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第一部分 船舶载重线和 结构、稳性基础知识 2014年第3期FSC知识更新培训 2014.11 大连.

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1 第一部分 船舶载重线和 结构、稳性基础知识 2014年第3期FSC知识更新培训 大连

2 安检员的苦恼 晦涩难懂 的规则条款 五花八门 的布置形式 中华人民共和国天津海事局
Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

3 第一节 载重线基础知识 中华人民共和国天津海事局
Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

4 目 录 中华人民共和国天津海事局 第1部分 第2部分 认识载重线 公约(法规)的基本要求
目 录 认识载重线 第2部分 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

5 Allowance for fresh water Winter North Atlantic freeboard
认识载重线 热带干舷 Tropical freeboard 甲板线 Deck line 淡水宽限 Allowance for fresh water TF F T S W WNA 夏季干舷 Summer freeboard 冬季干舷 Winter freeboard 普利姆索尔线 Plimsoll line 北大西洋冬季干舷 Winter North Atlantic freeboard 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

6 认识载重线 中华人民共和国天津海事局 甲板线
甲板线系指长为 300mm、宽为25mm 的水平线,该线勘划于船中的左、右舷,其上边缘一般应经过干舷甲板的上表面向外延伸与船壳板外表面的交点。 如按此勘划有困难,甲板线也可勘划在船中每舷的某一适当位置,但应对干舷作相应的修正,并在船舶载重线证书中标明。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

7 认识载重线 中华人民共和国天津海事局 载重线标志
载重线标志由一圆环和一水平线相交组成,其圆环的中心在船中处,水平线上边缘通过圆环中心。圆环的中心至甲板线上边缘的垂直距离为夏季干舷。 载重线标志两侧的字母为勘划机构缩写,国际航行船舶标识船级社或主管机关缩写,中国船级社为CS。国内航行船舶如为地方船检机构则标识为ZC。 国内航行船舶水平线的下半圆部分与标志一色,国际航行船舶上下半圆均与船壳同色。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

8 认识载重线 3 1 2 中华人民共和国天津海事局 载重线的作用和意义 经济性 - 充分利用船舶的装载能力
载重线一般对应着满载吃水,是船舶允许装载的上限。载重线勘划的不合理,减少了船舶的最大载货能力,直接影响船东的经济利益; 安全性 - 保证船舶在运输航行中的安全 2 载重线是综合考虑了船舶的储备浮力、稳性、强度、密性和船员保护等方面核定出的一条船舶的安全线,也是一条船员的生命线; 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

9 认识载重线 船舶航运的发展产生了民间的规定 3 1 中华人民共和国天津海事局 载重线的产生和发展
19世纪,世界各国航运业空前发展,大英帝国的船运业发展得尤为迅猛。 为了谋求利润最大化,商人们把船舶装的很满,每年的失事越来越多。仅在1873年到1874年期间,就有411艘船只沉没在大不列颠周边海域,1506人被夺去了宝贵的生命。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

10 认识载重线 船舶航运的发展产生了民间的规定 3 1 中华人民共和国天津海事局 载重线的产生和发展
许多有识之士对此关注和忧心。塞缪尔·普利姆索尔就是其中之一。 他根据不同的季节和水域,通过科学的计算,在船只上标一条“安全线”,以限定船只的最大装载量。 这条安全线就被命名为“普利姆索尔线” 。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

11 认识载重线 维持正常的航运秩序需要法律管理 2 诸多国家的实践促成了国际公约 3 中华人民共和国天津海事局 载重线的产生和发展
1876年英国国会制定商船法,为英国船舶划定载重线,即所谓“普利姆索尔线”。以后,根据法律规定,此载重线适用于在英国港口停泊的外籍船舶。 诸多国家的实践促成了国际公约 3 1928年11月12日“威斯特瑞斯”轮(S.S.S “VESTRIS”)遇难沉没,美国法院对此案件进行了审理,促使各国认识到签订国际船舶载重线公约的重要性,于1930年7月5日在伦敦签订了公约,1933年1月1日起生效。我国曾承认该公约。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

12 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

13 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

14 认识载重线 4 国际公约的进一步修改和完善 中华人民共和国天津海事局 载重线的产生和发展 2003年修正案 1988年议定书
部分内容作了修改,中国 接受该议定书 生效,中国政府于 加入该公约 2003年修正案 1988年议定书 1966年国际载重线公约 生效,对公约附录B进行了重大修改 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

