重大件船舶概況及集裝箱岸吊的綁扎

1、重大件船舶概況及集裝箱岸吊的綁扎 盡管當(dāng)前重型成套大件設(shè)備運(yùn)輸?shù)睦麧?rùn)較高，但不僅需要遵照重型大件專業(yè)化裝卸操作技術(shù)操作規(guī)范，而且承運(yùn)船舶必須具備專業(yè)化重型成套大件運(yùn)輸設(shè)備，其技術(shù)要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于集裝箱裝卸規(guī)范，因此目前很少有那一家集裝箱班輪公司在載運(yùn)開(kāi)頂箱或者平板箱的同時(shí)敢于隨便招攬重型大件運(yùn)輸生意的；如今只有經(jīng)營(yíng)滾裝船和被稱為半潛船的浮裝浮卸船的幾家船公司，如大西洋集裝箱班輪公司和華倫紐斯威倫遜船公司在增加船艙鋼梁和強(qiáng)化船甲板的基礎(chǔ)上接受裝運(yùn)重型成套大件和帶輪機(jī)械設(shè)備的海運(yùn)服務(wù)業(yè)務(wù)；此外在國(guó)際重型超大型成套設(shè)備海運(yùn)市場(chǎng)比較活躍和實(shí)力雄厚的船公司還有船公司和經(jīng)營(yíng)浮裝浮卸船的中國(guó)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸集團(tuán)公司下屬

2、廣州遠(yuǎn)洋公司。這些海運(yùn)公司可以載運(yùn)油井架，海上勘探平臺(tái)，軍用艦艇和快船，船岸吊車等龐然大物；而其中石油勘探，開(kāi)發(fā)和煉油廠和液化天然氣廠所需成套重型超大件設(shè)備運(yùn)量為數(shù)最多，其托運(yùn)人遍布南美洲，西非，加勒比海，墨西哥灣，地中海，黑海，里海，北海，東南亞和遠(yuǎn)東等地區(qū)。由于專業(yè)化運(yùn)輸船供不應(yīng)求，難以滿足海運(yùn)市場(chǎng)需求，迄今仍然有大量成套設(shè)備大件和重型設(shè)備是用多用途船舶或者標(biāo)準(zhǔn)型散裝貨船載運(yùn)；但是真正重型大件目前只能由擁有超重型吊桿設(shè)備，超厚甲板和特種穩(wěn)性系統(tǒng)以及能夠處理超寬超長(zhǎng)重大件能力的專用運(yùn)輸船承運(yùn)重型大件的吊裝在過(guò)去幾十年的海運(yùn)史中一直處于持續(xù)變革狀態(tài)；在世紀(jì)年代初，所謂重大件通常指的是大約噸重的

3、設(shè)備，而到進(jìn)入世紀(jì)初，所謂重大件指的是超過(guò)噸的設(shè)備。因此當(dāng)代全球海運(yùn)業(yè)界通常把重大件貨物分為：噸以下；噸噸；噸以上等三種。目前能夠裝運(yùn)噸以下的重型大件運(yùn)輸船有的是；但是裝運(yùn)噸以上的重型大件運(yùn)輸船就不多了；至于能夠裝運(yùn)噸以上重型大件的專業(yè)運(yùn)輸船猶如鳳毛麟角，按照目前重型大件海運(yùn)慣例，其托運(yùn)人必須提前個(gè)月與有關(guān)船公司簽訂合同預(yù)定艙位，以便承運(yùn)人預(yù)先做好專業(yè)設(shè)計(jì)的超重負(fù)荷組合聯(lián)用吊桿和強(qiáng)化貨艙甲板承受重貨能力等安全海運(yùn)準(zhǔn)備。盡管目前陸基吊車或者水面浮吊常常被用來(lái)幫助運(yùn)輸船裝卸重型超大件成套設(shè)備，但是按照國(guó)際海運(yùn)慣例和安全裝卸規(guī)范，重型超大件設(shè)備運(yùn)輸船必須具備自有自用重型超大件吊桿，而且還必須根據(jù)用戶

