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集裝箱船舶及相關設備簡介 中海集運預配中心 2006年7月28日一、集裝箱船舶的分類目前從事集裝箱運輸?shù)拇爸饕幸韵聨最悾焊脑齑?，大多是貨輪或油輪改裝而成的，由于這種類型的船舶最初設計是散貨船或油輪，所以通常速度都比較慢，一般在12-14節(jié)左右；多用途船，主要包括散雜貨、集裝箱多用和客貨兩用等類型；滾裝船，原本是為裝載車輛設計，當載運集裝箱時，港口裝卸作業(yè)需要鏟車和拖車配合進行；全集裝箱船，分為兩種形式，一種沒有艙蓋板，導軌從艙內一直延伸到甲板以上，不過由于大艙堆重的限制，從目前來看，這種類型的集裝箱船最大規(guī)模只有3500TEU左右。還一種有艙蓋板，這就是普遍意義上的標準的全集裝箱船，從最初的只有幾百TEU發(fā)展到今天的9600TEU，集裝箱造船技術確實得到了突飛猛進的發(fā)展。在各種規(guī)模的船型中，通常我們習慣于按照巴拿馬運河的船寬限制把船舶大概分成兩大類，由于巴拿馬運河的最大通航船寬為32.2米，所以我們把船寬32.2米的船舶統(tǒng)稱為巴拿馬型，而船寬32.2米的船舶則為超巴拿馬型。就我們中海集運的船舶而言，4000TEU船就是一種典型的巴拿馬型。說到這里，順便介紹一下中海集運的幾種主力船型的尺寸，供大家參考：船舶規(guī)模船長（米）船寬（米）吃水（米）載重噸備注4000TEU26532.212.852000巴拿馬型5500TEU27940.21468000超巴拿馬型8500TEU33442.514.5102000超巴拿馬型9600TEU33645.615112000超巴拿馬型二、集裝箱船的箱位表示方法在集裝箱船舶運輸管理中，為準確表示每一集裝箱在船上的裝載位置，ISO制定了國際統(tǒng)一的箱位代碼編號方法。它是以集裝箱在船上呈縱向分布為前提，每一箱位坐標以6位數(shù)字表示，其中前兩位為排號（或行號），中間兩位為列號，最后兩位為層號。排號(Bay No.)為集裝箱箱位的縱向坐標，自船首至船尾按序排列。裝20ft箱的箱位排號依次以01，03，05，07，奇數(shù)表示；當縱向兩個鄰近20ft箱位上被用于裝載40ft集裝箱時，則該40ft箱位以介于所占的兩個20ft箱位奇數(shù)排號之間的偶數(shù)表示。如02，06，列號（Row No.）為集裝箱的橫坐標，以船舶中縱剖面為基準，向兩舷分別依次排序，自中向右的箱位列號以01，03，05，奇數(shù)表示，向左舷的箱位列號為02，04，06偶數(shù)表示，兩舷列數(shù)相等。若船舶箱位總列數(shù)為奇數(shù)，中縱剖面上存在一列，該列編號為00。層號（Tier No.）為集裝箱箱位的垂向坐標。艙內和艙面均自下而上依次排序，艙內以全船各艙中的最低層為基準，其層號以02，04，06，偶數(shù)表示，艙面上也以各處最低層為基準，以82，84，86，表示其層號，也有部分船以80表示甲板第一層。三、船舶強度集裝箱船舶結構和裝載特點與普通散雜貨船存在較大差異，船體強度也具有不同的特點。集裝箱船舶組成班輪運輸，準班準點，講究快速性，所以設計的船舶水下形狀首尾處小，船中部肥大，根據(jù)阿基米德定理，船首尾得到的浮力小，船中部浮力大，而甲板上裝船的集裝箱重量基本是均衡分布，上下力不對稱，這樣就容易形成一個中拱的力矩，簡稱彎矩。就船舶營運而言，集裝箱船舶主要考慮總縱強度和局部強度，其中，總縱強度是指船體在外力作用下整個船體梁所具有的抵御縱向彎曲、剪切和扭轉的能力，通常表現(xiàn)為總縱彎矩(bending moment)、剪力（shearing force）和扭矩(torsion),而局部強度則主要表現(xiàn)為艙內或艙面上集裝箱的許用堆積負荷（stack weight）。