本系列连载文章为《系泊设备指南》中文版，为高级船长于雪生结合自身经验经数月翻译而来，全部11节，11万字，PDF140页，图文并茂。信德海事网获授权独家发布。
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石油公司国际海事论坛（OCIMF）于1992年首次发行了系泊设备指南，并于1997 年和2008年进行了修订。这些修订涉及码头和船舶设计的变化、系泊缆绳或设备技术的进步以及由事故或操作经验引起的关注。
船舶系泊仍然是航运业的一项基本功能。对于系泊系统，从系泊设备和布置到系泊实践，有各种各样的标准、指南和建议。然而，伤害船舶和码头人员的事件仍然发生在系泊过程中。OCIMF已在第四版中对系泊设备指南进行了重大修订，重点是船舶和码头人员的安全。它涉及四个重要的关注领域：
●从事故中吸取的教训，最明显的是从HMSF 系泊缆绳事故中吸取的教训。
●以人为本的系泊设计和系泊作业中的人为因素。
●国际海事组织（IMO）关于系泊安全方面新的和开发中的法规和指导。
●替代的系泊技术，以及如何将其安全地纳入船舶和码头系泊系统的设计中。
目录
第1 节 系泊介绍.
第2 节 人为因素
第3 节 系泊力和环境条件
第4 节 系泊安排和布置图
第5 节 系泊缆绳
第6 节 系泊绞车
第7 节 系泊和拖带装置
第8 节 结构加强
第9 节 泊位的设计和装置
第10 节 船/岸界面
第11 节 替代系泊技术
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第7节 系泊和拖带装置
本节提供以下方面的指导：
系泊和拖带装置的选择和规范。
系泊和拖带装置的设计和构造。
本节还讨论了关键操作和设计的考虑，例如，在系固缆绳时几何因素的影响，使用滚轮导缆孔或封闭式/巴拿马导缆孔的属性以及系泊和拖带装置的使用。
对于海上泊位专用的船首系泊装置，请参见第4节。
7.1.1系泊和拖带装置的功能
系泊和拖带装置有以下功能（见图7.1，项目编号由编号的圆圈表示）：
1. 系固船端的系泊缆绳或拖缆。
2. 能改变船舷的系泊缆绳或拖缆到岸上装置的方向，以避免损坏系泊缆绳，如图7.1所示。这可能包括滚轮导缆孔、万向滚轮导缆孔以及封闭式导缆孔。
3. 能改变系泊缆绳从绞车到船舷装置的方向，以避免损坏系泊缆绳，如图7.1所示。图中显示了导向滚轮。
图7.1：系泊装置的功能
当液货船系泊时，所有的系泊缆绳应由系泊绞车的主刹车控制，并且脱开传动装置。如果缆绳的负荷增加，刹车会滑动，从而避免缆绳断裂。如果负荷继续增加，例如，如果传动装置保持连接状态，则缆绳会在损坏船体装置和结构之前破断。尽管这不是正常的系泊做法，但在某些系泊布置中可能需要将缆绳系固在缆桩上。应当清楚的是，这些系泊缆绳不受刹车的保护。
7.2系泊和拖带装置的选择和规范
7.2.1配件类型的选择
本节介绍选择配件所涉及的因素。
船舶的系泊计算和系泊布局将决定所要使用缆绳的船舶设计MBL。这将决定所需装置的强度（见7.3节）。
选择配件类型时要考虑的主要因素是其功能。
当选择和布置系泊配件时要考虑的其他因素可能包括：
系泊绞车的位置。
每台绞车的滚筒数量。
绞缆滚筒的位置。
可能的系泊模式。
使用的系泊缆绳类型。
其他非系泊需求，例如，运河和应急拖带。
船舶设计，例如，甲板上的外部框架。
7.2.2系泊缆桩
系泊缆桩可用于拖带和盘绕系泊缆绳，也可以与绞缆滚筒配合使用。缆桩应与绞缆滚筒和相关的导缆孔对齐。
图7.2：系泊缆桩
7.2.3十字形缆桩
十字形缆桩不应用于系泊，因为它们通常不具有足够的强度。它们主要位于液货船歧管位置的附近，用于固定与货物相关的设备。
