《懸鏈錨腿式單點系泊設計與施工規(guī)程》

ICS93.140

P67

團體標準

T/CWTCA*****-20**

懸鏈錨腿式單點系泊設計與施工規(guī)程

Codefordesignandconstructionofcatenaryanchorlegsingle

pointmooring

（征求意見稿）

20**-**-**發(fā)布20**-**-**實施

中國水運建設行業(yè)協(xié)會發(fā)布

1總則

1總則

1.0.1為適應我國水運行業(yè)懸鏈錨腿式單點系泊技術的發(fā)展需求，統(tǒng)一懸鏈錨腿

式單點系泊的設計與施工技術，保障懸鏈錨腿式單點系泊工程建設安全可靠、經(jīng)

濟合理，制定本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程適用于懸鏈錨腿式單點系泊工程的設計、施工與質(zhì)量檢驗等。

1.0.3本規(guī)程懸鏈錨腿式單點系泊的系泊系統(tǒng)和海底基盤及管匯基礎設計采用

安全系數(shù)法。

1.0.4懸鏈錨腿式單點系泊工程的設計與施工除應符合本規(guī)程的規(guī)定外，尚應符

合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。

1

2術語

2術語

2.0.1單點系泊Singlepointmooring（SPM）

一種可供船舶系泊及流體物料傳輸?shù)乃舷挡丛O施，系泊船隨著風、浪、流

的變化可圍繞單個系泊點自由回轉，可分為固定式和浮式。

2.0.2懸鏈錨腿式單點系泊Catenaryanchorlegmooring（CALM）

浮式單點系泊的一種形式，由浮筒、懸鏈錨腿及錨泊基礎、系泊纜、漂浮軟

管、水下軟管和海底管匯組成，浮筒由多根輻射狀布置的懸鏈錨腿進行錨泊定位，

通過浮筒上的系泊設施與系泊船連接，由漂浮軟管、浮筒上的傳輸管路、水下軟

管和海底管匯形成流體物料的傳輸通道。

2.0.3浮筒Buoy

用于支撐系泊、錨泊設施、傳輸管路及其他配套設施的浮動裝置。

2.0.4懸鏈錨腿Catenaryanchorleg

連接浮筒與錨泊基礎的懸垂狀系泊組件，可選擇錨鏈、鋼纜、纖維纜或以上

各種形式的組合而構成。

2.0.5海底管匯Pipelineendmanifold（PLEM）

為海底管線和水下軟管提供連接接口的組合體，通過海底基盤及管匯基礎固

定在海床上。

3基本規(guī)定

3.0.1懸鏈錨腿式單點系泊的方案選用，應根據(jù)建設條件、貨種及運量需求、設

計船型、海域條件、港口航道條件等，充分分析其適應性，并經(jīng)技術經(jīng)濟比選后

確定。

3.0.2作業(yè)標準應綜合考慮年運輸量需求、裝卸作業(yè)的安全性、結構安全性和輔

助作業(yè)船舶的適應性等條件確定，并應符合現(xiàn)行國家標準《油輪單點系泊作業(yè)安

全要求》（GB40875）的有關規(guī)定。

3.0.3懸鏈錨腿式單點系泊可適用于裝卸原油、成品油等物料產(chǎn)品。裝卸工藝方

案應根據(jù)使用功能、裝卸物料的物理化學性質(zhì)等合理確定，并應滿足安全、環(huán)保、

節(jié)能和職業(yè)衛(wèi)生等方面要求。

2

3基本規(guī)定

3.0.4懸鏈錨腿式單點系泊的設計使用年限宜取25年。

3.0.5懸鏈錨腿式單點系泊應分別考慮設計作業(yè)環(huán)境工況、設計極端環(huán)境工況和

安裝工況，并應符合下列規(guī)定。

3.0.5.1設計作業(yè)環(huán)境工況指允許系泊船系泊在單點系泊上的限制性風、波浪

和流組合的環(huán)境條件，當超過限制性環(huán)境條件時，系泊船應離泊。

3.0.5.2設計極端環(huán)境工況指單點系泊應能承受的特定風、波浪和流組合的環(huán)