4、的要求不斷更新和優(yōu)化重型超大件吊桿，以便在比較偏僻遙遠(yuǎn)和港口設(shè)備落后的地方，在沒(méi)有港口機(jī)械設(shè)備支助下，由船舶自行裝卸重型超大件貨物。例如美國(guó)專業(yè)運(yùn)輸重型超大件成套設(shè)備的船公司船隊(duì)中的普通船舶自用吊桿可以自行裝卸噸設(shè)備，而設(shè)備先進(jìn)的運(yùn)輸船自用吊桿負(fù)荷超過(guò)噸。    配載重型超大件工作想當(dāng)復(fù)雜，不允許絲毫差錯(cuò)，需要通過(guò)電腦核算和電子配載操作，事先精細(xì)規(guī)劃，以便讓重型超大件設(shè)備的重量不是集中到一點(diǎn)，那樣不利于海運(yùn)安全，而是比較均勻地和廣泛地分布到船舶各個(gè)部位，在最大化多裝貨物的前提下，確保航運(yùn)船舶在進(jìn)出港和航運(yùn)途中保持穩(wěn)性年船公司用重型超大件運(yùn)輸船把噸重的海上平臺(tái)從韓國(guó)

5、的奧波運(yùn)送到美國(guó)得克薩斯州港；年又把噸重的海上平臺(tái)等重型超大件貨物從韓國(guó)的奧波運(yùn)送到美國(guó)南部墨西哥灣港口；這些平臺(tái)有的長(zhǎng)度達(dá)到米，寬度超過(guò)米，都是用來(lái)勘探和開(kāi)采沿海石油，而且其鉆井設(shè)備重量和型號(hào)尺寸都在不斷擴(kuò)大。因此當(dāng)前重型超大件運(yùn)輸船根據(jù)市場(chǎng)需要也在進(jìn)一步擴(kuò)大船型，鋼甲板厚度增加到英寸，船用主機(jī)和輔機(jī)的功率增強(qiáng)，負(fù)荷超過(guò)噸的船用超重型吊車不斷出臺(tái)，船用設(shè)備和設(shè)施的技術(shù)規(guī)范幾乎超過(guò)船舶設(shè)計(jì)制造的傳統(tǒng)極限。但是當(dāng)前重型超大件運(yùn)輸船遇到的瓶頸不是船舶設(shè)計(jì)技術(shù)，也不是造船材料，而是專業(yè)人才奇缺，其中包括經(jīng)驗(yàn)豐富的重型超大件設(shè)備的專業(yè)裝卸工人，重型超大件運(yùn)輸船的專業(yè)船員和有關(guān)技工即使在美國(guó)洛杉磯港也難

6、以滿員招聘到?，F(xiàn)在運(yùn)輸船配備重型超大件吊車沒(méi)有資金和技術(shù)上的困難，通常船上都有這類專門用于超重超大型裝卸的吊車，問(wèn)題是船公司要招聘到善于操作重型超大件吊車的經(jīng)驗(yàn)豐富的技工船員卻很難。    重型超大件運(yùn)輸保險(xiǎn)也是一個(gè)不容置疑的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，盡管不少客戶趨之若騖地使用重型超大件運(yùn)輸船為其運(yùn)送各種超大件重型成套設(shè)備，但是他們必須記住，重型超大件海運(yùn)保險(xiǎn)在許多方面不同于普通陸?？者\(yùn)輸保險(xiǎn)，重型超大件海運(yùn)保險(xiǎn)不是簽一年保險(xiǎn)合同，而是托運(yùn)人和承運(yùn)人必須在每個(gè)航次之前分別與保險(xiǎn)人簽定保險(xiǎn)合同，因?yàn)椴煌酱蔚闹匦统蠹＿\(yùn)會(huì)遇到不同風(fēng)險(xiǎn)，再加上考慮到船舶船齡，船舶航速，航線經(jīng)過(guò)海域