15 认识载重线 中华人民共和国天津海事局 载重线的基本原理 开口密性与保护 储备浮力 船员保护 结构强度 稳性 海洋环境
载重线的核心问题 - 需要足够的储备浮力确保船舶的安全航行 开口密性与保护 防止船舶内部浸水,避免储备浮力的损失 储备浮力 配备基本与必要的设施,为船员提供安全的居住环境和工作条件 维持船舶储备浮力的先决条件,在各装载情况下应具有足够的强度 船员保护 结构强度 维持船舶储备浮力的先决条件,在各种装载情况下应具有足够的稳性 环境条件与船舶能力的匹配,储备浮力的需求随海域风浪海况而异 稳性 海洋环境 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

16 公约(法规)的基本要求 【 舷 】 【 干舷 】 中华人民共和国天津海事局 舷和干舷
【 舷 】 古时为了防止波浪涌上甲板,将船艏和船艉都制作成上翘形状,形成双向曲度的艏艉弧形,所以谓之“舷”。 【 干舷 】 在船中部从水线量至第一层全通甲板(干舷甲板)上缘,即该水线以上未被水浸湿的舷侧板,称为干舷。 干舷为船员在水面上安全作业提供了一个安全平台,同时为货舱口等进水口和甲板设备提供了安全保护。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

17 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 干舷的确定 形状干舷 稳性干舷 强度干舷 形状干舷、稳性干舷和强度干舷取最大值勘划载重线。
考虑到船舶的形状和不同的结构形式,结合不同区域的安全状况,通过计算公式得到的干舷值。 形状干舷 形状干舷、稳性干舷和强度干舷取最大值勘划载重线。 根据船舶稳性规范要求,必须满足的干舷值。 满足船舶建造规范对强度的要求而确定干舷。 稳性干舷 强度干舷 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

18 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 载重线公约(法规)规定的船舶类型 A型船舶
干舷值最小,专门载运散装液体货物而设计的一种船舶;如油轮、液化气船、化学品船。 (1) 露天甲板具有高度完整性,货舱仅设有小出入口,并以钢质或等效材料的水密填料盖封闭。 (2) 载货的货舱具有较低的渗透率。 (3)船长超过150 m 的A 型船舶满足公约附则第27 条对分舱和稳性的要求。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

19 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 载重线公约(法规)规定的船舶类型 B型船舶 B型减少船舶 B型增加船舶
达不到A 型船舶各项要求的所有船舶为B 型船舶。 B型减少船舶 核定为比B 型船舶干舷减少相同长度的A 型和B 型船舶干舷差值的60%或100%,即B-60和B-100船舶。 B型增加船舶 当舱盖不符合公约规定时,干舷必须较正常的B 型船舶增加规定数值的船舶。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

20 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 核定干舷的条件 船员保护 上层建筑、甲板室 舷墙、栏杆 船员安全通道 排水舷口
最好、最安全的船员保护 舷墙、栏杆 最简单、最基本的船员保护 船员安全通道 各上层建筑或甲板室之间的出入联系 排水舷口 避免积水对储备浮力以及安全操作的负面影响 开口密性与强度 门(舷门、艏、艉门) 舱口 通风筒与空气管 泄水孔、进水孔、排水孔、垃圾滑道 锚链舱、管 舷窗、方窗等 供给船长的资料 强度资料 - 装载手册; 稳性资料; 倾斜试验 - 作为完工装载手册中稳性资料的依据; 空船重量的检验-替代倾斜试验的措施; 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

21 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 中华人民共和国天津海事局 位置的概念 位置2 位置1 位置1 1/4船长
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22 上层建筑 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局
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29 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 形状干舷 船舶形状干舷的计算 国内航行船舶形状干舷的计算书
又称为最小干舷,系指根据载重线公约(法规)干舷表经过形状要素修正得到的干舷值(夏季干舷)。 热带干舷: 夏季干舷- d/48 冬季干舷: 夏季干舷+ d/48 淡水干舷: 夏季(热带)干舷-∆/40T(或 d/48) 北大西洋冬季干舷: 冬季干舷+ 50mm (仅船长≤100m时) ∆- 夏季载重线处的排水量 T- 夏季载重线处的每厘米浸水吨数 d- 夏季吃水 船舶形状干舷的计算 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China 国内航行船舶形状干舷的计算书

