《绞吸挖泥船抛锚杆系统设计要求》编制说明

交通运输行业标准

绞吸挖泥船抛锚杆系统设计要求

（征求意见稿）

编制说明

标准起草组

2023年6月

一、工作简况

（一）任务来源

根据交通运输部发布的《关于下达2021年交通运输标准化计划（第二批）

的通知》（交科技函〔2021〕419号）的要求，由全国港口标准化技术委员会疏

浚装备分技术委员会（SAC/TC530/SC1）提出并归口，中交天津航道局有限公司、

中国交通建设股份有限公司、中交（天津）疏浚工程有限公司、中交（苏州）

城市开发建设有限公司、中交上海航道局有限公司、中交广州航道局有限公司

等单位负责交通运输行业标准《绞吸挖泥船抛锚杆系统设计要求》的起草工作，

标准计划编号为JT2021-38。

（二）主要工作工程

根据交通运输部发布的《关于下达2021年交通运输标准化计划（第二批）

的通知》（交科技函〔2021〕419号）的要求，由中交天津航道局有限公司、中

国交通建设股份有限公司牵头组成的标准编写组于2021年9月成立，开始相关

技术资料、研究成果的搜集与调研工作。

1.草案阶段

2021年9月，成立标准编写组，确定编写组主要成员，明确工作范围与内

容；

2021年10月——2021年12月，标准编写组搜集行业资料，回顾相关研究，

调研技术发展现状，对原企标内容进行修改，形成标准草案；

2022年1月，根据项目编制要求，对草案进一步补充、完善，形成行标草

案。

2.征求意见稿阶段

2022年2月，标准草案内部讨论，并制定工作大纲；

2022年3月，召开行标工作大纲审查会，邀请行业专家对标准草案和工作

大纲进行审查，形成标准初稿；

2022年4月——2022年6月，召开标准初稿审查会，根据审查意见修改、

完善标准初稿，形成征求意见稿初稿。

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2023年2月-3月，初稿发送至疏浚行业专家，征求意见。

