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滾裝船
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滾裝船(Roll-on/Roll-off ship,Ro-Ro ship)也被稱為"開上開下"船,是一種專門用于運(yùn)輸貨物的船舶,利用運(yùn)貨車輛或牽引車來(lái)裝載和卸載貨物。它可以運(yùn)輸各種輪式貨物,如汽車、摩托車、卡車、半掛車、公共汽車、拖車和火車車廂等,也可以裝運(yùn)坦克、火炮、車輛和裝甲裝備。滾裝船多用于運(yùn)輸國(guó)際短途滾裝貨物,主要在地中海、波羅的海和北海航行。

滾裝船是一種有效的貨物裝卸方式,通過(guò)內(nèi)置或岸上的坡道或渡輪滑道,實(shí)現(xiàn)貨物的快速裝卸,每小時(shí)可達(dá)1000~2000噸,并實(shí)現(xiàn)了從發(fā)貨單位到收貨單位的“門——門”直接運(yùn)輸,減少了運(yùn)輸過(guò)程中的貨損和差錯(cuò)。它通常用于大型海船和小型渡輪,以短距離運(yùn)輸為主,如跨河流。滾裝船配置多層連續(xù)甲板和各種滾裝設(shè)備,能夠靈活地進(jìn)行貨物裝載。相比其他船舶類型,滾裝船具有以下優(yōu)點(diǎn):高效的貨物裝卸能力、便利的水陸聯(lián)運(yùn)以及對(duì)碼頭設(shè)備要求較低。

滾裝船這一概念最初源自軍用坦克或車輛登陸艇,滾裝船的發(fā)展始于第二次世界大戰(zhàn)之后。英國(guó)利用退役的登陸艇,將可以直接登陸上岸的車輛裝載,開辟了一條從英國(guó)通往德國(guó)漢堡的航線。盡管用登陸艇運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性差,沒(méi)有推廣價(jià)值,但是,這卻是在交通運(yùn)輸史上具有劃時(shí)代意義的事件,因?yàn)橛纱嗽诤Q筮\(yùn)輸方式中開創(chuàng)了新的形式——滾裝運(yùn)輸隨后,世界上第一艘滾裝船“彗星”號(hào),是美國(guó)于1958年建造的。直到1966年,丹麥才建成了北歐第一艘滾裝船“蘇墨賽特”號(hào)。由于北歐地區(qū)海岸的潮差較小,公路運(yùn)輸網(wǎng)稠密,利用滾裝船可構(gòu)成海上運(yùn)輸和公路運(yùn)輸?shù)募蛇\(yùn)輸系統(tǒng),所以滾裝船在北歐迅速發(fā)展。如今,滾裝船已成為世界范圍內(nèi)遠(yuǎn)洋和內(nèi)陸運(yùn)輸中不可或缺的一類船舶。

簡(jiǎn)史

第一代(1950年以前)

19世紀(jì)30年代,英、美等國(guó)就開始用船運(yùn)送軌道車輛跨越江河,以“Leviathan”號(hào)為代表的具有現(xiàn)代技術(shù)特征的火車渡輪,1850年投入蘇格蘭的Granton—Burntisland航線上營(yíng)運(yùn)。1849年,蘇格蘭第一艘鐵路輪渡由愛(ài)丁堡和北方鐵路工程師Thomas Bouch設(shè)計(jì)制造,跨越Granton和Bumtisland外河口。自英國(guó)蘇格蘭福思灣于1850年開通第一條鐵路輪渡線以來(lái),鐵路輪渡受到了許多國(guó)家的重視,被稱為“藍(lán)色高速公路”。

第二次世界大戰(zhàn)后,英國(guó)曾用退役的登陸艇開辟條通往德國(guó)漢堡的定期航線,裝載貨物的車輛可直接登上陸岸。盡管用登陸艇運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性差,沒(méi)有推廣價(jià)值,但是,這卻是在交通運(yùn)輸史上具有劃時(shí)代意義的事件,因?yàn)橛纱嗽诤Q筮\(yùn)輸方式中開創(chuàng)了新的形式滾裝運(yùn)輸。第1代集裝箱船出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代人們?cè)谑褂眉b箱船過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)裝卸集裝箱并不方便,要?jiǎng)佑迷S多吊貨裝置和起重設(shè)備。人們?cè)O(shè)想將集裝箱的裝卸方式改為用運(yùn)貨車輛直接上下集裝箱船,將貨物裝卸方式從吊上吊下改為水平方向的作業(yè)。

第一次世界大戰(zhàn)期間,火車渡輪服務(wù)得到廣泛使用,并在運(yùn)輸戰(zhàn)爭(zhēng)物資和軍隊(duì)方面發(fā)揮了重要作用。第一次世界大戰(zhàn)中,1914年政府責(zé)令英國(guó)各個(gè)分散的鐵路公司,在戰(zhàn)時(shí)鐵路執(zhí)行委員會(huì)的指導(dǎo)下統(tǒng)一運(yùn)營(yíng),組織軍隊(duì)和物資的運(yùn)輸。

在1914年8月,英國(guó)皇家海軍把在英吉利海峽營(yíng)運(yùn)的3艘航速較高的渡輪“恩加丹”號(hào)、“里維?!碧?hào)和“女皇”號(hào)改裝成了水上飛機(jī)母艦使用,每艘可搭載3架水上飛機(jī),雖然搭載的飛機(jī)不多但航速很快,達(dá)到21節(jié),足以隨同艦隊(duì)作戰(zhàn)。

1930年丹麥大貝特爾海峽首次出現(xiàn)了滾裝運(yùn)輸,滾裝船真正的萌芽開始于第二次世界大戰(zhàn)之后,英國(guó)用退役的登陸艇裝載可以直接登陸上岸的車輛開拓了一條從英國(guó)通向德國(guó)漢堡的航線。

第二代(1950年代至1980年代)