7、，自然和政治等具體環(huán)境，重型超大件規(guī)格等等，因此保險(xiǎn)費(fèi)率和保險(xiǎn)費(fèi)均有不同。保險(xiǎn)公司還常常在保險(xiǎn)合同中對(duì)于重型超大件運(yùn)輸船的海上航運(yùn)和裝卸作業(yè)定出種種限制，其中包括船舶如何加固綁扎重型超大件，必須確保在航行途中及時(shí)收聽(tīng)氣象預(yù)報(bào)，要預(yù)先作好準(zhǔn)備工作，躲避大風(fēng)大浪，船舶航行要走最佳航線，做好風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)變準(zhǔn)備工作等等，以便確保重型超大件全程海運(yùn)安全。 集裝箱橋吊海上運(yùn)輸具有專業(yè)性強(qiáng)、技術(shù)要求高、風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，它需要專業(yè)的運(yùn)輸船舶或?qū)I(yè)的運(yùn)輸駁船，專門的積載和系固，專業(yè)的技術(shù)人員，涉及船舶穩(wěn)性和強(qiáng)度以及專業(yè)運(yùn)輸管理等方面技術(shù)，保證其足以抵御海上的一般風(fēng)險(xiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)這種特殊的重大件貨物的海上運(yùn)輸。目

8、前國(guó)內(nèi)外在這方面的技術(shù)處于業(yè)務(wù)壟斷和技術(shù)保密狀態(tài)，理論研究分析不多。平常航海人員通常采用設(shè)計(jì)好的固定堆垛方式或用粗略估計(jì)、非語(yǔ)言式思維和模糊控制理論等方式處理一般貨物組件的船上積載。但對(duì)于重大件非標(biāo)準(zhǔn)貨物海上運(yùn)輸，一定要做到心中有數(shù)，一定要用數(shù)學(xué)思維、量化分析處理船舶穩(wěn)性和強(qiáng)度等問(wèn)題。在整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中，要考慮種種因素，預(yù)先制定出一整套運(yùn)輸方案，且在每一個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)還要反復(fù)考察論證方案的正確性。所以本文先從橋吊在船上積載和主動(dòng)力計(jì)算兩方面入手，歸納兩點(diǎn)理論的主動(dòng)力計(jì)算方法，為這一特殊運(yùn)輸領(lǐng)域的船舶穩(wěn)性、強(qiáng)度核算、海上拖帶、風(fēng)險(xiǎn)控制提供參考。2 集裝箱橋吊海上運(yùn)輸?shù)姆e載2.1 橋吊海上運(yùn)輸要求專門的

9、船舶    首先船舶要有適當(dāng)?shù)某叨群妥銐虻膹?qiáng)度，以抵御海上的一般風(fēng)險(xiǎn)，其次船舶要有能夠調(diào)節(jié)穩(wěn)性和吃水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)門對(duì)門運(yùn)輸。本文只討論第一部分的主動(dòng)力計(jì)算問(wèn)題。此外船上要裝備起重、頂壓、氣割、焊接等安裝設(shè)備。2.2 運(yùn)輸船舶尺度要求    一是寬度要基本與橋吊的橫向門跨度相一致，或偏寬、偏窄誤差在23m之內(nèi)，長(zhǎng)度則要大大于橋吊的縱向門跨度，甲板是連續(xù)甲板，船體的橫梁和肋板要對(duì)應(yīng)在橋吊側(cè)腿支點(diǎn)的正下方，如果不剛好的話，在船體上要加焊強(qiáng)力肋骨和肋板，使之處于橋吊側(cè)腿支點(diǎn)的正下方，以滿足船體局部強(qiáng)度的要求。2.3 橋吊積載考慮的因素橋吊的橫向

