工學(xué)貨運(yùn)海事保證船舶適度的穩(wěn)性

海上貨物運(yùn)輸

第3章保證船舶適度的穩(wěn)性保證船舶適度的穩(wěn)性穩(wěn)性知識(shí)復(fù)習(xí)穩(wěn)性定義平衡狀態(tài)穩(wěn)性分類(lèi)穩(wěn)性要求保證船舶適度的穩(wěn)性對(duì)船舶穩(wěn)性的要求一、《法定規(guī)則》的要求二、IMO對(duì)船舶穩(wěn)性的要求一、《法定規(guī)則》的要求國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則1．對(duì)船舶穩(wěn)性基本衡指標(biāo)的最低要求（4或5點(diǎn)要求）*適用于雜貨船、油船*經(jīng)自由液面修正1）初穩(wěn)性：GMf≥0.15m

2)大傾角穩(wěn)性：①GZ30°orθf(wàn)≥0.20m②θsmax≥25°，且進(jìn)水角θj應(yīng)不小于最大復(fù)原力臂的對(duì)應(yīng)角。

③θv≥55°3)動(dòng)穩(wěn)性：穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)K≥1初穩(wěn)性1)GM值的計(jì)算

GM=KM－KG－δGMf①KM:a.靜水力資料或b.KM=KB+BMKB——浮心距基線(xiàn)高，查靜水力資料初穩(wěn)性高度GM值的計(jì)算②KG:KG的計(jì)算載荷Pi重心距基線(xiàn)高Zi的確定

a.計(jì)算法：按SF歸類(lèi)求近似貨物堆高計(jì)算各貨重心高：平衡中體:0.5Hc

首尾：0.54~0.58HcKG的計(jì)算b.艙容曲線(xiàn)：縱：貨堆表面距基線(xiàn)高下橫：艙容上橫：容積中心距基線(xiàn)高應(yīng)用：根據(jù)貨堆表面高度求貨物所占艙容和貨物重心距基線(xiàn)高；根據(jù)貨物體積求需艙容和貨物重心距基線(xiàn)高；b.艙容曲線(xiàn)②KGc.取艙內(nèi)貨物體積中心。

d.取艙容中心，實(shí)用，偏于安全GM值的計(jì)算③FreeSurfaceCorrection,δGMf的計(jì)算:

δGM=

----Freesurfacemoment

ixi——液艙自由液面的面積對(duì)橫傾軸的慣性矩（m4）查資料③δGMf的計(jì)算

或：A、具有折點(diǎn)且液面對(duì)稱(chēng)的艙（柜）ix=l(b1+b2)(b12+b22)

(m4)

a.矩形：ix=lb3/12b.等腰三角形：ix=lb3/48ix與液面寬的三次方成正比b1b2l③δGMf的計(jì)算B、具有折點(diǎn)且液面不對(duì)稱(chēng)的艙（柜）

ix=l(b1+b2)(b12+b22)(m4)直角三角形：ix=lb3直角梯形：原式

ix與液面寬的三次方成正比④少量載荷變動(dòng)假設(shè)KM不變?chǔ)腉M=-δKG=-GoG=-=-多票：δGM=2)大傾角穩(wěn)性計(jì)算①GZ30°orθf(wàn)≥0.20m②θsmax≥30°

且進(jìn)水角θj

應(yīng)不小于最大復(fù)原力臂的對(duì)應(yīng)角。

③θv≥55°2）大傾角穩(wěn)性大傾角穩(wěn)性的表示

——GZMR=9.81ΔGZΔ一定時(shí)：GZ↗MR↗2）大傾角穩(wěn)性GZ值的計(jì)算GZ=KN-KHKH——重量穩(wěn)性力臂KH=KGsinθ，與KG，θ有關(guān)。