到了20世紀(jì)60年代末,日本生產(chǎn)的汽車大批量出口美國(guó),需要相應(yīng)的船舶完成此項(xiàng)任務(wù),在集裝箱船基礎(chǔ)上促使一種兼運(yùn)汽車和散貨的滾裝船問(wèn)世并投入運(yùn)營(yíng)。

1954年10月,“泛大西洋”輪船公司又將一艘C-2型油船改裝成滾裝船,航行于波多黎各航線,從而出現(xiàn)了專用集裝箱船。1956年4月,美國(guó)海陸公司的前身“泛大西洋”輪船公司將一艘T-2型油船改裝設(shè)置了用以在甲板卜裝載集裝箱的平臺(tái),一次載運(yùn)60個(gè)集裝箱航行在紐約——休斯敦航線。1956年第二次中東戰(zhàn)爭(zhēng)之后,滾裝船成為近海運(yùn)輸?shù)闹饕\(yùn)載工具。

世界上第一艘滾裝船“彗星”(Comet)號(hào),是美國(guó)于1958年建造的,可裝載300輛汽車,船的兩舷及船尾均有開口,共有5個(gè)跳板,供車輛上下船,使用效果良好。滾裝運(yùn)輸體系初步形成,現(xiàn)代滾裝運(yùn)輸體系的發(fā)展也促進(jìn)了滾裝碼頭的革新。

1959年在澳大利亞墨爾本塔斯曼尼亞航線,1960年在美國(guó)紐約杰克森維爾航線營(yíng)運(yùn),一開始滾裝船發(fā)展十分緩慢,并不引起航運(yùn)界和造船界的注意,直到1967年十年的時(shí)間僅有100艘32.5萬(wàn)總噸。直到1966年,丹麥建成了北歐第一艘滾裝船“蘇墨賽特”號(hào),使得滾裝船在波羅的海上開始使用,并快速擴(kuò)大到北海以及地中海。

直到1966年,丹麥建成了北歐第一艘滾裝船“蘇墨賽特”號(hào),使得滾裝船在波羅的海上開始使用,并快速擴(kuò)大到北海以及地中海。1967年以后,瑞典、法、德、芬、挪、英諸國(guó)都陸續(xù)建滾裝船,載重量約為10000t,航速20kn~24kn,尾部設(shè)直跳板供拖車上下,是第一代船型。到60年代后期,由于集裝箱運(yùn)輸迅速發(fā)展遍及第二世界,隨之滾裝船相應(yīng)得到發(fā)展,至1970年初已達(dá)444艘186.1萬(wàn)總噸比1967年艘數(shù)增加了四倍多,噸位增加了將近6倍。

20世紀(jì)70年代,國(guó)際航運(yùn)界從20世紀(jì)70年代就已經(jīng)意識(shí)到滾裝船上車輛系固問(wèn)題的重要性,并進(jìn)行了一系列提高滾裝運(yùn)輸安全性的研究與應(yīng)用。汽車滾裝船的發(fā)展還屬于初期階段,汽車載車量約為2000輛左右,甲板層數(shù)也不是很多,最多只有3層,載車量也不大。中國(guó)的滾裝運(yùn)輸起始于同時(shí)期后期,1977年中國(guó)在瓊州海峽首先開辟海安至??诘能嚳蜐L裝船航線。日本豐田汽車、本田技研工業(yè)等眾多日本汽車企業(yè)的產(chǎn)品相繼出口海外,為了配合日本汽車企業(yè)的運(yùn)送需求,日本“海運(yùn)三社”的汽車滾裝船運(yùn)輸業(yè)務(wù)也開始走向世界。

第三代(1980年代以后)

到了20世紀(jì)80年代,開始出現(xiàn)小規(guī)模的滾裝船接卸汽車,滾裝船的載車量達(dá)到5000輛左右,甲母質(zhì)層高度提高到2.4m,甲板層數(shù)躍升至11層。滾裝船整體設(shè)計(jì)的核心專利在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)出現(xiàn),該專利(JP1982086356)提供了一種早期滾裝船的船體概念模型,提出滾裝船包括外部船體結(jié)構(gòu)和形成用于滾裝貨物單元的貨艙,且設(shè)定了各個(gè)貨艙壁之間的距離。美國(guó)海軍在這個(gè)時(shí)期開始對(duì)深海滾裝船過(guò)駁系統(tǒng)開始進(jìn)行研究,并且在這個(gè)時(shí)期進(jìn)行了多次試驗(yàn)。

1982年馬爾維納斯群島戰(zhàn)爭(zhēng)期間,為加強(qiáng)空中力量,補(bǔ)充戰(zhàn)機(jī)損耗,英國(guó)采取緊急措施,采用2艘大型集裝箱船(“天文學(xué)家”號(hào)和“競(jìng)爭(zhēng)者·巴贊特”號(hào))和2艘滾裝船(“大西洋運(yùn)送者”號(hào)、“大西洋堤道”號(hào))在一個(gè)星期內(nèi)改裝成簡(jiǎn)易直升機(jī)航母,從英國(guó)本土向馬島戰(zhàn)區(qū)輸送了大約70架直升機(jī)和24架鷂式垂直起降殲擊機(jī),既加強(qiáng)了空中力量,又支援了登陸作戰(zhàn),為馬島戰(zhàn)爭(zhēng)勝利發(fā)揮了重要作用。

1982年2月,一艘滾裝船Mekhanik Tarasov輪在大西洋航行中,遇12級(jí)風(fēng)、18米高巨浪沉沒(méi)。1982年“European Gateway”號(hào)客貨滾裝船與“Speedlink Vanguard”號(hào)客貨滾裝船相撞,造成很大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。國(guó)際海事組織曾對(duì)1965年至1982年間的341艘滾裝船事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,其中,碰撞占24%,機(jī)損占17%,觸礁擱淺占17%,貨物移動(dòng)和操作過(guò)失占16%,起火和爆炸占14%。英國(guó)Lancaster大學(xué)的水上實(shí)驗(yàn)室和瑞典的Mariterm Institute AB.這兩個(gè)歐洲海運(yùn)科研機(jī)構(gòu),開始關(guān)注滾裝船海難事故的發(fā)生原因研究,它們認(rèn)為主要原因是貨物移動(dòng)。

