發布時間：2018-01-13所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 水上航標的正常是船舶航行安全的重要因素，大中型航標船又是確保水上航標正常的重要專用設備，兩者相符相成�，F用大中航標船在甲板作業方面占據一定的優勢，但在水上作業方面存在受風浪影響大，作業面窄小濕滑，與船舶碰撞嚴重等不足，從而使得作業難度加大
水上航標的正常是船舶航行安全的重要因素，大中型航標船又是確保水上航標正常的重要專用設備，兩者相符相成�，F用大中航標船在甲板作業方面占據一定的優勢，但在水上作業方面存在受風浪影響大，作業面窄小濕滑，與船舶碰撞嚴重等不足，從而使得作業難度加大、人身安全無保障、航標設備器材損害大、效率低。本文針對這些問題的解決方法開始研究，探討加設一套位于船中舷側的叉口與船首一致的航標夾持裝置彌補不足降低影響。
關鍵詞：海上船舶,航標共享,夾持裝置
1.大中型航標船介紹
1.1大中型航標船的主要業務及職責
大中型航標船的主要業務是專門從事近�；蜓睾：絽^航標業務的工程船。其職責是及時地保證海區水上航標的標位、結構、燈質、顏色處于良好使用狀態，保障船舶航行安全。
1.2大中型航標船主要航標設備設施及布置現狀
目前大中型航標船都設置有如下航標專用設備設施：1處航標作業甲板、1部航標吊機、1臺絞盤機、1個航標艙、2座專用纜嵌、1個航標坐艙、還有一些輔助的導纜樁及地令環等。
上述設備設施在主甲板的布置情況：在艏樓后部至駕駛臺前部布置著航標作業甲板，在艏樓后部至駕駛臺前部的船縱中線位置從前到后依次設置有絞盤機、航標坐艙、航標艙、航標吊機，而在航標作業甲板的左右舷側分別設置有專用纜嵌、導纜樁等。
2.大中型航標船的作業特點及存在的問題
2.1三類大中型航標船的作業
第1類：新設置航標的拋設、現有航標的調換、撤除、復位。分別指：新設置的航標通過航標船把航標(包括沉塊錨鏈浮標等)運到指定地點進行投放;已存在重大問題或缺陷的現有航標利用絞盤機吊機等設備把水下航標吊起運走并換成新的或狀態好的航標投放下;已失去功能或到期的航標利用絞盤機吊機等設備把水下航標吊起運走;位置發生偏差的航標吊起運到正確位置重新投放或利用船舶拖到正確位置上。
第2類：有計劃性、定期或不定期的對海區水上大中型現有航標進行維護保養、巡檢。主要指對航標的標位、色彩、銹蝕情況、密封性、結構完好性進行檢查，對電池太陽能板燈具燈器燈光控制的完好性進行檢查并對其技術狀態進行檢測確認;對已生銹、退色的浮鼓標架進行除銹涂漆，對已損壞的頂標、望板、太陽能板、燈具燈器、失電電力不足的蓄電池等進行更換。
第3類：應急搶險、維修等。主要指本單位船舶發現而由無法處里的、遙測系統發現的、過往船舶發現反映的、港口管理單位反映的等問題，現場進行檢查檢測確認。問題小的現場修理或換件解決，問題大的，進行調換標，問題標運走。
第1類作業的特點：現場作業人員只需在甲板上配合吊機絞盤機等作業而不必登上航標作業，因此稱之為甲板作業。第2類作業的特點：船靠標后現場作業人員先用竹鉤或標尾繩把航標拉在船舷邊，再登上航標進行檢查檢測確認。有問題的現場進行修理或換件，浮鼓標架已生銹、退色嚴重的進行除銹涂漆等，由于是在水面的航標上進行，因此稱之為水上作業。第3類作業的特點：既有第1類的甲板作業，又有第2類的水上作業。
2.2存在的問題或不足
大中型航標船在甲板作業方面優點很多，作用很大。但在水上作業方面卻存在如下問題或不足：
(1)受風力、涌浪的影響大。航標不是固定的，在風力、涌浪的作用，航標通常處于上下運動、擺動的復合運動。海況越差、航標擺動就越快、越劇烈。人員登標后或維修時情況變得更嚴重。