船尾用于应急拖带和伴航拖带的一些高强度缆桩可能具有类似的设计，但不应与正常的管汇区域的缆桩相混淆。
图7.3：用于固定与货物相关设备的十字形缆桩
7.2.4导缆孔
在船舶设计阶段，应决定在船舷安装的导缆孔类型，以用于拖带和系泊目的。
封闭式导缆孔（例如，巴拿马型）与滚轮导缆孔相比，建议的D/d比为15或更大的比例更容易实现。然而，如果导缆孔表面维护不当，可能会对缆绳产生很高的磨损。
滚轮导缆孔可以减少对缆绳的磨损，但它们需要日常维护，以确保其自由旋转的功能。请注意，当使用低摩擦HMSF系泊缆绳时，可能会削弱此功能。滚轮导缆孔的直径通常比封闭式导缆孔的直径小（小于推荐的最小D / d 比15），并且由于过度弯曲，会造成系泊缆绳相当薄弱。当使用HMSF缆绳时，滚轮导缆孔的设计人员应根据第5节，考虑增加滚轮的直径。
钢丝缆可以有效地用于这两个类型的导缆孔。随着时间的推移，钢丝缆会损坏导缆孔，因此应维护和修理导缆孔表面，以避免生锈或表面的过度损伤，例如，划痕。
HMSF系泊缆绳可用于这两个类型的导缆孔，鉴于它们的摩擦系数较低，重要的是要制定适当的设备维护程序，以免缆绳过度磨损。对于滚轮导缆孔，需要润滑以确保滚轮按原设计可靠地转动。用户应监控系泊绳索，以确保它们不会夹在滚轮和框架之间的角上。对于封闭式导缆孔，表面状况应保持没有损坏、没有锋利的边缘或粗糙表面，符合缆绳制造商的指导。
安装传统纤维缆绳的绞车应与妥善维护的滚轮导缆孔配合使用，导缆孔的D/d比要适当。封闭式导缆孔产生的摩擦有时会导致缆绳熔化、黏结和加速缆绳的损坏。对缆绳的保护可减少这种磨损，例如，保护罩、护套缆绳或在缆绳上安装防摩擦保护。
7.2.4.1封闭式导缆孔
虽然封闭式导缆孔和巴拿马导缆孔这两个术语经常互换使用，但并非所有的封闭式导缆孔都是巴拿马导缆孔。严格来说，巴拿马导缆孔必须遵守巴拿马运河的法规，当导缆孔在巴拿马运河中具体使用时，应查阅相关法规。
图7.4：封闭式导缆孔
封闭式导缆孔可以安装在甲板或舷墙上。由于其实质性的设计，这些装置通常有足够的强度。然而，如第8节所述，导缆孔连接到甲板或舷墙上的方法很重要。
一些标准引用扩大的封闭式导缆孔，这些装置通常具有较大的喉部开口尺寸和半径。它们特别适用于直径较大的钢丝绳或HMSF系泊缆绳，在这种情况下，最大限度地提高D / d比是至关重要的。在使用大的软的系泊尾索的情况下，考虑到连接卸扣的使用，可能必须扩大喉部的开口。
当封闭式导缆孔与HMSF系泊缆绳一起使用时，必须确保接触面光滑且没有摩擦点。应考虑安装抛光不锈钢表面或聚合物衬垫，并避免使用钢丝缆。
根据SOLAS第II-1/3-4章，对于与应急拖带设备一起使用的封闭式导缆孔有特定的要求。
7.2.4.2滚轮导缆孔和基座导缆器
滚轮可以安装在甲板边缘附近，用作系泊导缆孔或安装在甲板上其他位置的基座上，向绞车滚筒或绞缆滚筒提供直接导向。
船舷滚轮导缆孔可以是开放或封闭式。在潮差较大的港口，或在STS作业期间，当存在较大的干舷差异时，存在着系泊缆绳从开放式滚轮导缆孔跳出的风险，在这种情况下，建议使用封闭式滚轮导缆孔或者万向滚轮导缆孔，基座导缆器的设计是用于改变系泊缆绳的方向，通常是为了能够通过擎缆索（Stopper）和/或更安全地盘绕在绞车滚筒上。由于设计或工艺不当，这种基座导缆器在基座与甲板连接处已经出现过问题，建议从绞车直接导向到船舷导缆孔，只有在没有其他选择时才使用基座导缆器。
7.2.5万向滚轮导缆孔
万向滚轮导缆孔由多个圆柱形滚轮，或滚轮和曲面的组合组成。
可能的布置如图7.5、7.6和7.7所示。
在评估一种类型的万向导缆孔是否合适时，应考虑一些特定的缆绳临界角度：