在這個(gè)時(shí)期,英國(guó)學(xué)者首先提出在船舶安全監(jiān)管領(lǐng)域綜合安全評(píng)估(Formal Safety Assessment FSA)方法,經(jīng)過(guò)應(yīng)用取得了不錯(cuò)的成效,后來(lái)FSA逐步在滾裝船安全評(píng)估的得到應(yīng)用。英國(guó)于1980-1990年期間在船舶安全管理中提出了應(yīng)用綜合安全評(píng)估(Formal Safety Assessment,FSA)方法,并聯(lián)合其他國(guó)家對(duì)滾裝船和散貨船的安全評(píng)估使用FSA。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代,國(guó)際海事組織imo)在1995年11月的SOLAS修正案中對(duì)滾裝船進(jìn)行了明確的定義,“滾裝船是指具有一層或者多層封閉或開敞甲板的船舶,貨艙能夠貫穿船舶全長(zhǎng)并能在水平方向裝卸貨物,包括散裝貨物和包裝貨物等。滾裝船船體建造技術(shù)的核心專利由瓦特西拉股份公司提出,該專利(NO19821701A)提出了外殼結(jié)構(gòu)建造方法和內(nèi)部艙室的建造長(zhǎng)度。這個(gè)時(shí)期,汽車滾裝船的最大載車量達(dá)到了8000輛以上,汽車滾裝船呈現(xiàn)出大型化、專門化快速發(fā)展的良好態(tài)勢(shì)。全球范圍內(nèi)有德國(guó)、法國(guó)芬蘭、丹麥、波蘭韓國(guó)、日本和中國(guó)都建造過(guò)滾裝船。

1994年,因?yàn)槭组T的鎖緊和定位裝置被波浪砰擊載荷打斷,愛(ài)沙尼亞號(hào)滾裝船在芬蘭附近海域沉沒(méi),900多人在這場(chǎng)事故中喪生。1999年中國(guó)山東煙臺(tái)“11·24”海難(“大舜”號(hào)滾裝船沉沒(méi)),是中國(guó)20世紀(jì)90年代最大的一次海難。“大舜”號(hào)滾裝船在煙臺(tái)附近海域翻沉,船上共有旅客、船員302人,其中280人遇難或失蹤,直接經(jīng)濟(jì)損失9000萬(wàn)元人民幣。

在1998年的MSC會(huì)議上,英國(guó)提議針對(duì)散貨船的FSA研究開展國(guó)際性合作。英國(guó)在1998~2004年間,新建6艘軍用大型快速滾裝船,大大提高了海上快速投送能力。第三代滾裝船主要表現(xiàn)為電力推進(jìn)系統(tǒng)的火車滾裝船,服務(wù)航速多為20Kn。

第四代(21世紀(jì)時(shí)期)

2000年后,由于航運(yùn)經(jīng)濟(jì)的大量發(fā)展,滾裝船的需求也越來(lái)越多,這對(duì)滾裝船的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。船舶呈現(xiàn)大型化、重型化的趨勢(shì),從而提高了碼頭通過(guò)能力。從全球?qū)@暾?qǐng)態(tài)勢(shì)的角度分析,2003年之前為滾裝船技術(shù)緩慢發(fā)展期,2003年之后開始步入技術(shù)快速發(fā)展期。2008年,ISO對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了重新審核。

日本的最大的海運(yùn)公司之一日本海運(yùn)株式會(huì)社株式會(huì)社,于2005年、2008年、2012年陸續(xù)完工了三艘太陽(yáng)能輔助動(dòng)力滾裝船,分別為“Euphony Ace”“Swift Ace”和“Emerald Ace”號(hào)。2006年和2010年,美國(guó)軍隊(duì)采用一艘重型運(yùn)輸船代替機(jī)動(dòng)登陸平臺(tái)與一艘大型中速滾裝船對(duì)接,分別進(jìn)行物資轉(zhuǎn)移和車輛轉(zhuǎn)移試驗(yàn)。中國(guó)海運(yùn)集團(tuán)在2006年10月成立了汽車輪渡公司,并從日本航運(yùn)公司訂購(gòu)了兩艘二手滾裝船,每艘可以裝載1000輛汽車。2006年,中國(guó)天津新港船廠兩艘煙臺(tái)市一大連火車輪渡船是中國(guó)首次采用全電力吊艙式推進(jìn)系統(tǒng)的滾裝船。

全球滾裝船新船價(jià)格在2008年三季度初達(dá)到歷史高點(diǎn),2300~2700米車道滾裝船新船價(jià)格在2008年7月達(dá)到了7607萬(wàn)美元,之后隨著金融危機(jī)的爆發(fā)一落千丈。2001~2008年的年均增速達(dá)到8.0%,危機(jī)之后的2009年,全球汽車運(yùn)輸船船隊(duì)運(yùn)力增速一度下挫至-3.4%,運(yùn)力增速創(chuàng)歷史新低。

2008年8月,日本郵船株式會(huì)社公司耗資1.5億日元,在旗下一艘船長(zhǎng)200m,排水量達(dá)60213t的滾裝船“御夫座領(lǐng)袖(Auriga Leader)”號(hào)上安裝太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)。

2012年出現(xiàn)了12300載重噸的重型滾裝船,被稱為具有21世紀(jì)水平的未來(lái)型船舶。7500車雙燃料汽車滾裝船是處于運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的全球最大的雙燃料汽車滾裝船,可裝載大卡車、翻斗拖車和公路拖車等重型工程車輛,契合船型大型化的發(fā)展趨勢(shì)。

