大型船舶进出坞是由设置在船坞两侧的牵引系统牵引运行的,牵引力会受到系统刚性、船舶惯性和海洋环境等多种要素的影响。每种要素都会对船舶产生一定的作用力,各种要素组合作用时还会产生复杂的耦合作用,准确计算出所需的牵引力非常困难。相关船坞设计规范中给出了牵引力计算公式,但公式中考虑因素不多,并且关键参数的取值范围很大,由此得出的牵引力差距也很大,使设计人员无所适从。传统的船坞牵引系统是在船坞两侧的牵引轨道上各设一台牵引小车,牵引小车在绞车的牵引下拖带船舶进出坞。在船舶进出坞过程中,当偏航较大时需停止运行,通过设在船坞两侧的绞盘纠正船位。在不利环境的影响下往往需要多次纠偏,这样会耗费较多人力和时间。近几年,为减少劳动强度、提高工作效率,在新建船坞中开始采用横向定位车。横向定位车沿引船轨道由牵引绞车牵引运行,它的作用是在船舶进出坞过程中保持船舶航线,从而不再人为的调整位置,使进出坞过程成为一个连续的过程。增加的横向定位车会影响船舶进出坞的牵引力,也增加了引船轨道的横向受力。横向定位力直接作用在引船轨道上,若仍采用以前的方法设计引船轨道,就很有可能出现严重的事故。因此,有必要对船舶进出坞的牵引力和横向力进行研究。本文研究了影响船舶进坞牵引力的各种影响因素,对风、浪、流和启动时间等作用因素进行了理论分析。采用物理模型试验的方法,在试验室模拟了风、浪、流等作用因素,制作了专用牵引设备和测试系统,能模拟不同的启动时间和运行速度。试验把作用力方向分为横向和斜向,作用因素从一种到多种;船舶状态分为静止和运动;启动时间分为40s和120s,组合出多种工况。获得了进出坞过程中各个位置在不同工况下的缆绳受力情况,对取得的数据进行分析,与现有牵引力计算公式进行比较并修正了该公式,还获取了横向定位力的取值范围。本研究为船坞设计中牵引系统的受力计算提供了依据,为船舶进出坞时机的选取提供了参考。本文还研究了引船轨道和横向定位车的结构型式,以试验数据为依据,分析了牵引系统的受力,最后采用有限元分析的方法优化了船坞牵引系统。