30 公约(法规)的基本要求 3 1 中华人民共和国天津海事局 国内航行船舶载重线的规定 区域和季节带划分 夏季 热带
基本原理与国际载重线公约相同,但具体要求与规定有差异: 区域和季节带划分 3 1 汕头以北的中国沿海 热带: 汕头以南的中国沿海 夏季: 热带: 夏季: 夏季 热带 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

31 公约(法规)的基本要求 3 2 3 3 4 中华人民共和国天津海事局 国内航行船舶载重线的规定 载重线标志 放宽 基本干舷
基本原理与国际载重线公约相同,但具体要求与规定有差异: 载重线标志 3 2 无冬季和北大西洋载重线标志 放宽 3 开口关闭设备: 舱口盖的负荷 小型船舶放宽 无锚链舱的水密要求 基本干舷 3 4 无B加干舷型船舶 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

32 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 载重线勘划方式 永久性勘划的方式 a. 标志用钢板制成实样焊接在船舷;
b. 堆焊载重线标志的边线。 c. 将载重线标志的边线凿迹。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

33 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 国际和国内航行船舶载重线标志 CCS国际航行船舶 国内持证海船
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34 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 国际和国内航行船舶载重线标志 国内持证河船 国内沿海小船
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35 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 特殊载重线标志 木材载重线
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36 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 特殊载重线标志 富裕干舷
富裕干舷船舶所核定的干舷比最小干舷为大,因而其载重线是勘划在相当或低于根据公约所核定最小干舷的最低季节性载重线位置时,则可仅勘划淡水载重线。 富裕干舷船舶只要夏季干舷所对应的吃水不大于按假定的干舷甲板计算所得的最小干舷相应的吃水(假定干舷甲板位于实际干舷甲板下的距离等于上层建筑标准高度),则在实际干舷甲板上的门槛、舱口围板、机器处所门槛、各种开口、通风筒及空气管的高度,舱口盖的尺寸,排水布置和船员保护设施,窗和舷窗等可与上层建筑甲板上的要求相同。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

37 公约(法规)的基本要求 特殊载重线标志 多套载重线
随着船舶的大型化,部分船舶由于航运的限制,如港口当局要求限制进港船舶的吃水,此时须增大干舷来减少载重量, 这种情况下,应船东申请,船舶可以持有两套或多套载重线证书。任何时候,船长仅能出示一套有效的证书(其余证书须签封保存) 。

38 载重吨位(Dead Weight Tonnage , D. W. T
公约(法规)的基本要求 多套载重线 (1)适应港口限制因素的需要。 随着航运船舶日趋大型化,一些港口因受航道或码头建造设计或吃水限制等因素的影响,对进靠船舶的尺度特别是载重吨位或吃水有一定的限制,超过了码头泊位核准吨位的船舶就不能停靠。 船舶在制订挂靠港口的航线计划前,首先要查核载重线或吨位证书是不是超过了港口的限定,如果证书超过了该港口的限定就不准靠泊,而不管实际装载状况如何。 例如有些码头泊位规定了只能进靠7万载重吨以下的船舶,船东因为所拥有的船舶类型和经营方面的关系,部分大型船舶(例如持有 DWT证书的散货船)需要进人这些限制载重量的港口,就因为核准的载重吨位太大,即使实际载重量不足7万载重吨的船舶也不能进靠这些泊位,限制了船舶的生产经营。 一些油轮泊位,对船舶的载重量和最大吃水限制更加严格。为了使这部分大型船舶能够抵靠该受限港口,除了通过减少船舶载重量的措施,增大干舷来达到减小吃水的目的以外,还必须持有对应的小载重量证书,方可抵靠该港口。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

39 有些港口的收费比较特殊,港口使费除参考净吨位外,还根据标定的夏季吃水来收取,船东为了节省费用也需要对船舶吃水作出一些限制,以期节省港口使费。
公约(法规)的基本要求 多套载重线 (2)节省港口使费。 有些港口的收费比较特殊,港口使费除参考净吨位外,还根据标定的夏季吃水来收取,船东为了节省费用也需要对船舶吃水作出一些限制,以期节省港口使费。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