2020年,挪威啟動(dòng)研發(fā)以液態(tài)氫為燃料的零排放滾裝船Topeka號(hào),計(jì)劃于2024年投入使用。2021年6月8日,由中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司旗下上海船舶研究設(shè)計(jì)院(下稱上海船院)設(shè)計(jì),中船黃埔文沖船舶有限公司(下稱黃埔文沖)為美國(guó)船東CG Railway建造的全球最大火車滾裝系列船首制船“M/S CHEROKEE(切羅基人)”號(hào)完工交付。

2022年,全球汽車滾裝船呈上升趨勢(shì),增幅分別為135.1%。克拉克森的數(shù)據(jù)顯示,截至2022年11月底,6500車位的汽車滾裝船一年期日租金高達(dá)10.5萬(wàn)美元,是2020年的十余倍,創(chuàng)歷史新高。2023年汽車滾裝船運(yùn)力短缺局面將持續(xù),價(jià)格還將繼續(xù)上漲。國(guó)際機(jī)構(gòu)普遍認(rèn)為,汽車滾裝船運(yùn)力當(dāng)前屬于結(jié)構(gòu)性稀缺,至2023年,滾裝船運(yùn)價(jià)或漲至12.5萬(wàn)美元/天,甚至達(dá)到15萬(wàn)美元/天高位??死怂珊_\(yùn)綜合指數(shù)報(bào)告顯示,至2023年全球滾裝船市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到27.37億美元。

2024年7月10日,由廈門船舶重工股份有限公司建造、中遠(yuǎn)海運(yùn)特運(yùn)運(yùn)營(yíng),全球最先進(jìn)的7500車位LNG雙燃料新型汽車運(yùn)輸船“遼河口”輪在廈門遠(yuǎn)海碼頭正式命名首航?!斑|河口”輪船舶總長(zhǎng)199.9米、型寬38米,航速19節(jié),續(xù)航力12000海里,擁有7500個(gè)標(biāo)準(zhǔn)車位。

構(gòu)造與原理

滾裝船的造型非常獨(dú)特。它們具有高大的船身,通常有多層甲母質(zhì)。船首部常常裝有球鼻,中部線型平直,尾部采用方尾,并設(shè)有大門或跳板。在航行時(shí),折疊式的尾跳板會(huì)矗立在船尾,而駕駛臺(tái)等上層建筑則設(shè)置在船首。可裝載各類小汽車、卡車、自卸車、高蓬車、載重車、大型客車、拖車及集裝箱等各種車輛滾裝型車輛運(yùn)輸船,配置單主機(jī)、單槳、艏側(cè)推、半平衡懸掛舵等裝置,具有艏、樓、球尾、球鼻艏、雙層底及雙殼體結(jié)構(gòu)。

跳板

汽車滾裝船是一種通過(guò)跳板采用滾裝的方式裝卸車輛的特殊船舶工程。跳板是一種橋梁設(shè)備,架設(shè)在滾裝船與碼頭之間,用于連接船舶和陸地。滾裝船上沒(méi)有重吊,僅在船側(cè)或船尾設(shè)置承重跳板,需要運(yùn)載的重大件貨物通過(guò)滾動(dòng)的方式裝卸。滾裝船的跳板一般設(shè)在重車甲板,跳板有三種形式:直跳板、斜跳板和旋轉(zhuǎn)跳板。直跳板沿著船的長(zhǎng)度方向設(shè)置,寬度接近船寬,方便車輛上下交替行駛。斜跳板與船體中心線成一定角度,由多節(jié)跳板組成。旋轉(zhuǎn)跳板可以向船的兩側(cè)旋轉(zhuǎn)一定角度,可以在船舶的任一側(cè)使用。滾裝船的跳板,其一般上層建筑高大,多具有多層甲板和雙層底結(jié)構(gòu),船艙內(nèi)支柱極少,采用的縱通甲板抗沉性相對(duì)較差。裝卸汽車的跳板多置于船艉右舷,船艉兩舷外側(cè)列板與艉部列板的夾角接近成直角。而全球此類船舶除少數(shù)日本正在使用小型滾裝船尾兩側(cè)皆有跳板外,都是右側(cè)開啟跳板。

滾裝船日趨大型化設(shè)計(jì),新建大型滾裝船舶由于汽車甲母質(zhì)層數(shù)增多,為保證裝卸貨效率,除了尾跳板外,有些滾裝船舶也設(shè)置有舷側(cè)跳板。

升降機(jī)

升降機(jī)是在滾裝船上用來(lái)裝卸集裝箱的設(shè)備,專門用于升降集裝箱或升降裝有集裝箱的車輛,它的尺度與集裝箱及拖車、叉車一致。一般大型貨物升降機(jī)主要安裝于大型滾裝船和大型集滾船的甲板及艙內(nèi)通道位置,其主要功能是實(shí)現(xiàn)集裝箱和車輛等滾裝物資在各層甲板之間的垂直轉(zhuǎn)運(yùn)。滾裝船各個(gè)艙室之間通過(guò)升降機(jī)和斜坡道進(jìn)行聯(lián)系,便于運(yùn)輸輪式或履帶式裝備。

定位器

為了避免船舶搖擺時(shí)集裝箱或裝有集裝箱的拖車發(fā)生移動(dòng)和碰撞,在滾裝船的貨艙甲板上設(shè)置有定位器,用于固定集裝箱或拖車。上世紀(jì)90年代初,在北歐波羅的海區(qū)域航行的滾裝船Estonia號(hào)由于首門定位裝置被波浪產(chǎn)生的砰擊載荷破壞,導(dǎo)致該船體大量進(jìn)水,九百多名船員和乘客在此次事故中喪生。定位器的類型包括插銷式和旋鎖式,用于固定集裝箱;固定拖車的定位器包括固定導(dǎo)板、三角支架、框形托架和制動(dòng)鏈。