(2)航標與航標船之間距離近。由于需登標作業，航標被用竹鉤或標尾繩強行拉到航標船舷邊，以方便作業人員上下及維修工具設備、航標器材設備等的遞送。船舶、航標的搖擺晃動又不一致，在風浪作用下常常發生撞擊。
(3)作業面窄小、不平整、而且濕滑。航標的浮鼓面是弧形的而不是平整的，上面還布置著標架、起重用的釣耳、水密蓋板等;航標的標架則是角鋼加工而成的，不存在寬暢和平整;標架上面又安裝著電池箱、望板、太陽能板、頂標、燈具等。航標經常受涌浪的沖刷，浮鼓面或標架都比較濕滑。因此人不管是站在浮鼓面上還是站在標架上都會感覺窄小、不好站難抓牢。
(4)影響嚴重.在作業面窄小又濕滑、航標劇烈的搖擺晃動、航標與船之間強烈碰撞的環境下作業其結果是：作業人員難以放開、有力用不上、干活還得分心，作業難度加大。人員的安全只能依靠自我保護及反應，危險性高;作業人員因此掉海死亡、掉海、受傷等危險情況也偶有發生。航標設備、器材受危害嚴重;發生燈器、頂標、太陽能板、標架等被碰下海、被碰壞;維修工具、設備掉海;航標器材、設備搬運中掉海等情況時有發生。由于作業難度加大、危險性高、登標人數少、作業進展慢、效率低。為了安全，有些船舶不得不直接把航標吊到甲板上的座艙上來進行。
3.大中型航標船設置夾持裝置的必要性
(1)大中型航標船在水上作業方面存在的問題在廣州航標處海巡17002船上卻得到比較完滿的解決，其原因是海巡17002船設置了航標夾持裝置。為了說明設置夾持裝置的必要性先介紹海巡17002船的主尺度、航標夾持裝置設置、原理及使用概況。
海巡17002船船長23.9m、型深2.2m、型寬4.8m、吃水1.25m、排水量53.37噸、船舶證書為內河船。該船是廣州航標處一艘艏部設置U字形液壓夾持裝置的小型快速航標巡檢船。該裝置由液壓油箱、液壓油泵組、翻滾機構、夾持部分(內帶夾持臂)等組成。其中夾持裝置U形口方向設置與船頭方向一致。
液壓夾持裝置的主要原理：進行水上作業前，先使用該裝置中的翻滾機構把帶U字形夾持部分翻滾到水面上;駕駛臺人員操控船舶讓夾持部分的U形口對準對正航標(把這個過程稱對標)并把航標導入并完全卡進夾持部分的U形口中(把這個過程稱卡標); 操控夾持裝置中的操縱閥讓夾持部分中的油缸動作帶動夾持臂收緊，航標就被夾持部分的U形架及U形架兩側的夾持臂牢牢夾持住(把這個過程稱夾標);維修人員通過夾持部分的箱體部分登標作業或站在箱體部分上進行作業，作業完成人員設備撤離;操控該裝置中的操縱閥讓夾持部分中的油缸動作帶動夾持臂松開，航標與夾持臂脫離(把這個過程稱松標)，駕駛臺人員操控船舶讓夾持部分離開航標(把這個過程稱離標)，操控該裝置中的翻滾機構把帶U字形夾持部分翻滾到甲板面上，作業過程完畢。
航標被夾持后不再自由運動而被迫隨夾持裝置及船舶一起運動，因而受風浪的影響小，作業過程很平穩;航標與船體之間不再存在碰撞擊問題;因而作業難度高、危險性大的問題大大降低;航標器材掉海損懷問題也得到解決;有了夾持部分的箱體部分供登標作業或站著作業，作業面既平整又寬敞，走動方便，同時可以讓更多的人投入作業，作業過程快速高效，一天下來能夠完成很多座航標。概括起來該夾持裝置有收放方便快捷、對標卡標準而快、夾標快而牢、作業面寬而平、作業過程平穩、安全、快速等特點。正因此該船一直以來深受各級領導、維修人員的喜愛和重視。為此，廣州航標處近年特地新增了同類型的海巡17003船。
可見，航標夾持裝置優點不少、作用不小。但海巡17002船因沒有航標吊卸功能、船舶證書是內河、主尺度太小無法勝任近�；蜓睾：絽^航標作業任務。
(2)大中型航標船設置夾持裝置的必要性主要有以下幾方面。