2023年4月-5月，对第一轮次初稿征求意见进行汇总和处理，标准修改完

善后再次对初稿征求意见。

（三）标准主要起草人

标准的主要起草人员为：钟志生、杨晨、田俊峰、刘昊、李军、董道武、

李金峰、冯晨、符毅、刘静。标准起草人员及所做工作见表1。

序号姓名工作单位分工工作内容

中交天津航道局参与标准全文、编制说明规划、

1钟志生主要起草人

有限公司梳理和编写

中交天津航道局参与第1章、第3章、第4章、

2杨晨主要起草人

有限公司第5章的编写

参与第3章、第5中5.1-5.9，

中国交通建设股份

3田俊峰主要起草人第6章、第7章、编制说明的编

有限公司

写

中交（天津）疏浚工程参与第4章、第5章、第6章6.1、

4刘昊主要起草人

有限公司6.2编制说明的编写

中交（天津）疏浚工程参与第6章中6.2.1和6.2.2的

5李军主要起草人

有限公司编写

中交（苏州）城市开发参与第4章、第5章、第6章6.1、

6董道武主要起草人

建设有限公司6.2编制说明的编写

中交天津航道局参与第4章、第5章、第6张6.1、

7李金峰主要起草人

有限公司6.2编制说明的编写

中交天津航道局参与第4章、第5章、第6张6.3、

8冯晨主要起草人

有限公司6.4编制说明的编写

中交上海航道局参与第4章、第5章、第6张6.1、

9符毅主要起草人

有限公司6.4编制说明的编写

中交广州航道局参与第4章、第5章、第6章6.2、

10刘静主要起草人

有限公司6.3编制说明的编写

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二、标准编制原则和确定标准主要内容的依据

（一）标准编制原则

（1）符合性原则

本标准制定在编写内容和格式上，遵照《GB/T1.1-2020标准化工作导则：

第一部分：标准的结构和编写》的要求编制。

（2）适用性

本标准的制定考虑了疏浚工程实际，抛锚杆作为横移锚收放装置，在挖泥

船作业中起到至关重要的作用，结合绞吸挖泥船的应用需求，增强了标准的可

操作性和适用性。

（3）成熟性

本标准在充分调研国内外挖泥船抛锚杆技术和使用现状后，结合抛锚杆的

结构、技术要求等实际情况，充分把握本技术内容的编制。

（4）经济性

本标准结合抛锚杆生产工艺流程，合理考虑抛锚杆生产成本，在满足使用

要求的前提下为使用单位降低成本。

（二）标准主要内容的说明

1.范围

本标准规定了绞吸挖泥船抛锚杆系统的系统结构、设计依据、设计要求、

设计验证等。

本标准适用于绞吸挖泥船抛锚杆系统的设计，修理可参照本标准。

2.术语和定义

“术语和定义”在标准中是规范性技术要素。在标准中单独列出一章“术

语和定义”，其目的就是必要时给标准使用者提供方便，如果没有这一章就需

要在标准正文中随着相关术语和定义的出现进行解释，这些内容混在条文之中

不易找到。如果将他们集中起来单独设为一章，并对每个“术语和定义”赋予

条目和编号，则方便查找和标准的引用。

为便于对本标准的理解和使用，对目前已经广泛适用以及其他标准已经确

定的基础性定义和术语本标准没有进行规定，因此在术语和定义中进行了说明。

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（1）抛锚杆

抛锚杆是绞吸式挖泥船的重要结构件，根据抛锚杆的作用对其进行定义。

即用于收放和移动横移锚的吊杆。

（2）抛锚杆系统

绞吸挖泥船在作业时，抛锚杆系统可收放、移动横移锚来满足绞刀横移挖

掘的要求，该系统由抛锚杆、锚杆固定座、摆动滑轮、起锚绞车、横移绞车等

多个部件组成。为便于理解，定义了抛锚杆系统，即用于收放和移动横移锚的

系统。

（3）耳襻

抛锚杆一端与锚杆固定座铰接，另一端由一根或多根司令绳牵拉在龙门架

上。工作时抛锚杆会绕锚杆固定座旋转，牵拉于龙门架端自然也需转动，为便

于理解，定义了耳襻，即抛锚杆司令绳固定端可旋转耳型转环

3.规范性引用文件

按照标准编写规则列出本标准引用的规范性文件。

4.系统结构

抛锚杆系统左右舷对称布置在桥架两侧船体前端，由抛锚杆、锚杆固定座、

摆动滑轮、起锚绞车、横移绞车、耳襻、横移锚、锚架等部件组成，用于收放

和移动横移锚。本标准通过主视图和俯视图两个视图，完整、清晰的反映了抛

锚杆系统组成及各部件的相互关系，如图1所示。

a)抛锚杆回收状态

4

b）抛锚杆展开状态

标引序号说明：

1——抛锚杆；6——耳襻；11——单轮开口滑车；

2——锚杆固定座；7——耳襻座；12——抛锚杆固定柱；

3——摆动滑轮；8——司令绳；13——横移锚；

4——起锚绞车；9——回转钢丝绳；14——锚架。

5——回转绞车；10——起锚钢丝绳；

图1抛锚杆系统典型结构示意图

5.设计依据

绞吸挖泥船作为主力疏浚船型，在港口与航道的疏浚以及吹填工程中得到

广泛应用。海上作业施工常受风、浪等外部载荷影响，船舶设计时需考虑作业

海况的适应性。抛锚杆系统作为绞吸挖泥船重要的疏浚装备之一，系统部件的

选型及设计同样需满足作业海况。比如船舶在风浪作业下会产生一定的横倾或

纵倾，对偏心式的抛锚杆系统而言，偏心角度和偏心距离的设计应考虑船舶纵、

横倾的影响。为此，作业海况是抛锚杆系统设计考虑的主要因素之一。

绞吸船施工时靠首部两个横移锚拉动桥架，使绞刀绕尾部定位装置左右扇

形摆动完成挖泥工作。横移锚需有足够大的抓力平衡绞刀挖掘产生的水平作用

力，而该作用力大小与绞刀功率密切相关。为提供足够的抓力，系统设计时必

须考虑横移锚的锚型、锚重等关键因素。此外，施工船舶作业区域广阔，底质

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情况变化很大，横移锚应能适应各种不同土质，如砂、硬泥、软泥、泥砂混合