此外,滾裝船在裝卸貨過(guò)程中往往會(huì)使船舶橫傾和搖擺,滾裝船還配備了防搖水艙和其他防搖設(shè)備,以減少船舶的搖擺。為了提高船舶的操縱性,滾裝船的船首水線下通常設(shè)有側(cè)向推進(jìn)器,便于船舶機(jī)動(dòng)航行、規(guī)避及回旋。這是一種可以向任何方向旋轉(zhuǎn)的水螺旋槳,可以安裝在船尾或船首,使?jié)L裝船具備靈活的操縱能力,甚至可以原地轉(zhuǎn)彎。

制造工藝

滾裝船的制造工藝分為整體建造工藝和局部建造工藝兩個(gè)方面。

整體建造工藝方面

早期的滾裝船建造工藝相對(duì)粗糙,僅對(duì)船的各個(gè)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行粗略建造。提出了雙殼式舷側(cè)結(jié)構(gòu)的建造方法,采用分段加工分段拼接的方式施工,以提高滾裝船的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。此外,還提出了可注水的底部和舷側(cè)空艙的建造方法,通過(guò)注水壓載來(lái)降低船舶重心和提高穩(wěn)定性。還提出了多分段的總段劃分方法,以及將上建總段劃分為獨(dú)立的甲板分段和外板分段的方法,提高了分段的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、改善了總段的保型效果,并利用自動(dòng)化設(shè)備提升了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

局部建造工藝方面

主要涉及甲板、C型柱、車庫(kù)和上層建筑等局部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和安裝。研究活動(dòng)甲板水下安裝工藝和船舶用C型支柱制備與安裝等方法,能夠控制重心以提高穩(wěn)定性,降低生產(chǎn)建造成本,提高生產(chǎn)建造效率。另外,通過(guò)安裝預(yù)制支撐件再進(jìn)行切割的方法建造船舶車庫(kù)及上層建筑,提高搭載精確度,避免上層甲板下塌現(xiàn)象,減少后續(xù)修改工作量,提高船舶的美觀性。

在特殊部件的實(shí)驗(yàn)方法方面,船舶試驗(yàn)是滾裝船制造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié),用于檢查船體、機(jī)械設(shè)備、電器設(shè)備和動(dòng)力裝置的完整性和可靠性。針對(duì)滾裝船的試驗(yàn),改進(jìn)的傾斜實(shí)驗(yàn)和載荷試驗(yàn)使船舶試驗(yàn)過(guò)程更加簡(jiǎn)捷、可操作性更強(qiáng)。

特點(diǎn)

穩(wěn)定性

滾裝船載運(yùn)的貨物主要是車輛和集裝箱,采用水平裝卸方式,裝卸時(shí),將跳板放到碼頭上,汽車或拖車通過(guò)跳板開上開下,駛到船艙的各層甲母質(zhì),實(shí)現(xiàn)貨物的裝卸,故又稱“開上開下”船,或稱“滾上滾下”船。滾上滾下方式,是先將集裝箱裝在半掛車上,待滾裝船到港口后,再由牽引車通過(guò)與船首門、尾門或舷門鉸[jiǎo]接的跳板進(jìn)入船艙,并將船內(nèi)停放的半掛車拖帶到碼頭貨場(chǎng)。

滾裝船作為一種特種船舶,其穩(wěn)定性特征對(duì)于乘客安全和貨物安全都有重要意義,但其重心高,穩(wěn)性較差;橫格艙壁少而影響抗沉性,甲板的強(qiáng)度也受到影響。滾裝船艉跳板是連接岸邊集裝箱起重機(jī)和船體的重要結(jié)構(gòu)部件,直接承載著車輛在跳板上行駛時(shí)產(chǎn)生的荷載,其強(qiáng)度和剛度直接影響著車輛在跳板上行駛時(shí)的安全性和穩(wěn)定性。定位器和固定設(shè)備用于固定車輛和集裝箱,以確保在船舶運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性。

滾裝船的船首部設(shè)計(jì)為球鼻,船體中部線型平直,尾部采用方尾。這樣的設(shè)計(jì)使得船舶在水中行駛時(shí)具有較低的水阻和較好的穩(wěn)定性。船舶配備了側(cè)向推進(jìn)器,可以靈活操縱船只,包括原地轉(zhuǎn)彎和側(cè)向移動(dòng)。為了減少船舶在航行中的搖擺,滾裝船配備了防搖水倉(cāng)和其他防搖設(shè)備。這些設(shè)備能夠減輕船舶的搖晃,確保裝載的車輛和集裝箱的穩(wěn)定性。

裝卸車

裝卸車是用于滾裝船上裝卸集裝箱的設(shè)備。滾裝船進(jìn)行裝卸車作業(yè)時(shí),船體的艉跳板或跳板打開,跳板底端搭在碼頭前沿上,駁運(yùn)司機(jī)自行駕駛汽車開上、開下滾裝船完成裝卸船業(yè)務(wù)。裝卸車分為拖車和地牛兩種類型。拖車主要用于運(yùn)輸集裝箱,它只有底盤和車架,底盤尺寸與集裝箱相同。拖車可以與集裝箱一起固定在貨艙中的指定位置,縱向排列,方便進(jìn)出。叉車既可用于集裝箱的裝卸,也可用于集裝箱的搬運(yùn)。

主要分類

汽車滾裝船(PURE CAR/TRUCK CARRIER,簡(jiǎn)稱PCTC)

