开敞式码头泊位长度试验研究

差 和 均值 的 比值 。从方 案 １ ３ 到 ，逐 渐 缩 短
快 速脱 缆钩 １ 。缆 绳采 用 混合 缆 ，其 头部 １ 座 １ｍ
为 ８ ｍ尼 龙缆 ，其余 为 ４ ｍ钢 缆 ，最小 破 断 ５ｍ ２ｍ
得 ３ ０万 吨级 码 头 泊 位 长 度 接 近 甚 至 超 过 ５ ０ｍ， ０
我 国行 业 标 准 Ｊ Ｊ２ ５ ２ ０ 《 Ｔ ９ － ０ ０ 开敝式 码 头设 计 与施 工 技 术规 程》 中规 定 ，码 头 泊 位 长 度应 满
艏艉 缆 与其 他 缆 长 度 相 差 悬 殊 ，缆 绳 受 力 不 均 。
式中：
为泊位 长度 （ ） ｍ ；Ｌ为设计 船长 （ 。 ｍ）
并 规定 艏艉缆 的 系缆水平 角满 足 ３ 。 ４ ｏ （ ０～ ５ 系 缆水平 角是 缆绳 与船舶 轴线 的夹 角） ，缆绳 长度 满
足 ６ —０ ０ １ ０ｍ。
另 外 ，规 范特 别 提 出 ，下 列 情 况 可适 当缩 短 艏艉缆 和码头泊位 长度 ：
规 定的 泊 位 长 度较 长 。针 对 这 一 问题 ，通 过 水 池 物 理 模 型 实验 ，研 究 了开 敞式 蝶 形 码 头 的 泊位 长度 对 系泊船 舶 的 系缆 力 和 运
动量的影响。实验 水文条件 考虑 波浪、潮流、风要 素 ，实验船型为 ３ Ｏ万吨级典 型油轮 ，采 用 ３种 泊位长度布置方案。实验
结 果 表 明 ，缩短 码 头泊 位 长 度 ，并 均化 缆 长分 布 ，能使 缆 力 分 布趋 于 均 匀 ，并 减 小 与横 向 约束 相 关 的船 舶 运 动 量 。
关 键 词 ：开 敞 式碟 形 码 头 ；泊位 长度 ； 系缆 力 ；运 动 量
中图 分 类 号 ：Ｕ ６ ６３ ５ ．
通 常 建设 在 外 海 开 敞水 域 ，无 防 波 堤 掩 护 ，风 、
浪 、流 等 动力 要 素 极 其 复 杂 。 目前 ，对 于 此 类 大 型 开 敞式 码 头 的设 计 尚无 可靠 的计 算 方 法 。关 于 泊 位 长 度 的 确 定 ，我 国规 范 采 用 较 大泊 位 长 度 ， 从 而 增 加 艏艉 缆 的长 度 ，强调 艏艉 缆 对 船 舶 纵 向
护舷 系统 和系泊 系统 设计惯便 认为 系泊船 舶所受
可按 下式估算 ：
Ｌ： （．－ ．） ６ １ １ Ｌ ４ ５ （） １
的主要水 平力通常 由风和流 引起 ，但仍有 可能承受
波 浪 （ 括船行 浪 ） 包 、潮 位变化 、装 卸作业 造 成吃 水 或船舶 纵倾 的变化 等 因素所产 生 的各种 荷 载力 。 规 范给 出 了 “ 岛式油 轮泊位 系缆 最佳 角度 ” ，建议 艏艉 缆 的最佳 水平 角为 ７ 。 ５ ，这样 艏艉缆 的功 能更 接近 于横 缆 ，主要起 到 了横 向约束 的作 用。Ｏ Ｉ Ｆ ＣＭ 指南 （ ｏ ｒ ｇＥ ｕ ｍ ｎ Ｇ ｉｅｉｅ）则 更 为 明确 Ｍ ｏｉ ｑ ｉ ｅ ｔ ｕｄ ｌ ｓ ｎ ｐ ｎ