一是降低風力、涌浪對作業過程的影響的需要。如不采取措施降低海上風力、涌浪對航標、對作業過程的影響，那么上述提到的難度、危險、危害問題將會繼續。而且隨著全球氣候的變差，海上風力、涌浪將會越來越大，作業過程的難度、危險、危害問題將會越來越大、越來越尖銳。
二是改善作業面平整度寬敞度的需要。大中型航標船如設置夾持裝置，結構上將會比海巡17002船的大，作業面的寬敞度平整度也隨著改善。否則，作業面窄小、濕滑問題將維持，作業過程進度慢、效率低問題將繼續。
海上航標吊換周期延長的需要。國外航標吊換周期為5～6年，而我們國內航標吊換周期很多還是1～2年。因此，延長航標吊換周期是當前及今后一段時間航標業務發展的趨勢。而航標吊換周期的延長意味著吊標作業即甲板作業的減少，而航標的維護保養、巡檢、搶修、檢修的工作將相應增加，即水面作業的增加。
海上航標數量不斷增加的需要。如廣州航標處，剛成立之初才幾百座，現在已經上千座。隨著航標數量的不斷增加，航標的維護保養、巡檢、搶修、檢修的工作即水面作業也將相應增加。海上航標損壞情況不斷增加的需要。全球氣候越來越差，海上強風、臺風的數量越來越多、而且強度越來越強大，影響面廣，其結果是海上航標損壞情況不斷增加、損失大、無形中造成了航標的維護保養、巡檢、搶修、檢修的工作即水面作業也將相應增加。
4.大中型航標船航標夾持裝置設置方案
在此，本人參照小型快速航標巡檢船艏部航標夾持裝置的夾持、翻滾原理，結合大中型航標船的特點(船型、設備布置、航標作業的實際需要、航區等)對大中型航標船航標夾持裝置的設置方案作如下探討。
4.1夾持裝置夾持部分的結構和原理
夾持部分采用箱型結構。夾持部分采用由兩只液壓油缸分別驅動兩杠桿的夾持臂，夾持臂被設置在箱型結構之內。
跟小型快速航標巡檢船的夾持裝置相比，其原理相同、結構相似，但有下列三方面的不同。一是結構加大。以滿足夾持直徑2.0～3.0米大中型航標的需要。二是夾持力矩加大。隨著夾持航標能力的提高，航標尺寸大、重量重，另外作業區域的海況更惡劣，海上的風力、涌浪更大，想要把航標夾住夾牢就必須加大夾持部分的夾持力矩。三是結構強度加大。因為結構加大，重量增加;夾持力矩加大，結構承受的力加大;海況差航標與該部分的所承受的外力必將越大。
4.2航標夾持裝置在船上的設置位置
夾持裝置在大中型航標船上設置位置大致有如下位置：
船艏部位置：大中型航標船均為海船，其船型(中機型)的特點是船頭的位置距離駕駛臺比較遠，而且比較高，船頭高出水面都超過3米，該位置距離航標作業甲板、航標吊機、絞盤機等設備太遠。這種情況就使得位于駕駛臺里的駕駛人員根本看到和看清船頭下方的航標，更不用說能及時、準確的對標、卡標、放標不方便;如在該處設置夾持裝置，其翻滾臂要很長，翻滾機構要很高，整個裝置結構很龐大。
船尾部位置：該位置特點是船尾的位置距離駕駛臺比較遠，最關鍵為船尾的水下就是螺旋槳、舵葉。其缺點駕駛臺里的駕駛人員了望、操船對標、卡標同樣不方便;距離專用設備遠，作業不太方便;另外操船對標、卡標時，必然要用倒車或作業時由于風流的作用下，航標錨鏈極可能纏到水下的螺旋槳或車葉，甚至造成事故，船員將以難接受。這也是船尾設置燕尾槽式作業裝置多年一直沒使用的原因。
航標作業甲板后部兩舷側(即航標吊機附近的舷側位)：該位置的特點是處在駕駛臺前下方、就在航標作業甲板邊、吊機附近、在船舶的縱中位附近。該位置的優點是駕駛臺里的駕駛人員了望的視野寬、既能看到船又能看到夾持裝置及航標，操船、對標、卡標、離標很方便;距離航標作業甲板邊、吊機、絞盤機近;舷側上下船體(接近船中)的線型變化小，較為平整;對吊機絞盤機的使用不會造成妨礙等等。
