内河船舶干舷对稳性的影响.pdf

第45卷第4明
船海工程
2016年8月
SHIP& OCEAN ENCINEERIN(
Aug.2016
1)()L:10.3963/j.issn.1671-7953.2016.04.037
内河船舶干舷对稳性的影响
许文杰,杨亚东“",张兢
(武汉理工大学a.航院学院;b.内河航运技术湖北省重点买验室,武汉430063
摘要:针对内河干散货船倾覆事故时有发生的现象,从分析典型船舶事故原因人手,根据典型船舶资料
定量计算船舶干絃与稳性的关系,分析货物积载对船舶航行安全的影响。结果表明,船舶超载会使船舶稔性
大幅度降低,并日积载不当可能增加船舶倾翻概率
关键词:干货船;册舶超载;船触利载;稳性;干舷
中图分类号:U661.2
文献标志码:A
文章编号:1671-7953(2016)04-0157-05
长江海事局2014年安个形势通报》刊载
2014年,长江海事局辖区共发生水上交通事般1船舶不同載重量装载状态
125件。中,船舶白沉事故12件,占事故总数
以长江干散货船船舶资料为基础,按照《内
9.6%。船舶超载、货物积载不当、装卸作业不当河船舶法定检验技术规则》(以下简称《规则》)要
是导致自沉事故多发的要因。2012年2月2日,求,进行船舶不同装载状況下船舶舷、初稳性、
某自卸运砂船在某水域发生倾覆,10人死亡,1人人倾角稳性等秾性指标进行定量计算及趋势变化
失踪。2014年3月17日,某船下行至长江干线分析,判断其能否满足《规则》要求并进行船舶不
沙沱水域发生翻覆,3人死亡,1人失琮。船舶翻同装载状态下舷及稳性各个指标的比较対比分
沉事故的后果不仅仅造成经济损失,更严重的是析23
夺取生命,对航行安?造成威胁
该船舶为B级航区某半舱干货船,船舶总长
目前,我国内河船舶运输存在超载、积载不当53.52m,型宽9m,满载排水量717.6t,空载排水
等现象。内河船舶载重线勘別不规范,部分船舶量为141.6t,B数航区裁货量为550t。本文主要
存在没有勘划载重线及勘划载重线不清晰。内河以船舶未超载、船舶满载、船舶超载等不同装载状
驾驶员对船舶稳性知之甚少,对风、流及其他因素态进行研究分析,船舶装载量取500~700t,间隔
对船舶影响认识不足,船舶事故经常发生,对我国50t对船舶载重状进行稳性计算分析。根据
内河运输经济发展造成一定影响。国内外学者的《规则》要求,内河船舶运输严超载运输,船舶
研究主要集中于船舶超载原因及治理方法、波浪应进行平舱作业。但内河船舶货物运输通常所装
中船舶稳性、破舱稳性等方面,对于定量计算分析货物高出货舱同壁,未经平舱,且货物雌装状态已
船舶超载及积载方式对船舶稳性影响的研究鲜有达到其自然倾斜角。内河船舶运输卵石密度通常
报道。为此,对内河船舶不同装裁状态下船舶干为1.4~2.0tレm',卵石堆积的白然倾斜角为38°
舷及稳性进行计算,分析船舶超载及船舶积载方42°,取卵石密度平均值约为1.74レ/m3,卵石堆
式对船舶安全造成的影响,使内河船舶驾驶员、船积的自然倾斜角40°。以船到港状态进行计算
东都能够清楚认识到船舶超载及配载不当的危分析,根据货舱尺度及裝载情況、假设该船下层货
害
物为矩形立方体,上层为近似三棱柱体,装载情况
见示意见图1、2
收稿日期:2015-11-29
修回日期:2016-09-22
基金项目:国家自然科学基金项目(5147957)
第一作者简介:许文杰(1990-),男,硕上生
图]干散货船货物雊装侧视示意
研究方向:交通运输工程
为了便于比较,在货物装载量为500~700t
E-mail:1175187006@q.com
范制内假设了5种装载状态,见表1。
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2016年
第4期
许文杰,等:内河船舶干舷对稳性的影响
船汙工程
第45卷
1.954
1.784
1.614
600
,1A9-50
图4装货量与初稳性高度的关系
图2干散货船货物堆装横剖面示意
0.2m,该船舶不同装载状态初稳性高度能满是要
表1货物装载状态
求。该船舶初稳性髙度随着船舶货物量的嶒加而
状态货物装载状态货物总重超費量排水量降低,但降低的幅度相对比较小。船舶状态2的
500t到港
50
653.6
初稳性高度为1.784m,船舶状态5的初稳性高
550t到淞
703.6
6001釗港
度为1.429m,均远远超过《规则》的要求值。与
6501到港
船拍状态2相对比,船舶状态5的初稳性高度下
700t到港
降了0.355m,下降幅度为19.9%。
3船舶不同装载状惷的大倾角稳性分析
2船舶干舷与稳性分析
船舶大倾角稳性与船卿初稳性不相同,大倾
2.1船舶不同装载状态的干舷分析
角稳性一般采用出线表示。
根据船舶静水力曲线图可知船舶不同装载状
C
态下船舶吃水,计算求得船舶不同装载状态下船式中:の一船卿排水量,
舶干舷,见图
重力加速度,m/s2;
GZ一一横稳性力臂,m,
0).482
GZ=KVーKH=KVー Kosin 0
其中:KN一形状秾性力臂,m
KH一重量稳性力臂,m。
550600650700
船舶喪員t
根据船舶资料,计算岀船舶不同装载状况下
图3载重量与干舷的关系
大倾角稳性复原力臂、极限静倾力臂炇稳性范
由图3可见,船舶干舷与船舶载重量近似成船舶不同装载状況下的复原力臂地图5。
状态
线性反比例关系,随着船拍载重量的増加而减少
ー状态2
其中,船状态5的干舷仅为船舶状态2的13:三s
一米状态4
船舶状态4为船舶状2的54%,大大降低了船三02
舶馅备浮力,降低了船舶抵抗外力矩能力
0.1
2.2船舶不同装载状态的初稳性分析
0.10510
稳性高度为
图5船舶不同装载状况下的复原力臂
CM=KMーKG
根据船舶完整稳性计算书可知船舶进水点
式中:KG一重心距基线高,m
(z=3.2m,x=3.9m),进而求得船舶不同装载状
KMHー一初稳心基线高,m
态下船舶的进水角、与之对应的复原力臂见图6。
船舶重心距基线高度为:
通过对该事故船舶初稳性、大倾角稳性、进水
KG =D
(2)角的计算得到表
根据表2中该船舶不同装载状况下稳性计算
式中:Pー一船上某一重物重量,t
结果可知,船舶的干舷、初稳性高度、最大复原力
2:-P:的重心坐标,m
臂及对应角度、进水角及进水角对应的复原力臂
根据船舶装载状态可计算出对应的初稳性高稳性消失角等稳性指标不同稈度的下降。该船航
度,初稳性高度与船舶裝货量的关系见图4。
行于B级航区,其稳性出线面积值在船舶状态
根据《规则》要求,册舶初稳性高度不应小于~5均不能满足《规则》要求。船舶状态2的最大
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