也不断多样化，市场发展空间扩大。法国船级社DNV深入地研究了大件运输船的市场前景，认为仅欧洲地区近期内就需要大约30艘大件运输船[2]。随着海上风能工业的发展和重型工业的发展及其生产基地从发达国家向发展中国家转移，大件运输市场发展前景趋好。在专业化大件运输船供不应求的情况下，必然会有一些大件装备和重型设备用多用途船或者散货船载运。然而，重型大件运输需要超重型吊杆设备，超厚甲板和特种稳性系统以及能够处理超宽超长重大件能力的专用运输船承运。因此，大件运输船未来的主要发展方向包括：

1）船型改进大件运输船船型的改进从未间断过。现有船型存在的不足包括：在海况不好的情况下，船舶运动的稳定性满足不了要求；船上不设电站，或者设有电站而功率不足；船的尺度有时显得太小，难于承受大的起重设备；船舶的起吊能力方面往往不能满足要求等等。重型大件的吊装技术一直处于变革之中，大件设备运输船必须根据用户的要求不断更新和优化重型超大件吊杆，以便在比较偏僻和港口设备落后的地方，在没有港口机械设备支持的情况下，由船舶自行装卸重型超大件货物。鉴于燃油价格攀升、节能减排的法律规定等新情况，大件运输船的推进动力设备未来也必将发生变化和改进。

2）大型化趋势随着科学技术的进步和人类生产能力的提高，不可拆解运输的单件装备的尺度和重量极限还会增加，海洋石油钻探、开采由浅水区向深水区的发展也要求船舶具有更大的尺度、更深的潜水能力和更好的稳性。2011年年初，Dockwise公司宣布与韩国现代重工签订合同，耗资2.4亿美元建造一艘载重量110000t的世界上最大的大件运输船（半潜船），装载甲板的甲板尺度达到275m×70m，2012年年底交船，见图2。这表明大件运输船的大型化趋势还在继续。

3）运输安全标准制定迄今为止，国际上有关半潜船的规范尚未成熟或完善，一些具有半潜船业务的船级社（如DNV）还在研究半潜船的稳性、抗沉性、结构和设备等规范。中国船级社率先提出了半潜船的附加标志为：Semi-Submersible Heavy lift Vessel，并在《国内航行海船法定检验技术规则》2006修改通报中规定了对半潜船的特殊稳性要求。同时在《钢质海船入级规范（2006）》第15章规定了对半潜船结构强度要