境條件，設計極端環(huán)境工況的風、波浪和流的重現(xiàn)期組合應滿足下列要求：

（1）重現(xiàn)期為100年的波浪，及相應的風和流；

（2）重現(xiàn)期為100年的風，及相應的波浪和流；

（3）重現(xiàn)期為100年的流，及相應的波浪和風。

3.0.5.3安裝工況的環(huán)境條件可根據(jù)施工窗口期的季節(jié)性環(huán)境特征確定。

3.0.6施工安裝方案應結合設計要求，充分考慮船機資源和作業(yè)海域的自然條件

等，經(jīng)論證后確定，并應與海底管線的施工安裝相協(xié)調(diào)。

3.0.7懸鏈錨腿式單點系泊應按照調(diào)試及試運行計劃進行系統(tǒng)測試，調(diào)試及試運

行滿足要求后方可投產(chǎn)使用。

3.0.8懸鏈錨腿式單點系泊運營使用過程中應定期進行檢測和維護，檢測周期應

根據(jù)檢測對象的重要性、易損壞程度、運行狀態(tài)等因素確定。

3

4設計基礎條件

4設計基礎條件

4.0.1懸鏈錨腿式單點系泊設計應具備設計船型、物料、自然環(huán)境條件等基礎資

料。

4.0.2設計船型應結合運量需求、運輸經(jīng)濟性、航行條件、自然條件和未來運輸

船型的發(fā)展趨勢等因素綜合分析確定。設計船型的具體尺度和參數(shù)應根據(jù)實船尺

度通過統(tǒng)計分析論證確定，油船船型部分參數(shù)可參照附錄A中相應噸級的設計

船型尺度確定。

4.0.3物料特性應包括擬裝卸物料品種的組分、密度、粘度、凝點、閃點、含水

量、含蠟量等。

4.0.4自然環(huán)境條件應包括氣象、水文、地形地貌、泥沙運動、地質(zhì)、地震等，

基礎資料的范圍、時限、可靠性、代表性應滿足設計需要。

4.0.4.1氣象資料應包括氣溫、風、降水、霧、雷暴、相對濕度等，以及臺風、

寒潮等災害性氣候。

4.0.4.2水文資料應包括潮位、波浪、海流、冰凌等。

4.0.4.3氣象、水文資料的觀測和統(tǒng)計分析應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《水運工程水

文觀測規(guī)范》（JTS132）、《海港總體設計規(guī)范》（JTS165）和《港口與航道

水文規(guī)范》（JTS145）的有關規(guī)定。

4.0.4.4地形、地貌條件應基于近期的地形測量和相關調(diào)查資料，應對工程所

在海域的水深條件以及海底起伏狀況、海底管纜、障礙物和爆炸物等進行調(diào)查和

測量，并應符合國家現(xiàn)行標準《海洋工程地形測量規(guī)范》（GB17501）、《海洋工

程地形地貌調(diào)查》（GB/T12763.10）、《水運工程測量規(guī)范》（JTS131）等的有關

規(guī)定。測量范圍不應小于以單點為中心，邊長為2.5倍作業(yè)水域半徑的方形水域。

4.0.4.5工程選址位于泥沙運動活躍區(qū)域時，應收集、分析泥沙運動資料，評

估選址海域的海床穩(wěn)定性、演變規(guī)律和泥沙運動對工程的影響。

4.0.4.6現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查、勘探、土工試驗、原位測試等地質(zhì)勘察工作，應符合

國家現(xiàn)行標準《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021）、《海洋工程地質(zhì)調(diào)查》（GB/T

12763.11）和《水運工程巖土勘察規(guī)范》（JTS133）等的有關規(guī)定。

4.0.4.7抗震設防烈度應采用現(xiàn)行國家標準《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB

18306）的地震基本烈度。

4

4設計基礎條件

4.0.5懸鏈錨腿式單點系泊設計所需的其他基礎資料應包括下列內(nèi)容：

（1）工程相關規(guī)劃；

（2）后方罐區(qū)、煉廠設計、建設資料；

（3）施工條件；

（4）工程區(qū)域漁業(yè)活動現(xiàn)狀；

（5）生態(tài)及環(huán)境現(xiàn)狀等。

5

5選址與總平面布置

5選址與總平面布置

5.1一般規(guī)定

5.1.1懸鏈錨腿式單點系泊的工程選址應符合城市規(guī)劃、港口總體規(guī)劃、海洋功

能區(qū)劃等要求，并應充分評估新建設施對現(xiàn)有及規(guī)劃港口、岸線和海洋功能區(qū)等

的影響。

5.1.2懸鏈錨腿式單點系泊的建設規(guī)模應根據(jù)后方產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求、船型、運輸

經(jīng)濟性等綜合確定，并應考慮預留發(fā)展余地。

5.1.3懸鏈錨腿式單點系泊的進港航道應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《海港總體設計規(guī)范》

（JTS165）和《航道工程設計規(guī)范》（JTS181）的有關規(guī)定。通航條件復雜時，

應進行船舶操縱模擬試驗。

5.1.4懸鏈錨腿式單點系泊應根據(jù)當?shù)刈匀粭l件、靠泊船型、作業(yè)流程、安全環(huán)

保要求等，配置消拖船、交通艇等港作船舶。港作船舶的配置應滿足協(xié)助船舶靠

離泊作業(yè)、安全值守、拖艉、消防、防污應急、系泊纜和軟管的連接作業(yè)等需求。

5.2選址

5.2.1懸鏈錨腿式單點系泊的選址應根據(jù)港口規(guī)劃、到港船型、后方罐區(qū)、海底

管線的布置等，充分考慮裝卸物料的火災危險性和船舶靠離泊作業(yè)的安全性，選

擇在水域開闊位置。

5.2.2作業(yè)水域應選擇在海底地形相對平坦、天然水深及平面尺度足夠、海床穩(wěn)

定的海域，并宜接近海底管線登陸點。作業(yè)水域和航道應避免人工疏浚。

5.2.3工程選址應考慮下列因素的影響：

（1）擬選區(qū)域水下地形、地貌、地質(zhì)、氣象、水文、泥沙、地震等自然條

件；

（2）擬選區(qū)域周邊航道、錨地配套條件和整體通航環(huán)境等；

（3）擬選區(qū)域周邊已有建筑物、設施、保護區(qū)、漁業(yè)活動等；

（4）后方罐區(qū)、煉廠等。

5.2.4懸鏈錨腿式單點系泊不宜選擇在封凍海域。

6

5選址與總平面布置

5.2.5陸域設施選址應便于運營管理，并宜與后方廠區(qū)統(tǒng)籌布置，工作船泊位應

選擇在便于船舶進出、距離近、掩護條件良好的近岸區(qū)域。

5.3總平面布置

5.3.1懸鏈錨腿式單點系泊的水域布置應包括回轉水域和作業(yè)水域，水域范圍內(nèi)

