6 500 DWT 集裝箱滾裝船滾裝通道設(shè)計(jì)

方晨鑫，李健

（上海船舶研究設(shè)計(jì)院，上海201203）

0 前 言

6 500 DWT 集裝箱滾裝船是為德國船東Nordic-Hamburg 公司開發(fā)設(shè)計(jì)，美國BCL 公司運(yùn)營使用，由江蘇新?lián)P子造船有限公司承建的新型無限航區(qū)集滾船。該船入DNV·GL 船級(jí)，是一艘單機(jī)、單槳的集裝箱滾裝船，總長120 m、型寬20 m、型深9 m、設(shè)計(jì)吃水6.3 m， 擁有456 TEU 的集裝箱裝載能力和總計(jì)1 500 m2的滾裝貨物裝載空間。

該船車輛艙設(shè)有全連通的兩層小車甲板和一層重車甲板， 二甲板從Fr 35 至Fr 69 為小車甲板，車輛艙凈高2 057 mm，上甲板從Fr 15 至Fr 65 為小車甲板，車輛艙凈高2 054 mm，尾樓甲板從Fr 3 至Fr 65 為重車甲板，車輛艙凈高4 994 mm。 尾部設(shè)一部艉斜跳板，各型車輛通過艉斜跳板進(jìn)入艉樓甲板車輛艙， 艉樓甲板車輛艙前端設(shè)有風(fēng)雨密艙壁門，車輛可通過該門從艉樓甲板裝載至第三、第四貨艙蓋上，或通過固定坡道往下進(jìn)入上甲板及二甲板的滾裝區(qū)域。 船舶可在尾部裝卸滾裝貨物的同時(shí)利用岸吊裝卸集裝箱，既具備獨(dú)立封閉的滾裝貨艙和集裝箱貨艙，又設(shè)有集、滾共用區(qū)域可進(jìn)行兩種貨物的比例調(diào)配（見圖1），具有裝載形式靈活和裝卸效率較高的特點(diǎn)。

圖1 裝載區(qū)域概況

1 滾裝通道布置

1.1 定義

滾裝處所，按照SOLAS 公約的定義，系指通常不予分隔并通常延伸至船舶的大部分長度或整個(gè)長度的處所，能以水平方向正常裝卸油箱內(nèi)備有自用燃料的機(jī)動(dòng)車輛和/或貨物 （在鐵路或公路車輛、運(yùn)載車輛（包括公路或鐵路槽罐車）、拖車、集裝箱、貨盤、可拆槽罐之內(nèi)或之上，或在類似裝載單元或其他容器之內(nèi)或之上的包裝或散裝貨物）。 通俗地講就是指貨艙或裝貨甲板，這里的“貨”指商品車。

滾裝通道設(shè)備是用于溝通碼頭與船上各層甲板裝貨位置的通道設(shè)備。 通道設(shè)備主要包括車輛跳板、活動(dòng)甲板、內(nèi)部坡道、尾門、首門、舷門、艙壁門等。

1.2 艉斜跳板布置

滾裝船上的跳板分為尾跳板和側(cè)跳板，尾跳板設(shè)在船舶尾部，一般與船中心線成30°～45°夾角（也有與船中心線平行的，即直跳板），根據(jù)需要可單側(cè)或雙側(cè)設(shè)置。 側(cè)跳板布置在船舶中部，多用于小車（轎車）的快速裝卸，載荷一般比尾跳板小。 該船根據(jù)船東固定航線的碼頭設(shè)施情況，設(shè)置了與船中心線成30°夾角的單側(cè)艉斜跳板。

滾裝船的跳板一般設(shè)在重車甲板，其原因是重車在常規(guī)車輛甲板上進(jìn)行坡道滾裝作業(yè)， 既不環(huán)保，也不安全。 由于該船要實(shí)現(xiàn)重車裝載到三號(hào)及四號(hào)貨艙蓋，如果將艉斜跳板、重車甲板、艙蓋上平面三者均設(shè)在同一高度，對(duì)該船的重車滾裝裝卸及綁扎都會(huì)比較有利，這個(gè)方案的艉樓甲板距滿載水線5.38 m，相對(duì)較高，所以艉斜跳板的布置高度問題就需要在設(shè)計(jì)之初開展多方案比較， 選擇最優(yōu)方案。