缆绳的舷内导向可能向上。这是液货船上的常见问题，例如，在成品油船的甲板上有货油舱的外部加强构件，而系泊绞车可能位于加强构件的顶部。
当在运河船闸里系泊或在STS过驳操作期间、在潮差较大的码头，缆绳的舷外角度会向上。
在这些情况下，图7.5中所示的C型可能是更好的选择，并使导缆孔的总高度较低。
基本的四辊型（图7.5中的A型）可能得进行修改以适应极端的缆绳舷内或舷外角度。有时，引向绞车或缆桩的导缆孔内侧需要一个额外的垂直滚轮，或者在极少数情况下需要两个额外的垂直滚轮，如图7.6所示。
图7.5：万向滚轮导缆孔
图7.6：带有额外滚轮的万向导缆孔
对于极端的舷外角度可以使用防擦板，如图7.7所示。
在倾斜的舷墙上安装导缆孔时应小心，例如，在船首区域，以避免缆绳在框架上部的舷外侧产生摩擦。图7.7的A-2或A-3型适用于这种情况。
图7.7：A型导缆孔附加的防擦板
除了缆绳导向，在选择万向导缆孔时还需要考虑以下因素。
滚轮直径
较小的直径会降低系泊缆绳的强度（见第5节），D/d的比可能达不到15，对于缆绳的损坏应在LMP中设法解决。
开口尺寸
这与图7.5中 WI和W2的尺寸有关。最小尺寸由缆绳眼环或者装置端部（例如，尾索所需的那些）要通过导缆孔所需的空间决定。建议最小尺寸如下：
宽度=
- 7 x d（钢丝缆和HMSF）
- 4 x d（传统纤维缆绳）
深度=
- 6 x d（钢丝缆和HMSF）
- 2 x d（传统纤维缆绳）
但是，强度仍应是主要标准（见7.3.2节）。
安装/材料
如第8节所述，万向滚轮导缆孔的框架结构类型会严重影响安装的便利性。建议使用全封闭的基础构件（有效地连接端柱）进行设计（见图8.6）。如果框架由强度比相邻船体结构高的钢制成，则可能需要精心的船体加强。
维护
应定期对所有滚轮进行充分维护和检查，以确保它们可以自由旋转。如果使用加油点，则应易于接近。
7.2.6 用于擎缆索（Stopper）的U形钉/ D形圈
最常见的活动配件是擎缆索，用于临时承受缆绳的负荷，直到缆绳被系固在缆桩上。
系泊缆桩可能用于系固在绞缆滚筒上受力的缆绳，这种缆桩应该安装U形订，以确保可以安全地固定擎缆索。缆桩上的U形钉必须足够坚固，以承受可能的缆绳负荷。对于系泊缆桩上U形钉的强度和设计，应考虑以下指导：
U形钉的SWL应与缆桩有相同的设计考虑，例如，ISO标准。
U形订的SWL应该是船舶设计MBL的函数，并且应至少是为船舶设计MBL的50％。通常这是系泊绞车的停滞升力。
U形钉应有一个弯曲光滑的表面，以避免磨损和弯曲强度损失。
U形钉应安装在系泊缆桩的底座上，并应与甲板保持足够的距离，以便能够系固和操作擎缆索。U形钉还应与缆桩周围的预计导向（来自相关的导缆孔）对齐。
图7.8：系在缆桩上的擎缆索的示例
7.3 系泊和拖带装置的设计和构造
7.3.1总则
本节涵盖了系泊和拖带装置的设计和构造，之所以包含在本节，是因为OCIMF建议采用一种综合设计方法来满足拖带和系泊需求。
如果该装置经常承受异常高的动态负荷，则应进行动态分析来确定真正的最大负荷，并且应单独考虑材料的屈服应力值。
如果在低温下使用，则装置和支撑结构应使用具有适当的低温性能钢材。
IACS统一要求A2 / 2016“与常规船舶的拖带和系泊有关的装置和支撑船体结构”以及其他行业标准（如ISO标准）涵盖了系泊装置的设计和建造。见7.3.3节。
IACS UR A2 / 2016适用于2018年7月1日或之后建造的新船。上一版UR A2适用于2007年1月1日或之后建造的船舶。
重要的是要记住，关于系泊/拖带装置与液货船结构的连接，2007年之前的液货船不受任何船级社的统一指南的约束。因此这些船上的系泊/拖带装置的实际SWL可能不会高于认证值，对于此类液货船，OCIMF一直建议对甲板安装和支撑结构进行工程评估。
