趸船系缆力计算(1)

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。

•工程设计•中英规范中船舶系缆力计算的对比中交上海港湾工程设计研究院有限公司宗嬪慧张±f ［摘要］本文主要对比中英规范中有关船舶系缆力规定的差异,通过系缆力计算方法、船舶所受风荷载及船舶所受水流力三方面的分析，结合马来西亚沙巴州尿素出运码头实例，总结引起差异的影响因素，并得出结论。

［关键词］船舶荷载系缆力风荷载水流力船舶荷载是码头设计的主要荷载之一，对码头结构计算和桩基布置等都有较大影响。

由于目前的海外工程常要求按英国标准设计，本文主要对比中英两国规范中规定的船舶系缆力计算差异。

其中，中国规范釆用《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010),英国标准采用BS 6349系列规范的规定。

1计算方法1.1中国规范船舶系缆力计算方法按照《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)的相关规定，系缆力应考虑风和水流对船舶共同作用所产生的横向分力总和与纵向分力总和叭船舶系缆力示意图见图1。

N’=Nsin0式中：N—系缆力标准值(kN)；K—受力不均匀系数；n—受力系船柱数目；a-系船缆水平投影与码头前沿线所形成的夹角(°);0—系船缆与水平面的夹角(°);N*、N,N—分别为系缆力的横向、纵向、竖向分力(kN)；YFx、YFy—可能同时岀现横向、纵向分力总和(kN)。

除了按照上式规定计算外，规范还要求系缆力标准值不应小于表1和表2所列数值。

N=斷工匸，.严］rt I sin a x cos(3sin0Xcosa丿Nx二N sinacos0Ny=Ncosacos0表1海船系缆力标准值船舶载重量DW/t系缆力标准值/kN 1000150200020050003001000040020000500300005505000065080000750100000100012000011001500001300200000150025000020003000002000表2内河货船和驳船系缆力标准值船舶载重量DW/t系缆力标准值/kN DWW10030100VDWW50050500<DWWl0001001OOO<DWW20001502000VDWW30002003000VDWW50002501.2英国标准船舶系缆力计算方法根据《海工建筑物》BS6349第一分册、第四分册，系缆力计算主要分为排水量在20000t 以下的船舶和排水量超过20000t的船舶两大类。

某海事趸船系留方案研究◎ 王松 李学国 周罗凯 交通运输部北海航海保障中心青岛航标处通讯作者：李学国摘 要：交通运输部北海航海保障中心青岛航标处（以下简称青岛处）建造45米级海事趸船用于船舶靠泊、补给。

趸船吨位增加对系留方式要求更高，本文对青岛处码头系留条件、先进系留技术、系留设备技术参数综合分析、研究，不断完善海事趸船系留方案，达到安全、牢固、节约的目标。

关键词：水位差；趸船；系留方式1.引言航运船舶对航标助航准确性和及时性需求日益增加，航标工程船舶数量也随之增加，青岛处建造45米级海事趸船用于青岛航标工程船靠泊、补给，趸船拟系留在青岛处码头，码头位于青岛中港池内侧东部。