方案一：按照常規(guī)思路將艉斜跳板設(shè)置在尾樓甲板（見圖2），根據(jù)船東提供的紐約伊麗莎白港和百慕大哈密爾頓港碼頭及潮位的信息，碼頭距水面高度范圍約1.6～3.4 m，考慮到在極端工況下，該船的最小吃水遇到碼頭最高潮位時(shí)，艉樓甲板與碼頭的高度差為4 865 mm，在艉斜跳板安全工作傾斜角7.5°的工況下，其設(shè)計(jì)長度將超過38 m（見圖3），艉斜跳板的最高點(diǎn)在收藏狀態(tài)將高于露天甲板19 m，接近煙囪的高度；整套設(shè)備重量預(yù)估為130 t，泵站功率預(yù)估為2×65 kW， 這個(gè)尺度的艉斜跳板在折疊收藏時(shí)也會(huì)占用大量甲板空間，壓縮其他系統(tǒng)的布置空間，會(huì)給該船的后續(xù)設(shè)計(jì)帶來很多困難。

圖2 方案一：艉斜跳板設(shè)置在重車甲板（即艉樓甲板）

圖3 方案一：艉斜跳板設(shè)置在重車甲板（即尾樓甲板）

方案二：艉斜跳板設(shè)置在上甲板+固定式重車坡道（見圖4），艉斜跳板的長度會(huì)大幅降低至20 m 以內(nèi)，艉斜跳板的尺度會(huì)比較理想，但是這種方案需要設(shè)置從上甲板到艉樓甲板的固定坡道。 該方案的缺點(diǎn)是固定坡道會(huì)壓縮上甲板的滾裝空間， 導(dǎo)致該甲板損失至少30 個(gè)小車車位，同時(shí)大面積的固定坡道也不利于重車的裝載和綁扎，從總體布置上看，對(duì)于該船本來就不大的滾裝處所來說是不夠合理的。

圖4 方案二：艉斜跳板設(shè)置在上甲板+固定式重車坡道

方案三：艉斜跳板設(shè)置在上甲板+活動(dòng)坡道（見圖5），艉斜跳板的長度會(huì)大幅降低至20 m 以內(nèi)，艉斜跳板的尺度會(huì)比較理想。 活動(dòng)坡道不占用滾裝車位。 但是，該方案的缺點(diǎn)是增加了一項(xiàng)大型滾裝設(shè)備（滿足重車通行的活動(dòng)坡道）的建造及安裝成本，同時(shí)活動(dòng)坡道相對(duì)于固定坡道也降低了裝卸效率，增加了運(yùn)營期間船東的設(shè)備維護(hù)成本。

圖5 方案三：艉斜跳板設(shè)置在上甲板+活動(dòng)坡道

綜上所述，3 個(gè)方案都有各自的優(yōu)缺點(diǎn) （見表1），也都有各自需要克服的困難和需要優(yōu)化的地方。通過方案比較，該船最終采用了比較獨(dú)特的解決方案四：下沉式艉斜跳板+上坡式汽車艙（圖6），將艉斜跳板的高度設(shè)置在重車甲板以下1.5 m、上甲板以上1.28 m 處，在兩層滾裝甲板之間。 在艉斜跳板入口處設(shè)置小范圍過渡甲板及6°固定斜坡道過渡到重車甲板，甲板坡道的上下端進(jìn)行圓弧過渡。 由于該坡道的范圍橫跨了整個(gè)汽車艙，整個(gè)甲板坡道上也具備車輛裝載能力，固稱之為“上坡式汽車艙”。這個(gè)方案較好地解決了多方問題。 首先，該方案的艉斜跳板長度相對(duì)方案一減小了11 m，預(yù)估設(shè)備重量減少40 t，泵站功率降低30 kW。 其次，該方案既保證大車可以無障礙地裝載到艙蓋，又降低了方案二中上甲板損失的小車車位。 再則，該方案也不需要增加大型滾裝設(shè)備。 艉斜跳板的工作范圍，包括高度和角度能夠涵蓋該船?？康膬蓚€(gè)碼頭（紐約伊麗莎白港和百慕大哈密爾頓港）的潮差，對(duì)于高頻次的靠港裝卸貨不需要候潮，達(dá)到了該船的設(shè)計(jì)目標(biāo)：靈活高效的裝卸能力。

表1 艉斜跳板布置方案對(duì)比

圖6 方案四：下沉式艉斜跳板+上坡式汽車艙

該船的上甲板及二甲板滾裝區(qū)域的甲板長度在扣除9.5°固定坡道后正好具備小車的安全掉頭空間，并且在機(jī)艙布置方面，艉斜跳板和固定斜坡道下方原車輛艙的空間劃給了機(jī)艙，解決了副機(jī)吊缸高度和舵機(jī)艙高度緊張的問題。