綜合三個部位的情況，本人認為航標作業甲板后部兩舷側位置最好。4.3航標夾持裝置夾持部分的安裝方向夾持部分在兩舷側的安裝方向可以有多種形式。我個人認為比較合適有兩種即縱向式和橫向式。
縱向式的特點：夾持部分U形口的方向跟船頭的方向一致，都是向前的;對船舶而言縱向靠、離航標比橫向靠、離航標其用車用舵更方便。U形口是口大底小，船頭在頂風頂浪的情況下靠標，航標很方便就被導入U形口，即卡標方便，而且夾標后夾持較為牢靠。
橫向式的特點：夾持部分U形口的方向跟船頭的方向成90角。對船舶而言橫向靠、離航標要比縱向靠、離航標其用車用舵要麻煩的多。比較上述兩種安裝方向，我認為縱向式的安裝方向更好。
4.4航標加持裝置與舷側船體的連接形式
航標加持裝置與舷側船體的連接形式有兩種;固定式和移動式。固定式連接形式：其特點是一經安裝完畢想用就用，使用方便。此連接形式的最大優點： 使用方便。此連接形式的缺點： 該連接形式需加裝一套翻滾機構;因夾持部分本身寬度達3.5米以上、安裝時要高出水面300mm(航標水線至浮鼓面約900mm高，夾持部分的厚度也約為300mm，這樣設置，夾持部分大致夾在浮標水上部分的中間位，以便夾牢)，采用該連接形式后夾持部分會高出大標船甲板面1～2米、中標船甲板面2～3米，對船舶的外觀形象、靠泊船舶和碼頭影響較大;翻滾機構及夾持部分下部離水面近經常會接觸到海水而受腐蝕、需經常在水面維護保養;夾持部分由于需高出甲板面2米左右且長度又在4米左右，所以甲板作業時會造成一定的妨礙和碰撞。
移動式連接形式：其特點是不需翻滾機構、舷側需加裝一對帶支撐架的導軌、使用前需利用吊機把夾持部分通過舷側導軌吊放到支撐架上、用完后再吊走、液壓管路拆接、使用不太方便。此連接形式的優點：不需翻滾機構、對船舶的外觀形象、靠泊船舶和碼頭影響很小、海水腐蝕及維護保養減少很多且大部分可在甲板面或碼頭進行、不用擔心對甲板作業的妨礙和碰撞。此連接形式的缺點： 使用前后拆接液壓管路、夾持部分需吊上吊下、使用不太方便。兩種連接形式各有優缺點。這里主要介紹移動式連接形式。
移動式連接。在舷側設置一對支撐架，支撐架上平面控制離水面300mm高，供夾持部分坐在此平面上;支撐架至主甲板邊設置導軌，供夾持部分沿導軌坐在支撐架平面上、同時限制夾持部分向外傾;導軌上開插銷孔(銷孔的最低點與夾持部分坐落到支撐架平面后的上平面平齊)供插止動銷以防止作業過程中航標向上運動時帶著夾持部分上行。
液壓油箱、液壓油泵組、油泵組開關控制箱、夾持裝置操控臺。鑒于液壓設備已在船上普遍使用，如廣州航標處大中型航標船均以使用液壓吊機、液壓絞盤機，航標夾持裝置所需的功率遠比液壓吊機、液壓絞盤機小的實際。為此，取消獨立的液壓油箱、液壓油泵組、油泵組開關控制箱，而采用與吊機或絞盤機液壓系統共享。如直接從絞盤機液壓系統引出液壓油管路到夾持裝置夾持部分。
在安裝夾持部分一側的后部甲板邊上設置一帶操控液壓油缸的夾持裝置操控臺，以連接從絞盤機液壓系統引出的液壓油管、液壓油缸控制閥組、引出到夾持部分的液壓油管。其中，從絞盤機液壓系統引出的液壓油管采用耐高壓的無縫鋼管，而操控臺到夾持部分則采用帶快速接頭的高壓軟管。
舷側航標夾持裝置的組成：夾持部分、舷側帶導軌的支撐架、夾持裝置操控臺、操控臺到夾持部分的高壓軟管、從絞盤機液壓系統引出的高壓液壓油管、以及共享的液壓油箱、液壓油泵組、油泵組開關控制箱。
舷側航標夾持裝置的工作原理：啟動絞盤機液壓系統，通過操控夾持裝置操控臺操控單元讓夾持部分的液壓油缸動作，帶動夾持部分中的夾持臂夾緊或松脫，從而實現夾標或送標。
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