船舶在營運中存在一扭矩作用于船體上，該扭矩主要在斜浪中航行而產(chǎn)生的水動力扭矩和船上載荷橫向分布不均所引起的貨物扭矩兩部分組成。對于甲板上具有較大開口的集裝箱船，當扭矩作用船體上時，會使船體產(chǎn)生扭轉變形。船舶在設計建造時，采用雙層底和雙層殼舷側結構，且在雙層舷側的頂部還設置有效的抗扭矩箱結構，因而，在正常裝載情況下，船舶具有抵御通常扭轉變形的能力，即船舶的扭矩強度通常是得到保證的。作用于船體上的扭矩除使其產(chǎn)生扭轉變形外，還會產(chǎn)生總縱彎曲變形。顯然，船舶在考慮靜水彎矩和波浪彎矩作用下所產(chǎn)生的彎曲應力外，還應將扭矩作用下所產(chǎn)生的應力疊加在內。四、保證船舶總縱強度的措施對于投入營運的集裝箱船舶，應通過船舶的合理使用來改善船舶的總縱強度，主要保證措施包括： 1、合理安排集裝箱重量集裝箱船舶在空載和滿載情況下一般呈中拱狀態(tài)，為此，宜在船中部位的貨艙中及甲板上適當配裝一些重量較大的集裝箱，以改善船舶的中拱狀態(tài)。另外，各貝位集裝箱重量的合理分布，不但在始發(fā)港需要考慮，各停靠港也應認真對待。各停靠港的裝卸數(shù)量不等，裝箱少而卸箱多，或裝箱多而卸箱少都會引起重量的分布不均。因此應綜合考慮各港集裝箱裝卸量，保持船舶承受的彎矩在限制以內。2、卸港的貨物在BAY上分隔布置集裝箱船舶通常裝運多個卸貨港的集裝箱，從船舶總縱強度考慮，各中途港的集裝箱不應過分集中于某一貨艙的箱位處，尤其是集裝箱過多集中于船中箱位處，在集裝箱卸載后會出現(xiàn)較大剪力和彎矩。為此，應將各港集裝箱適當?shù)姆盅b于不同貝位。另外，不同卸貨港集裝箱的縱向分隔配裝也有利于多臺橋吊同時作業(yè)，縮短船舶在港時間。3、確保船上載荷橫向均勻分布船上的集裝箱、壓載水及其他消耗品等載荷橫向分布不均時，會產(chǎn)生一扭矩作用于船體上，從而增大了原有的彎曲應力。因此，各排集裝箱橫向上箱重應盡量對稱分布。但是，從中海現(xiàn)有的大型集裝箱船而言，都有一個明顯的特點，那就是生活消耗品以及生活區(qū)前后部分油艙的位置都相對偏左，因此，在實際進行配裝時，在生活區(qū)前后貝位上，需要適當?shù)目紤]讓右舷集裝箱裝得相對重一些，以減少可能產(chǎn)生的扭矩。五、船舶穩(wěn)性船舶穩(wěn)性是指船舶在外力作用下偏離其初始平衡位置而傾斜，當外力消失后能自行恢復到初始平衡狀態(tài)的能力，和“不倒翁”現(xiàn)象相似。在實際營運中，船舶應具有適度穩(wěn)性，穩(wěn)性過小，影響船舶正常操縱，嚴重的將不能保證船舶具有抵御風浪的能力，導致船舶翻沉。穩(wěn)性過大時，船舶搖擺劇烈，船員工作生活不適，航海儀器不能正常使用，船舶結構受力過大，更嚴重的是，甲板上集裝箱因劇烈搖擺而容易產(chǎn)生移動、墜海。船舶強度、穩(wěn)性都是影響船舶安全的決定因素，除此之外，綁扎強度（lashing force）對船舶安全也起著極其關鍵的作用，特別是集裝箱船，因為有一半的集裝箱被裝載于甲板之上。足夠的綁扎強度能夠保證船舶在遭遇風浪時貨物的安全。隨著集裝箱船舶的大型化發(fā)展，甲板堆裝的層數(shù)也在不斷地增加，光靠綁扎拉桿已經(jīng)滿足不了綁扎強度的要求，所以越來越多的大型集裝箱船在建造時甲板都增設了一層或兩層綁扎橋來提高綁扎起始點。六、集裝箱橋吊的介紹集裝箱船舶的港口裝卸作業(yè)主要依靠碼頭橋吊，當然也有少數(shù)碼頭由于條件限制沒有安裝橋吊而只能依靠船舶克令吊進行裝卸作業(yè)，但是這種作業(yè)速度相對較慢，平均每小時大概可作業(yè)6-10個moves,而集裝箱橋吊一般單吊能力（single lift）就能達到每小時20-35個moves左右，雙吊（twin lift）則可以做到每小時50-60個moves,極大地提高了港口作業(yè)的效率，據(jù)報道，現(xiàn)在最新的橋吊可以同時起吊兩個40尺的大箱，而且具備同時起吊3個40尺大箱能力的橋吊也正在研究開發(fā)當中?？