关于支线集装箱船货舱装载多种箱型的研究
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作者:连晓东 方永红 陈莉 余莹屏
摘 要：常规集装箱船的货舱内通常只装载国际标准的20ft及40ft的集装箱。集装箱舱内装载较甲板面装载更为可靠，同时舱内的重箱装载的限制较甲板面装载更低，因此研究货舱内装箱的多样性具有着积极的意义。本文通过多种集装箱船型的设计经验，结合集装箱船总体及绑扎系统设计，对货舱多种箱型装载的可能性进行研究及分析，为今后支线集装箱船装载多种箱型的设计提供参考。
关键词：集装箱船;货舱;装载
中图分类号：U674.14 文獻标识码：A
Abstract： Cargo holds of conventional container vessels usually contain only 20 feet and 40 feet of containers of international standards. The container loading in cargo holds are more reliable than that on decks， and the loading limit of heavy container in cargo holds is lower than that on decks. Therefore， it is of positive significance to study the diversity of container loading in cargo holds. Based on the design experience of various types of container vessels and the overall design of container ships and lashing system， this paper studies and analyzes the possibility of multi-type container loading in cargo holds.
Key words： Container vessel; Cargo hold; Loading; Design
1 前言
支线集装箱船的特征，主要体现在三大方面：装运冷藏集装箱的能力;危险品运输的能力;各种规格集装箱的装载能力。装载各种规格集装箱的能力和灵活性，是衡量集装箱船的经济性和市场竞争力的首要指标。本文主要研究支线集装箱船的货舱装载各种规格箱型的能力，以求在市场上更具有竞争力。
常规集装箱船的货舱内通常只装载国际标准的20 ft及40 ft的集装箱。根据资料显示，每天有500～600万个集装箱同一时间在海上运输，其中约有2000个集装箱因为不当绑扎而在海上丢失，对货主及运营方造成经济损失。集装箱船舱内的装载较甲板面装载更为可靠，同时舱内的重箱装载的限制较甲板面装载要求更低。因此，货舱内装箱的多样性、经济性一直是船东、船厂及设计公司追求的目标。我司近年完成交付的产品中就出现要求货舱装载45 ft、30 ft标准集装箱以及2 500 mm宽度集装箱等非常规箱型的船型。本文介绍货舱非常规箱型装载设计，为今后支线集装箱船多样化的设计提供参考及借鉴作用。
2 货舱内常规集装箱绑扎系统
2.1 集装箱箱型及尺寸
集装箱通常分为国际标准集装箱（即ISO箱）、地区标准集装箱（即国家标准箱，如欧标宽箱）、公司标准集装箱（如CPC箱是美国Bell lines公司标准箱型）。目前广泛使用的集装箱为20 ft及40 ft的集装箱，高度为8’6”及9’6”。甲板面装箱因不受舱壁、舱长等因素限制，且甲板面集装箱固定方式较为灵活，装箱的灵活性大为增加，除20 ft及40 ft的集装箱外，30 ft箱、45 ft箱及欧标宽箱都为甲板面常见的箱型。