1.3 艙壁門布置

艙壁門是橫艙壁通道的關(guān)閉設(shè)備，該船重車甲板車輛艙前端壁設(shè)置一套邊鉸鏈?zhǔn)揭簤候?qū)動(dòng)滾裝艙壁門與艙蓋上的滾裝處所相通。考慮到裝卸順序（艙蓋上的滾裝裝卸完成后再進(jìn)行重車甲板的滾裝裝卸），該船的艙壁門開啟方向設(shè)置為朝艉向開啟。艙壁門采用無支柱無門檻設(shè)計(jì)（見圖7），在重車甲板車輛艙凈高4 994 mm， 艙蓋上橫向最多裝載4輛拖車，橫向跨距為11 864 mm 的情況下，凈開口尺寸達(dá)到了13 m×4.7 m，滿足了車輛進(jìn)出的高度要求，較大的橫向空間提高了滾裝裝卸的容錯(cuò)率和效率。

圖7 無支柱無門檻設(shè)計(jì)艙壁門

為了實(shí)現(xiàn)滾裝裝載到艙蓋，重車甲板與艙蓋之間還需要有效的銜接。 該船艙壁門前設(shè)了1 350 mm 寬度的固定平臺(tái)。平臺(tái)與艙蓋上表面之間的間隙則通過在貨艙蓋上搭接翻板方案（見圖8）來解決，相對(duì)于設(shè)置整體拆卸式平臺(tái)的方案，提高了裝載效率，節(jié)約了拆卸式平臺(tái)的儲(chǔ)存空間和船廠的建造成本。

圖8 固定式開孔平臺(tái)+艙蓋搭接翻板

1.4 滾裝處所脫險(xiǎn)通道布置

關(guān)于滾裝處所（車輛艙）內(nèi)的脫險(xiǎn)通道，根據(jù)MSC/Circ.1120 的要求，滾裝處所應(yīng)在甲板上設(shè)有1條寬度不小于600 mm 的安全通道（escape route）。保證在任何裝載和非裝載情況下安全逃生。 該船的安全通道布置滿足規(guī)范要求（見圖9）。

圖9 脫險(xiǎn)通道布置

另外， 根據(jù)MSC/Circ.1505 的進(jìn)一步解釋，滾裝處所應(yīng)至少設(shè)有2 個(gè)脫險(xiǎn)通道 （可以理解為出口，由此通往救生艇或救生筏登乘點(diǎn)），這兩個(gè)通道應(yīng)分別設(shè)在滾裝處所的前后端， 其中一個(gè)應(yīng)為斜梯（stairway），另一個(gè)可以為圍井（trunk）或斜梯（stairway）。 在 1505 通函發(fā)布以前，由于沒有針對(duì)通道的具體要求，某些滾裝船在主甲板以下的兩個(gè)通道均采用開敞直梯形式（沒有圍井或斜梯），今后將無法獲得船級(jí)社認(rèn)可。

該船的三層車輛甲板雖然屬于一個(gè)車輛艙，但是在每層車輛甲板前后端均設(shè)置了脫險(xiǎn)通道，既滿足了規(guī)范要求， 也方便了用船方的日常運(yùn)營（見圖 9）。

1.5 滾裝處所防滑措施

考慮車輛行駛過程中的安全， 該船在滾裝坡道、坡道出入口的甲板、車輛掉頭或轉(zhuǎn)彎處的甲板采取適當(dāng)防滑措施。 在固定坡道上布置防滑條，材質(zhì)為 10×10 方鋼， 間距～280 mm 呈 V 字型排列，形狀如魚骨，俗稱魚骨防滑條；在坡道出入口的甲板、車輛掉頭或轉(zhuǎn)彎處的甲板設(shè)置防滑涂層，為車輛裝載提供了安全保障。 見圖10。

圖10 滾裝處所防滑措施

2 結(jié) 語

總結(jié)6 500 DWT 集滾船的滾裝通道設(shè)計(jì)過程中遇到的難點(diǎn)和解決方法， 以及滾裝通道布置特點(diǎn)。 該船的滾裝通道設(shè)計(jì)從船東需求出發(fā)，功能與細(xì)節(jié)并重，實(shí)現(xiàn)了任務(wù)書規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，滾裝通道設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)，可供同行參考借鑒。