10、跨度與甲板寬度大致相同，由于橋吊的自身重量很重，單件重量在千噸以上，且重量分布不一定均勻，分布在四個(gè)門腿的重量有幾百噸，積載時(shí)以下因素要認(rèn)真考慮：（1）裝卸是要靠外力使橋吊從岸上移動(dòng)到船甲板上或從船甲板上移到岸上的預(yù)定位置，整個(gè)過(guò)程要平穩(wěn)有序進(jìn)行，首選的是在門腿下安裝軌道，實(shí)行軌道滑動(dòng)裝卸。（2）軌道下面要有足夠的襯墊板，以保證船甲板的局部強(qiáng)度要求。（3）保證橋吊的重心在船舶的中縱剖面上。所以在裝載之前一定要有橋吊的有關(guān)資料，如主要尺度、重量、重心位置、受風(fēng)面積、主要設(shè)備保護(hù)措施等資料。（4）要事先選定裝卸的舷側(cè)，是右舷還是左舷，以便軌道的安裝和預(yù)定的裝卸操作走向。這就要求在制定運(yùn)輸方案之前要

11、反復(fù)考察論證。（5）如果甲板寬度不夠，或者為調(diào)整重心位置而需門腿向一側(cè)偏移時(shí)，導(dǎo)致一側(cè)門腿超出甲板寬度，這時(shí)需在超出一側(cè)橫向加接受載底座，以滿足裝載要求。（6）船體各艙要專門設(shè)計(jì)成可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)船舶重心高度、船舶吃水和防自由液面影響的隔艙，以滿足受載后船舶穩(wěn)性以及裝卸時(shí)根據(jù)潮位調(diào)整甲板與碼頭平臺(tái)的隨時(shí)水平。（7）位置較低的電機(jī)、接線箱和開(kāi)關(guān)箱等電器設(shè)備，以及裸露的較精密的機(jī)械零件和設(shè)備均需用油布等包裹嚴(yán)實(shí)，避免海水侵蝕，造成損壞。2.4 橋吊船上積載方法2.4.1 軌道安裝方法軌道安裝方法如圖1，鋼軌的鋪設(shè)有橫向和縱向，橫向的軌距與門腿橫跨度一致，誤差應(yīng)保持在10mm內(nèi)，軌道下面鋪墊強(qiáng)力鋼

12、板，鋼板直接焊接在甲板上，軌道再焊接在強(qiáng)力鋼板上，焊接要牢固，軌道之間用連接板連接定位，軌面不平時(shí)，用墊板墊平。2.4.2 橋吊腿側(cè)積載要求由于船舶在海上航行會(huì)遇到風(fēng)浪的危險(xiǎn)，船舶搖擺是造成橋吊移動(dòng)的最大危險(xiǎn)，在積載上采取兩腿側(cè)輪相互垂直積載，以減少搖擺造成滑動(dòng)的危險(xiǎn)（圖1為橋吊的腿輪可以90°調(diào)整和安裝，安裝工藝可分別用大型千斤頂頂離軌道，脫開(kāi)構(gòu)件連接螺栓，旋轉(zhuǎn)90°后再對(duì)準(zhǔn)連接固定，強(qiáng)度上不變3 裝箱橋吊在甲板上的主動(dòng)力計(jì)算公式受力分析是本文的中心內(nèi)容，通過(guò)受力分析，了解橋吊相對(duì)于船甲板的相對(duì)滑動(dòng)力和受壓力變形趨勢(shì)，為下一步的橋吊系固和強(qiáng)度計(jì)算提供最基礎(chǔ)的理論依據(jù)。31

13、 風(fēng)浪中橋吊在甲板上的主動(dòng)力分析海上運(yùn)輸靜態(tài)情況很少,在有風(fēng)浪小傾角的情況下,即船舶傾角小于10o15o（甲板邊緣開(kāi)始入水情況下另外核算）情況下，甲板上積載的貨物單元主要受到物體運(yùn)動(dòng)的慣性力、風(fēng)的作用力和浪打的波濺力等三種主動(dòng)力的作用，這是普遍現(xiàn)象。根據(jù)力的分解原理，三種主動(dòng)力可以分解為縱向、橫向和垂向的分力：Fx = M·ax + Fwx + FsxFy = M·ay + Fwy + FsyFz = M·g ±M·az式中，F(xiàn)x-縱向主動(dòng)力；Fy-橫向主動(dòng)力；Fz-垂向主動(dòng)力；M -貨物單元的質(zhì)量（重量，t）；ax、 ay 、az-貨物單元據(jù)