40 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 特殊载重线标志 多套载重线
与长期载重线证书对应的的载重线标志,应满足LL公约关于永久性方式进行标识的要求。对于临时更改载重线(减小载重量和吃水),可接受油漆勘划的临时载重线,此时须给出与条件载重线证书相适应的备忘。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

41 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 特殊载重线标志 工程作业吃水标志
工程船(包括起重船、设有开敞泥舱而其底部还设有开启装置的挖泥船和泥驳)在作业状态下的吃水,除勘划常规的载重线标志外,通常还会勘划作业吃水标志。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

42 公约(法规)的基本要求 中华人民共和国天津海事局 特殊载重线标志 浮船坞吃水标志 高速船吃水标志
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43 第一节结束 谢谢大家

44 第二节 稳性基础知识 中华人民共和国天津海事局
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45 目 录 中华人民共和国天津海事局 第1部分 第2部分 完整稳性 分舱与破损稳性
目 录 完整稳性 第2部分 分舱与破损稳性 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

46 一、完整稳性 1 概述 完整稳性是指船舶未受破损时受外力作用发生倾斜而不致倾覆,当外力作用消失后,船舶仍能回复到原来平衡位置的能力。
完整稳性对船舶的安全性有绝对重要的影响,也是船舶最基本的一项重要技术性能。法规对各类船舶的完整稳性规定了衡准要求,需强制执行。 通常,船舶稳性是指横稳性。 船舶稳性分初稳性和大倾角稳性两类。 初稳性是指小倾角情况下的船舶稳性,可用初稳性公式来求解稳性问题。 大倾角稳性需要用稳性复原力臂曲线来校核稳性。

47 2 稳性的基本原理 2.3 完整稳性 中华人民共和国天津海事局
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48 3 初稳性 2.3 完整稳性 一、初稳性公式 复原力矩: 式中: GZ——横稳性复原力臂; GM——初稳性高; KB——浮心高度;
KG——重心高度 BM(r)——横稳性半径; IT——水线面横向惯性矩。 初稳性公式推导过程中假定了等体积倾斜和tanΦ≈Φ,因此它适用于小角度倾斜。 初稳性公式的适用范围: 因船型不同有所区别,常规船型约为横倾角10度以内。

49 3 初稳性 二、重量垂向移动对稳性的影响: 船舶重心升高导致初稳性高下降,复原能力减小。

50 3 初稳性 三、重量横向移动产生的横倾角:

51 3 初稳性 四、悬挂重量对船舶初稳性的影响: 悬挂重量对船舶初稳性的影响:相当于将这部分重量升高了悬挂长度l,即船总的重心升高了G1G2,导致初稳性高降低了G1G2。

52 3 初稳性 五、自由液面初稳性的影响: 式中:w——自由液面液体的重量密度 ix——自由液面的面积对其倾斜轴线的横向惯性矩。 n个舱时:
减小自由液面影响的措施: 减小存在自由液面舱的宽度。例如,对矩形自由液面舱宽度减小一半,则该舱自由液面对稳性的影响可减小至1/4。

53 3 初稳性 六、法规对船舶初稳性高度的要求 国内航行船舶,法规要求(也即IMO的要求):
除特别规定外,各类船舶的初稳性高(GM)不小于0.15m。 对客船要求:旅客集中一舷和回转航行时横倾角不大于10度。 对散装谷物船初稳性高不小于0.3m。 对运木船出港时初稳性高不小于0.1m,其他如何情况下初稳性高应为正值。 上述初稳性高均指经自由液面修整后的值。

54 3 初稳性 七、初稳性的估算方法 中华人民共和国天津海事局 初稳性高:
式中各参数与主尺度的关系为:浮心高度KB∝d,横稳心半径 ,重心高度KG∝D。所以有: 式中系数a1、a2和a3,有相近的母型船资料时,均可按母型船资料换算。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

55 3 初稳性 八、船舶设计中对初稳性高的考虑 船舶设计中,对初稳性高的考虑都需要留有足够的裕度,以确保船舶的安全。但是,初稳性高并非越大越好,初稳性高过大,将导致船舶横摇运动激烈。 某些船(如集装箱船)为了提高装载能力,稳性一般都较紧张。 初稳性高船宽B 成正比例,因此船宽B 对稳性有重大的影响,设计中对初稳性高的把握通常从船宽的选择中加以主要考虑。 2