7.3.2系泊装置的设计和构造
本节介绍评估系泊装置强度所涉及的因素，这些概念包含在行业标准中，例如，图7.12中提到的ISO标准。此外，IACS UR A2还包括一些规定，用于评估未从行业标准中选择装置的情况下系泊装置的强度。
在7.3.2.1至7.3.2.4节中探讨了关于系泊装置的设计和构造应考虑的因素。
7.3.2.1船舶设计的最小破断负荷
第3节解释了系泊缆绳的船舶设计MBL对系泊安全系统的重要性。值得重申的是：
1. 船舶设计MBL的计算方法如第3节所述。在此基础上设计了系泊系统。
2. 船舶系泊时，系泊缆绳由系泊绞车的主刹车控制，滚筒与传动装置和变速箱脱开。
3. 如果由于环境或其他因素导致系泊负荷增加，应设计成系泊刹车在达到船舶设计MBL的60％时滑动，以避免系泊缆绳断裂，并最终避免损坏系泊装置和船体结构。
4. 如果达到船舶设计MBL，无论出于何种原因，系泊缆绳应在结构损坏发生之前失效，因为与船体结构或系泊装置的结构故障相比，缆绳失效通常被视为较小的灾难性事件。
7.3.2.2几何因数
系泊缆绳对配件的实际负荷是缆绳与配件之间接触的几何形状的函数。几何因数（GF）直接与系泊缆绳穿过配件时所偏转的角度有关。如果规定此包角为θ，则理论的GF为：
GF = 2sin（θ/2）
船舶设计MBL和GF的乘积就是作用在配件上的最终负荷，并且配件的设计是基于该负荷。此处将其描述为设计基础负荷（DBL）。
IACS要求和行业标准在设计缆桩时考虑到了GF。
系泊缆桩的几何因数
当设计系泊缆桩并指定SWL时，假设系泊缆绳以8字形的布置方式固定，建议在将系泊缆绳系固到双柱系缆桩上时，在开始挽8字形之前，先围绕第一个系柱（近船舷的系柱—译者）绕两圈，如图7.9所示。
图7.9：在缆桩上盘绕系泊缆绳的推荐方法（请注意绕导柱两圈）
如果错过了初始步骤（系泊缆绳围绕第一个系柱缠两整圈），则会在每个系柱引起较高的应力，造成两个系柱有被拉在一起的倾向。不推荐使用此方法，如图7.10所示。在这种情况下，包角为180度，GF的结果为2.0，产生的DBL是船设计MBL的两倍。
图7.10：在系泊缆桩上用错误的八字方法系固缆绳
单桩（ 当用眼环系固时）的几何因数
用于拖带的缆绳将眼环系在单桩上，GF等于1.0，因为配件没有引起缆绳方向的变化。
可变几何因数的情况
在某些情况下，例如，使用导向滚轮，包角可能小于180度，或根据使用情况而有所不同。在评估合适的DBL时，保守的方法可能是使用2.0的GF（即180度的包角），然而，这可能导致大量的过度设计。如果考虑包角小于180度，则应注意确保设计考虑到当前和将来所有可能的使用，并在适当的情况下，应使用机械法以避免误用，另外，还要依靠船舶人员的知识来避免不正确的缆绳导向。如果系泊布置发生变化，则需要对强度进行重新评估，以确保GF不会发生变化。
图7.11：基座导缆器的绳索角度变化
7.3.2.3系泊缆绳的数量
还应考虑拟在配件上使用的缆绳数量，系泊缆绳的影响是累积性的，例如，当两根缆绳系固在单桩时，负荷增加了一倍。应注意确保不超过配件的SWL。
7.3.2.4安全系数
考虑安全系数通常是因为不确定性，例如，额外的动态负荷、装置或设备的正常磨损或腐蚀、小材料或焊接缺陷、焊接内应力，以及所用设计计算模型中的不确定性。但是，某些行业标准包括正常磨损和腐蚀的余量。增加安全系数会增加安全余量。不应依赖绞车刹车的滑动来促使DBL减少到GF x船舶设计MBL以下的值。由于刹车设置不精确，可能会无意中合上绞车的离合器，因此无法保证刹车在特定的负荷下滑动。刹车滑动是一种额外的安全机构，在船舶停靠在码头或另一艘船舶上时保护系泊系统的完整性，以防止意外故障。
