集装箱船舶绑扎优化方案

与散货船、油船等其他船舶载货特点不同的是，集装箱船舶所载运的集装箱除装载于货舱外，还装载于船舶甲板或舱盖上。为保障船舶和集装箱运输安全，国际海事组织和各国相应主管机关及船级社在集装箱船舶绑扎方面均制定特殊的要求和规则。

1 集装箱船舶绑扎影响因素

1.1 绑扎属具

集装箱作为单个运输组件具有一定强度，为保障运输途中集装箱的安全，通常使用堆锥、纵向和横向连接板、扭锁、桥锁等连接并稳固集装箱，集装箱与船体之间一般使用底锁、绑扎杆、花篮螺丝、绑扎带、绑扎钢丝等来连接或绑扎。20世纪末，美国颁布实施《职业安全与健康法》，在集装箱运输方面，规定码头工人在装卸集装箱时不得进入船舶货舱，集装箱绑扎堆锥或扭锁拆装均应在码头完成，以最大限度地保护工人安全。为符合《职业安全与健康法》的规定，麦基嘉等公司发明吊挂式堆锥（分为有法兰边式和没有法兰边式）、自动扭锁等新型集装箱船舶绑扎属具，使码头作业摒弃纵向和横向连接板、桥锁等传统绑扎属具。目前新造远洋集装箱船舶无论在航区还是集装箱绑扎体系方面均基本按照《职业安全与健康法》的要求设计。

传统集装箱船舶绑扎常用长拉杆作为甲板集装箱绑扎工具，起绑点在与船舶甲板或舱盖同高度的地令上。长拉杆长约，质量为左右，与花篮螺丝配套使用，能绑扎到第二层集装箱顶部或第三层集装箱底部；但由于此类绑扎杆不易操作，新造大型集装箱船舶大多用升高的绑扎桥取而代之。

1.2 船舶横摇加速度

随着集装箱船舶的大型化，船舶长度不断增加，从最初的左右发展到300～。船舶在航行中受大风、海浪及货载的影响产生摇晃，船舶越大，摇晃越明显，主要表现为横摇、纵摇和垂荡等状态，其中，纵摇和垂荡对集装箱绑扎的影响较小，横摇对集装箱绑扎的影响较大。

根据《职业安全与健康法》的规定，舱内纵向2个20英尺集装箱之间不得使用连接锥板，舱内集装箱依靠导轨固定，导轨一般设置在40英尺集装箱两端，如果在1个40英尺集装箱位置装2个20英尺集装箱，20英尺集装箱有一端没有导轨固定，仅用堆锥固定上下层集装箱位置。由于风浪运动的不规律性，船舶横摇运动使船舶与海面产生倾角，且倾斜过程中伴随着加速度，使集装箱受力明显增加，造成舱内20英尺集装箱允许装载堆重急速下降（见图1）。根据计算，船舶横摇时沿船长方向各个部位的加速度是不相同的。当前大型集装箱船舶长度一般超过，在分析船舶横摇加速度时不能简单地将整个船体作为1个点来研究，若取船舶横摇加速度的最大值用于计算整船集装箱配载，显然不利于集装箱运输安全。

在实际集装箱船舶绑扎作业中经常遇到比较重的20英尺集装箱：如果将之装在舱内，容易使堆重超过允许堆重；如果将之装在甲板或舱盖上，则会损失装箱层数，对以下船舶来讲，还会造成重心过高、稳性不够的问题。为此，麦基嘉公司通过对风浪中船舶状态的模拟研究，分析船舶横摇时船体各部位情况，计算出船舶各个装载点（贝位）的加速度，从而实现在船级社允许的框架内船中部舱内20英尺集装箱堆重明显提高。将较重的20英尺集装箱装在船中部舱内，不仅能解决大型集装箱船舶容易中拱的问题，而且因船舶纵向受力改善，弯矩减小，使船舶安全得到保证。

2 集装箱船舶绑扎优化方案

2.1 甲板绑扎桥外档升高方案

当集装箱装载于甲板或舱盖上时，传统绑扎方案绑扎点（绑扎固定件）的起始高度基本都是相同的。按照船级社关于风压对集装箱作用力的计算规则，集装箱所承受横风的风速规定为/s，相当于蒲氏风力13级狂风，这样的假定计算条件导致甲板上集装箱堆垛绑扎非常容易超限。例如，若甲板上装载5层集装箱，第五层最外档集装箱由于风力因素超过绑扎限制；如果取消装载超限集装箱，则风力影响转移至里档相邻集装箱，原来符合绑扎要求的里档集装箱由此变成超限集装箱，最终造成第五层集装箱全部取消装载。如果船舶所有贝位均照此装载集装箱，船舶载运量无疑会大打折扣。

在设计集装箱船舶绑扎桥方案时，强调在保障船舶航行安全的基础上提高重箱装载率，以保证航线运营的经济性。为抵御强大假定风力的影响，将绑扎桥最外档升高1层集装箱高度，从而使外档允许装载集装箱总质量明显提升，更为重要的是能确保里档集装箱的堆垛层高及安全（见图2）。

甲板绑扎桥外档升高的绑扎方案既符合国际海事组织和船级社的规范要求，又有利于减少绑扎桥投入量，应用效果较好。该绑扎方案集装箱船舶每航次比传统绑扎方案同类型船舶多装集装箱200 TEU左右，航线效益明显提升；此外，采用该绑扎方案的船舶在实际运营中从未发生集装箱倒塌或坠海事故。

2.2 集装箱船舶绑扎安全措施

根据对集装箱运输安全事故的分析，集装箱在海运途中发生倒塌或坠海事故多因箱内货物实际总质量远大于申报总质量所致。装载船图上显示较轻的集装箱经常被积载于舱盖或甲板上较高的位置，若其实际总质量大于申报总质量，在船舶发生横摇的过程中，集装箱产生的力远大于绑扎设备的安全负荷，从而导致集装箱倾倒。由此可见，正确申报、校核集装箱实际总质量并显示在集装箱装载船图中，是减少集装箱运输安全事故的有效途径。

2.2.1 增强集卡司机责任心

集装箱总质量包括空箱质量和货物质量。依据港口作业惯例，集装箱总质量大多由集卡司机填写在装箱单上。集卡司机在通过码头进场道口时，将装箱单交给道口管理人员，由其将集装箱总质量等信息录入码头系统。由此可见，集卡司机严格按照空箱和货物实际质量填写装箱单十分重要，这是防范集装箱运输安全事故的源头。

2.2.2 强化码头道口检查和复核

集装箱码头道口一般配备地磅系统，对集装箱进行装船前的最后一道校核。地磅系统可以快速记录集装箱和集卡的总质量，从而使码头直接掌握集装箱的实际总质量（码头操作系统中储存集卡信息）。不过，当前的问题在于，装箱单上填报的集装箱总质量可能已得到海关、检验检疫局等国家机关认可或同意，如果集装箱的实际总质量与装箱单上申报的总质量不一致，在目前法律体系中，缺乏由集装箱码头更改集装箱总质量数据并体现在船图上的明确法律依据，这需要在今后的实践中不断加以完善。

3 结束语

集装箱船舶绑扎方案随着集装箱船舶的大型化而不断发展。只要充分总结广大船员和码头作业人员的反馈意见，相信随着科学技术的发展和制造业的进步，集装箱船舶绑扎方案会不断优化，满足人身安全、船货安全、环保、工会和港口国法律法规等各方面的要求。

（编辑：曹莉琼 收稿日期：2013-06-21）