14、其在不同貨位時(shí)縱向、橫向和垂向加速度（m/s2）；Fw(xy)-貨物單元所受到縱向或橫向的風(fēng)力（kN）；Fs(xy)-貨物單元所受到縱向或橫向波濺力。對(duì)集裝箱橋吊在海上運(yùn)輸而言，縱向主動(dòng)力Fx受到縱搖加速度力M·ax、縱向的風(fēng)力Fwx和縱向波濺力Fsx。由于橋吊主體構(gòu)架較高，浪打不到那么高，波濺力Fsx可以忽略不計(jì)，所以縱向受力Fx只剩下加速度力M·ax和風(fēng)力Fwx。即 Fx = M·ax + Fwx橫向主動(dòng)力Fy受到橫搖加速度力M·ay、橫向的風(fēng)力Fwy和橫向波濺力Fsy，同理橫向波濺力Fsy可以忽略不計(jì)，所以橫向受力Fy只剩下加速度力M·a

15、y和風(fēng)力Fwy。即Fy = M·ay + Fwy垂向受力Fz有自身重力M·g、波浪引起的上下垂蕩運(yùn)動(dòng)的加速度力±M·az。但要說(shuō)明的是，自身重力M·g永恒向下（設(shè)向下為+），波浪引起的上下垂蕩運(yùn)動(dòng)的加速度力±M·az有時(shí)向上，有時(shí)則向下，由低位置向上做加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，橋吊對(duì)船甲板的反作用力為正，這是我們要考慮的主要問(wèn)題，所以對(duì)甲板受力的程度最大的應(yīng)考慮在船體橫傾到一側(cè)且同時(shí)由低位置轉(zhuǎn)向上運(yùn)動(dòng)的瞬間受力最大狀態(tài)。即Fz= M·g + M·az綜上所述，橋吊整體主動(dòng)力計(jì)算公式為：Fx = M·ax +

16、 FwxFy = M·ay + Fwy （1）Fz= M·g + M·az·風(fēng)的壓力可估算：Fwx = Pw·A wx Fwy = Pw·A wy式中，Pw -為估算風(fēng)壓強(qiáng)，取Pw =1（kN/m2 ）；A wx-露天甲板上橋吊縱向受風(fēng)面積（m2）；A wy-露天甲板上橋吊橫向受風(fēng)面積（m2）；（A wx和A wy-廠家應(yīng)提供的數(shù)據(jù)。）公式（1）是本文把集裝箱橋吊海上運(yùn)輸當(dāng)作整體的貨物組件進(jìn)行分析的重要結(jié)論。3.2 幾個(gè)加速度值的確定橋吊在運(yùn)輸過(guò)程中必須保持剛性不變，所以根據(jù)剛性物體的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理和轉(zhuǎn)動(dòng)定律，加速度： 

17、0;  (1)式中，l-是橋吊重心距船舶橫縱漂心的距離；M-是船舶所受的合外力矩；J-是船舶的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。合外力矩M和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J與船舶的質(zhì)量、形狀、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，所以橋吊的加速度a（分縱ax、橫ay、垂az）與船舶的質(zhì)量、形狀、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。為知道縱ax、橫ay、垂az的值，本文重點(diǎn)介紹應(yīng)用IMO貨物系固手冊(cè)編制指南確定加速度值的原理，確定ax、 ay、 az值，所以簡(jiǎn)捷的確定加速度值方法為： (2)式中，a0x-橋吊在不同裝載位置時(shí)縱向基本加速度值；aoy-橋吊在不同裝載位置時(shí)橫向基本加速度值；aoz-橋吊在不同裝載位置時(shí)垂向基本加速度值；k1-船速修正系數(shù)；k2-穩(wěn)性高度修正系數(shù)。