56 3 初稳性 九、倾斜试验 倾斜试验的目的 船舶设计过程中,空舱的重量、重心是由估算或计算方法得到的,船舶建造完工后,必须通过倾斜试验来求证正确的空舱重量和重心位置。 倾斜试验的原理 (1) 通过读取水尺处的船舶吃水,得出船首、尾吃水,根据静水力曲线,可计算出试验状态下的船舶排水量和浮心纵向位置。比较试验状态与空舱的差异,经修整,得出空舱的重量和重心纵向位置。纵倾较大的情况下,要用与实际纵倾情况相符的静水力曲线。

57 3 初稳性 (2) 通过移动重量,使船横倾一个角度,测量移动的重量和移动距离以及横倾角,用初稳性公式求得试验状态下的重心高度。比较和修正试验状态与空舱的差异,可得出空船的重心高度zG。 试验方法 倾斜试验可按认可的有关标准执行。 《船舶倾斜试验与静水横摇试验实施指南》JCG/Z010-96

58 4 大倾角稳性 2.3 完整稳性 l——重力作用线与浮力作用线的垂直距离,称为复原力臂或静稳性臂。 一、概述
船舶在恶劣海况下的横倾角远大于初稳性公式适用的横倾角范围,此时判别船舶的稳性必须研究大倾角情况下的稳性。 复原力矩: l——重力作用线与浮力作用线的垂直距离,称为复原力臂或静稳性臂。

59 4 大倾角稳性 二、静稳性曲线。 船舶一定装载情况下GZ(或l)随横倾角Φ的变化曲线称为静稳性曲线。
静稳性曲线的积分曲线为动稳性曲线,在稳性校核计算中可替代静稳性曲线。 静稳性曲线是对应某一确定的装载情况,为适应各种装载情况下求取静稳性曲线,需计算变排水量的“稳性插值曲线”。

60 2.3 完整稳性 4 大倾角稳性 三、静稳性曲线的特征和要求 规则稳性衡准中对一般 船舶静稳性曲线的要求:
(1)曲线在0度处的斜率为初稳性高 因为小倾角时有: GZ=GMsinΦ≈GMΦ (2)最大复原力臂lm和对应角Φm (3)稳性消失角 规则稳性衡准中对一般 船舶静稳性曲线的要求: 初稳性高度应不小于0.15m。 横倾角等于或大于30°处的复原力臂应不小于0.2m,如船体进水角小于30°,则进水角处的复原力臂应不小于该规定值。 船舶最大复原力臂所对应的横倾角应不小于25°,如进水角小于最大复原力臂所对应的横倾角,则进水角即为最大复原力臂所对应的横倾角。

61 2.3 完整稳性 4 大倾角稳性 四、稳性衡准数 突风与横摇衡准(气象衡准)的两种模式:
2.3 完整稳性 4 大倾角稳性 四、稳性衡准数 突风与横摇衡准(气象衡准)的两种模式: 第一种模型是假定船舶无航速横对波浪发生共振横摇,当横摇到向风一侧的最大幅度时,遇到一阵突风的吹袭,此情况下要求船舶不倾覆。(国内航行海船法规的气象衡准模型) 第二种模型是假定船舶首先在一个定常风作用下产生一个初倾角,然后受波浪作用而发生横摇,当横摇到向风一侧的最大幅度时,再受到一突风的吹袭,船舶在此状态下不倾覆。突风的作用力规定为定常风的1.5倍。 (IMO的气象衡准模型)

62 2.3 完整稳性 4 大倾角稳性 四、稳性衡准数 各种装载情况下的稳性衡准数K应符合下式要求: K = b /a ≥1
2.3 完整稳性 4 大倾角稳性 四、稳性衡准数 各种装载情况下的稳性衡准数K应符合下式要求: K = b /a ≥1 式中:a表示风浪等外力所做的功,b为船舶复原力所做的功,在静稳性曲线上a、b分别为突风作用力臂对应角Φc左右两部分的面积

63 2.3 完整稳性 4 大倾角稳性 稳性衡准数的计算 K = b /a ≥1 (1) 定常风作用下的风压倾侧力臂lW1 :
式中:P——风压,取504(Pa); AV——水线以上船和甲板货的侧投影面积(m2); Z ——受风面积中心距水下侧面积中心的距离(m),可取吃水的一半处。 (2) 突风作用下的风压倾侧力臂 lW2 为: lW2 = 1.5 lW1 (3) 横摇角φA:

64 规则中的稳性衡准数

65 2.3 完整稳性 4 大倾角稳性 稳性核算的装载情况 一般货船 客船 集装箱船 (L>100m) 运木船 散装谷物 出港
2.3 完整稳性 4 大倾角稳性 稳性核算的装载情况 一般货船 客船 集装箱船 (L>100m) 运木船 散装谷物 出港 (100%油水 和备品) 满载均质货 满载 客货 满载(舱内均质货,甲板按规定载货) 压载 满客 无货 到港 (10%油水 满载(甲板货加10%吸水)

66 2.3 完整稳性 4 大倾角稳性 五、关于稳性曲线的计算 (1)可计入的体积
除主船体以外,满足“载重线”法规中的封闭上层建筑的部分可以计入。 (2)进水角计算中的进水点 凡是水能通过船侧、上层连续甲板、上层建筑或甲板室的非风雨密关闭的开口及非风雨密的货舱口、通风筒等进入船体内,应视为进水角开口。 (3)自由液面对稳性曲线的影响 液舱自由液面的存在使稳性变差,因此稳性计算中应计及自由液面的影响。 (4)积冰对稳性的影响 结冰会增加重量并使重心升高,使稳性变差。我国法规规定,冬天航行于青岛(北纬36°04’)以北的国内沿海船舶,应对其稳性最差的基本装载情况,计算结冰时的稳性。冰的重量视为超载重量。

67 2.3 完整稳性 4 大倾角稳性 中华人民共和国天津海事局 六、船型及尺度比对稳性曲线的影响规律
干舷不同的两艘船。 在其他条件相同情况下,干舷小的船由于甲板较早入水,因此最大复原力臂和对应角较小。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

68 2.3 完整稳性 4 大倾角稳性 中华人民共和国天津海事局 六、船型及尺度比对稳性曲线的影响规律
B/d不同的两艘船。 B/d大的船,在小横倾角时,复原力臂很大,通常最大复原力臂也较大,但最大复原力臂对应角小。此类船横摇性能差。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

69 稳性及装载手册 中华人民共和国天津海事局 稳性及装载计算程序手册
Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China 稳性及装载计算程序手册

70 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

71 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

72 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

73 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

74 二、分舱与破损稳性 2.4 分舱与破损稳性 1 概述 破损稳性是指船舶在一舱或数舱破损进水后仍应保持一定的浮态和稳性的要求。
船舶在一舱或数舱破损进水后是否会沉没或倾覆,船体水密舱壁的设置是关键的因素。分舱的规定就是对设置水密舱壁的要求。

75 2.4 2 破损稳性的衡准 破损稳性的衡准有两种方法: (1)确定性方法
该方法规定了船体破损的范围、位置以及破损前的船舶状态,确定一个或几个最危险的破损舱或舱组,计算出破损后的浮态和稳性,按规定的残存条件来衡准船舶是否满足破损稳性要求。确定性方法要求任一计算状态都必须满足所有的残存条件。 (2)概率衡准方法 某一处所可能破损的概率乘以破损后不沉的概率得到该处所对分舱指数A的贡献。累加全船所有可能的贡献得到指数A,大于规定的指数R即为合格 ——国内法规2008修改通报(来自SOLAS 2004 II-1/B-1部分)

76 补充知识点——概率破损稳性规则的原理 按照风险概率的分析方法研究船舶遭遇碰撞破损浸水的概率以及浸水后残存的概率

77 补充知识点——概率破损稳性规则的原理 ◆ 按照经典条件概率论 破损后能残存这个事件M由两个事件组成: A事件——破损后能残存 B事件——被碰撞而发生破损浸水 C事件——浸水后没有倾覆 A事件为B、C同时发生——〉 A = B∩C 残存概率 P(A) = P(B∩C)=P(B)× P(C/B) P = P(B): 发生某一破损事件的概率 S = P(C / B): 发生某一破损事件后残存的概率

78 补充知识点——概率破损稳性规则的原理 按照经典概率论中的贝叶斯全概率公式计算A指数 一艘船招致碰撞破损而浸水的可能性多种多样,不同的破损位置、不同的破洞大小,构成了及其复杂的由各种损坏浸水事件组成的样本空间.每一事件都可以得出一个概率指数Ai Ai = Pi×Si 累加所有的Ai: A =∑Ai = A =∑Ai = ∑(Pi×Si) A代表了船舶的综合残存水平。A越大,综合残存能力越强

