綁紮橋是指在貨櫃或艙蓋的縱向間距內,沿船寬方向設置的單層或多層的鋼架橋式結構,是貨櫃船貨物綁紮系統中的關鍵設備。伴隨著超大型貨櫃船甲板堆重和裝箱層數的增加,綁紮橋層數也相應增加。
綁紮橋頂部有操作平臺和綁紮眼板,可供作業人員實施綁紮杆系固操作。設置綁紮橋的目的是通過提高貨櫃的綁紮高度來提高重箱的堆放高度,從而有利於優化堆重分布。
綁紮橋的優點是不僅能夠縮短綁紮所使用的綁紮杆、綁紮鏈或鋼絲繩的長度,而且能夠在方便實施綁紮操作的同時顯著改善綁紮效果。
目前,應用於超大型貨櫃船的綁紮橋結構主要包括剪力牆式和A型架式兩種形式。在16000TEU箱船主要設備訂貨階段,參與綁紮橋設計的廠家中,僅有一個廠家主推A型架式綁紮橋,其關鍵構件為立柱和斜撐,主要優勢在於重量輕,與剪力牆形式綁紮橋相比,重量可以減少10%左右,但其製作工藝相對複雜,周期相對較長,在綜合考慮16000TEU箱船實際情況後,最終公司決策選擇了剪力牆式綁紮橋。
A型架式綁紮橋
剪力牆式綁紮橋
剪力牆式綁紮橋結構設計形式簡單,受力情況好,佔用船舶空間位置較小,除立柱位置和剪力牆位置外,其餘位置均可以與艙口蓋及其附件共用,對於橫艙壁寬度要求較低。
剪力牆式綁紮橋的主體結構由立柱、剪力牆、平臺圍板、肘板、欄杆等組成,典型的剪力牆式綁紮橋如下圖。
綁紮橋的橫向載荷主要由剪力牆承擔,合理布置剪力牆對綁紮橋的優化設計至關重要。一般而言,剪力牆沿船中對稱布置,剪力牆布置的數量根據甲板貨櫃布置確定。
立柱通常是200mmx200mm的方管或者300mm×200mm的方管,立柱的布置與貨櫃箱位布置相關。立柱為綁紮橋受力的主要構件,方管原材料需帶船級社證書,為節省採購成本,可採用單縫管(6~16mm船級鋼板彎制焊接),成本相對無縫方鋼管低約2000元/噸。
根據綁紮橋設計廠家計算,出於強度和減重考慮,單根立柱通常由同一規格不同壁厚的方鋼管對接而成,方鋼管對焊採用全焊透。
綁紮橋上布置有大量的綁紮眼板,設計完成後需提交給船東指定的鬆散件廠家進行mock up test,試驗可通過3D模擬和實體模型核查兩種方式進行,綁紮橋最終設計需根據此試驗報告完成優化反饋,以保證後期碼頭工人現場拆卸和綁紮操作的便利性。
因為貨櫃的綁紮眼板布置在綁紮橋上層平臺上,綁紮橋下平臺可與貨艙通風帽頂部平齊,無需考慮貨櫃的綁紮操作,只要調整進貨艙小艙口蓋的圍板高度,確保船員能方便地從綁紮橋下平臺進入貨艙即可。
綁紮橋下平臺目前主流設計為模塑玻璃鋼格柵(不需要防火證書,阻燃),成本相較鍍鋅鋼格柵便宜,減重效果明顯。
綁紮橋的設置不得妨礙艙蓋關閉和吊離以及貨櫃就位和吊離,而且應便於存放和保管系固設備,因此綁紮橋結構設計既要控制綁紮橋的重量,又要與艙口蓋、綁紮固定件的設計有機地結合在一起,以保證綁紮系統的實用性。