在评定任何配件的承载性能时，必须考虑基础和支撑甲板结构对任何配件的承载性能。支撑结构的强度以及配件与其连接的强度应等于或大于配件本身标记的SWL，以使任何配件故障不会对船体结构造成损坏（见第8节）。
7.3.3系泊装置设计和构造标准的使用
关于系泊装置的选择和设计，有相关的要求和行业标准，因此，OCIMF选择推荐这些法规和标准，而不是提出自己的具体建议或指导，如下所示：
lACS UR A2，给出了系泊装置和绞车的船体支撑结构的最低强度要求。lACS UR A2/2016适用于2018年7月1日或之后建造的新船。先前的UR A2版本适用于2007年1月1日或之后建造的船舶。
行业标准，例如，下面提到的ISO标准，规定了可以根据给定的缆绳尺寸、强度和用途选择的配件。
图7.12显示了这些要求和ISO标准的当前版本。为了完整起见，IMO MSC.1/Circ.1175“船上拖带和系泊设备指导”也包括在内，尽管IACS UR A2涵盖了相关要求。
图7.12：系泊装置和普通或港口拖带装置的要求和标准
在设计系泊装置时，应使用第3节中的指导计算船舶设计MBL。
船体支撑结构的设计和构造应遵循IACS UR A2的要求，配件的选择应符合相关的ISO标准（或等效标准），该标准由以下指导确定：
1. 以本出版物或IACS建议10中的较大者为基础，按照第3节的规定进行计算，得出船舶设计MBL。
2. 完成系泊布置的设计，并收集有关GFs和其他影响系泊设备使用的因素的信息。
3. 从行业标准中选择适合预期用途的配件，如ISO标准。应该强调的是，配件的设计应该基于系泊缆绳的船舶设计MBL，例如，如ISO标准中对SWL的定义不明确。
4. 根据IACS UR A2确定船体支撑结构的SWL和尺寸。
5. 在船舶拖带和系泊布置图中包括系泊装置的预期用途和SWL的详细信息。
7.3.4拖带装置的设计和构造标准的使用
拖带的类型包括：
港口拖带：IACS将其描述为正常拖带。这是在遮蔽水域中的拖带，与船舶靠离泊的操纵有关。
应急拖带：这涉及在海上拖带没有推力的液货船。这是SOLAS的要求，并由IMO公布。
伴航拖带：这涉及在通过受限水域时伴航拖轮与液货船的预防性连接，以防止推力或转向故障的危险。
后拖：这是将拖轮或辅助船与船首系泊的液货船船尾的连接，以防止液货船越过单点系泊，例如，SBM或其他设施。
通过运河拖带：这是在通过运河过程中与拖轮或其他机车装置的连接。本出版物不涵盖用于此用途的装置，应征求运河当局的建议。
7.3.4.1港口或正常拖带装置的设计和构造
对于港口（正常）拖带，根据IACS UR A2，设计人员需要指定预期的拖带负荷。表7.1显示了建议的拖带负荷（相当于SWL），与图7.12结合使用。
表7.1：港口/正常拖带的拖带负荷
如果单眼环的拖缆仅系固在一个缆桩上，则此表中的拖带负荷就是系缆桩的有效SWL。如果使用8字形连接，则系缆桩的有效SWL将是单眼环拖缆SWL的一半。考虑到可能使用8字形连接，应把表7.1给出的拖带负荷的一半作为SWL在配件上标记。
图7.12显示了IACS要求和ISO标准的当前版本。为了完整起见，IMO MSC.1/Circ.1175也包括在内，尽管IACS UR A2涵盖了相关要求。
1. 船体支撑结构的设计和构造应遵循lACS UR A2的要求，配件的选择应符合相关的ISO标准（或等效标准），该标准使用表7.1中的拖带负荷指导和下面7.3.4.3节中的指导。
2. 从行业标准中选择适合预期用途的配件，例如，ISO标准。
