在港口、内河货运码头、游艇泊位、修造船坞的临水作业区域,系船柱是承担船舶系泊载荷的核心受力构件,日常作业中需要承接船舶带缆后的拉力、潮汐水位变化带来的动载荷、风浪冲击下的交变作用力,其结构可靠性直接关系到泊位停靠的安全性,避免出现船舶移位、缆绳滑脱、泊位碰撞等生产事故。本次呈现的双柱式系船柱结构,采用底座一体化连接双直立柱体的构型,区别于单柱系船柱的受力形式,双柱结构可以分散多根缆绳的系固拉力,允许作业人员根据船舶停靠位置、缆绳角度选择不同柱体挂缆,适配多缆系泊的大型货船、作业船舶停靠需求,也能在潮汐落差较大的泊位,适配不同水位下的缆绳挂设角度,减少缆绳与柱体边缘的剪切磨损。从结构设计逻辑来看,柱体采用等径直筒构型,
顶部设置直径略大于柱身的圆形端盖,端盖边缘做圆弧过渡处理,一方面可以避免缆绳从柱体顶部滑脱,另一方面圆弧过渡能够减少缆绳挂设、收放过程中的硬边切割损伤,延长化纤缆绳、钢缆的使用寿命;柱身侧面预留的小型挂耳结构,可用于挂设小型作业绳、安全警示绳,或是在带缆作业时临时固定缆绳端头,降低作业人员的带缆操作难度。底座采用整体式矩形厚板结构,与两根柱体的连接位置做圆弧过渡加强,避免应力集中导致的焊缝开裂、柱体弯折问题,安装时底座通过预埋螺栓与码头混凝土承台刚性连接,安装边界需要保证承台混凝土强度满足设计载荷要求,螺栓预埋深度、排布间距严格匹配底座的安装孔位,安装完成后底座与承台表面贴合间隙控制在允许范围内,避免局部受力不均导致的底座变形。
从实际应用场景来看,这类双柱系船柱常设置在万吨级以下泊位的临水侧边缘,柱体高度根据泊位设计高水位、常水位高度确定,保证高水位时柱体顶部露出水面足够高度,避免缆绳没入水中被水流冲击、或是被漂浮杂物缠绕;柱体中心间距经过受力计算确定,保证不同角度的缆绳挂设时不会出现相互摩擦、干扰的情况,单根系船柱可同时承接2-4根不同方向的缆绳拉力,覆盖船舶艏缆、艉缆、横缆的不同系固需求。结构设计过程中,需要重点校核柱身的抗弯强度、底座与柱体连接位置的抗剪强度、底座螺栓的拉拔强度,根据泊位设计靠泊吨位确定额定系缆力,柱体壁厚、底座板厚根据受力计算结果选型,避免材料冗余或是强度不足;柱体表面做防腐耐磨处理,适配临水区域高盐、高湿的腐蚀环境,
减少长期使用过程中的锈蚀损耗,降低后期维护成本。日常运维中,这类系船柱需要定期检查柱身焊缝、底座连接螺栓的紧固情况,检查表面防腐层的完好度,及时清理柱身附着的海洋生物、杂物,保证缆绳挂设面的光滑度,避免缆绳磨损断裂。不同于轻型单柱系船柱仅适用于小型游艇、舢板的系泊,双柱构型的系船柱受力冗余量更大,适配的船型范围更广,既可以用于货运码头的常规货船系泊,也能用于修船码头的作业船舶临时系固,甚至在防汛堤岸、临时水上作业平台的临水边,也可以安装这类结构作为临时系缆点,承接作业船舶、救生艇的系固需求。
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