作為滾裝船的一種,汽車滾裝船具有滾裝船的一些共同特點(diǎn),包括水平的裝卸方式,復(fù)雜的通道設(shè)備,用于車輛上下裝卸的跳板,內(nèi)部轉(zhuǎn)移車輛和貨物時(shí)可活動(dòng)坡道和升降機(jī),不需要垂直起重設(shè)備等。作為滾裝船的一個(gè)發(fā)展分支,汽車滾裝船具備普通滾裝船的特點(diǎn)和裝卸方式,有復(fù)雜的滾裝通道設(shè)備,船舷設(shè)有可供車輛在船岸之間上下的大型跳板,汽車在甲板之間轉(zhuǎn)移是通過(guò)斜坡道或升降機(jī)來(lái)完成,船和碼頭不需設(shè)置起重設(shè)備等。汽車滾裝船不僅具備普通滾裝船的特點(diǎn):即有Ro-Ro的裝卸方式,船舷設(shè)有可供車輛在船岸之間上下的大型跳板,車輛和貨物在甲板之間轉(zhuǎn)移采用活動(dòng)斜坡道或升降機(jī)來(lái)完成,船和碼頭不需設(shè)置起重設(shè)備等。“遼河口”輪采用了新型直艏設(shè)計(jì),使其靜水中性能良好、興波小,同時(shí)兼顧低航速段的快速性。該型船推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成單機(jī)單槳,采用LNG雙燃料主機(jī)、單艏側(cè)推、電動(dòng)RORO系統(tǒng);設(shè)有13層汽車甲板,其中9層為固定式,4層為活動(dòng)式,右舷設(shè)置艉門和邊門;上層甲板可用于裝運(yùn)氫氣和天然氣燃料汽車;可同時(shí)進(jìn)行天然氣加注與裝卸車輛,節(jié)省??扛蹠r(shí)間,增加裝車效率;營(yíng)運(yùn)期間,可全航程開啟燃?xì)饽J健?/p>

貨滾船

貨滾船是同時(shí)承載轎車、各類貨車的船型。陸海聯(lián)運(yùn)滾裝甩掛運(yùn)輸?shù)暮_\(yùn)部分是借助貨滾船運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的。滾裝貨船屬于貨船,應(yīng)簽發(fā)“海上貨船適航證書”。一艘2萬(wàn)噸級(jí)客滾船的建造成本約4億~5億元,而貨滾船的建造成本僅為1.3億元左右。貨物滾裝船貨滾運(yùn)輸作為新興運(yùn)輸方式已受到航運(yùn)企業(yè)的關(guān)注,與客滾運(yùn)輸相比,貨滾運(yùn)輸具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):貨滾船在造價(jià)、運(yùn)價(jià)、成本回收等方面均更具競(jìng)爭(zhēng)力。

客滾船

客滾船是一種具有特殊要求的船舶,它通常擁有多層連續(xù)甲板用于裝載貨物,并配備高度發(fā)達(dá)的上層建筑區(qū)域。客滾船的船體結(jié)構(gòu)與各個(gè)專業(yè)接口非常多,協(xié)調(diào)復(fù)雜。由于穩(wěn)性的考慮,對(duì)于結(jié)構(gòu)重量和重心的控制非常敏感。同時(shí),為了提供良好的舒適性,客滾船對(duì)于減震和降噪的要求也非常高。客滾船是一種載運(yùn)乘客及其車輛,連接江河、湖泊、海峽的短途客運(yùn)與貨運(yùn)兩用運(yùn)輸船舶。

相比于普通貨船,客滾船的艉軸更長(zhǎng),需配置懸臂梁支撐,此種情況下的回轉(zhuǎn)振動(dòng)對(duì)艉部居住處所的舒適性影響較大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起船體震顫、軸承磨損和螺旋槳錐部大端折損等。

客滾船的貨艙空間在整船空間中的占比很大,一般用甲板分隔為幾層獨(dú)立的封閉車輛貨艙,也有將局部車輛貨艙設(shè)置在露天甲板上的情況,主要用于運(yùn)載帶有燃油箱發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛、允許裝載的貨物和限制類危險(xiǎn)貨品。客滾船貨艙通風(fēng)貨艙通風(fēng)系統(tǒng)通常根據(jù)稀釋通風(fēng)的原理設(shè)計(jì),即對(duì)整個(gè)貨艙進(jìn)行通風(fēng)換氣,用室外的新風(fēng)稀釋(沖淡)貨艙內(nèi)含有危險(xiǎn)氣體的空氣,要有足夠的新風(fēng)與之充分混合,并不斷將其排出貨艙。

市場(chǎng)

汽車滾裝船爆發(fā)式增長(zhǎng)

根據(jù)IHS的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年,汽車滾裝船的新造船訂單達(dá)到了126萬(wàn)載重噸,同比增長(zhǎng)了135.11%,而2021年的同比增長(zhǎng)率更是高達(dá)815.16%。在這些新造船訂單中,替代燃料船型占比超過(guò)80%。以載重噸計(jì)算,近三年來(lái)替代燃料船型在新造船訂單中占比超過(guò)80%,這反映了汽車制造商在供應(yīng)鏈綠色轉(zhuǎn)型方面正在付出努力。

汽車滾裝船新造船訂單暴漲的原因主要有兩個(gè)方面。首先,現(xiàn)有的運(yùn)力增長(zhǎng)緩慢,以載重噸計(jì)算,2018年至2020年的平均運(yùn)力增幅僅為2.5%。同時(shí),由于新冠疫情引發(fā)了全球港口擁堵問(wèn)題,導(dǎo)致有效運(yùn)能減少。其次,中國(guó)汽車出口量大幅增長(zhǎng),2021年同比增長(zhǎng)了104.6%,2022年同比增長(zhǎng)了54.4%,使中國(guó)躍居世界第二位。供需失衡導(dǎo)致汽車滾裝船的運(yùn)力嚴(yán)重不足,同時(shí)也推高了汽車滾裝船的運(yùn)價(jià)。

全球前7大運(yùn)營(yíng)商主要集中在地中海、波羅的海渤海沿岸國(guó)家,共計(jì)運(yùn)營(yíng)109艘船舶,車道總長(zhǎng)度達(dá)314 354 m,平均車道長(zhǎng)度達(dá)2760 m。從車道總長(zhǎng)度來(lái)看,前7大運(yùn)營(yíng)商的車道長(zhǎng)度約占統(tǒng)計(jì)船隊(duì)車道長(zhǎng)度的60%,具有一定的壟斷地位。