梢韵胂?，將來的碼頭作業(yè)效率將會得到更大的提升，這對縮短船舶在港時間、提高碼頭使用效率將會帶來更好的促進作用。值得注意的是，跟船舶一樣，集裝箱橋吊也是根據(jù)它的橫跨作業(yè)距離進行分類，主要有巴拿馬型和超巴拿馬型兩種。其中巴拿馬型橋吊最大外伸距離為35米左右，可以橫跨13列集裝箱，正好是一艘典型的4000TEU巴拿馬型集裝箱船的甲板列數(shù)。而超巴拿馬型橋吊外伸距離則可達到60米左右，橫跨二十多列集裝箱作業(yè)。七、集裝箱種類及其相關知識一般對于集裝箱來講，箱子尺寸分為四種：外部尺寸、內部尺寸、可以積載尺寸和裝船尺寸，其中大箱外部尺寸是標準40英尺，即12.192米，而20英尺小箱外部尺寸只有6.058米長，也就是說兩個小箱的長度和一個大箱的長度相差76mm。下面就特種箱的一些主要尺寸和參數(shù)做個簡單的介紹：1、中海自有箱的箱號編排規(guī)則：20英尺箱CCLU2或CCLU3開頭；20英尺高箱CCLU25; 40英尺箱CCLU4或CCLU5開頭；40英尺高箱CCLU6或CCLU7開頭；20英尺冷箱CCLU1開頭；40英尺冷箱CCLU85開頭；20英尺開頂CCLU91開頭；40英尺開頂CCLU92開頭；20英尺框架CCLU93開頭；40英尺框架CCLU94開頭；45英尺箱CCLU99開頭。2、開頂箱：開頂箱的負重及外部尺寸與普通箱一樣，但與普通箱不同的是裝大件貨時我們必須要考慮它的內部尺寸。一般，它的內部長度是5.689米，但是頂上兩根橫梁之間的距離只有5.4米；內部寬度是2.25米，但兩根縱梁之間卻只有1.94米，內部可用高度是2.25米。貨物裝箱時，它的兩根橫梁可以根據(jù)需要旋轉開來，以方便超高貨物能由鏟車裝入。當開頂箱裝完貨物后，頂部需要覆蓋一塊帆布，這不僅起到防水作用，更重要的是海關鉛封而達到監(jiān)管目的。3、框架箱：20英尺的框架箱，它的外部尺寸及負重和20英尺的普通箱一樣，但內部尺寸和貨物要求卻有著截然不同的區(qū)別：20英尺框架箱的底板高度是37cm, 可用高度是2.23米，自重2.8噸，內部寬度2.23米，內部長度5.618米（需扣除兩端角上兩根寬為21cm的立柱），箱型為22P3的框架箱立柱可以折疊，箱型為22P1的框架箱立柱不能折疊，但由于艙里CELL GUIDE的縱向長度為30cm左右, 所以對于要裝在小框架箱里的超寬貨，最長不能超過5.4米（6.058-0.3*2=5.458），而且每次當貨物長度達臨界長度時，審批艙位都要提醒客戶貨物必須裝在箱子正當中。另外，根據(jù)綁扎手冊的要求，貨艙內小箱裝到頂時，頂層小箱重量不能超過10噸（包括箱重），所以對于貨重超過7.2噸需要裝框架箱的大件貨就只能裝大框架。40英尺框架箱的底板高65cm, 內部可用高度1.95米，兩柱間的最大寬度為2.2米，負重45噸，箱重5.4噸。對于超寬貨，最大長度不能超過11.58米（12.19-0.3*2=11.59），所以對于武漢出口的美線大件貨（長度在11.5211.58米）審批時尤其注意強調貨物必須裝在框架正中；如果貨物不超寬（貨物寬度小于2.2米時），最長可裝到12.0米左右，但必須考慮裝卸作業(yè)時是否影響貨物的安全。對于所有的大件貨，為了確保貨物的安全，防止貨物被海水侵蝕，通常框架箱被要求裝在艙內（除非有明確注明可以裝甲板的）。4、冷藏箱：冷藏箱的負重分30.48噸、32.5噸和34噸三種。他們的箱重分別為4.96噸、5.1噸和5.12噸。冷藏箱內裝冷藏貨時，貨物的高度不得高于內部高度限制線（No cargo above this level when used as reefer）。在積載冷藏箱時，我們應盡量安排馬達朝船尾方向，避免由于上浪或雨水的侵蝕而造成冷藏箱馬達的損壞。同樣