大型开敞式原油码头船舶作业和系泊安全条件试验研究.pdf

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1、第36卷第3期水道港口Vol-36No．32015年6月JournalofWaterwayandHarborJun．2015大型开敞式原油码头船角白作业和系泊安全条件试验研究李焱，王智勇2郑宝友(1．交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室，天津300456；2．青岛港(集团)有限公司，青岛266011)摘要：为保障某大型开敞式原油码头船舶作业和系泊安全，采用整体物理模型，试验测量了不同风浪流组合作用下，系泊船舶的运动量、系缆力和撞击力，并分别以运动量和系缆力为衡量标准，分析得到不

2、同风流条件下45万t和1O万t油船作业和系泊的允许波高及周期。结果表明：油船纵、横移运动量最大允许值取2m较为合适；我国现行规范对10万t油船允许作业波高及周期的规定时合适的，而单横浪作用下，45万t油船的允许作业波高则可提高至2．0m，对应平均波周期为8s。关键词：油船；运动量；系缆力；撞击力；模型试验中图分类号：TV143；O242．1文献标识码：A文章编号：1005—8443(2015)03—0185—06判断系泊船舶能否安全装卸作业的标准，我国原设计规范n堤：直接给出不同船型允许的波高、波周

3、期和风力等环境荷载限制条件，如规定允许风力不大于6级等，这其中并给出水流和平均波周期大于8s以上波高的限制要求，而强水流和长周期波对船舶作业与系泊安全影响较大一。事实上，更为准确的方法是通过船舶运动量和系缆力等指标作为判断船舶作业和系泊安全的限制条件[7-9]。大型开敞式码头建设海域通常离岸较远，水深流大，由于没有防波堤的掩护，环境条件较为恶劣，船舶在作业和系泊过程中，有时瞬时风力会较大(超过6级风)，同时大型船舶的受风流面积也较大，故船舶的泊稳条件较为复杂，国内已建成的开敞式码头都曾发生过船舶断缆

4、事故n”，对码头的安全生产构成严重的威胁，因此准确确定大型开敞式码头作业和系泊安全条件是港口设计和运营最关心的问题之一。以青岛董家口大型原油码头工程为例，通过船舶系泊整体物理模型试验，以船舶运动量和系缆力为衡量标准，得到不同风流条件下船舶安全作业和系泊的允许波高和周期，可为工程设计和运营提供参考。1工程概况13．5mMD4MD5MD6青岛董家口港区位于青岛市南翼的胶南市辖区琅琊台湾，港区近海自然水深平均一15m，艉横。根横s缆距岸1000m水深可达一20m，是不可多得的天艉缆4根1毫皇．I扣⋯一”研

5、∥艏缆4根艉倒3根艏倒3根然优良深水港。港区原油码头工程为开敞式，450，000t／码头呈蝶形布置，由工作平台、6个系缆墩(MD1～MD6)、4个靠船墩(BD1～BD4)及引桥图1码头平面布置图及45万t油船系缆方式组成。码头总长为450m，前沿底高程一27．0m，Fig．1Layoutofjettyandmooringarrangmentof450．000to．1引桥总长455m(图1)。码头结构考虑重力式圆tanker沉箱结构方案，圆沉箱直径均为15m，系缆墩顶高程为+9．5m，靠船墩顶高程为+

6、10．5m，工作平台面板高程+13．5m；系缆墩、靠船墩和工作平台之间由人行桥连接，设计最大停靠45万t级油船。收稿日期：2014—06—09；修回日期：2014—08—07作者简介：李焱(1972-)，男，江西省人，副研究员，主要从事港口与航道工程方面研究工作。Biography：LIYan(1972一)，male，associateprofessor．186水道港口第36卷第3期2试验内容(1)测定系泊船舶在不同风、浪、流条件作用下，船舶运动量(纵移、横移、升沉、纵摇、横摇、回旋)和系缆力、撞击

7、力及撞击能量。(2)提出不同工况条件下的船舶作业和系泊安全条件。3试验条件3．1试验船型试验船型为45万和l0万t大型油船，表1试验船型主尺度及特征指标Tab．1Mainparametersofprototypeship其主尺度及有关特征指标见表1。船舶装载状态包括满载、半载和压载3种。3．2试验水位(当地理论最低潮面)设计高水位为4．71m，设计低水位为0．67m。3．3缆绳和系缆方式45万和10万t油船的系缆绳均为直径q~=75mm尼龙缆，45万t油船缆绳的布置方式为4：3：3(图1)，10万t

8、油船缆绳的布置MD1MD2MD3横吹拢⋯~13．5mMD4MD5MD6伊产F方式为4：2：2(图2)；对于缆绳的初张力，预艉缆4根试验表明初张力为10t时的船舶横移很大，难以艏缆4根15。开流、、将船舶系牢，正式试验时，45万t船舶的初张力调I鱼旦一●}—一————_I．．100，000t顺风整为15t，10万t船舶的初张力为12t。0。顺流3．4护舷横吹开风t横浪4个靠船墩上分别设置二鼓一板3000H低反力型鼓型橡胶护舷，单鼓护舷设计反力为3750图210万t油船系