KN——形狀穩(wěn)性力臂，與Δ，θ有關(guān),由穩(wěn)性交叉曲線(xiàn)查取GZ值的計(jì)算穩(wěn)性交叉曲線(xiàn)(CrossCurvesofStability)：橫坐標(biāo)：型排水體積V或Δ縱坐標(biāo)：KN（或lf）;10～80°GZ=KN-KH靜穩(wěn)性曲線(xiàn)的特性

特征值：GM、GZmax

θsmax

θv

3）動(dòng)穩(wěn)性天氣衡準(zhǔn)數(shù)K≥13)動(dòng)穩(wěn)性2）動(dòng)平衡：Ah(橫傾力矩作功)=AR（復(fù)原力矩作功）

最小傾覆力矩最小傾覆力矩（Mh.min）SOM′E′=SE′F′N(xiāo)′時(shí)對(duì)應(yīng)的傾覆力矩（Mh）Mhmin與船舶裝載狀態(tài)有關(guān)比較：θs

θsmax

θdmax(極限動(dòng)傾角)動(dòng)穩(wěn)性曲線(xiàn)Ad(θ)或ld(θ)曲線(xiàn)，是靜穩(wěn)性曲線(xiàn)MR（θ）或lR(θ)的積分曲線(xiàn)

一、《規(guī)定規(guī)則》的要求Mhmin或lhmin求?。孩倏紤]θ1的修正——計(jì)初始橫搖θ1HK考慮θ1的修正Mhmin或lhmin求?、诳紤]θf(wàn)修正，靜動(dòng)穩(wěn)性曲線(xiàn)均因θf(wàn)中斷。Mw(或lw)計(jì)算Mw(或lw)計(jì)算①查風(fēng)壓傾側(cè)力臂曲線(xiàn)：②Mw=Pw×Aw×Zw(KN.m)與排水量有關(guān)

lw=Mw/(9.81×Δ)(m)2.最小許用穩(wěn)性高度（GMc）最小許用穩(wěn)性高度（GMc）和極限重心高度（KGc）同時(shí)滿(mǎn)足4或5點(diǎn)基本要求的GM或KGGMc曲線(xiàn)滿(mǎn)足4或5點(diǎn)要求的GMmin縱坐標(biāo)：GMc橫坐標(biāo)：Δ

谷值處于半截最小許用穩(wěn)性高度（GMc）一、《規(guī)定規(guī)則》的要求假設(shè)條件：①無(wú)航速、水線(xiàn)面水平波浪：隨浪中GM減少0.3～1.0m縱傾：尾傾GM↗②船舶無(wú)初始橫傾初始橫傾將損失船舶穩(wěn)性，當(dāng)船舶初始橫傾角較大時(shí)，船舶的一項(xiàng)或幾項(xiàng)穩(wěn)性指標(biāo)將得不到滿(mǎn)足。積載時(shí)盡量消除初始橫傾，并采取措施防止貨物航行中移位。一、《規(guī)定規(guī)則》的要求IMO對(duì)船舶穩(wěn)性的要求《IMO穩(wěn)性規(guī)則》對(duì)船舶完整穩(wěn)性的七項(xiàng)基本衡準(zhǔn)：1．GM≥0.15m2.

A0~30≥0.055m.rad3.

A0~X≥0.090m.rad

x=min(40°,θf(wàn)) 動(dòng)穩(wěn)性4.

A30~X≥0.030m.rad1.《2008年國(guó)際完整穩(wěn)性規(guī)則》引言和A部分2.2008ISCodeIMO對(duì)船舶穩(wěn)性的要求5.GZ|θ=30°≥0.20m