ｂ ｒ ｅ ｇｈｐ ｏ ｉ ｅ ｙ Ｃ ｉｅｅ ｃ ｄ ｓｉ ｌｎ ｅ ． ｂ ｓｎ ｅ ｐ ｒ ｎ ｓｃ ｒｉｄ ｏ ｔｔ ｔｄ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅｏ ｈ ｅ ｈ ｌｎ ｒｖｄ ｄ ｂ ｈｎ ｓ ｏ ｅ ｓ ｏ ｇ ｒ Ａ ａ ｉ ｘ ｅ ｉ ｔ ｔ ｍｅ ｔｉ ａｒ ｕ ｏｓｕ ｙ ｔｅｉｆ ｅ ｃ ｆｔｅ ｅ ｌ
Ｓ ｒ ｃｕｒ ｓａ ｄ ＯＣＩ ｔｕ ｔ ｅ ｎ ＭＦ ｏ ｉ ｕ ｐ ｎ ｉ ｅ ｉ ｅ ｓ ｏ ｉ ｔ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅ ｂｅｔ ｅ ｇ ｈ ｏ ｐ ｎ ｓ ａ ｔ ｒ ｎ ｌ：ｔ ｅ Ｍｏ ｒｎｇ Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔＧｕ ｄ ｌｎ ｓ ａ ｓ ｃａ ｅ ｔ ｈ ｒｈ ｌ ｎ ｔ ｆｏ ｅ ｅ ｅ ｍｉ ａｓ ｈ
收 稿 日期 ：２ １－ １ ２ ０ １０ — Ｏ
基 金项 目： 国家 自然科 学基 金 （０ ２ ０ １ ５ ９ １０ ） 作 者 简 介 ：孙 大鹏 （９ ３ ） １６ 一 ，男 ，教 授 ，从 事 海 洋 工 程研 究 。
・
８ ・ ４
水
运
工
程
２１ ０ １生
足 船舶 安 全靠 离作业 和 系 缆 的要 求 。其 泊位 长 度
ｂｅｔ ｅ ｇ ｈ ｏ ｐ ｎ ｓ ａ ｔｒ ｎ ｌ ｎ ｔ ｏ ｒｎ ｏ ｃ ｎｄ ｓ ｉ ｖ ｍ ｅ ｔ ｒｈ ｌｎ ｔ ｆｏ ｅ ｅ ｅ ｍｉ ａ ｓ ｏ ｈｅ ｍ ｏ ｉ ｇ ｆ ｒ ｅ ａ ｈ ｐ ｍｏ ｅ ｎ ．Ｔｈ ｙ ｒ ｌｇ ｃ ｌｃ ｎｄｔｏ ｓ ｉ ｃ ｕ ｅ ｅ ｈ ｄ ｏ ｏ ｉ ａ ｏ ｉｉｎ ｎ ｌ ｄ
一
已有 学 者 撰 文讨 论 了我 国规 范 所规 定 的泊 位 长度
。
由于 岸线 资源 稀 缺 ，水 深要 求 高 ，大 型 泊 位
的合 理 性 ，建议 缩 短泊 位 长 度 。本 文 通 过 水池 物 理模 型试 验 探讨 了泊 位 长 度 对 船舶 系 缆 力 和运 动
量 的影 响 ，以均 衡 缆力 分 布 、提 高船 舶 稳 定性 为
地指 出 ，艏艉 缆 长度 太 长 的系 泊方 式 对 船舶 的约 束 作 用 较差 ，大 型船 舶 理想 的系泊 方 式应 是 缆长
尽 量 接 近 ，进 而 建 议 泊 位 长 度 与 设 计 船 长 接 近 ， 船舶 应在其 自身 长度范 围 内进行 系泊 。 英 国海工 规 范和 Ｏ Ｉ Ｃ ＭＦ指南 对泊 位 长度 的规
的 约束 作 用 ，这与 国外 规 范 差异 较 大 。在 实 际 工
Baidu Nhomakorabea
目标 ，探 讨 借 鉴 国外 规 范 ，缩 短 泊位 长 度 的可行
性 ，以供 工程设 计参 考应 用 。
１ 码头泊 位长 度的确 定
１１ 中国规 范 ．
程 应 用 中 ，根 据我 国规 范 的 推荐 值 进 行 设 计 ，使
