21世纪伴随着我国蓝色海洋经济发展战略的实施，海上资源的勘探开发飞速发展。近海石油、天然气等开采平台需求量增加迅猛，平台的调遣、移位等拖带任务也日益频繁。对于那些吨位较重、体型庞大、桩腿伸长、上层建筑高、拖航阻力大的平台，如何安全平稳、高效快捷的把它们从一个地方拖带到另一个地方是一项复杂而艰巨的工作。

一般而言，一个完整的拖带作业包括制定一份详尽的拖航计划、拖航前准备、航前会议、平台靠离、挂拖及收放主拖缆、拖带航行、就位等几个步骤。其中就拖带系统的设计和布置也是很重要的一部分。一个完整的拖带系统由拖船、拖缆、被拖浮式结构物三部分构成。其设计所要考虑的基本问题有拖轮的选择，缆绳的选择，正确的带缆方式和拖缆长度，辅助拖轮的数量及位置布置，是否携带应急缆等。当然这些都需要以实际的拖带作业来确定，例如拖带航行的海域情况，平台是否自带推进器，拖带中的拖航阻力大小等。

目前，我国对于拖航作业的阻力计算，主要以中国船级社CCS发布的拖航指导性文件《海上拖航指南》（2011）（以下简称《指南》）中的“海上拖行阻力估算方法”对被拖物进行阻力估算，进而选择合适的拖轮来进行拖航作业，同时通过拖航阻力受力分析选取合适强度的拖缆和拖航锁具及其拖缆长度。依据IMO的《远洋拖航安全指南》，对拖轮系柱、拖力选择有如下要求：风力20m/s、有效波高5m、流速0.5kn时船体不倒退。要保证所选的拖轮马力符合要求，除采用WEAK缆，整个拖缆和拖航锁具其破断力应不小于2倍系柱拖力。根据规范要求，一般而言，拖航中好天气时，拖缆的平均张力的上限应在1/4拖缆破断负荷以下；海况不好时，拖缆张力的峰值应严格控制在1/2破断负荷之内。

近年来，随着拖带对象的增加以及对拖带性能要求的提高，拖船的功能不断增强，设备更加先进，拖船已进入高附加值船舶的范畴，目前,美国是世界上拥有拖船船队规模最大的国家，拥有1427艘单艘吨位超过100t的海上拖船，占世界拖船市场的12.1%，其拖船的总功率约为414万马力。我国拖船建造已有几十年的历史，积累了丰富的经验，特别是进入21世纪，拖船的设计和建造取得了突飞猛进的成就，已达到了国际先进水平，主要有港作拖船和远、近海拖船，以及为海洋石油平台服务的多用途守护船。被拖物的类型主要为航行船舶与海洋平台。

从上世纪五十年代开始就有很多科研人员对拖带系统及影响拖航的各个因素开展了大量而深入的研究分析，其中主要是拖带系统的数值模拟计算。运用线性理论，非线性拖带力学模型的建立，拖航作业的模型试验，静水中拖带系统运动的数学模型的建立，多船拖带系统的模拟仿真等方法，研究拖缆绳长、拖带点位置、拖航速度、浪向等因素对拖航系统的影响。20世纪80年代起，日本学者开始采用MMG（分离式数学模型）对拖带系统进行了较为详细的研究。国内关于拖航系统理论解析的研究相对较少。首先大连海事大学的杨盐生等建立了港口内拖船协助操纵船舶的计算仿真模型，其后国内发展紧跟国外对拖带系统研究的进程。2007年，梁康乐采用分离式船舶运动数学模型以及拖缆的悬链线模型，建立了由被拖船-拖缆-拖船组成的拖航系统运动数学模型，对影响拖航系统的因素进行了综合考虑。得出了合理的结论；由于采用拖缆悬链线模型而非线性缆模型，能够较好的模拟拖缆张力。

拖带与系泊配件系指正常系泊船舶用的带缆桩、导缆器、立式滚轮及用于拖带船舶的类似构件。支撑结构系指上部或内部安装船用配件并直接承受作用在船用配件上的力的部分船体结构。拖带系统的强度校核就包括拖带配件的强度校核以及承受作用在拖带配件上的力的部分船体结构（纵骨、横梁、纵桁及舱壁组成的板架结构）。现今一般借助通用有限元软件MSC PATRAN/NASTRAN，结合具体算例，对拖带系泊配件支撑结构强度进行计算分析。

海上拖航是一种特殊的海上运输。由于受到不同气象、海况、被拖物的差异性等因素的影响，做好拖航安全是个永恒的主题。就拖带系统而言，就需要在起拖前对每根缆绳、各种拖缆锁具等仔细检查，保证其结果完整，强度符合要求；同时在拖航期间，时刻检查拖带系统的各项设施是否被破坏并做好防护。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：首先熟悉拖带系统设计的要求和规范规定，通过阅读相关文献资料，掌握拖带系统布置设计的特点和要求。对拖航作业中的拖轮以及被拖物，拖带系统其三者的受力进行分析计算，通过计算数据设计一个拖航布置实例。

目标：以实际的拖航实例为基础，根据各项规范要求，设计完成一个拖航实例布置设计，并通过规范提供的计算方法计算得到拖航阻力，受力分析确定所设计的拖带系统是否符合要求，并进行强度校核。

技术方案：本文拟采取如下步骤进行课题，如今后在实际实施中遇到不合理处将及时修正。