不應布置其他與懸鏈錨腿式單點系泊無關的海底管線、平臺等構筑物。水域平面

布置如圖5.3.1所示。

圖5.3.1水域平面布置示意圖

5.3.2懸鏈錨腿式單點系泊的回轉水域平面布置應符合下列規(guī)定。

5.3.2.1回轉水域指系泊船舶圍繞系泊點旋轉時經(jīng)過的圓形水域?；剞D水域的

半徑可按式（5.3.2）計算：

R1=LOA+r+l+e（5.3.2）

式中R1——回轉水域半徑（m）；

LOA——設計代表船型的船舶總長（m）；

r——設計作業(yè)環(huán)境工況下浮筒的最大水平位移（m）；

l——系泊荷載作用下系泊纜的水平投影長度（m）；

e——安全富裕量（m），取30m。

5.3.2.2系泊作業(yè)需拖輪拖艉輔助時，回轉水域范圍應相應增加。

5.3.2.3回轉水域邊線應與周邊航道、錨地、水上水下構筑物、管線等留有足

夠的安全間距?；剞D水域邊界與航道邊線的間距不宜小于3倍設計船長，與非危

7

5選址與總平面布置

險品船舶錨地邊線的間距不宜小于1000m，與水上水下等礙航構筑物的間距不宜

小于1500m，必要時應對安全間距進行專題論證。

5.3.3懸鏈錨腿式單點系泊的作業(yè)水域平面布置應符合下列規(guī)定。

5.3.3.1作業(yè)水域宜按圓形考慮，其半徑可按式（5.3.3）計算：

R2=3LOA+r+l（5.3.3）

式中R2——作業(yè)水域半徑（m）；

LOA——設計代表船型的船舶總長（m）；

r——設計作業(yè)環(huán)境工況下浮筒的最大水平位移（m）；

l——系泊荷載作用下系泊纜的水平投影長度（m）。

5.3.3.2作業(yè)水域不應占用公共航道、錨地及其他限制水域。

5.3.3.3作業(yè)水域應考慮與公共航道、航路的銜接。

5.3.4懸鏈錨腿式單點系泊回轉水域及作業(yè)水域內(nèi)的設計水深應滿足最大設計

船型在設計作業(yè)環(huán)境工況下的系泊及航行安全要求，并應符合下列規(guī)定。

5.3.4.1設計水深的計算基準面應采用當?shù)乩碚撟畹统泵妗?/p>

5.3.4.2設計水深的確定應考慮以下因素影響：

（1）船型尺度及其他有關參數(shù)；

（2）潮位變化；

（3）波高、波周期及波向；

（4）風速分布及盛行風向；

（5）船舶升沉、橫搖和縱搖運動量；

（6）海床底質(zhì)堅硬程度及突出海床面障礙物；

（7）水下地形測量精度；

（8）設計年限內(nèi)因泥沙運動而產(chǎn)生的海床面變化。

5.3.4.3懸鏈錨腿式單點系泊的設計水深可按式（5.3.4-1）計算：

D=T+Z1+Z2+Z3+Z4+Z5（5.3.4-1）

式中D——設計水深（m）；

T——設計船型滿載吃水（m）；

Z1——龍骨下最小富裕深度（m），取1m；

Z2——風、波浪、流作用下船舶垂向運動量的最大值（m），根據(jù)數(shù)值

計算或物模試驗確定；

8

5選址與總平面布置

Z3——海底障礙物高度（m），根據(jù)海底管線、海底管匯的布置形式

確定，經(jīng)風險評估系泊船舶意外碰撞海底管匯的風險較小時，可

不考慮海底管匯高度的影響；

Z4——水下地形測量誤差（m），取0.3m；

Z5——備淤富裕深度（m），取設計使用年限內(nèi)的淤積量。

5.3.4.4規(guī)劃選址和可行性研究階段，當缺少相關資料時，設計水深可按式

（5.3.4-2）估算：

D=kT（5.3.4-2）

式中D——設計水深（m）；

k——設計水深系數(shù)，當波浪平均周期不大于8s時可取1.25～1.50，船

型較小或環(huán)境條件較差時應取大值；

T——設計船型滿載吃水（m）。

5.3.4.5當選址區(qū)域水深條件不能充分滿足滿載設計船型在設計作業(yè)環(huán)境工

況下的水深要求時，可適當限制船舶吃水。

5.3.5工作船泊位及陸域設施應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《海港總體設計規(guī)范》（JTS

165）和其他相關行業(yè)標準的有關規(guī)定。

5.3.6海底管線的布置應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《海底管道系統(tǒng)規(guī)范》（SY/T10037）

的有關規(guī)定。

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6裝卸工藝

6裝卸工藝

6.1一般規(guī)定

6.1.1懸鏈錨腿式單點系泊的工藝系統(tǒng)由浮筒上工藝設施、海底管匯、漂浮軟管

和水下軟管組成，其配置應根據(jù)系泊設施的特點和作業(yè)要求確定。

6.1.2懸鏈錨腿式單點系泊的工藝系統(tǒng)應具有防止泄漏、防止事故擴散和海洋環(huán)

境污染的安全措施。

6.2工藝系統(tǒng)