自 20 世紀(jì)?90 年代以來(lái), 全球范圍內(nèi)有德國(guó)、法國(guó)、芬蘭、丹麥、波蘭、韓國(guó)、日本和中國(guó)建造過(guò)滾?裝船。主要承建此類船舶的造船廠有德國(guó)的 FSG、波蘭的 Szczecin、韓國(guó)的現(xiàn)代尾浦、日本的?kyokuyo?和中國(guó)的金陵船廠。

滾裝船介紹

Emerald Ace

日本海運(yùn)株式會(huì)社委托三菱重工建造的6400CEU汽車運(yùn)輸船"Emerald Ace"號(hào)于2012年6月交付。這艘船是世界上首艘采用混合動(dòng)力的汽車運(yùn)輸船,配備了一套混合電力系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一套由三菱重工、松下電器集團(tuán)和商船三井共同開發(fā)的160kW太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng),以及可以儲(chǔ)存2200kWh電能的鋰電池。這些鋰電池將安裝在船舶的雙層底部,并作為壓載使用。

在航行時(shí),太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生電力,并將其儲(chǔ)存到鋰電池中。當(dāng)船舶停泊時(shí),柴油發(fā)電機(jī)將完全關(guān)閉,船舶所需的所有電力將由電池供應(yīng),實(shí)現(xiàn)零排放。該船獲得了2009年日本國(guó)土交通省關(guān)于"降低遠(yuǎn)洋船CO2排放量"項(xiàng)目的資助。

這一混合動(dòng)力系統(tǒng)的引入旨在降低船舶的碳排放量,提高環(huán)保性能。通過(guò)利用太陽(yáng)能發(fā)電和儲(chǔ)存電能的鋰電池,船舶可以在停泊時(shí)實(shí)現(xiàn)零排放,并減少對(duì)傳統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)的依賴。這項(xiàng)技術(shù)的采用標(biāo)志著汽車運(yùn)輸船領(lǐng)域在環(huán)保方面的創(chuàng)新進(jìn)展。

RoRo帆船

2023年,挪威船東華輪威爾森集團(tuán)(Wallenius Wilhelmsen)和項(xiàng)目合作伙伴宣布獲得總計(jì)900萬(wàn)歐元的 Horizon Europe 資金,用于支持建造一艘RoRo帆船。Orcelle Wind輪是一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的純汽車卡車運(yùn)輸船,是一種深海滾裝船。它將長(zhǎng)220 米,可容納7,000多輛汽車,但也能夠運(yùn)載雜貨和滾動(dòng)設(shè)備。Orcelle Wind是Wallenius Wilhelmsen船隊(duì)脫碳戰(zhàn)略的重要組成部分,其目標(biāo)是在2026年底或2027年初開始航行。在接下來(lái)的五年里,設(shè)計(jì)規(guī)劃、建造和運(yùn)營(yíng)風(fēng)力船Orcelle Wind各方面都將陸續(xù)完成。

Emerald Ace號(hào)

Incat公司于2011年建造了世界上首艘以LNG為主要燃料的高速滾裝渡船。該船滿足HSC法規(guī),長(zhǎng)99米,在Plate河上運(yùn)營(yíng),連接阿根廷布宜諾斯艾利斯烏拉圭蒙得維的亞。它的最高航速達(dá)到53節(jié),服務(wù)航速為50節(jié)。

該船配備了2臺(tái)雙燃料GE LM2500燃?xì)廨啓C(jī),每臺(tái)額定功率為22000千瓦,主要燃料為L(zhǎng)NG,備用和輔助燃料為船用蒸餾燃油。船舶在點(diǎn)火和在港操縱時(shí)使用船用蒸餾燃油。船舶可容納1000名乘客和153輛小汽車,每次往返航程由兩輛油罐車提供LNG補(bǔ)給。乘客艙室包括旅游者艙、商務(wù)艙和頭等座,船上還設(shè)有超過(guò)1000平方米的免稅店,是快速渡船上設(shè)立的最大購(gòu)物區(qū)。該滾裝船采用LNG燃料主要是出于環(huán)??紤],LNG的使用可以顯著降低碳排放和空氣污染物的排放。它代表著滾裝船在可持續(xù)性和綠色航運(yùn)方面的創(chuàng)新和發(fā)展。

Dwt集裝箱滾裝船

沙特阿拉伯國(guó)家運(yùn)輸公司于2011年在韓國(guó)現(xiàn)代尾浦船廠訂購(gòu)了4+2艘深水集裝箱滾裝船。這些船計(jì)劃在2013年和2014年交付使用。每艘船的載重噸位為26000噸,具備多種裝載組合,可用于運(yùn)輸普通雜貨、車輛、工程貨物和集裝箱,并配備重吊起重機(jī)和船舷跳板。這些船將取代沙特阿拉伯國(guó)家運(yùn)輸公司在阿拉伯灣、印度次大陸、紅海、歐洲地中海和北美東海岸運(yùn)營(yíng)的4艘42000載重噸船舶,這些船舶都配備船舷跳板。

盡管26000載重噸的集裝箱滾裝船相對(duì)尺寸較小,但它們專注于提供滾裝功能,適用于工程貨物和重貨裝載,并減少了集裝箱的裝載量。同時(shí),船舶的單位貨物運(yùn)載效率將顯著提高。這些船采用瓦錫蘭集團(tuán)提供的綜合推進(jìn)套件,包括瓦錫蘭RT-Flex 58TD發(fā)動(dòng)機(jī)、調(diào)距槳和瓦錫蘭Energopac系統(tǒng),以滿足imo Tier2排放標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)動(dòng)機(jī)能夠穩(wěn)定地以極低速運(yùn)轉(zhuǎn),適應(yīng)低速航行操作模式。螺旋槳與舵整合在一個(gè)裝置中,并且Energopac系統(tǒng)的使用進(jìn)一步降低了燃油消耗。船舶的設(shè)計(jì)具有良好的操縱性和優(yōu)化的貨物甲板,可以將??繒r(shí)間降至最低。