底质及砾石等。

抛锚杆系统左右舷对称布置在桥架两侧船体前端，通过一个旋转结构固定

在甲板上。每一个抛锚杆悬臂端由一根或多根司令绳牵拉于龙门架顶边角的耳

襻上，有些船型龙门架没有合适的位置安装耳攀，也可单独设计一根支持锚杆

回转轴和耳攀的立柱。移锚时需通过抛锚杆系统将横移锚抛至船舶左右舷外前

端，避免横移钢丝绳与船体的夹角太小，在最大许用横移角度范围内提供足够

的横移拉力。抛锚杆的长度及抛锚杆与船舶轴线最大夹角决定了抛锚范围，需

保证最大设计摆幅宽度，这些关键尺寸的设计都与船舶主尺度及船舶总体布置

相关。而起锚钢丝绳的长度及起锚绞车的容绳量等都需要考虑最大挖深。

综上所述，抛锚杆系统设计依据主要有作业海况、绞刀功率、挖掘土质、

最大挖深、船舶主尺度、船舶总布置、船舶舾装数。

6.要求

6.1布置

绞吸式挖泥船在定位桩台车油缸作用下不断向前步进，每过一段时间横移

锚就要向前移位一次。横移锚的主要作用就是为绞刀左右摆动提供锚固力，配

有抛锚杆系统的绞吸船可随台车步进自行起抛、移动横移锚，为此抛锚杆系统

需左右舷对称布置在桥架两侧船体前端。而锚杆的前移大多是通过司令绳拉力

的分力提供的，当在起锚位置起锚后，释放锚杆回转绞车，锚杆在司令绳拉力

分力的作用下向前旋转。为使锚杆在重力作用下自动向前旋转，抛锚杆系统设

计时锚杆固定座与耳襻间应有一定偏心距及偏心角。偏心距是上下旋转点的水

平距离，这个值的大小决定了回转力的大小。偏心角度是上旋转点和下旋转点

在水平面上沿船舶横向的偏移角度，它的大小决定了锚杆回转的范围。上下旋

转点的相对位置就是锚杆固定座与耳襻间的相对位置。因而规定抛锚杆系统布

置时，锚杆固定座与耳襻间的相对位置偏差应能使抛锚杆移锚时自动前摆。绞

吸船驾驶室设有挖泥控制台，施工作业时操作人员需实施观测。此外，部分自

航绞吸船将绞刀端作为船首，抛锚杆系统同样在航行视线前方。参照《国际海

上人命安全公约》第1部分第5章第22条规定，考虑航行及施工安全，规定抛锚

杆系统布置不影响驾控台视线。

6

6.2抛锚杆、司令绳

6.2.1抛锚杆

条文a)编制说明：抛锚杆为钢质焊接结构，截面形式有两种，一种是圆形，

一种是方形。抛锚杆呈细长柱状结构，长度需满足最大摆幅宽度范围内的起锚、

移锚、抛锚作业要求，根据设计经验抛锚杆长度一般为船长的1/3左右。

条文b)编制说明：在起锚位置时，锚在泥里，起锚需要的起锚拉力最大，

除考虑结构自重外还有附加的起锚力，个别极端情况锚会陷在泥层中起锚力很

大，抛锚杆要有足够的强度，因此提出根据结构自重及起锚绞车最大拉力校核

抛锚杆强度的要求。抛锚杆长度尺寸相对于其截面尺寸而言大很多，属于细长

杆，且抛锚杆采用的是薄板闭合结构，存在薄板屈曲破坏风险，为此要求进行

稳定性核算。同时提出进行结构有限元分析的要求，这也是目前结构强度核算

采用的常规方法。

条文c)、d）编制说明：抛锚杆是吊锚和移锚的结构承载体，在抛锚过程中

支撑和导向起锚钢丝绳，底端设有耳板，与抛锚杆固定座转轴铰接，顶端设有

司令绳耳板，与司令绳索节铰接，司令绳耳板对称位置设有单轮开口滑车耳板，

通过卸扣连接单轮开口滑车，从而导向起锚钢丝绳。

条文e)、f）、g）编制说明：在材料及焊接工艺方面引入中国船级社《材

料与焊接规范》进行要求，主要考虑抛锚杆属于船舶重要部件，适用于船体、