Ｓ — ｅ ｇ Ｗ Ｕ Ｈａ ， Ａ ｈ － ｈ ｎ ， Ｉ — ｈ ｎ ＵＮ Ｄａ ｐ ｎ ， ｏ ＸＩ Ｚ ｉ ｓ ｅ ｇ Ｌ Ｙｕ ｃ ｅ ｇ
ｆｔ ｅＫ ｙＬ ｂｒｔｒ ｏ Ｃ ａｔｌ ｎ ｆｈ ｒ Ｅ ｇｎｅｉｇ Ｄ ｌ ｎＵ ｉｅ ｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ， ａ ａ １０ ３ Ｃ ｉ ） Ｓａ ｅ ａｏａｏｙ ｆ ｏｓ ｄＯ ｓｏ ｎｉｅｒ ， ａ ａ ｎｖｒｔ ｏ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ Ｄ ｌ ｎ１６ ２ ， ｈｎ ｔ ａａ ｅ ｎ ｉ ｓｙ ｏ ｉ ａ
１ ）船舶 以横 向运 动为 主的码 头 ； ２ 用加 强倒 缆 和调 整 系缆 系统 布 置等 措施 ）采
的码 头 。
根 据 中国规范 ，艏艉缆 的方 向在船体纵 向与横 向之间 ，兼 有横 缆 和倒缆 的作用 。在 张 紧状 态 下 ， 艏艉缆 的纵 向分 力相反 而且趋于相互 抵消 ，因而对 船舶 的纵 向约 束是 低 效 的 。虽 然 也参 与 了横 向约
２１ ０ １年 ７ 月
水 运 工程
Ｐｏｔ ＆ Ｗ ａ ｅｗａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎｇ ｒ ｔｒ ｙ ｇｎ ｅ ｉ
Ｊ１２ １ ｕ ． ０１
Ｎｏ． Ｓｅ ａ ．４５ ７ ｉ ｒ ｌＮｏ ５
第 ７期
总 第 ４ ５期 ５
开 敞式 码 头泊 位 长 度试 验研 究
孙大鹏 ，吴 浩 ，夏志盛 ，李玉成
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｒ ｓ ａ ｇｅ ｔｄｓ ａｉ ｍｏ ｇ ｔｅ ｈ ｒ ｏ ｅｉｎ ｃ ｄ ｆＣ ｉａ ａ ｄ Ｂ ３ ９— ：Ｍａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｅｅ ｉ ｒａ ｉｐ ｒｔ ａ ｎ ｈ ａｂ ｒ ｄ ｓｇ ｏ ｅ ｏ ｈｎ ｎ Ｓ ６ ４ ４ ｙ ｉ ｍｅ ｒｉ
（ 大连 理 工 大 学 海 岸 和近 海工 程 国 家重 点试 验 室 ，辽 宁 大 连 １６ ２ ） ０３ １
摘 要 ：关 于 开 敞 式 碟 形 码 头 的 泊 位 长 度 ，我 国港 口设 计 规 范与 英 国规 范和 Ｏ Ｉ ＣＭＦ指 南 中 的规 定值 差 别较 大 ，我 国规 范
ｒ ｄｕ ｅ ｅ ｃ ｄ．
Ｋｅ ｒ ：ｏ ｅ ｅ ｅ ｉａ； ｅｔ ｅ ｇｈ ｍｏ ｒｎ ｏｃ ； ｈｐｍｏ ｅ ｎ ｙ ｗｏ ｄｓ ｐ ｎ ｓ ａｔｒ ｎ ｌ ｂ ｒ ｌｎ ； ｏｉｇｆｒｅ ｓ ｉ ｖ ｍｅ ｔ ｍ ｈ ｔ
船 舶 的 大 型化 是 世 界 航 运 业 发 展 的 大 趋 势 之
定 与 我 国 规 范 相 差 很 大 ，倾 向 于 缩 短 泊 位 长度 ，
使 之 与船 长相 接 近 ，均 衡 缆绳 长 度 和受 力 ，强 调