大傾角穩(wěn)性6.θsmax>30°至少25°IMO對(duì)船舶穩(wěn)性的要求7．天氣衡準(zhǔn)（船長(zhǎng)LBP≥24m的船舶）圖中面積b≥a7．天氣衡準(zhǔn)lw1——穩(wěn)定風(fēng)壓力臂θ0——lw1對(duì)應(yīng)靜傾角lw2——突風(fēng)力臂θ2=min(θf(wàn),50°,θc)θc——lw2為GZ曲線(xiàn)第二個(gè)交點(diǎn)§3保證船舶適度的穩(wěn)性第三節(jié)船舶穩(wěn)性的校核與檢驗(yàn)一、船舶穩(wěn)性的校核1.船舶《穩(wěn)性報(bào)告書(shū)》(Stabilityreport)：船舶設(shè)計(jì)或建造部門(mén)負(fù)責(zé)向船舶提供經(jīng)船檢部門(mén)(船級(jí)社）核準(zhǔn)的船舶《穩(wěn)性報(bào)告書(shū)》或《船舶裝載手冊(cè)》或《穩(wěn)性計(jì)算資料》。一、船舶穩(wěn)性的校核《法定規(guī)則》規(guī)定的報(bào)告書(shū)或手冊(cè)的主要內(nèi)容包括1)船舶主要參數(shù);2)基本裝載情況穩(wěn)性總結(jié)表;3)主要使用說(shuō)明;4)各類(lèi)基本裝載情況穩(wěn)性計(jì)算;5)液體艙自由液面慣性矩表及對(duì)初穩(wěn)性高度修正的說(shuō)明,6)進(jìn)水點(diǎn)位置和進(jìn)水角曲線(xiàn),7)許用重心高度曲線(xiàn)圖或最小許用初穩(wěn)性高度曲線(xiàn)圖。船舶《穩(wěn)性報(bào)告書(shū)》另外還包括：船舶靜水力參數(shù)、各類(lèi)艙艙容及其中心位置、風(fēng)壓傾側(cè)力臂、穩(wěn)性橫交參數(shù),邦金〈戎)參數(shù)等資料等資料形式的曲線(xiàn)圖或數(shù)據(jù)表。一、船舶穩(wěn)性的校核完整的校核過(guò)程通常包括兩方面l)對(duì)穩(wěn)性最低要求的校核：應(yīng)選擇在每一離到港航段中對(duì)穩(wěn)性最不利的裝載狀態(tài),以保證船舶在整個(gè)航段的任一時(shí)刻,其完整穩(wěn)性的全部要求均能同時(shí)滿(mǎn)足。l)對(duì)穩(wěn)性最低要求的校核穩(wěn)性的校核通常有三種方法：（1）比對(duì)基本裝載狀態(tài)當(dāng)船舶選定的核算裝載狀態(tài)與《穩(wěn)性報(bào)告書(shū)》中某一基本裝載狀況相同或更好，可免于校核。l)對(duì)穩(wěn)性最低要求的校核（2）利用KGc或GMc

當(dāng)船舶提供有“許用重心高度KGc曲線(xiàn)圖或最小許用初穩(wěn)性高度GMc曲線(xiàn)圖"時(shí),經(jīng)自由液面修正后的KG必或GM必須滿(mǎn)足：

GM≥GMc+Ch

或

KG≤KGc-Ch(3)缺少KGc或GMc資料時(shí)，按相關(guān)衡準(zhǔn)要求逐項(xiàng)校核一、船舶穩(wěn)性的校核2)對(duì)船舶橫搖周期的校核航行中的船舶,在滿(mǎn)足對(duì)其完整穩(wěn)性最低要求的前提下,所核算裝載狀態(tài)下未經(jīng)自由液面修正的GM0應(yīng)滿(mǎn)足:

一、船舶穩(wěn)性的校核3.保證船舶穩(wěn)性的經(jīng)驗(yàn)方法駕駛?cè)藛T應(yīng)總結(jié)特定船舶,在不同排水量條件下,各層艙〈集裝箱船為艙內(nèi)和艙面)之間貨物重量的合理地分配比例。對(duì)于具有兩層艙的近海和遠(yuǎn)洋的萬(wàn)噸級(jí)貨船的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),接近滿(mǎn)載時(shí)：無(wú)甲板貨：二層艙約35%,底艙的裝貨重量占約65%.