18、以上基本值和修正系數(shù)是IMO在標(biāo)準(zhǔn)條件下（無(wú)限航區(qū)、全年航行、連續(xù)航行25d、船舶長(zhǎng)度為100m和船舶航速15kn）計(jì)算出aox 、aoy 、aoz，并以表格的形式確定具體數(shù)值提供給使用者，充分體現(xiàn)了不同位置搖擺產(chǎn)生的加速度值是不一樣的，位置越高加速度值越大，離船中（漂心）越遠(yuǎn)加速度值越大，與實(shí)際完全吻合。修正系數(shù)k1的意義是當(dāng)實(shí)際船舶與標(biāo)準(zhǔn)船型、船速不一樣時(shí)的修正系數(shù)，也體現(xiàn)了船速越快，急轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的加速度值越大，船型越短急轉(zhuǎn)向時(shí)回旋半徑越小，離心加速度值越大。修正系數(shù)k2的意義是穩(wěn)性高度修正值，體現(xiàn)了初穩(wěn)性高度越大，船舶搖擺的劇烈程度越厲害，加速度值也越大。以上5個(gè)數(shù)值均可在各船旗國(guó)政府認(rèn)可

19、的每艘船舶貨物系固手冊(cè)中隨時(shí)查到，是可查數(shù)據(jù)，而且考慮到最不利因素的影響，也就是說(shuō)實(shí)際的數(shù)值比表列的數(shù)值要小，所以根據(jù)表列數(shù)值計(jì)算的結(jié)果是安全的。4 主動(dòng)力計(jì)算公式（1）和（2）結(jié)論分析4.1 主動(dòng)力對(duì)橋吊自身構(gòu)件的影響以上橋吊的主動(dòng)力計(jì)算公式（1）和（2）是建立在把橋吊整體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)來(lái)分析的，這種分析方法可以使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，只要橋吊整體剛性保持不變，這種按質(zhì)點(diǎn)的分析方法是科學(xué)的，滿足客觀了解事物的要求。但在風(fēng)浪中要保證橋吊整體剛性不變，就得要求對(duì)橋吊自身各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行綁扎以滿足海上運(yùn)輸?shù)囊话泔L(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)本文分析的目的在于認(rèn)識(shí)整體橋吊在海上運(yùn)輸中產(chǎn)生主動(dòng)力情況，而對(duì)橋吊自身各個(gè)構(gòu)件的受力不作詳細(xì)分

20、析。4.2 橋吊主動(dòng)力對(duì)船舶穩(wěn)性、強(qiáng)度影響的定性定量分析4.2.1 橋吊主動(dòng)力對(duì)船舶穩(wěn)性的影響橋吊整體重量一般在1200t以上，且重心位置高離甲板30m以上，如果一船同時(shí)運(yùn)送幾臺(tái)橋吊，那么對(duì)船舶載重、船舶初穩(wěn)心高度GM0和船舶傾覆力矩Mh將產(chǎn)生重大影響。根據(jù)船舶原理，載一個(gè)用下面公式（3）計(jì)算初穩(wěn)性高度變動(dòng)值；當(dāng)裝載多個(gè)集裝箱橋吊（Pi>10%）時(shí)，穩(wěn)心高度新值KM1及船舶重心高度新值KG1的計(jì)算式為：GM1= KM1-KG1（m）KG1=（·KG0Pi·Zi）/1 （m）GM= GM1 GM0（m）式中，KM1 -根據(jù)排水量新值1（1=+Pi）由靜水力曲線圖重新查取

21、；Pi-每件橋吊的重量（t），裝載時(shí)取（+），卸載時(shí)?。?）；Zi- 每件橋吊的相應(yīng)重心距基線高度（m）。下面舉例分析：例1：某船排水量D0為38806.18t（并非滿載），船長(zhǎng)200m，甲板寬度32m，型深14m，KM0=15.113m，KG0=12.73m，單臺(tái)橋吊重量為1200t，橋吊重心高度距甲板36.9m，設(shè)橋吊裝在0.6L處，船速12kn，橫向受風(fēng)Y方向受風(fēng)面積1156.3m2，Y方向受風(fēng)作用高度Zm=36.84m。求（1）裝船后對(duì)初穩(wěn)性高度影響；（2）在風(fēng)浪中對(duì)動(dòng)穩(wěn)性的影響有多大。解：（1）近似的計(jì)算方法是：在只裝卸一個(gè)橋吊時(shí)，一般Pi<10%，忽略了KM值的少量變化，把K