根据青岛港水文气象条件、系留方式适用性和码头原系留设备再利用综合分析，得出适合趸船系留的最佳方案。

2.常见几种趸船系留方案分析海事趸船停泊在青岛处航标专用码头时会受到诸多外力形成的合力。

为保证海事趸船船体安全和不位移，必须采用可靠牢固的系留措施。

趸船系留措施考虑码头潮水流流向和流速、系留位置底部海底地质类型、海洋潮水位高低水位差、需要停靠船的数量与种类、允许趸船移动量。

趸船系留方案一般可以分为三种：锚杆系统、撑杆系统及定位墩系统，其中锚杆系统的应用最多。

撑杆系统和定位墩系统主要用于锚杆系统不适用的情况。

第一种是锚杆系统。

主要分为锚杆和锚两部分，锚主要作用于地下表面，提供主要的稳定、固定作用力。

锚杆主要起到连接作用，将趸船的作用力传输到锚上，起到平衡趸船的目的。

第二种是撑杆系统。

主要分为撑杆和撑墩两部分。

撑杆主要用于连接趸船与撑墩，与锚杆作用类似，将趸船的作用力传递到撑墩，保证船体的稳定。

另外，如果存在水位变化时，撑杆会发生倾斜，以消耗部分趸船作用力，一般情况下撑杆能够发生水平和垂直方向的自由转动。

第三种是定位墩系统。

起定位作用的是直立式圆形钢桩桩式结构，这种结构的特点是钢管强度高、弹性变形好。

当承受较大的作用力时，定位墩系统变形量小，如果出现较大的水位差，其应对能力不如其他两种系留方式稳定。

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。

斜坡式码头系缆力计算及靠泊能力评估分析摘要：随着码头的靠泊能力要求越来越高，船舶系缆力的计算显得至关重要。

然而，目前对作用于船舶上荷载研究大多集中在风荷载或水流力单一方面，本文通过阐述船舶靠泊能力评估方法，结合冲天九码头工程实例，进行不同受力组合，计算船舶所受风荷载、水流力的横、纵向合力，最后采用MIDAS软件计算船舶系泊设施实际最大受力值，判别其安全储备是否满足要求，可为类似工程项目提供参考依据。

关键词：斜坡式码头；风荷载；水流力；系缆力；MIDAS引言随着全球经济一体化发展以及中央“一带一路”的战略推动，港口建设不断开拓海外市场。

在码头设计中，系缆力的确定对于船舶的安全稳定起着关键作用。

本文依据《港口工程荷载规范》[1]，在船舶不同受力组合基础上，采用MIDAS计算不同设计水位下船舶系泊设施实际受力值，进而评估其靠泊能力[2-3]，可为类似工程项目提供参考依据。

1 靠泊能力评估方法根据码头结构型式，趸船及设计船型尺寸，判断缆绳和锚链布置是否满足要求，具体方法如下：（1）根据趸船、锚链和钢缆等实际尺度和材质，计算现有设施能够承受的最大荷载。

（2）计算不同船型靠泊时船舶和趸船受力组合情况。

（3）建立趸船系留的数学模型，分析计算不同船型靠泊时系留设施受力情况。

（4）将数学模型计算结果与现有设施承受的最大荷载进行比较，对码头的靠泊能力进行安全评估。

2工程实例2.1码头泊位系锚设施布置现状重庆市中南石油有限责任公司冲天九码头位于重庆市奉节县梅溪河右岸凉水井水域，属于斜坡式码头，设计船型为3000吨级液货船，船长88m，型宽15m，设计吃水3.5m。

兼顾船型为5000吨级液货船，船长90m，型宽16.3m，设计吃水4.1m。

“中石化三峡2囤”趸船，船长58m，型宽11m，满载吃水0.55m。

图2.1 码头系泊设施平面布置图2.2 缆绳和锚链系缆能力缆绳均采用6×24股钢丝绳，其中：首缆、横缆和尾缆直径分别为24.5mm、17mm和13mm，经计算，有效承载力分别为101.96kN、49.09kN和28.71kN。

船舶荷载计算6.5.1 永久作用码头结构自重力计算时，钢筋混凝土：3/25m KN =γ，混凝土：3/24m KN =γ 6.5.2 可变作用量值随时间的变化与平均值相比不可忽略的作用。

包括堆货、起重和运输机械荷载、汽车、铁路、缆车、人群、船舶、风、浪、水流、施工荷载、可变作用引起的土压力。

毕业设计主要考虑以下几项：1. 堆货均布荷载堆货荷载：前方承台30KPa 后方承台 40KPa 2. 流动机械荷载门坐式起重机：型号M-10-30最大起重量10t 最大外伸距30m 轨距10.5m 轮数：4×4水平运输：牵引车，叉车 3.船舶作用荷载根据《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)，作用在固定式系船柱、靠船构件上的船舶荷载可包括如下内容：(1)由风和水流产生的系缆力； (2)由风和水流产生的挤靠力； (3)船舶靠岸时产生的撞击力； 船舶系缆力风荷载计算-受风面积计算根据《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)货船的受风面积按下列公式计算： 半载或压载DWA xw log 727.0283.0log +=DW A yw log 628.0019.0log +=式中：xw A ,ywA ——分别为相应装载情况下船体水面以上横向和纵向的受风面积(m2)DW ——船舶载重量(t)，DW=3000t 那么,半载或压载：A xw =645.65m 2A yw =159.58m 2风压力计算根据《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)，作用在船舶上的计算风压力的垂直于码头前沿的横向分力和平行于码头前沿的纵向分力按下列公式计算：212y w 5-212xw -5100.49106.73ξξξξy yw x xw V A F V A F ⨯=⨯=式中：xw F ，ywF ——分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力(kN) xw A ,ywA ——分别为船体水面以上横向和纵向的受风面积(m 2) x V ，yV ——分别为设计风速的横向和纵向分量(m/s)，21ξξ分别为风压不均匀折减系数和风压高度变化修正系数。

