1. ２００６年 ２月
第 １期
｛
ＳＨｌＰ ８
舶
Ｉ｛（）ＡＴ
Ｆｅｂｒｕａｒｙ．２００６
Ｎ（）．１
［船舶 舾装／特种装置］
“ＬＵＣＫＹ ＡＮＧＥＬ”半潜驳 的锚泊设计
潘方 豪
（７０８研 究所 上海 ２０００１１）
［关键词］半潜驳 ；锚泊设计
［摘 要］近年来随着海上工 程项 目的增 多 ，人们对半 潜驳的需求 也 日益增 加 ，然而要使半 潜驳真正发挥其 部
分 潜 入水 中以便承 载结 构物的作用 。合 理有效 的锚泊定 位是不可 缺少的一部 分 该 文详细 介绍 了“ＬＵＣＫＹ ＡＮ—
ＧＥ１．＂半潜驳 的锚泊设计过程及分析方法 ，该方法不仅适 用于半潜 驳 ，也可 以应用 于类似的工程船
［中圈分 类号］Ｕ６７４．１８ ［文献标识码］Ａ 【文章编号３１００１—９８５５（２００６）０１—００５４ ０３
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｎｃｈｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｍ ｉ—ｓｕｂｍ ｅｒｓｉｂｌｅ ｂａｒｇｅ
Ｐａｎ Ｆａｎｇｈａｏ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｍ ｉ—ｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ ｂａｒｇｅ；ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｎｃｈｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ Ｏｆ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｎ ｓｅｍｉ—ｓｕｂ－
ｍｅｒｓｉｂｌｅ ｂａｒｇｅ ｉｓ ｇｒｏｗｉｎｇ．Ｈｏｗｅｖｅｒ．ｉｔ＇ｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｈａｖｅ ａ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｃｈｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｋｅｅｐｉｎｇ ｔｏ ｅｘｅｒｔ ｓｅｍ ｉ—ｓｕｂｍ ｅｒｓｉｂｌｅ ｂａｒｇｅ’Ｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｕｒｄｅｎｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ｉｔｓ ｐｌｕｎｇｅｄ ｐａｒｔ．
Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｌａｉｎｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｃｈｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ “ＬＵ ＣＫＹ
ＡＮＧＥＬ”ｓｅｍ ｉ—ｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ ｂａｒｇｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａ ｇｏｏｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｆｏｒ ｓｅｍｉ—ｓｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅ ｂａｒｇｅ，ｂｕｔ ａｌｓｏ
ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｂｏａｔｓ．