6.2.1懸鏈錨腿式單點系泊的工藝系統(tǒng)設計應符合下列規(guī)定。

6.2.1.1工藝流程應根據(jù)裝卸貨種、運量及船型、作業(yè)功能、物料特性等要求

進行設計，并應滿足裝卸船、吹掃等生產(chǎn)和檢修作業(yè)需要。

6.2.1.2工藝系統(tǒng)應與設計船型的裝卸能力及要求相適應。

6.2.1.3工藝系統(tǒng)應具備可排空或置換輸油軟管內(nèi)殘液的功能，不得直接排放。

6.2.1.4工藝設備和管道應滿足正常作業(yè)條件下的最大裝卸量的要求。物料在

管道中的設計流速，應經(jīng)技術經(jīng)濟比選后確定，并應控制在物料特性允許的靜電

安全流速范圍內(nèi)。油品管道設計流速不應大于4.5m/s。

6.2.1.5工藝系統(tǒng)應設置緊急情況下與船舶脫離的裝置。

6.2.1.6工藝系統(tǒng)應設置壓力和溫度儀表設施，必要時應設置安全保護裝置。

6.2.2懸鏈錨腿式單點系泊的工藝管道設計應符合下列規(guī)定。

6.2.2.1工藝管道布置應滿足工藝流程、安裝、操作和維修的要求。

6.2.2.2工藝管道的設計和材料選用應符合壓力、溫度、裝卸物料特性等工藝

條件和環(huán)境、荷載等條件的要求，并應符合國家現(xiàn)行標準的有關規(guī)定。

6.2.2.3工藝管道應進行應力分析，必要時應采取補償或補強措施。

6.2.2.4管道及其附件布置應便于工作人員操作和應急脫險。

6.2.3浮筒工藝管道應設置連接固定部分與旋轉部分的旋轉接頭，并應符合下列

規(guī)定。

6.2.3.1任何部件不應影響旋轉接頭在水平方向360゜自由旋轉。

6.2.3.2旋轉接頭的主要部件應符合防腐和耐磨要求。

6.2.3.3旋轉接頭管道接口所承受的外部荷載不應超過許用范圍。

10

6裝卸工藝

6.2.3.4旋轉接頭的旋轉中樞應裝設潤滑裝置。

6.2.3.5旋轉接頭應配備具有探測和報警功能的泄漏收集裝置。

6.2.4懸鏈錨腿式單點系泊的海底管匯工藝可由管道、管件、閥門、連接法蘭、

絕緣法蘭和清管裝置等構成，并應符合下列規(guī)定。

6.2.4.1海底管匯工藝應適應各工況荷載及變形的影響，并設置相應的約束支

架。

6.2.4.2海底管匯工藝應設置切斷閥，并宜具有遠程和手動操作功能。

6.3軟管

6.3.1軟管設計應符合下列一般規(guī)定。

6.3.1.1軟管應適應海洋環(huán)境下裝卸作業(yè)的需求，結構強度應滿足波浪和海流

等環(huán)境荷載作用要求，布置形式不得妨礙船舶航行。

6.3.1.2軟管結構形式應符合物料特性、外部極端環(huán)境、安裝條件、溫度、壓

力波動和船舶偏移量等因素的要求。

6.3.1.3軟管不應承受系泊荷載，并應采取防止污垢和摩擦等引起機械損傷的

保護措施。

6.3.1.4軟管應考慮壓力、軸向力和疲勞等因素。軟管容許軸向荷載應為最小

破壞荷載的1/3，破壞荷載由制造廠商確定。軟管設計壽命不應小于3年。

6.3.1.5軟管規(guī)格應根據(jù)水力計算確定。軟管設計流速不應大于21m/s，額定

工作壓力不應低于1.5MPa，并應能承受不低于1.5倍額定工作壓力的偶然壓力。

6.3.1.6軟管應滿足物料安全輸送的需要，應采用雙骨架結構，內(nèi)、外層應單

獨具備在正常操作下的額定承壓能力，并應設置泄漏監(jiān)測裝置。

6.3.1.7軟管管徑規(guī)格宜按下列尺寸系列選擇：DN150、DN200、DN250、DN300、

DN350、DN400、DN500、DN600。

6.3.1.8軟管單節(jié)長度規(guī)格宜按下列尺寸系列選擇：9.1m、10.7m、12.2m。

6.3.2水下軟管的設計除應符合第6.3.1條的規(guī)定外，還應符合下列規(guī)定。

6.3.2.1空管應能承受76m海水深度的靜水壓力。

6.3.2.2水下軟管彎曲半徑為4倍公稱直徑時，不應出現(xiàn)損壞或永久變形。

6.3.2.3水下軟管構型應適應懸鏈錨腿式單點系泊浮筒的運動和環(huán)境荷載，可

采用燈籠型、緩S型和陡峭S型，不同水下軟管構型如圖6.3.2所示。水下軟管

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6裝卸工藝

構型應通過水動力計算確定其適應性，并可根據(jù)水下軟管構型需要設置水下浮力

支撐結構。

（a）燈籠型（b）緩S型（c）陡峭S型

圖6.3.2水下軟管構型

6.3.3漂浮軟管可由主管、變徑管、尾管、接船管及閥門、盲法蘭、輔助起吊裝

置、快速接頭等輔助設備組成，漂浮軟管的設計除應符合第6.3.1條的規(guī)定外，

還應符合下列規(guī)定。

6.3.3.1接船管一端應安裝盲法蘭，并應設置輔助起吊裝置。可根據(jù)項目需要