3. 根据IACS UR A2确定船体支撑结构的尺寸和用于拖带的SWL。
4. 在船舶MSMP中包括拖带装置的预期用途和SWL的详细信息（见第1节）。
7.3.4.2应急拖带装置的设计和构造
必须遵守IMO法规MSC.35（63）中规定的应急拖带的设计和强度要求。请注意，在该书出版之际，正在制定ISO标准。
7.3.4.3伴航拖带和后拖装置的设计和构造
在可能的情况下，配件和布置应使用7.3.4.2中引用的装置。
如果应急拖带导缆孔和加强点不能用于伴航和后拖，那么伴航/后拖的装置可能会偏离中心。这会出现问题，造成偏心拉力，应该避免。
在这种情况下，配件和加强点也应满足MSC.35（63）的强度和几何要求。
但是，由于MSC.35（63）并没有规定伴航和后拖布置的详细要求，因此在4.5.2和4.5.3节中提供了有关布局和系统设计的附加指导。
港口和码头也可能对伴航拖带和后拖装置的设计和构造有具体要求。如果此类要求包括可能使用7.3.4.1中所述的拖带装置，则应谨慎行事，并将操作负荷限制在这些装置确认的SWL范围内。
重要的是要记住，关于系泊/拖带装置与液货船结构的连接，2007年之前的液货船不受任何船级社的统一指南的约束。因此这些船上的系泊/拖带装置的实际SWL可能不会高于认证值，对于此类液货船，OCIMF一直建议对甲板安装和支撑结构进行工程评估。
7.3.5最高的应力功能的设计
当配件要用于多种功能时，配件应设计为最高的应力功能，如伴航拖带。
7.3.6系泊和拖带装置的强度测试
应根据IACS UR A2的SWL等级，对每种类型的一个配件进行负荷测试。如果测试是由独立机构（例如，IACS成员）见证，并且该见证证书列出所有证书的详细信息，包括测试负荷、负荷应用、尺寸和材料。则可以接受制造商的原型测试证书。
7.3.7系泊和拖带装置的标记
必须对装置进行标记，以便为船舶操作人员提供有关装置强度的信息（IACS UR A2）。IACS UR A2 / 2016适用于2018年7月1日或之后建造的新船。上一版UR A2适用于2007年1月1日或之后建造的船舶，在此之前的船舶没有具体要求（见第7.3.1节）。
7.3.7.1对所有船舶
除了其他适用的标准要求的任何标记外，每个配件还应用点焊清楚地标记其SWL的轮廓。SWL应以吨（t）表示，在配件操作过程中其位置应该不会被遮挡。还应注意，使用单位t而不是技术上正确的kN，因为某些操作人员可能不熟悉公制，并且如果kN与t混淆，则配件可能会有过载的危险。
7.3.7.2对IACS UR A2 / 2016的船舶
标记的SWL应该对应相关的缆绳或链条负荷。因此，标记的SWL通常至少是系泊缆绳的船舶设计MBL，它不会是配件上的合成负荷（它可能更高），例如，在一组缆桩上。
如果配件也用于拖带，则拖带的SWL还应包括如下：
SWL =系泊的安全工作负荷
TOW =拖带的安全工作负荷
7.3.8提供给船舶经营人的信息
在船舶交付时，船舶制造商应向船舶经营人提供下列信息：
拖带和系泊布置图，包括IACS UR A2中引用的信息。
MSMPR所需的信息（参见第1节）。
与系泊和拖带装置相关的操作说明。
系泊装置的维护要求，如润滑等。
未完待续....
作者简介：
于雪生，1971年生，高级船长。从事远洋运输事业27年，11年的船长经历，VLCC航线遍及亚欧非和南北美洲；曾获中国海事局“安全诚信船长”、大连市政府口岸工委“优秀共产党员”等荣誉称号；中国航海学会专家库成员，辽宁省综合评标库（水上运输方向）、大连市政府采购（水上运输方向）评审专家；潜心刻苦钻研国际、国内航运法律法规和业务知识，多次在国家级刊物上发表远洋运输领域专业论文。
