CN101279639B - 摆锤式刚臂系泊系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摆锤式刚臂系泊系统，包括固定于海床的系泊基础，系泊基础上装有一个全回转支承，在全回转支承上接有刚性臂，刚性臂的中点偏离其与全回转支承的连接点，在刚性臂较长的一端固定有可调节的重锤，在较短的一端装有连接头，连接头上有用于系泊船艏的可解脱的系泊缆。其是一种安装于水下、具有良好系泊特性，且适用于浅水海域、高海况系泊大型船舶的系泊系统。

Description

摆锤式刚臂系泊系统
技术领域
本发明涉及一种船舶系泊系统，特别涉及一种适用于浅海区域高海况(高海况是指海面风力强、海浪高、流速大的恶劣海上环境)条件下的系泊系统。
背景技术
目前，单点系泊是最常采用的海上船舶系泊方式，这主要是因为单点系泊具有良好的风标特性，系泊后的船舶会随风、海浪和水流作360度的风标运动，自然地转向系泊载荷最小的方向，有效降低系泊系统的载荷。
常规采用的单点系泊方式有悬链腿系泊(CALM)、单锚腿系泊(SALM)、软刚臂系泊(SYM)、以及内转塔系泊(STPM)等。悬链腿系泊(CALM)主要是由浮筒、多根系泊链、锚桩或其他海底固定装置等组成，浮筒由多根系泊链锚泊在固定海域，船舶通过系泊缆绳系泊在浮筒上，形成单点系泊系统；单锚腿系泊(SALM)主要是由海底固定基础、立管、浮筒等组成，海底固定基础与立管之间、立管与浮筒浮之间用万向节连接，船舶通过系泊缆绳系泊在浮筒上，形成单点系泊系统；软刚臂(SYM)系泊主要由海底固定基础、刚臂(多为A字型)，配重等组成，固定基础与刚臂之间采用回转连接，船舶通过系泊缆绳系泊在刚臂的一端，形成单点系泊系统；内转塔系泊(STPM)主要由嵌入船体的旋转头、浮筒、多根系泊链、海底锚桩或其他海底固定装置等组成，船舶通过旋转头绕塔进行回转，形成单点系泊系统。
但是，悬链腿系泊系统在浅水海域因为没有足够的悬浮力而失去了悬链效应，使得系泊特性变差；单锚腿系泊系统虽然在浅海区、低海况下具有较好的系泊特性，但是在高海况下其系泊特性较差，且对基础要求具有较高的抗上拔力；软刚臂系泊系统其总体刚性较硬，柔性不足；内转塔系泊系统本质上相当于悬链腿系泊(CALM)系统，比较适合于深水海域，而且实施成本较高。所以，上述的几种系泊系统，在浅水海域、较高海况(如16级以上台风)和系泊大型船舶时，其系泊效果均不太理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种摆锤式刚臂系泊系统，其是一种安装于水下、具有较好系泊特性，且适用于浅水海域、高海况系泊大型船舶的系泊系统。
本发明所述的摆锤式刚臂系泊系统，包括固定于海床的系泊基础，系泊基础上装有一个全回转支承，在全回转支承上接有刚性臂，刚性臂的中点偏离其与全回转支承的连接点，在刚性臂较长的一端固定有可调节的重锤，在较短的一端装有连接头，连接头上有用于系泊船艏的可解脱的系泊缆。
本发明所述的摆锤式刚臂系泊系统，系泊基础固定于海床，扎实稳固，所以整套系泊系统的安全稳定性较高。安装在系泊基础上的全回转支承可绕x、y、z轴方向作万向自由转动，使刚性臂能作大角度的摆动和360度的旋转，即，可使系泊在刚性臂上的船舶可以在360度范围内作风标运动，使船舶处于风、海浪和水流的合力方向上，最大限度地降低了系泊载荷。其次，由于刚性臂的中点偏离了其与全回转支承的连接点，且在刚性臂较长的一端固定有可调节的重锤，形成了一个杠杆，从系泊力的平衡关系可以看出，安装在刚性臂较长一端的重锤的力臂近似按正弦规律增大，同时系泊缆索张力臂近似按余弦规律下降，当船舶受到风、海浪和水流的作用时，刚性臂能起到杠杆作用为系泊船舶提供近似正切曲线变化的回复力，实现安全系泊。而且，刚性臂的杠杆臂可以按需要设计成1∶2或者1∶3等不同比例，使只有几十吨的重锤也可提供近千吨的回复力，达到“四两拨千斤”的效果，因此，无论是在高海况下，还是针对大型船舶，该系泊系统都能适用。
附图说明
图1为本发明所述的摆锤式刚臂系泊系统的示意图。
具体实施方式
本发明所述的摆锤式刚臂系泊系统，如图1所示，包括固定于海床的系泊基础1，系泊基础1可以使钢管立柱基础，也可以是导管架基础等，在系泊基础1上装有一个全回转支承2，所述的全回转支承2是一种公知的可万向转动的装置，它可以是回转轴承、球铰或者万向接头等，在全回转支承2上接有刚性臂3，刚性臂3的中点偏离其与全回转支承2的连接点，在刚性臂3较长的一端固定有可调节的重锤4，在较短的一端装有连接头5，连接头5上有用于系泊船艏的可解脱的系泊缆6。为了有效减少重锤4对系泊基础1的冲击，刚性臂3成曲尺型。
当船舶受到风、浪、流载荷作用时，从系泊力的平衡关系可以看出，安装在刚臂末端的重锤的力臂近似按正弦规律增大，同时缆索张力臂近似按余弦规律下降，所以，系泊系统为系泊船舶提供近似正切曲线变化的回复力，实现安全系泊。

Claims (4)

1.摆锤式刚臂系泊系统，其特征在于：包括固定于海床的系泊基础(1)，系泊基础(1)上装有一个全回转支承(2)，在全回转支承(2)上接有刚性臂(3)，刚性臂(3)的中点偏离其与全回转支承(2)的连接点，在刚性臂(3)较长的一端固定有可调节的重锤(4)，在较短的一端装有连接头(5)，连接头(5)上有用于系泊船艏的可解脱的系泊缆(6)。
2.根据权利要求1所述的摆锤式刚臂系泊系统，其特征在于：所述的系泊基础(1)是钢管立柱基础，或者是导管架基础。
3.根据权利要求1所述的摆锤式刚臂系泊系统，其特征在于：所述的全回转支承(2)是回转轴承、球铰或万向接头。
4.根据权利要求1所述的摆锤式刚臂系泊系统，其特征在于：所述的刚性臂(3)成曲尺型。
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何明.悬链锚腿系泊装置的结构特点及安装和检查方法的探讨.中国海洋平台15 4.2000,15(4),41-44.
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