設置快速接頭。每組漂浮軟管應配備快速雙向截斷閥。

6.3.3.2漂浮軟管與船舶集管法蘭連接應采取電氣絕緣措施，并宜選用不導電

尾管。

6.3.3.3接船管及尾管應適應跨越油輪欄桿時的彎曲變形。漂浮軟管彎曲半徑

為6倍公稱直徑時不應出現(xiàn)損壞或永久變形。

6.3.3.4漂浮軟管長度應結合浮筒運動量和設計船型尺度要求確定，長度可按

圖6.3.3及式（6.3.3）計算：

圖6.3.3漂浮軟管計算示意圖

Lz=L1+（L2+E）+（L3+L4）+H1+H2+L5+?（6.3.3）

式中Lz——漂浮軟管總長度（m）；

12

6裝卸工藝

L1——浮筒中心至系泊吊耳距離（m）；

L2——系泊纜和摩擦鏈的長度（m）；

E——系泊纜伸長量（m），可取L2值的22%；

L3——油輪船艏至船舶集管法蘭中心距離（m）；

L4——船舶集管法蘭中心至端部距離（m）；

H1——油輪最大干舷高度（m）；

H2——船舶集管法蘭高度（m）；

L5——船舷至船舶集管法蘭距離（m）；

?——設計富裕量（m），可取10m。

6.4通過能力

6.4.1懸鏈錨腿式單點系泊設計通過能力應根據(jù)靠泊船型的實際裝卸量、凈裝卸

作業(yè)及輔助作業(yè)時間、年可營運天數(shù)、泊位有效利用率等因素綜合確定，可按式

（6.4.1-1）~式（6.4.1-3）估算：

1

??=???（6.4.1-1）

∑

????

??????

???=?（6.4.1-2）

??+??+??

?

?=（6.4.1-3）

??

式中??——泊位設計通過能力（t/a）；

??——各類船舶年裝卸不同物料產(chǎn)品的數(shù)量占泊位年裝卸總量的百分

比（%）；

???——與αi相對應的泊位年通過能力（t/a）；

??——泊位年可營運天數(shù)（d）；

???——泊位有效利用率（%），可取55%~70%；

??——晝夜小時數(shù)，取24h；

G——設計船型的實際裝卸量（t）；

??——裝卸一艘船舶所需的凈裝卸時間（h），可根據(jù)同類單點系泊的營

運資料和船舶裝卸設備容量綜合考慮。

??——船舶的裝卸輔助作業(yè)、技術作業(yè)及船舶靠離泊時間之和（h）；

13

6裝卸工藝

??——候潮、候流或不在夜間進出航道和靠泊、離泊需增加的時間（h），

可根據(jù)船舶從進港到出港全過程的各個操作環(huán)節(jié)，繪制流程圖來

確定；

p——設計船時效率（t/h），按品種、船型、設備能力和營運管理等因素

綜合分析確定。

6.4.2懸鏈錨腿式單點系泊的凈裝卸作業(yè)??、裝卸輔助作業(yè)時間、技術作業(yè)和船

舶靠離泊時間之和??在無準確資料時可按表6.4.2-1～表6.4.2-2確定。

表6.4.2-1懸鏈錨腿式單點系泊凈裝卸時間

船舶噸級

5000080000100000120000150000200000250000300000

DWT（t）

凈裝船

12~1614~1715~1815~1816~20202020

時間（h）

凈卸船

17~1822~2524~2724~2726~3030~3535~5035~50

時間（h）

表6.4.2-2懸鏈錨腿式單點系泊部分單項作業(yè)時間

項目靠泊時間接管時間聯(lián)檢商檢拆管時間離泊時間

時間

1.0~1.51.0~1.51.0~2.51.0~2.50.5~1.00.5~1.0

（h）

14

7系泊系統(tǒng)

7系泊系統(tǒng)

7.1一般規(guī)定

7.1.1懸鏈錨腿式單點系泊的系泊系統(tǒng)應由浮筒、懸鏈錨腿、錨泊基礎和系泊纜

等設施組成，系泊系統(tǒng)的設計應進行水動力分析和系泊分析。

7.1.2水動力分析和系泊分析應采用數(shù)值模擬方法，必要時應采用物理模型試驗

驗證，模型試驗所模擬的系泊船、浮筒、懸鏈錨腿和軟管等的水動力特征應與實

際一致。

7.2荷載及荷載組合

7.2.1作用在懸鏈錨腿式單點系泊上的荷載可分為自重荷載、功能荷載、環(huán)境荷

載、地震荷載和意外荷載，并應符合下列規(guī)定。

7.2.1.1作用在懸鏈錨腿式單點系泊上的自重荷載應包括：

（1）結構自重；

（2）永久壓載和固定設備的自重；

（3）儲存的材料、設備、貨物等的自重。

7.2.1.2作用在懸鏈錨腿式單點系泊上的功能荷載應包括：

（1）人員荷載；

（2）設備荷載；

（3）安裝荷載。

7.2.1.3作用在懸鏈錨腿式單點系泊上的環(huán)境荷載應包括：

（1）靜水壓力；

（2）波浪荷載；

（3）海流荷載；

（4）風荷載；

（5）雪和冰荷載；

（6）溫度荷載。

7.2.1.4懸鏈錨腿式單點系泊應考慮地震荷載影響。

7.2.1.5懸鏈錨腿式單點系泊應考慮落物、碰撞、意外進水和爆炸等意外荷

載。

15

7系泊系統(tǒng)

