01   船舶系泊介绍

船舶系泊主要依靠缆绳、缆机、缆桩、出缆孔、导向滚轮等设备进行配置和操控，使船舶牢牢的紧靠在码头泊位上。

首缆/尾缆：介于船舶纵向和横向之间的系泊索，限制船舶在离岸方向和前后方向的运动，对各方向运动的限制取决于绳索的方向。

横缆：与船舶垂直的系泊索，限制船舶在离岸方向的运动。

倒缆：几乎与船舶平行的系泊索，限制船舶前后的运动。
（系泊索的舾装数可查看《国内航行海船建造规范》）

02    缆绳的静态受力分析

我们以单根缆绳进行受力分析。

如图所示：a是出缆孔至缆桩的纵距，b是出缆孔至缆桩的横距，h是出缆孔至码头缆桩位置的垂距。α 是缆绳的俯角 , β是缆绳的水平角。

缆绳受力F。根据力的矢量性，F可以分解为F1和F1'。F1'可以又可分解为F2和F3。

对船舶系泊安全起作用的就是F2和F3。

根据三角形正弦和余弦定律可知：

F1＝F·sinα——对抗船舶浮力，α ↑,F1↑

F1′＝F·cosα——是F2和F3的合力, α ↓ , F1′↑

F2＝F1′·sinβ＝F·cosα·sinβ——提供横向驻留力, α ↓ , β↑ , F2 ↑

F3＝F1′·cosβ＝F·cosα·cosβ——避免船舶向前移动, α ↓ , β↓ , F3 ↑

如果系泊期间船舶没有发生前后左右移动，则角α是变量（随潮汐和吃水变化），角β是定值（出缆孔距缆桩的横向a和纵向b距离不变）。

如果干舷过高，α增大，F1增加，F2和F3相应减少。

在带缆作业中，可以选择不同的出缆孔和缆桩，相当于可调整立方体中的长（a）、宽（b）。通过对a、b的调整，确定出缆长度和水平角β，达到在整个靠泊期间即便h（随潮汐和吃水变化）发生变化，也能既有合适的受力分配。

同理，如果船舶发生左右或前后位移，其角α和角β也会发生改变，力的分配也会发生变化，有时外力过大，就只能在这些新的角度上找到系泊力和外力的平衡点，所以船舶难以正常回靠。

03    缆绳的弹性形变

缆绳力的大小和弹簧相似，都是由于形变产生拉力。缆绳的弹性系数K（不同缆绳的弹性系数也不相同）。缆绳所产生的拉力：F＝K·ΔL（ΔL 为缆绳的形变长度）

为便于理解，可以用缆绳的直径作为参量来考虑。弹性形变前缆绳的直径为（D），弹性形变后直径为（d）,则，无论缆绳长短，当缆绳形变后直径（d）相同则产生的拉力F相同（缆绳疲劳老化造成的不可恢复的直径变小除外）。

在带缆的时候，出缆长度应适当，使用同材质的缆绳且应尽可能使多条缆绳受力均衡。

出缆长度过长，缆绳要达到特定的直径d需要变化较长的长度，船舶需要运动很大的幅度才能使合力增大到足以减小船舶移动速度和停止移动，如果船舶移动很长距离时才增大到大于外力，船舶惯性力的增量将与船速成平方倍增长，将难以得到控制。

出缆长度过短，在运动很小的幅度时，缆绳的受力就已经增大到超过其破断力，很容易造成断缆。某些缆绳过短必定和其他缆绳出缆不一致，也达不到均衡受力的效果，在船舶产生位移后这些明显太短的缆绳直径d变化很大，受力增大比其他缆绳快很多，容易造成断缆，续而可能引发接连断缆的“多米诺骨牌”效应。

04    绞缆车的受力分析

船舶用于控制缆绳受力的设备，主要是绞缆车和缆桩。绞缆车控制缆绳受力即用缆车刹车片刹牢，产生“缆车制动力”。

最大“缆车制动力”由其刹车带状况、刹车螺杆的松紧、以及缆绳盘卷于缆车时最外层距离轴心的距离与刹车带距离轴心的距离比（杠杆原理）决定。因此实际刹车力是一个变化幅度很大的力，刹牢后不能调节，其大小由缆绳吃力大小决定，当缆绳吃力大于“缆车制动力”后，就会出现“松缆”（缆绳打滑）现象，以防止发生“断缆”。“缆车制动力”一般取缆绳“破断力”的60%。

05    保证系泊安全注意事项

1.结合泊位特点、缆桩布置、风流潮汐等合理制定系泊方案，并对系泊方案进行有效评估，保证船舶的整体系泊力。（例如：吹开风、横向流的泊位适当增加横缆数目）

2.根据吃水和潮汐变化调整压载水，合理减少受风面积，同时使缆绳的水平角度和俯角处于合理范围，提高缆绳横向、纵向分力效果。

3.检查缆绳磨损、断股状况，定期调头、更换缆绳，应使用同等材质缆绳，保证缆绳弹性系数一致。

4.系泊期间，经常检查缆绳受力情况，结合潮汐、船舶作业及时调整缆绳张力，使缆绳均匀受力并有一定的初始张力。

5.定期维护保养刹车系统，并对缆车刹车按期进行制动测试，对螺杆刹牢位置进行醒目标记（防止人为操作失误），根据说明书将刹车钢带底部的定位螺栓调整在合适的位置，防止刹车带不均匀磨损。

6.缆绳在缆车上的盘绕方向必须正确，避免缆绳出现高低不平，分离式缆车的受力滚筒上绕缆应卷紧且不多于一层，并需按照缆车厂家说明书的要求保留最小的圈数。

7.密切关注港内天气和潮汐变化，如可能遭遇大风、雷电和异常潮汐等，应提前采取防范措施，保证船舶安全。

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