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。

毕业设计（论文）船体说明书题目46米海事执法趸船技术设计（总体设计及第三部分）专业____________班级2011级2班 ______________________学生_______________扌指导教师宁萍_______________________重庆交通大学2015 年船体说明书1、概述1.1、任务来源及设计依据本船根据船东及法规、规范对海事执法趸船的要求进行设计。

1.2航区与用途：本船常年靠泊在重庆市云阳县长江边上，属长江B、C、J2级航段，主要用于海事签证、执法、应急救援等。

1.3适用规范及规则：本船性能满足以下规则与规范中规定的技术要求。

（1）、《内河船舶法定检验技术规则》（2011）。

（2）、《钢制内河船舶建造规范》（2014）,后简称《规范》。

2、总体：2.1、主要特征：2.1.1 、船型本船为全钢制、全电焊、单底单甲板，主甲板为强力甲板，结构强度满足现行有效规范要求。

2.1.2、主要尺度0.18 m2.1.3 、甲板间高主甲板至二甲板2.5m 二甲板至三甲板 2.5m三甲板至顶篷甲板 2.5m2.1.4 、船员定额本船配船员5人，工作人员11人。

2.2、 主要性能：2.2.1 、稳性本船稳性满足《法规》对停泊于 B 、C 、J2级航段的码头趸船的相关要求。

2.2.2 、浮态本船停泊时需采用固定压载（压载方式采用水泥块，具体压载数量和位置根 据完工倾斜实验结果确定），能够使船舶在码头作业时处于基本平浮状态。

2.2.3 、干舷本船干舷满足《法规》对 B 、C 、J2级船舶的要求，实际干舷为1.0m 。

总长46.0 m 垂线间长43.7 m 型宽11 m 型深 2.0 m设计吃水 1.0 m梁拱2.3、总布置情况：2.3.1 、舱底本船舱底设三道龙骨，五道横舱壁。

#0 至#10为首间舱，中部设置锚链舱（锚链舱高度1600mm。

#10 至#28为储物舱。

#28 至#46为空舱。

2021年1月第1期总第578期水运工程Port & Waterway EngineeringJan. 2021No. 1 Serial No. 578悬链浮筒式多点系泊锚链受力计算张美林，孔友南，王金城(中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海200032)摘要：悬链浮筒式多点系泊(MBM )是大型油船外海停泊时经常采用的一种离岸系泊方式，但国内尚无实际应用。

针对MBM 系统中的主要结构部件锚链进行受力分析，通过采用悬链线方程，对自由或约束状况下单条锚链和复合锚链的受力进行理论分析和计算，总结出一套锚链受力的系统分析方法，并对中东某MBM 工程进行案例计算。

结果表明，提出的理论公 式和设计方法可为MBM 的锚链设计提供借鉴。

关键词：悬链浮筒式多点系泊；复合锚链；自由悬链；约束悬链中图分类号：U 656. 1 + 26文献标志码：A 文章编号：1002-4972(2021)01-0097-07Force calculation of anchor chains in multi buoy mooringsZHANG Mei-lin, KONG You-nan, WANG Jin-cheng(CCCC Third Harbor Consultants Co., Ltd., Shanghai 200032, China)Abstract ： Multi buoy moorings ( MBM) are commonly adopted in offshore mooring for large oil tankersberthing in open seas, but there are no practical applications in China. We carry out the force analysis of anchor chains which are main structural components of an MBM system, analyze and calculate the force of single chain and composite chains under free or constrained condition by catenary equation, summarize a set of systematic analysismethod for the force of chains, and apply the method to an MBM project in the Middle East for case calculation. Theresults show that the proposed theoretical formula and design method can provide references for the anchor chain design of MBM berth.Keywords ： multi buoy mooring; composite anchor chain; free catenary; constrained catenary我国港口经过多年稳步建设和蓬勃发展，传统固定泊位码头的设计已相当成熟，达到了国际 领先水平。

X X 货柜码头系泊力计算书一、计算说明：拟建XX国际货柜码头由于靠岸壁的水深不足，不能停靠大型的集装箱货船，要求XX国际货柜码头向外延伸4.2米,在原有的码头前沿增加6个浮动箱式护舷，间距为32米设一个，每个浮动箱式护舷长7.5米，宽3.4米，由6个浮箱箱体、护舷橡胶与系泊系统等组成的浮动钢质浮箱，作为码头的延伸部分，通过该设施可以满足停靠10万吨级集装箱船舶。