7.2.2懸鏈錨腿式單點系泊的設計，應根據(jù)設計內(nèi)容和相應的設計工況考慮可能

發(fā)生的最不利荷載組合。

7.2.3作用在系泊船和單點系泊裝置上的風荷載可由計算分析確定，必要時應經(jīng)

模型試驗驗證，計算分析應符合下列規(guī)定。

7.2.3.1作用在系泊船和單點系泊裝置上的風荷載可按定常風荷載考慮，計算

風速應按1min平均最大風速取值。必要時也可按定常風荷載和風波動分量引起

的低頻風荷載考慮，定常風荷載的計算風速應按1h平均風速取值，低頻風荷載

應由適宜的陣風譜確定。

7.2.3.2風荷載應通過對每個受風面上的風荷載求和得到，受風面上的風荷載

可按式（7.2.3-1）計算：

??=????（7.2.3-1）

式中??——風荷載（kN）；

2

??——風壓（kN/m）；

2

??——受風面積，受風構件垂直于風向的投影面積（m）。

7.2.3.3浮式結構或單元上的風壓??可按式（7.2.3-2）~式（7.2.3-4）計算：

?32

??=0.610×10??????（7.2.3-2）

?1min=1.11?10min（7.2.3-3）

?1min=1.18?1?（7.2.3-4）

式中??——形狀系數(shù)，形狀系數(shù)應根據(jù)受風結構或單元的體型特征確定，

典型結構的形狀系數(shù)可按表7.2.3-1取值；

??——風壓高度變化系數(shù)，可按表7.2.3-2取值；

?w——設計風速，取海平面以上10m高度處1min平均最大風速；

?1min——1min平均最大風速；

?10min——10min平均最大風速；

?1h——1h的平均最大風速。

表7.2.3-1形狀系數(shù)

形狀??

圓柱體0.50

球體0.40

大平面（船殼、甲板室、平滑的甲板下表面）1.00

孤立結構（起重機、梁等）1.50

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7系泊系統(tǒng)

暴露的甲板下橫梁和桁材1.30

表7.2.3-2風壓高度變化系數(shù)

??

海平面以上的高度（m）

1min平均風速1h平均風速

0.0~15.31.001.00

15.3~30.51.181.23

30.5~46.01.311.40

46.0~61.01.401.52

7.2.3.4作用在系泊船上的定常風荷載可按附錄B估算。

7.2.4作用在系泊船和單點系泊裝置上的波浪荷載可由計算分析確定，必要時應

經(jīng)模型試驗驗證。計算分析應符合下列規(guī)定。

7.2.4.1波浪荷載應通過波譜確定，采用的波譜應與工程海域的波浪特性相一

致，在環(huán)境條件惡劣的淺水區(qū)域，應充分考慮波譜的譜寬和形狀。

7.2.4.2當構件截面特征尺度?與波長L的比值?/?≤0.2時為小尺度構件，

?/?>0.2時為大尺度構件。小尺度構件的波浪力可按式（7.2.4-1）~式（7.2.4-3）

計算：

?=??+??（7.2.4-1）

1

?=???D|????|(????)（7.2.4-2）

?2??

ππ

?=????2(?????)+???2??

?4??4?

π

=???2(???????)（7.2.4-3）

4???

式中?——小尺度構件垂直于其軸線方向單位長度上的波浪力（kN/m）；

??——速度力（kN/m）；

??——慣性力（kN/m）；

33

???——海水密度（t/m），取1.025t/m；

??——速度力系數(shù),對圓形構件，可取0.6～1.2；

?——構件特征尺度（m），圓形構件取直徑，錨鏈取公稱錨徑；

?——垂直于構件軸線的水質(zhì)點速度分量（m/s），當考慮海流與波浪

聯(lián)合作用時，?為波浪水質(zhì)點的速度矢量與海流速度矢量之和在

垂直于構件方向上的分量；

??——垂直于構件軸線的構件速度分量（m/s）；

17

7系泊系統(tǒng)

??——附加質(zhì)量系數(shù)；

??——垂直于構件軸線的水質(zhì)點加速度分量（m/s2）；

??——垂直于構件軸線的構件加速度分量（m/s2）；

??——附加慣性力系數(shù)，??=1+??，對圓形構件，可取1.3～2.0。

7.2.4.3懸鏈錨腿式單點系泊水下系泊構件的速度力系數(shù)和慣性力系數(shù)應由模

型試驗確定，當缺乏相關數(shù)據(jù)時，典型構件可按表7.2.4-1～表7.2.4-2取值。

表7.2.4-1速度力系數(shù)

纜索類型橫向切向

有檔錨鏈2.601.40

無檔錨鏈2.401.15

水下軟管1.20/

表7.2.4-2慣性力系數(shù)

纜索類型橫向切向

錨鏈2.001.50

水下軟管1.80/

7.2.4.4作用在系泊船或大尺度構件上的波浪力及波浪運動響應，應采用勢流

波浪運動學理論確定，波浪荷載應包括一階波頻力、二階低頻力和平均波漂力。

7.2.5作用在系泊船和單點系泊裝置上的海流荷載應由計算分析確定，必要時應

經(jīng)模型試驗驗證。計算分析應符合下列規(guī)定。

7.2.5.1作用在系泊船和單點系泊裝置上的海流荷載可按定常荷載考慮。

7.2.5.2作用在浮筒、系泊錨鏈、水下軟管或其他水下構件上的海流荷載可按

式（7.2.5）計算：

1

?=?????|?|（7.2.5）

?2?????