缆绳 对船舶 的横 向约束作 用 。
２ 试 验概 况
束 ，但 水平角较 小 ，且 与横 缆组合使 用时 ，由于弹 性效应 ，艏艉缆 的有效 Ｉ将进 一步 降低 。可见 ，在 生 以横 向约束为主 导作用 的开 敞式码头 系泊 中 ，艏艉
表 １ 原 型 船型 尺 度参 数
２１ 码 头泊 位和 系缆布置 ．
数 ，缆 长 的均 匀 性 用离 散 系数 来衡 量 ，为 其均 方
码 头 总平 面 采用 碟 形 布 置 ，布 设 工作 平 台 １ 个 ，靠 船墩 ４个 ，系缆墩 ６ ，采用 圆沉箱重力墩 个 式 结构 。艏 艉 系缆墩 上设 ４钩 １５ ０ｋ ０ Ｎ快 速 脱缆 钩 １ ，其余 ４个系缆墩 和靠船 墩设 ２钩 １５ ０ｋ 座 ０ Ｎ
文 献标 志码 ：Ａ
文章 编 号 ｉ ０ ２ ４ ７ （０ １０ — ０ ３ ０ １０ — ９ ２ ２ １ ）７ ０ ８— ５
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌｓｕｄ ｎ ｈ ｅ ｔ ｅ ｔ ｆｏ ｆ ｈ ｅｔ ｒ ｎ ｌ ｐ ｒｍ ｎ ａ ｔ ｙ ｏ ｔ ｅ ｂ ｒ ｈ ｌｎｇ ｈ ｏ ｆｓ ｏｒ ｅ ｍｉ ａ
ｗａ ｅ ｉ ｅ ａ ｄ ｗ ｎ ；ｔ ｅ ｔ ｓ ｓ ｉ ｄ ｌｉ ａ ｔｐ ｃ ｌ ３ ０ ｖ ，ｔ ｎ ｉ ｄ ｈ ｅ ｔ ｈ ｐ ｍｏ ｅ ｓ ｙ ｉ ａ ０ ０ ０ ＤＷ Ｔ ｏ ｌｔ ｎ ｅ ；３ ｂ ｒ ｅ ｇ ｈ ａ ｒ ｎ ｅ ｎ ｓ ａ ｅ ｄ ｉ ａ ｋ ｒ ｅ ｔ ｌｎ ｔ ｒａ ｇ ｍｅ ｔ ｒ ｈ
ｃ ｎ ｉｅｅ ｎ ｔｉ ｅｔ Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎａ ｅ ｕｔ ｉｄｃ ｔ ｈ ｔ ｙｒｄ ｃｎ ｈ ｅｔ ｅ ｇｈ ａ ｄ ｈ ｍｏ ｅ ｉｉｇ ｔｅ ｏ ｓｄ ｒ ｄｉ ｈ ｓｔｓ． ｈ ｘ ｅｉ ｍｅ ｔｌｒｓ ｌ ｎ ｉａｅ ｔａ ｅ ｕ ｉ ｇｔｅ ｂ ｒｈ ｌｎ ｎ ｏ ｇ ｎｚｎ ｈ ｓ ｂ ｔ
ｃ ｂ ｅ ｌｎｇｈ， ｈｅ ｍｏ ｒｎ ｏ ｃ ｅ ｄ ｏ ｂ ｉｏ ｍ ｎ ｈｅ ｓ ｉ ｖ ｍｅ ｔｒ ｌ ｔｄ ｗｉ ｏ ｚ ｎ ａ ｅ ｔａｎ ｃ ｎ ｂ ａ ｌ ｅ ｔ ｔ ｏ ｉ ｇ ｆ ｒ ｅ ｔ ｎ ｓ ｔ ｅ ｕｎ ｆｒ ａ ｄ ｔ ｈ ｐ ｍｏ ｅ ｎ ｅａ ｅ ｔ ｈ ｒ ｏ ｔ ｌｒ ｓｒ ｉ ａ ｅ ｈ ｉ
缆 的定 位 比较模糊 ，纵 向和横 向有效性 均 比较低 。 １ 英 国规 范和 Ｏ Ｉ ． ２ ＣＭＦ指 南 英 国 海工 规 范 Ｂ ３ ９ － 《 Ｓ６ ４Ｌ ４ 海工 建 筑 物—— －
试 验 在大 连 理 工大 学 海 岸 和近 海 工 程 国家 重
点实 验室 波流 水池 中进 行 ，水 池 长 ５ ５ｍ，有 效 宽 度 ２ ８ｍ，深 １ ． ｍ。原 型 船 型 为 ３ ５ ０万 吨级 油 轮 ， 参 数见 表 １ 。模型 比尺取 １ ６ ： 。 ６