１ 概 述
近年来 随着海上工程项 目的增多 ，人们对半潜
驳的需求也 日益增加。然而要使半潜驳真正发挥其
部 分 潜入 水 中 以便 承 载结 构 物 的作 用 ，合 理 有 效 的
锚 泊 定位是 不 可缺少 的一部 分 。
“ＬＵＣＫＹ ＡＮＧＥＬ”半 潜驳 是 改造项 目，本 船原
先是按半潜驳设计建造的 ，１９９８年后把首部的浮箱
割除作为甲板驳使用，此次设计要求恢复半潜功能 ，
并 进 行一 些技 术改 造 以满足作业 要 求 。原 船 ４台２０ ｔ
液 压绞车 （容绳量 ２５０ ｍ，钢丝绳直径 ５０ ｍｍ。）设置
于主 甲板 首尾 两舷 ，首部 左舷 设置 ｌ台锚 机 ，原 船 首
锚 为 经 改 造 过 的 ７ ３５０ ｋｇ霍 尔 锚 ，锚 链 直 径 为
５４
８４ ｍｍ。长度 为 ３３０ ｍ（１２节 ）。出于经济 性 考虑 ，船
东要求本船采用三点锚？白定位 ，并尽量使用原船设
备 。因此设 计 中考 虑 首部 仍用 原船锚 机 ，尾部 用 原船
的液 压绞 车作 为 尾锚 绞 车 。下 面介绍一 下本 船锚 泊
设 备 的设 计过 程 。
２ 锚泊设计过程
２．１ 航行 锚
众所 周 知 ，航 行 锚 通 常是 按 照船 级 社规 范 中的
舾 装 数来 确定 的 。本 船按 ２００１年 中 国船 级社 “钢 质
海船入级与建造规范”计算舾装数，经计算得知本船
所需配备的航行锚为首锚 １只 ，７ ３５０ ｋｇ，ＡＭ２有档
电 焊锚链 ，直 径 ７６ ｍｍ，长３０２．５ ｍ。因此 原 船首锚
［收稿 日期］２００５—８—１５
［作者简介］潘方豪（１９７８．１一），男，浙江人 。工程师 。上海交通大学在读工程硕士 ，从事 船舶舾装设计工作。

2. “ＬＵＣＫＹ ＡＮＧＥ［ ”半潜驳的锚泊设计
及锚 链 均满 足要求 。
２．２ 定 位 锚
定 位 锚 一 般 根 据 作 业 水 深 和 环 境 条 件 选 择 配
备 ，本文 仅 以“ＬＵＣＫＹ ＡＮＧＥＬ”半 潜驳 的定 位锚设
计来 说 明此类船 舶定 位锚 泊设计 的一 种方 法 。
通 常在 进 行定 位 锚设 计 之前 ，必 须 要 确 定半 潜
驳 的作 业工 况 ，此 处作 业工 况 即为 当船 舶 进行 半 潜
作业 时 的 环境 条 件 ，包括 风 、流 、波 浪 、作 业 水 深 、地
质情 况等 。环境 条件一般 应 由船东 提供 ，但也 可通 过
查找作 业水 域 的相关 资料获得 。由于本 船 的作业水
域存 在 不确 定性 ，因此 在设 计 时考 虑 在 使 用原 船设
备前提 下 ，核 算本船 能 承受 的工况 。
由于半 潜作业 一般 都会选 在风 浪较 小 的天气条
件下 进行 ，因此半 潜 时环 境 载荷 中对 船起 主要 作用
的是 风 和流 ，通过 适 当加 大 锚索 和 锚 的安 全 系 数计
及波浪 影响 ，这样 ，定位锚 设计 时需 计算半 潜驳 下潜
至最深 处时所 承受 的风 载荷及 流载荷 。首先假 设环
境 条 件 的 范 围 ，蒲 氏风 级 ４～ ６级 ，流 速 １．５ ｋｎ～
２．５ ｋｎ。
２．２．１ 风载 荷
正向和侧向风载荷通常可按下式计算 ：
Ｆ ＝ ０．６１３２（Ｃ＾Ｃ Ａ，） （１）
式 中 Ｆ 一 一风 载荷 （Ｎ）；
Ｃ 一 一形状 系数 ；
Ｃ 一 高度 系数 ；
一 一
受风 构件 的正投 影面积 ，ｍ ；
一 一
设 计风速 ，ｍ／ｓ。
斜 向风 载荷 按下式 计算 ：
Ｆ（ ）＝Ｆ ［２ｃｏｓ （１＋ ＣＯＳ ）］
＋ Ｆ ［－２ｓｉｎ （１＋ ｓｉｎ ）］ （２）
式 中 Ｆ —— 正 向风 力 ；
Ｆ —— 侧 向风力 ；
一
风 力相对 于船首 方 向 的角 度 。
当 一４５。时 ：
Ｆ（ ）一 Ｆ Ｉ－Ｚｏｏｓ。４５。／（１＋ ＣＯＳ ４５。）］
＋ Ｆ ［－２ｓｉｎ ４５。／（１＋ ｓｉｎ ４５。）］
＝。２（Ｆ ＋ Ｆ ）／３