22、M值看作不變，僅僅看作是船舶重心高度變化的結(jié)果。也就是可以假設(shè)，只裝一個(gè)橋吊時(shí)，先將橋吊重量P裝在船舶原重心G0位置上，再將橋吊重量P自G0位置垂直上移至實(shí)際裝載位置Zi，橋吊的垂移距離為（Z G0-Z i ），船舶重心也由G0移至G1。根據(jù)平行力移動(dòng)原理，船舶重心移動(dòng)距離為G0 G1，即初穩(wěn)性高度變動(dòng)值GM可按下式計(jì)算：因?yàn)镻 i·（Z G0-Z i ）=（+Pi）·GM 所以  GM= P i·（ZG0-Z i ）/（+Pi）或  GM = Pi ·(zG0一距甲板高一型深)(a+Pi) （3）計(jì)算得：GM=1200×(

23、12.7336.914)/(38806.181200)=1.1449(m)由公式（3）計(jì)算得穩(wěn)性高度降低約1.1449m，初穩(wěn)性高度降為：GM1= KM0-KG0 -GM=15.113-12.73-1.1449=1.2381m 也就是說(shuō)裝完一個(gè)橋吊后GM值降為1.2381m。（2）對(duì)動(dòng)穩(wěn)性方面，橫向受力由公式（1）和（.2）計(jì)算橫向主動(dòng)力Fy得：Fy= M·ay + Fwy ay = aoy·k1·k2經(jīng)查 aoy =6.8 ，k1=0.56 ，k2=1 ay=6.8×0.56×1=3.8（m/s2）那么Fy=1200×3.81156

24、.3×1=5716.3（kn）。增加傾覆力矩M ah： Mah= M·ay·（36.9 型深）Fwy·(Zm型深) =1200×3.8×(36.914)1156.3 ×(36.8414) =290959.67（kn.m）定量算出橋吊的增加傾覆力矩M ah，根據(jù)船舶的穩(wěn)性報(bào)告書(shū),計(jì)算風(fēng)對(duì)船體上部產(chǎn)生的傾覆力矩Mw ,總的傾覆力矩Mh就可以計(jì)算出來(lái)。經(jīng)過(guò)核算就可分析是否滿足船舶動(dòng)穩(wěn)性要求，見(jiàn)動(dòng)穩(wěn)性曲線圖（圖2）。根據(jù)動(dòng)穩(wěn)性平衡原理，面積a=面積b，2要小于進(jìn)水角。以上分析只說(shuō)明橋吊運(yùn)輸對(duì)船舶穩(wěn)性影響相當(dāng)大，所有的量化計(jì)算結(jié)果均應(yīng)

25、滿足IMO穩(wěn)性規(guī)則要求，這里不作重點(diǎn)說(shuō)明。 4.2.2 腿側(cè)受力對(duì)船體局部強(qiáng)度的影響從橋吊主動(dòng)力計(jì)算公式（1）中，還說(shuō)明力來(lái)自縱、橫、垂三個(gè)方向，并隨著船舶的縱搖、橫搖和垂蕩橋吊各腿側(cè)的受力各不相同，但作為海上運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，必須考慮最大危險(xiǎn)存在的情況。下面通過(guò)船舶橫風(fēng)橫浪向右橫傾15o時(shí)（小傾角中的最大角）橋吊受力在腿側(cè)處分解的分析，知道腿側(cè)支點(diǎn)處受壓力有多大，從而進(jìn)一步知道橋吊腿側(cè)壓力對(duì)船體局部強(qiáng)度的影響有多大。考慮風(fēng)力作用中心與重心不很接近，則分開(kāi)分解后落到甲板，再疊加，可推導(dǎo)出以下公式（4），公式如下：式中，Zt右壓-右側(cè)腿壓力；Zt左壓-左側(cè)腿壓力；Yt各個(gè)滑-每個(gè)側(cè)腿的平均