式中??——海流荷載（kN）；

33

???——海水密度（t/m），取1.025t/m；

??——速度力系數(shù)，圓形構件可取0.6～1.2；

2

??——構件垂直于海流方向的投影面積（m）；

??——海流流速（m/s）。

7.2.5.3作用在系泊船上的海流荷載可按附錄C估算。

18

7系泊系統(tǒng)

7.2.6波浪荷載、海流荷載應考慮海洋生物的影響，應根據(jù)海洋生物的生長情況

對構件重量、直徑和速度力系數(shù)進行修正。

7.2.7懸鏈錨腿式單點系泊上的其他荷載可按現(xiàn)行行業(yè)標準《港口工程荷載規(guī)范》

（JTS144）的有關規(guī)定確定。

7.2.8系泊分析的環(huán)境荷載應考慮可能的最不利方向組合，并應根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境條

件確定風、波浪和流的夾角，環(huán)境荷載方向組合如圖7.2.8所示。當資料不足時

可按下列環(huán)境荷載方向組合考慮。

7.2.8.1系泊分析應考慮風、波浪和流之間的共線和非共線方向組合。

7.2.8.2非共線的環(huán)境條件方向至少應考慮以下組合情況：

（1）風和流共線，且都與波浪成30°夾角；

（2）風與波浪的夾角為30°，流與波浪的夾角為90°。對于波浪條件為控

制條件的情況，流和波浪之間的角度間隔可小于90°，但不應小于45°。

圖7.2.8環(huán)境荷載方向組合

7.2.8.3懸鏈錨腿式單點系泊受風速、風向急劇變化的陣風影響時，系泊分析

應采用時域動力分析方法，風速、風向的時域過程宜根據(jù)實測資料分析確定。

7.3系泊分析

7.3.1懸鏈錨腿式單點系泊的設計應進行系泊分析，系泊計算分析的內(nèi)容應包括：

（1）系泊船和浮筒的運動量、偏移量分析；

（2）錨鏈長度分析；

（3）錨鏈張力、系泊纜張力分析；

（4）錨泊基礎外荷載分析；

（5）錨鏈疲勞分析。

7.3.2懸鏈錨腿式單點系泊的系泊分析應符合下列要求。

19

7系泊系統(tǒng)

7.3.2.1系泊分析應包括完整條件和一根錨腿破斷或失效的破損條件，并應考

慮以下設計工況：

（1）完整條件設計作業(yè)環(huán)境工況；

（2）完整條件設計極端環(huán)境工況；

（3）破損條件設計作業(yè)環(huán)境工況；

（4）破損條件設計極端環(huán)境工況。

7.3.2.2系泊分析中應考慮系泊船裝載狀況變化的影響，至少應考慮系泊船壓

載和滿載兩種裝載狀況。

7.3.2.3系泊分析應采用極端高水位、極端低水位以及之間的不利水位與相應

環(huán)境荷載組合。

7.3.3當波浪周期遠小于系泊船縱蕩、橫蕩、艏搖運動的固有周期時，可不考慮

系泊系統(tǒng)質(zhì)量及彈性對一階波頻運動的影響。

7.3.4系泊分析可根據(jù)具體情況選擇準靜力分析方法、頻域動力分析方法或時域

動力分析方法，所采用的系泊分析方法應能準確反映系泊體系的運動和張力響應，

詳細設計階段宜采用時域動力分析方法。

7.3.5當采用準靜力分析方法時，錨鏈、系泊纜的最大張力可根據(jù)系泊系統(tǒng)平均

偏移處的靜剛度及偏移量幅值確定，系泊系統(tǒng)的靜剛度可按懸鏈理論確定。

7.3.6采用頻域動力分析方法進行系泊分析時，系泊船、浮筒的最大偏移量可按

式（7.3.6-1）和式（7.3.6-2）計算，并取其較大值：

（）

XmaxXXmax,lfX13,wf7.3.6-1

XXXX（7.3.6-2）

max13,lfmax,wf

式中????——最大偏移量（m）；

??——平均偏移（m）；

????,lf——低頻運動最大單幅值（m）；

?1/3,??——波頻運動有效單幅值（m）；

?1/3,??——低頻運動有效單幅值（m）；

????,??——波頻運動最大單幅值（m）。

7.3.7當采用頻域動力分析方法時，錨鏈、系泊纜的最大張力可按式（7.3.7-1）

和式（7.3.7-2）計算，并取其較大值：

（）

TmaxTTmax,lfT13,wf7.3.7-1

TTTT（7.3.7-2）

max13,lfmax,wf

20

7系泊系統(tǒng)

式中????——錨鏈或系泊纜的最大張力（kN）；

??——錨鏈或系泊纜的平均張力（kN）；

????,??——由頻域分析方法確定的最大低頻張力（kN）；

?1/3,??——由頻域分析方法確定的有效波頻張力（kN）；

?1/3,??——由頻域分析方法確定的有效低頻張力（kN）；

????,??——由頻域分析方法確定的最大波頻張力（kN）。

7.3.8當采用時域動力分析方法時，模擬時長不應小于3小時，系泊船、浮筒的

最大偏移量和錨鏈、系泊纜的最大張力應根據(jù)時域計算結果統(tǒng)計確定。

7.3.9懸鏈錨腿式單點系泊的最大允許偏移量應符合下列規(guī)定。

7.3.9.1系泊系統(tǒng)達到最大偏移量時，水下軟管變形應滿足使用要求。

7.3.9.2當錨泊基礎不能承受上拔力時，錨鏈應有足夠的長度，系泊系統(tǒng)達到

最大偏移量時，錨泊基礎處錨鏈應仍保持與海底相切。

7.3.10懸鏈錨腿式單點系泊錨鏈張力的安全系數(shù)應按式（7.3.10）計算，最小安

全系數(shù)應符合表7.3.10的要求。

?