3.保證船舶穩(wěn)性的經(jīng)驗(yàn)方法有甲板貨：甲板貨重量不超過(guò)10%,甲板貨的堆高一般不得超過(guò)船寬的1/5～1/6。二層艙加甲板上的裝貨重量之和占約35%,底艙仍占約65%。第三節(jié)船舶穩(wěn)性的校核與檢驗(yàn)二、船舶初穩(wěn)性高度的檢驗(yàn)

駕駛?cè)藛T應(yīng)當(dāng)利用各種條件,進(jìn)行實(shí)船的初穩(wěn)性高度的檢驗(yàn)。1.航行中的檢驗(yàn)方法船舶橫搖周期：是指船舶橫搖一個(gè)全擺程（四個(gè)擺幅)所需的時(shí)間(s)。影響因素：船舶的自搖周期、舷外水的阻尼力矩、波浪等擾動(dòng)外力矩、船舶液體艙內(nèi)未滿(mǎn)艙的液體自搖周期的影響等有關(guān)。營(yíng)運(yùn)船舶通常使用船舶自搖周期的計(jì)算公式來(lái)粗略地計(jì)算其橫搖周期。1.航行中的檢驗(yàn)方法我國(guó)《法定規(guī)則》中提供的橫搖周期(自搖周期〉與GM0的關(guān)系式為：

（s）式中:f——按船寬吃水比B/d值由表3-4查得的系數(shù);B——船舶型寬〈m),d——所核算裝載下的型吃水(m)KG。——所核算裝載下船筋重心距基線(xiàn)高度(m)GM?！怂阊b載下船舶未經(jīng)自由液面修正的初穩(wěn)性高度(m)。1.航行中的檢驗(yàn)方法船舶的《穩(wěn)性報(bào)告書(shū)》也提供有橫搖周期與GM。的關(guān)系曲線(xiàn)圖（橫搖曲線(xiàn))數(shù)據(jù)表。二、船舶初穩(wěn)性高度的檢驗(yàn)2.停泊時(shí)的檢驗(yàn)方法船舶在停泊時(shí)檢驗(yàn)初穩(wěn)性高度的基本原理與船舶傾斜試驗(yàn)的原理相同.設(shè)船舶的排水量為Δ,處于無(wú)橫傾狀態(tài)時(shí),將船上重物P橫向移動(dòng)距離Y，由此引起的橫傾角θP×Y=Δ×GM×tanθGM=PY/Δtanθ(m)

二、船舶初穩(wěn)性高度的檢驗(yàn)3.穩(wěn)性不足的征兆船舶受較小的外力矩作用,會(huì)發(fā)生明顯的橫傾,傾斜過(guò)程相對(duì)緩慢。通常作用于船舶的較小橫向外力矩有:船舶吊桿向一側(cè)移動(dòng)；受較小的橫風(fēng)吹襲；一次較大舵角的操作；拖輪在一側(cè)有橫向分力的拖帶；船舶在一舷油水消耗或打排壓載水稍有左右不均衡等。二、船舶初穩(wěn)性高度的檢驗(yàn)4、應(yīng)急措施避免操舵角度過(guò)大,調(diào)整航向減少船舶橫傾角度,并應(yīng)迅速查明原因。其他可能采取的措施包括：注滿(mǎn)或排盡自由液面影響大的液艙內(nèi)液體；4、應(yīng)急措施在艙位較低、自由液面影響小的液艙開(kāi)注入壓載水；將較高艙位液體或貨物移至較低艙位；進(jìn)入就近港口以進(jìn)行有助于降低重心高度的港口作業(yè)；拋棄部分甲板貨或選擇合適淺灘主動(dòng)擱淺等。第三節(jié)船舶穩(wěn)性的校核與檢驗(yàn)三、穩(wěn)性的調(diào)整1、垂向移動(dòng)載荷

δGM=GM1-GM