风 载荷计 算结 果如表 １。
２．２．２ 海 流 力
半潜 作业 时应 考虑 所有船 体水 下部 分所 承受 的
海 流力 ，包括 主 甲板 以下船体 、主 甲板及 部分 潜入 水
流速 Ｖ 正向 侧 向 斜向 ４５。
ｋｎ ｍ／ｓ （ｍ／ｓ） （ｋＮ） （ｋＮ） （ｋＮ）
１．５ Ｏ，７７３ Ｏ．５９７ １４３．７２ ６２５．５８ ５１２．８８
２ ｌ＿Ｏ３Ｏ １．Ｏ６１ ２５５．５１ １ １１２．１ ３ ９１１，７９
２．５ １．２８８ １．６５８ ３９９．２３ １ ７３７．７１ １ ４２４．６７
５５

3. ２００６年 １月
第 １期
船 舶
ＳＨＩＰ ＢＯＡＴ
Ｆｅｂｒｕａｒｙ．２０Ｏ６
Ｎ（）．１
２．２．３ 锚 泊计算
本 文仅 以逆流 时 的情 况 （如 图１）为例进 行说 明 ，
此时环境载荷要依靠尾部两只锚来承受。考虑到尾
锚 绞 车 容 绳量 为 ２５０ ＩＴＩ，因此 所 取 的 环境 载 荷 组 合
如表 ３。
然后利 用悬链 线方 程计算 不 同环 境条 件组合 下
的锚 索张 力及长 度 ，选取适 当的范 围汇 总 ．如 表 ４。
从表 ４可 以看 出当本船 承受逆 向的６级 风 、２ ｋｎ
流 的联 合作 用 ，水 深 为 ２５ ＩＴＩ时 ．锚 索 长度 要 求 至 少
为 ２５６．８３ ＩＴＩ，而 本船 尾部 绞车绳 量 为 ２５０ ｍ，加 上端
部 的 １２ ｍ 锚 链 ，基 本 能 满 足 要 求 ；锚 索 张 力 为
２２０ ５６２ Ｎ（约 ２２０．５６ ｋＮ），而 本船 钢 丝绳 的 破 断负
荷 为 ｌ ｌ５０ ｋＮ，安 全系数 为５．２，满 足要求 。本 船 按使
用方 要求 采 用５ ｔ轻量 型锚 。因此 ．本 船逆流作 业 时 ，
在 ６级 风 、２ ｋｎ流 ．水深 为 ２５ ｍ 范 围 以 内的 作 业工
况 下 可 以正 常作 业 。
用 同样 的方 法 。可 以分析 顶流作业 、侧 向流作业
时 的 最大 工况 。
表 ３ 环 境载 荷 组合
蒲氏风级 风速（ｋｎ） ｍ／ｓ 流速（ｋｎ） ｍ／ｓ 风力（ｋＮ） 正 向海 流力（ｋＮ） 单根锚索所受合力 Ｈ（ｋｇ）
６ ２４．５ １２．６ １．５ １．０３ １３．５８６ １４３．７２ １２７ Ｏ１３
６ ２４．５ １２．６ ２．０ １．Ｏ３ １３．５８６ ２５５．５１ ２１８ ３２８
６ ２４．５ １２．６ ２．５ １．０３ １３．５８６ ３９９．２３ ３３５ ７３３
表 ４ 锚 泊计 算
正 向海流力 锚 索在船体 出口处至 水底 的 锚索悬垂长度 锚索张力
风级 流速（ｋｎ） 风力 （ｋＮ） 合力 Ｈ（Ｎ）
（ｋＮ） 垂 向距离 （ｍ） Ｓ（ｍ） ’（Ｎ）
６ １．５ １３．５８６ １４３．７２ １２７ ０１３ ２５ ２１４．３５ １２９ １２１
６ ２ １３．５８６ ２５５．５１ ２１８ ３２８ ２５ ２５６．８３ ２２Ｏ ５６２
６ ２ １３．５８６ ２５５．５ｌ ２１８ ３２８ ３５ ３２２．１４ ２２１ １６９
６ ２．５ １３．５８６ ３９９．２３ ３３５ ７３３ ２５ ３１９．７３ ３３７ ６６６
３ 结束语
载荷 除 了可 以通 过 直 接计 算 得 到外 ，也 可 以采 用成
熟 的 计算 机 程序 进 行 计算 ，那 样 整个 分 析 过 程 会更
方便 。
从 本 胎 的 锚 泊 分 析 司 知 ，如 果 增 加 锚 索 的 长 厦 ，
本船的作业范 围可 以更广 。这与用户如何平衡经济 ［参考文献］
性 与实 用性有 关 ，笔者 认 为 ，为了 节省初 期成 本 而损 ［１Ｊ 船舶工业总公司・船舶设计实用手册［Ｍ］・北京：国防
失 了作业范 围对 于本 船 来说不 太 值得 。 工业出版社
另外．本文所介绍 的锚泊分析不仅适用于半潜 ［ ］ 美国石油学会・ＡＰ１ ＲＰ２Ｐ［Ｒ］． 。
驳 ，也 可 以应用 于类 似 的工程 船上 。文 中涉 及 的环境
Ｒ