机械、海上设施等的材料或产品的制造、试验和检验，其材料化学成分、机械

性能和焊接工艺应符合中国船级社《材料与焊接规范》要求。抛锚杆为钢制焊

接结构，焊缝形式多，焊接量大，结构受力大，抛锚杆采用开坡口焊接，可保

证焊缝熔透，焊缝坡口应满足GB/T985.1规定的要求。为检测评定各结构焊缝

质量，要求对结构焊缝应进行无损探伤检验，对可采用射线检测部位优先采用

射线检测，对某些部位不具备拍片检测条件的可采用超声检测，因此引用CB/T

3558船舶钢焊缝射线检测工艺和质量分级或CB/T3559船舶焊缝超声检测工艺

和质量分级两个标准对焊缝质量进行评价。同时，参照中国船级社《船舶焊接

检验指南》第7章焊接检验7.1.7验收标准，可接受的船体结构无损检测标准

及验收等级，要求焊缝质量不低于2级。

6.2.2司令绳

7

抛锚杆一端由锚杆固定座支撑，另一端通过司令绳牵拉，可根据力矩平衡

及受力平衡方程计算司令绳拉力。如前所述，个别极端情况锚会陷在泥层中起

锚力很大，为此规定依据起锚绞车最大拉力、抛锚杆和索具重量等核定司令绳

的破断拉力，根据设计经验及船舶的统计数据推荐安全系数宜不小于1.5倍。

钢芯钢丝绳比纤维芯钢丝绳耐磨，抗挤压，具有较高的使用寿命，同直径下钢

芯钢丝绳破断拉力也相对较高。因此，司令绳宜选用钢芯钢丝绳。司令绳的一

端与耳襻相连，另一端与抛锚杆顶端耳板相连，为便于连接司令绳两端应设有

索节。

6.3起锚绞车及钢丝绳

条文a)编制说明：参照《船舶设计实用手册-舾装分册》第1.2章锚设备介

绍，横移锚的基本要求之一就是抓力大，通常采用抓重比（锚在底质中的最大

抓力/锚在空气中的重量）衡量锚的抓持性能。目前绞吸船横移锚采用大抓力斯

蒂芬锚较多。参照疏浚工程手册，斯蒂芬锚抓重比可达17-34，起锚力为抓力的

14%-25%。当抓重比取大值时，起锚力为锚重的4.76-8.5倍。据此，结合船舶

设计经验推荐起锚绞车最大拉力宜为横移锚重5～8倍。

条文b)编制说明：起锚绞车绳速分为轻载绳速及额定绳速，轻载绳速根据

挖泥作业时的横摆速度确定。额定绳速用于起锚作业，在额定拉力条件下速度

越快，起锚所用时间越短，但速度越快起锚绞车功率越大。通常起锚绞车绳速

可调，横移锚出土后负载较小且负载均匀，可适当提高绳速快速完成起锚移锚

作业，根据设计经验起锚绞车额定绳速一般为0m/min～15m/min。

条文c)编制说明：起锚钢丝绳的基本长度由起锚绞车距摆动滑轮距离、抛

锚杆长度、最大挖深确定。但在施工时，绞刀需进行左右横摆作业，起锚钢丝

绳也需跟随收放，应在基本长度基础上增加收放作业长度。为此，提出起锚绞

车容绳量应根据船舶总体布置、抛锚杆长度、挖深、最大摆幅确定的规定。

条文d)、e）编制说明：考虑安全、自动化施工及特殊工况应急处理等，起

锚绞车应具备手动/自动控制功能，并应根据起锚钢丝绳长度自动判断横移锚是

否起升到位，避免产生危险。

条文f)编制说明：参照《船舶设计实用手册-舾装分册》第1.2.13.6锚绞

车章节关于锚绞车最大拉力和锚索最小破断负荷关系的描述，锚索最小破断负

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荷不必超锚绞车最大拉力的2倍。但考虑绞吸船作业施工需经常起抛横移锚，