26、橫向滑動(dòng)力；-橋吊重心所在縱剖面與橋吊重心和右側(cè)腿支點(diǎn)連線的夾角；-橋吊重心所在縱剖面與橋吊重心和左側(cè)腿支點(diǎn)連線的夾角；-橫向風(fēng)力作用中心所在縱剖面與風(fēng)力作用中心和左側(cè)腿支點(diǎn)連線的夾角；-橫向風(fēng)力作用中心所在縱剖面與風(fēng)力作用中心和右側(cè)腿支點(diǎn)連線的夾角；F1-Fz在橋吊重心和右側(cè)腿支點(diǎn)連線上的分力；F2-橫向加速度力Fay在橋吊重心和右側(cè)腿支點(diǎn)連線上的分力；F1- Fz在橋吊重心和左側(cè)腿支點(diǎn)連線上的分力；F2-橫向加速度力Fay在橋吊重心和左側(cè)腿支點(diǎn)連線上的分力；F3-橫向風(fēng)力Fwy在風(fēng)力作用中心和左側(cè)腿支點(diǎn)連線上的分力；F3-橫向風(fēng)力Fwy在風(fēng)力作用中心和右側(cè)腿支點(diǎn)連線上的分力。以上公式（4）

27、是本文集裝箱橋吊海上運(yùn)輸對(duì)腿側(cè)支點(diǎn)處局部受力分析的結(jié)論。本例題的參數(shù)在表1中列出，按公式（4）計(jì)算的結(jié)果見(jiàn)表2。表1 求解參數(shù)D1/mD2/mD3/m°°°°F1(t)F2(t)F1(t)F2(t)F3(t)F3(t)368432215.1722.1224.722.3824.81352579.9262.2591.4158.5118.0D1- Fwy橫向作用高度（m）, D2- Y方向支點(diǎn)間距離（m）, D3- Fwy橫向作用中心縱剖面距左腿側(cè)支點(diǎn)的距離(m)表2 各門腿對(duì)支點(diǎn)壓力和滑動(dòng)力值 Z t（t）Yt(t)門腿右1956.8245.4門腿

28、右2956.8245.4門腿左1223.0245.4門腿左2223.0245.4SUM1467.6981.6同理也可以對(duì)船舶在迎風(fēng)、迎浪情況下進(jìn)行計(jì)算，但這里就不作重復(fù)了根據(jù)以上表2計(jì)算結(jié)果，可以清楚看出：    （1）當(dāng)船舶在風(fēng)浪中航行時(shí)，橋吊的各腿側(cè)對(duì)支點(diǎn)處的壓力左右是不一樣的，當(dāng)船舶右傾時(shí)，右邊的支點(diǎn)受壓力增大，左邊支點(diǎn)受壓力減少，反之亦然，但由于May 和Fwy方向不同，壓力和滑動(dòng)力稍有差別， 所以按公式（4）計(jì)算結(jié)果作為風(fēng)險(xiǎn)控制是安全的。    （2）壓力的增大勢(shì)必對(duì)船體的局部強(qiáng)度產(chǎn)生影響，對(duì)船體的局部強(qiáng)度要以特殊的方式進(jìn)行加固。    （3）腿側(cè)的垂躍和滑動(dòng)是集裝箱橋吊運(yùn)輸最不利的主動(dòng)力，必須使用約束反力進(jìn)行安全系固，所以橋吊海上運(yùn)輸非同一般的大件貨物運(yùn)輸，它需要專業(yè)的船舶、特殊的工藝、特殊的結(jié)構(gòu)布置，但所有的依據(jù)都是要建立在力的分析的基礎(chǔ)上，本文中通過(guò)上述有關(guān)主動(dòng)力分析，得出兩點(diǎn)結(jié)論，即公式（1）和公式（4），是橋吊海上運(yùn)輸受力分析的基本理論基礎(chǔ)，在海上運(yùn)輸實(shí)踐中或有關(guān)部門安全檢查、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中都可加以應(yīng)用。4.3 橋吊受力會(huì)引起垂躍和滑動(dòng)，必須安全系固按公式（4）分析，在最大向右橫搖15°時(shí)，各門腿的橫向平均滑動(dòng)力高達(dá)245.4t，水平