?=c?（7.3.10）

?????

式中?——安全系數(shù)；

???——錨鏈最小破斷力（kN），應考慮腐蝕及磨損的影響，單面平均

腐蝕及磨損量不宜小于0.2mm/a；

?????——由系泊分析確定的最大錨鏈張力（kN）。

表7.3.10錨鏈張力最小安全系數(shù)

設計工況準靜力分析動力分析

完整條件設計作業(yè)工況2.702.25

完整條件極端環(huán)境工況2.001.67

破損條件設計作業(yè)工況1.801.57

破損條件極端環(huán)境工況1.431.25

7.3.11懸鏈錨腿式單點系泊系泊纜的安全系數(shù)應按式（7.3.11）計算，最小安全

系數(shù)應符合表7.3.11的要求。

?

?=??（7.3.11）

?????

式中?——安全系數(shù)；

???——系泊纜最小破斷力（kN）；

21

7系泊系統(tǒng)

?????——由系泊分析確定的最大系泊纜張力（kN）。

表7.3.11系泊纜張力最小安全系數(shù)

2根系泊纜2.50

1根系泊纜1.67

7.3.12懸鏈錨腿式單點系泊錨泊基礎的最大荷載應按式（7.3.12-1）和式

（7.3.12-2）計算：

?=??????????（7.3.12-1）

?=???（7.3.12-2）

式中?——錨泊基礎的最大荷載（kN）；

?????——系泊分析確定的最大錨鏈張力（kN）；

?——錨鏈單位長度浮重量（kN/m），取0.87倍錨鏈水上重量；

?——水深（m）；

?——錨鏈與海底的摩擦力（kN）；

f——錨鏈與海底的靜摩擦系數(shù)，取1.0；

L——相應工況條件下錨鏈與海底的接觸長度（m）。

7.3.13懸鏈錨腿式單點系泊的錨鏈應進行疲勞分析，并應符合下列規(guī)定。

7.3.13.1疲勞壽命應結合工程區(qū)的長期環(huán)境條件分布經(jīng)計算確定，長期環(huán)境

條件分布可由離散的設計工況及年出現(xiàn)概率表示。疲勞壽命不應小于系泊系統(tǒng)設

計使用年限的3倍。

7.3.13.2疲勞分析所采用的T—N曲線應由試驗確定，當缺少條件時，普通鏈

環(huán)可按式（7.3.13-1）采用，錨鏈各連接鏈環(huán)的疲勞強度不應小于普通鏈環(huán)。

???=?（7.3.13-1）

式中?——許用循環(huán)次數(shù)；

?——錨鏈張力范圍與破斷強度比值，錨鏈破斷強度應考慮腐蝕及磨損

的影響，可取0.5倍設計使用年限內(nèi)的腐蝕及磨損量；

?——T—N曲線斜率，錨鏈取3.0；

?——T—N曲線截距，無檔錨鏈取316，有檔錨鏈取1000。

7.3.13.3疲勞分析應采用動力分析方法或模型試驗確定張力范圍。

7.3.13.4對每一根錨鏈，應計算其在每一疲勞計算設計工況下的張力響應幅，

并按式（7.3.13-2）和式（7.3.13-3）計算年疲勞累積損傷率及疲勞壽命：

22

7系泊系統(tǒng)

?????

?=∑?=1??∑?=1（7.3.13-2）

???

1

?=（7.3.13-3）

?

式中?——年疲勞累積損傷率；

m——疲勞計算設計工況數(shù)；

??——第j設計工況年出現(xiàn)概率；

n——第j設計工況條件下統(tǒng)計的應力范圍組次數(shù)；

??——第i張力范圍的循環(huán)作用次數(shù)；

??——在第i張力范圍下，由T—N曲線確定的許用循環(huán)次數(shù)；

?——疲勞壽命（年）。

7.4浮筒

7.4.1懸鏈錨腿式單點系泊浮筒的材料、焊接、結構和穩(wěn)性等應根據(jù)使用要求、

環(huán)境特點、制造工藝、施工安裝流程等合理確定，并應符合安全、經(jīng)濟、耐久及

便于維護的原則。

7.4.2浮筒所采用的鋼材應符合現(xiàn)行國家標準《船舶及海洋工程用結構鋼》（GB

712）的有關規(guī)定。

7.4.3浮筒結構構件類型應按照其失效后果的嚴重性，分為特殊構件、主要構件

和次要構件，構件的鋼材等級應由構件所處位置的最低設計溫度、構件類型和構

件厚度共同決定，并應按表7.4.3確定。

表7.4.3構件厚度限值（mm）

最低設計溫度(°C)

構件類型鋼材等級

100-10-20-30

D3530252015

E7060504030

特殊構件AH1510———

DH3025201510

EH6050403020