作业频繁，适当将起锚钢丝绳的最小破断力安全系数提高至起锚绞车最大拉力

的2～3倍。

条文g）编制说明：钢芯钢丝绳比纤维芯钢丝绳耐磨，抗挤压，具有较高的

使用寿命，同直径下钢芯钢丝绳破断拉力也相对较高。因此，起锚钢丝绳宜选

用钢芯钢丝绳。

条文h）编制说明：起锚绞车存在很多运动部件需要润滑，通常采用油脂润

滑，需要设置方便日常维护保养的手动或机械润滑装置。

6.4回转绞车及钢丝绳

条文a）编制说明：回转绞车的主要作用是牵拉抛锚杆向后旋转，工作时横

移锚处于悬吊状态，绞车拉力平衡抛锚杆及横移锚重力产生的向前旋转分力。

因此，提出回转绞车最大拉力依据抛锚杆及横移锚重量确定。

条文b）编制说明：根据设计经验及统计数据，回转绞车绳速宜为0m/min～

20m/min。

条文c）编制说明：从回转绞车到抛锚杆回转牵拉耳板间所有钢丝绳的总长

为回转钢丝绳的长度。当抛锚杆固定在固定柱时，回转钢丝绳长度最短，当抛

锚杆前摆至最前端时，回转钢丝绳长度最长，其长度的变化只与抛锚杆相对船

体的摆角有关，不受横移施工影响。因此，回转绞车容绳量依据抛锚杆长度与

船舶总体布置确定。

条文d）、e)编制说明：考虑安全、自动化施工及特殊工况应急处理等，回

转绞车应具备手动/自动控制功能，并应根据回转角度及限位开关自动判断抛锚

杆是否拉靠到位，避免产生危险。

条文f）编制说明：钢芯钢丝绳比纤维芯钢丝绳耐磨，抗挤压，具有较高的

使用寿命，同直径下钢芯钢丝绳破断拉力也相对较高。因此，起锚钢丝绳宜选

用钢芯钢丝绳。

条文g）编制说明：回转绞车存在很多运动部件需要润滑，通常采用油脂润

滑，需要设置方便日常维护保养的手动或机械润滑装置。

6.5抛锚杆固定座、耳襻

在起锚位置时，锚在泥里，起锚需要的起锚拉力最大，除考虑结构自重外

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还有附加的起锚力，个别极端情况锚会陷在泥层中起锚力很大。抛锚杆受力一

端通过司令绳传递到龙门架，另一端通过抛锚杆固定座传递到船体。为此，在

起锚位置时抛锚杆固定座、耳襻受力也最大，应根据结构自重和起锚绞车最大

拉力等进行强度核算。同时提出进行结构有限元分析的要求，这也是目前结构

强度核算采用的最常规、最精确的方法。

根据抛锚杆固定座、耳襻的受力特点，其机加工零件宜选用焊接性好、韧

性高、加工性能好的材料，较多采用的是优质碳素结构钢锻造，其化学成分、

力学性能、处理工艺应满足GB/T699和CB/T4494规定的要求。

根据销轴材质、抛锚杆固定座、耳襻的受力特点等确定轴套材质，宜为铜

合金，化学成分、力学性符合GB/T1176相关要求。

为检测评定结构焊缝质量，要求对结构焊缝进行无损探伤检验，对可采用

射线检测部位优先采用射线检测，对某些部位不具备拍片检测条件的可采用超

声检测，因此引用CB/T3558船舶钢焊缝射线检测工艺和质量分级或CB/T3559

船舶焊缝超声检测工艺和质量分级两个标准对焊缝质量进行评价。同时，参照

中国船级社《船舶焊接检验指南》第7章焊接检验7.1.7验收标准，可接受的

船体结构无损检测标准及验收等级，要求焊缝质量不低于2级。

6.6抛锚杆固定柱

条文a）、c）编制说明：根据抛锚杆系统总体布置，抛锚杆固定柱顶端设

有回转钢丝绳滑轮，用于回收抛锚杆。因此，固定柱会承受较大的弯矩。为改

善固定柱的固定端受力，固定柱底部结构应有两层甲板作为支点，并与船体主

结构作有效连接。

条文b）编制说明：海上调遣时，抛锚杆易受到船舶摇晃以及风浪冲击而上

下颠簸和左右晃动，导致事故发生。参照中国船级社《海上拖航指南》第2章

第11节第2.11.2条“被托物如浮船坞和工程船舶的设备，如起重机、挖泥设

备、铺管设备和打桩机等，及其甲板上及舱室内的设备、机械等应予以绑扎和

固定”。因此，抛锚杆固定柱应配置固定抛锚杆的手动锁紧装置。

条文d）编制说明：在材料及焊接工艺方面引入中国船级社《材料与焊接规

范》进行要求，主要考虑抛锚杆固定柱与船体结构焊接相连，适用于船体、机

械、海上设施等的材料或产品的制造、试验和检验，其材料化学成分、机械性

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能和焊接工艺应符合中国船级社《材料与焊接规范》要求。

6.7摆动滑轮

条文a）编制说明：摆动滑轮主要起到支撑钢丝绳、改变钢丝绳走向、平衡

钢丝绳分力的作用，具有转速低、载荷大的特点。根据《起重机设计手册》P214

页介绍，滑轮直径D≥e*d。D为滑轮直径，e为轮绳直径比系数，d为钢丝绳直

径。摆动滑轮结构可参照起重机械，参照手册内容并结合设计经验，抛锚杆系

统的工作级别可为M5，对应系数e=20，即滑轮直径不小于钢丝绳直径的20倍，

该参数同样符合国标GB/T27546-2011“起重机械滑轮”第4条规定。

条文b）编制说明：部分形式摆动滑轮通过滑轮箱安装在船体滑轮固定座上，

滑轮箱结构板材宜与船体板材性能相近，宜选用综合性能不低于A级的船体结

构用钢，化学成分、机械性能和焊接工艺应满足中国船级社《材料与焊接规范》

规定的要求。

条文c）编制说明：根据抛摆动滑轮受力特点，其机加工零件宜选用焊接性

好、韧性高、加工性能好的材料，较多采用的是优质碳素结构钢锻造，其化学

成分、力学性能、处理工艺应满足GB/T699