“Jolly Diamante”號(hào)集裝箱滾裝船

意大利Ignazio Messina公司是世界第二大集裝箱滾裝船運(yùn)輸公司。2009年,該公司向韓華海洋訂購(gòu)了4艘集裝箱滾裝船,其中首艘船名為“Jolly Diamante”。該船于2011年年底交付,并用于從熱那亞及其他地中海港口到紅海、東非和南非的運(yùn)營(yíng),而其余三艘船將在2012年至2013年交付。

“Jolly Diamante”號(hào)集裝箱滾裝船具有四層甲母質(zhì)(包括露天甲板),可用于貨物的裝載。它相當(dāng)于擁有6350米的車道長(zhǎng)度,可裝載各種滾裝貨物,或最多3001個(gè)標(biāo)準(zhǔn)箱的集裝箱。船上還配備了200個(gè)冷藏箱插座。該船的寬度超過(guò)巴拿馬共和國(guó)最大型船,增加了裝載的靈活性,可混合裝載滾裝貨、sto-ro貨以及在露天甲板上裝載lo-lo貨物。船尾跳板由麥基嘉旗下的Cargotec提供,凈高7米,安全工作載荷為350噸。船內(nèi)還設(shè)置了固定式內(nèi)部坡道,用于在甲板之間轉(zhuǎn)運(yùn)貨物。在露天甲母質(zhì)上最多可堆疊6層集裝箱,可以利用岸邊的起重設(shè)備進(jìn)行起吊操作。滾裝甲板也可放置集裝箱,通過(guò)sto-ro方式進(jìn)行操作。

該船采用1臺(tái)MAN 7L70ME-C8低速柴油機(jī)作為主發(fā)動(dòng)機(jī),最大輸出功率為22890千瓦,航速可達(dá)21.5節(jié)。船上安裝了洗滌系統(tǒng),用于輔機(jī)和輔助鍋爐,無(wú)需使用昂貴的蒸餾燃油,即可滿足歐盟規(guī)定的港口內(nèi)0.1%硫化物排放要求。此外,主機(jī)預(yù)留了今后安裝洗滌器的接口,以滿足IMO對(duì)指定排放控制區(qū)內(nèi)0.1%硫化物排放要求。此外,船上還安裝了Martek Marine公司的Mari NOX排放監(jiān)控系統(tǒng),可測(cè)量主輔機(jī)和輔助鍋爐廢氣中NOX、SOX、CO2的排放量,并可持續(xù)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能,最高可節(jié)省燃油4%。

Mark V型滾裝船

這是由Wilh. Wilhelmsen公司與三菱重工共同開發(fā)的船型,并由三菱重工建造。Wilh. Wilhelmsen公司及其合作伙伴Wallenius公司于2008年訂購(gòu)了4艘Mark V型滾裝船,計(jì)劃于2011至2012年交付使用。

Mark V型滾裝船將用于從歐洲至美國(guó)東海岸、澳大利亞、東南亞、遠(yuǎn)東美國(guó)西海岸等航線,整個(gè)航程約為110至120天。這些船舶在運(yùn)輸不同類型的貨物方面面臨巨大的挑戰(zhàn),因此貨物類型組合的計(jì)劃編制非常重要,直接影響貨物甲板的建造、甲板間的高度和跳板的布置。

Mark V型滾裝船在設(shè)計(jì)中注重優(yōu)化船體外形,以提高穩(wěn)定性和減少阻力,并有效利用每一處貨物空間,以確保安全有效的貨物操作,并盡量減少對(duì)環(huán)境的影響。該船型采用可承受高載荷的船尾跳板設(shè)計(jì),加強(qiáng)和優(yōu)化甲板高度,增加了貨物裝載的通用性和高效性。此外,該船型具有低油耗特性,具備良好的運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性,并提供安全的貨物操作環(huán)境。

發(fā)展趨勢(shì)

綠色化船舶的設(shè)計(jì)

滾裝船的船體結(jié)構(gòu)領(lǐng)域在未來(lái)會(huì)更關(guān)注綠色化船舶的設(shè)計(jì),通過(guò)船體型線的設(shè)計(jì)進(jìn)行節(jié)能減排是滾裝船船體結(jié)構(gòu)領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì),建造工藝領(lǐng)域應(yīng)更關(guān)注薄板分段加工的效率、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及美觀設(shè)計(jì)問(wèn)題,重心高而穩(wěn)定性低是滾裝船的通病,因此通過(guò)總體船體設(shè)計(jì)、局部結(jié)構(gòu)改進(jìn)、施工工藝優(yōu)化降低滾裝船重心并提高其穩(wěn)性是滾裝船建造企業(yè)在今后的船型研發(fā)中需要重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。?

氫動(dòng)力滾裝船

滾裝船的大型氫動(dòng)力船舶研制也是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。2020年,挪威啟動(dòng)研發(fā)以液態(tài)氫為燃料的零排放滾裝船Topeka號(hào),計(jì)劃于2024年投入使用。歐洲國(guó)家一直比較偏向于應(yīng)用探索,例如由挪威海事業(yè)集團(tuán)威爾森(Wilhelmsen)聯(lián)手多家歐洲合作伙伴共同進(jìn)行的創(chuàng)韓國(guó)政府今年發(fā)布韓國(guó)綠色船舶中長(zhǎng)期規(guī)劃——《2030Greenship-K推進(jìn)戰(zhàn)略》76中國(guó)船檢CHINA SHIP SURVEY2021.11新氫動(dòng)力船舶項(xiàng)目HySHIP,將設(shè)計(jì)和建造一艘以綠色液態(tài)氫(LH2)為燃料的示范滾裝船,并建立一個(gè)可行的液態(tài)氫供應(yīng)鏈和燃料供應(yīng)平臺(tái)。

參考資料 >

廈門造!中國(guó)汽車遠(yuǎn)洋運(yùn)輸利器“遼河口”輪首航.臺(tái)海網(wǎng).2024-07-11

世界上第一艘風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的滾裝船獲得歐盟900萬(wàn)歐元的.信德海事網(wǎng).2023-06-30

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