79 补充知识点——概率破损稳性规则的原理 要求: A≥R A——实船达到的分舱指数,代表实船的安全水平 R——SOLAS要求的最小分舱指数。通过统计现有船舶的安全水平得出的最低的、全球可接受的安全水平

80 IMO收集的811件海损资料,其中296件被撞船的海损资料
补充知识点——概率破损稳性规则的原理 国内规则的要求(SOLAS1990年修正案) IMO收集的811件海损资料,其中296件被撞船的海损资料

81 目前SOLAS的要求(SOLAS2006年修正案)
补充知识点——概率破损稳性规则的原理 目前SOLAS的要求(SOLAS2006年修正案)

82 补充知识点——概率破损稳性规则的原理 建立破损概率 ——对在2946个事故中被撞船舶的事故进行统计分析(包括破洞大小与位置),得出破损位置、破洞大小、横向穿透深度和垂向破损范围的概率分布密度函数。

83 补充知识点——概率破损稳性规则的原理 全面的破损事故统计 基于IMO、LR、GL、DNV、希腊、GDR的破损船舶资料库 2946个事故:1851碰撞 930搁浅 165其它事故 ‹ 覆盖船型(10):bulk carriers, cargo vessels, chemical tankers, gas tankers, tankers, container vessels, passenger vessels, reefer vessels,‹ro-ro vessels, fishing vessels ‹覆盖了当今全球国际航行船队‹,填补了近40年来的新设计建造船型,尤其是大型船舶

84 3法规对各类船分舱与破损稳性的要求 现行法规对国内航行船舶分舱与破损稳性的要求: 对船长80m以下的客船仅要求满足一舱不沉。
2008修改通报对一般货船提出破损稳性的要求,衡准方法采用概率衡准方法。 对油船,基本与国际公约要求一致。 对散装化学品船和散装液化气体船的要求与国际规则一致。 为进一步保障船舶的安全和防止造成海洋环境污染,国际公约和规则对船舶分舱和破损稳性的要求越来越高,今后仍有更从严要求的趋势。在方法上逐渐向概率方法统一。

85 4 干货船概率衡准方法简述 二、船舶达到的分舱指数A 中华人民共和国天津海事局 式中:i——代表所考虑的每一个舱或舱组;
Pi——所考虑的舱或舱组的破损概率,不考虑水平分隔; Si——所考虑的舱或舱组破损后的生存概率,包括水平分隔的影响。 关于Pi的说明: 概率Pi仅与在船长Ls方向上的破损位置和长度有关。破损的位置和长度由舱的前后两端点X1和X2所决定,以此确定Pi的值。 当舱的两端位于Ls的前后端点以内时, Pi = ap a是破损位置沿船长的假定分布密度。 P是破损长度沿船长的假定分布密度。ap表示两者的积分,也就是破损舱可能的进水概率。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

86 4 干货船概率衡准方法简述 中华人民共和国天津海事局 关于Si的计算: 生存概率Si: 式中: C = 1, 如φe≤25°,
Rangle——超出平衡角的正复原力臂范围(°),取不大于20°,而且此范围 应在不能风雨密闭的开口下缘被淹没的角度处中止; lmax——在Rangle范围内的最大正复原力臂(m),取不大于0.1m ; φe——最终平衡状态的横倾角。 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

87 5 其他船的衡准 中华人民共和国天津海事局 “载重线”法规要求校核破损稳性的船舶: 浸水后,最终平衡水线应在任何可能继续进水的开口以下;
不对称浸水引起的最大倾斜角不大于15度; 浸水后剩余初稳性高为正值。 “MARPOL”公约对油船破损稳性的要求: 浸水后,最终平衡水线应在任何可能继续进水的开口以下; 不对称浸水引起的横倾角不大于25度,如甲板边缘未浸水,可增大到30度; 浸水最后阶段,稳性复原力臂曲线在平衡点以外的正值范围至少为20°,相应的最大剩余复原力臂至少为0.1m,复原力臂曲线下的面积应不少于0.0175m·rad, 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China

88 第一部分结束 谢谢大家 中华人民共和国天津海事局
第一部分结束 谢谢大家 中华人民共和国天津海事局 Tianjin Maritime Safety Administration of People's Republic of China


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