计算内容:1.钢质浮箱通过左右两根系缆绳固定，在台风时，按八级风计算，超过八级风时船舶离港，去锚地停泊，此时主要考虑浮箱本身的安全。

而船舶靠离岸的安全主已由专家负责论证。

因此，我们仅对浮箱在台风时无靠泊状态的最大受力进行计算与安全分析。

风与波浪计算要素取13级台风,设计最大风速取47.1m/s,设计最大波高为1.9m,设计最大周期为4.9秒. 2.在八级风及以下的情况下，箱体的结构应满足停靠10万吨级的集装箱，此时，我们对浮箱在平风时有靠泊状态的最大受力进行计算与安全分析。

风速按极端风速20.7m/s，设计最大波高为1.4m,设计最大周期为4.9秒. 3.在八级风及以下的情况下，箱体的护舷碰垫应满足停靠10万吨级的集装箱船时的挤靠力及对撞击力的吸能量的要求。

4. 由于低潮与高潮的潮位差较大，系缆绳的长度通过计算确定，既要有足够长度又不能碰到原码头护舷。

二、设计依据：根据XXXX航务工程勘察设计院《XX港货运码头改造工程方案设计》三、计算规范：1、2001年“钢质海船入级与建造规范”。

2、TJT 294-98 《斜坡码头及浮码头设计与施工规范》。

3、日本《JSDS造船舾装设计基准》。

4、JTJ 215-98 《港口工程荷载规范》。

四、设计条件：根据《XX港区泊位靠泊能力论证》1.大型集装箱船舶船型尺度表船型尺度表船舶吨级载箱数DWT(t)总长L 型宽B 型深H 满载吃水T (TEU)7000030040.324.3144601～600010000034742.824.414.56001～820020.7m/s 47.1m/s设计低水位：0.72m 。

船厂舾装码头停泊大中型散货船的系泊力计算摘要：近年来随着航运市场的变化以及世界各国造船技术不断进步，我国各船厂建造的船型也在不断大型化、先进化。

本文结合船厂实际，研究大型船舶舾装码头系泊方案。

可为船厂基建设计时提供码头系泊设施的施工提供依据，同时也为船坞长提供码头舾装靠泊时的缆绳配置方案。

特别是在极端天气情况下（如台风）所需的缆绳配置标准。

关键词：大型船舶、系泊力、安全、计算首先，对系泊力基本知识和要素做下介绍：船舶设计建造时，针对不同船型，都有一份重要的图纸-系泊布置图（MOORING ARRANGEMENT）,图中一般都包含了船舶码头系泊时的带缆方式等信息。

关于带缆布置，着重从以下这几个方面来了解和掌握相关知识：1. 系泊力计算，基于IACS UR A Recommendation No.10要求；2. 带缆设备位置设置基准，含位置信息研讨；3. 带缆舾装件的强度检讨；本案例中船厂环境概况：大型船舶码头停泊期间，其系泊的安全性主要影响因素为厂区的风速和水流速度。

因此在计算前要完整掌握船舶系泊地的的气象、水文条件以便后续能够得到最为真实的计算数据及结果。

考虑到船厂码头舾装工期较长，很可能遭遇台风等恶劣天气。

因此系泊力计算时要考虑应对台风时的临时带缆工况：1.水文（流速、流向）本案例中船厂厂区建有防波堤，建设前实测资料表明：本水域潮流基本上呈东南、西北向，最大流速方向与海岸线平行。

口门及湾内涨、落潮流速较小，涨、落流速为15cm/s~19cm/s，口门实测最大涨潮流速为59cm/s，最大落潮流速60cm/s(选取作为本计算水流速度)。

另外，由于是专门为船厂码头建造，防波堤内波浪情况几乎可以忽略不计。

2. 风况根据码头所在位置当地的气象资料和船厂自测可信风力数据统计分析：多年平均风速 3.82m/s最大风速 30m/s(相当于11级风况)常风向频率 NNE 31%次常风向频率 N 27%强风向 NNW，其最大风速 30m/s3. 船厂码头系泊用缆绳情况本案船厂系泊使用的缆绳规格锦纶复丝绳，直径104mm，标称破断力1785KN，实际破断力为1824KN，所建造的船舶下水后，都是利用船上现有绞车进行带缆。