值得注意的是：许多公司的标准箱及地区标准箱，虽然其箱宽与ISO标准箱不同，但可以与ISO箱共用箱脚，以便混装;同时方便各个港口统一吊具的吊装;但公司标准箱及地区标准箱的外轮廓尺寸，与ISO标准箱存在一定的差异。
2.2 集装箱堆放要求
根据规范要求，集装箱无论在甲板或在舱内堆放都需为纵向布置，如非纵向布置需经船级社特别认可。通常一个40’箱位上可混装两个20’集装箱，两箱间隙为76 mm，如图1所示。
2.3 货舱内常规集装箱绑扎系统
货舱内集装箱固定最常用的方式为：40’端部固定导架及固定堆锥 + 20’间隙分箱块模式。
舱内设置40’集装箱固定导架：由角钢或钢板组合成的导架按箱宽度布置在横向壁上，通过板将力传递至横舱壁上;40’箱底部设置固定堆锥、20’箱间隙处设置分箱块、纵壁上布置纵壁导向板;舱内集装箱堆采用自动扭锁，在码头将扭锁装入集装箱箱脚，吊装至货舱后与舱内下一层集装箱自动锁死。此种舱内集装箱固定方式最为普遍，见图2及图3。
舱内设置40’集装箱固定导架，通常最大可堆放8层集装箱;兼顾20’箱及40’箱，能够适应货舱同时混装不同高度的20’箱及40’箱;每堆集装箱可以独立装卸，因此装卸箱的速度很快。这种集装箱的固定及绑扎形式满足OSHA规范要求。
3 货舱内非常规集装箱绑扎系统 如上所述，货舱内常规集装箱导架通常按照40’集装箱的宽度及长度设置，但如果需要在舱内可以同时装载30’、40’、45’集装箱，则通常采用活动导轨，如图4所示。但这种整体横舱壁形式的舱内活动导架，体积和重量大、安装及拆卸耗费时间多、占用空間大，影响船舶装箱量及载重量。
通常货舱内集装箱导架间距为按ISO标准2438mm箱宽制定，两侧增加各11 mm间隙余量。但非标准箱型的宽箱为2 500 mm或2 600 mm，为了满足要求，则导架的与分箱块的设计需兼顾两种箱宽。
3.1 轴接式舱内导轨架
将固定导架采用片体连接、背后轴撑及耳板采用螺栓固定，其优点是占用空间小、重量较轻。轴接式舱内活动导架利用轴撑活动导轨，使导轨既可以服务于40’及20’箱，又可以拆除轴撑后将导轨采用耳板及螺栓安装于横向舱壁上，使导轨可以服务于45’箱，如图5所示。
3.2 舱内加长式固定导轨架
将导架板加长，其优点是安装45’或40’箱时都不需要拆装移动导架，节省运货周期、不占存储空间;缺点是较可拆式及轴接式导架重量较重，减少了船舶载重量，见图6所示。
3.3 舱内宽箱装载方案
选取Bell Lines 2 500 mm宽度集装箱做方案介绍：Bell lines 2 500 mm宽集装箱宽度在箱柱及箱脚处收小，即整体箱宽为2 500 mm， 但箱脚柱体处宽度为2438 mm，因此导架可以按2 438 mm宽度设计，但分箱块设计需要灵活，可同时满足2 438 mm箱及2 500 mm箱的装载需求。舱内2 500 mm宽箱及2 438 mm宽箱的装载状态，箱与导架以及分箱块设计如图7所示。由于2 500宽箱箱脚处仍为2 438 mm宽，导架和堆锥设计按原ISO箱脚落脚状况设计;分箱块的设计需兼顾20’、40’、2 500 mm宽箱，因此采用可拆卸式分箱块，增加分箱块适配件，分箱块加适配件的宽度适用于ISO标箱，将分箱块适配件取下，则分箱块宽度适用于2500 mm宽箱。
4 结束语
集装箱船自1956年问世以来，为世界的物流和贸易带来了极大的便捷。随着集装箱箱型及货运要求的不断变化，集装箱船的设计也更加多元化。黄埔文冲船厂作为支线集装箱船的国际知名企业，接触到各种航线及船东对支线箱船的设计要求，以上为支线集装箱船设计过程中碰到的货舱多种箱型装载的案例。在集装箱船设计初期，我们结合总图分析各类箱形的尺寸及箱形的堆放绑扎要求，连同绑扎设计公司设计出符合船东需求的装箱方案，同时满足CSS CODE规范及澳码公约的要求。希望本文可以给各同行的设计起到参考和启发作用。
参考文献
[1] 陈小剑主编. 船舶货物布置与系固 [M]. 上海： 上海交通大学出版社，2011.
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