货运06船舶抗沉性2015.

第十二章抗沉性主讲：张兢船舱破损进水的原因•搁浅或碰撞•锈蚀或外力作用•阀门误操作或阀门、管系破损•其他：水密设备受损、水密门未关等危害影响浮性、稳性、强度导致沉没、倾覆，造成人命、财产损失•抗沉性——指船舶在一舱或数舱破损进水后仍能保持一定的浮性和稳性的能力。•抗沉性要求：军用舰船﹥民用船舶客船﹥货船远洋船﹥沿海船海船﹥河船通过水密分隔舱室来保证抗沉性。第一节进水舱分类与渗透率一、进水舱的分类1.第一类舱：舱的顶部位于水线以下，船体破损后海水灌满整个舱室，但舱顶未破损，因此舱内没有自由液面；双层底和顶盖在水线以下的舱柜属于这种情况。2.第二类舱：进水舱未被灌满，舱内的水与船外的海水不相连通，有自由液面；为调整船舶的浮态而灌水的舱以及船体破洞已被堵塞但水还没有抽干的舱室都属于这种情况。3.第三类舱：舱的顶盖在水线以上，舱内的水与船外海水相通，因此舱内水面与船外海水保持同一水平面。这种船体破损较为普遍，也是最典型的情况。第一节进水舱分类与渗透率船舶破损进水后，如进水量不超过10~15%，则可以应用初稳性公式来计算船舶进水后的浮态和稳性，其结果误差甚小。计算船舱进水后船舶浮态和稳性的基本方法：1.增加重量法：把破舱后进入船内的水看成是增加的液体重量；用进水量逼近法，驾驶员常用；2.损失浮力法：把破舱后的进水区域看成是不属于船的，即该部分的浮力已经损失，损失的浮力借增加吃水来补偿。对于整个船舶来说，其排水量不变，故又称为固定排水量法。第一节进水舱分类与渗透率二、渗透率•体积渗透率：•面积渗透率：计算自由液面影响•通常面积渗透率稍大。•P274，表12-1、2空舱的型体积船舱内实际进水体积体积渗透率空舱的面积船舱内实际进水的面积面积渗透率VV1aaa1第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准处所渗透率贮物处所0.60起居处所0.95机器处所0.85空舱处所0.95液体处所0或0.95二、渗透率影响因素：舱室用途、货物装载状况（性质、种类）第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准一、确定性方法1.破舱范围及要求Solas规定;B-60型船舶（1）垂向：基线以上无限制（2）横向：单向min（B/5，11.5）m（3）纵向：min（L2/3/3，14.5）m（4）如范围小于以上，后果更严重，按此计算第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准一、确定性方法1.破舱范围及要求规则要求（1）最终水线在所有开口下方（2）横倾角不大于15度，甲板没淹没时17度（3）GM为正值（4）稳性范围至少20度，GZmax至少0.1米，曲线下面积至少0.0175米弧度第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准2.分舱–舱壁甲板（Bulkheaddeck）——水密横舱壁所能上达的最高一层连续甲板；–分舱载重线（Subdivisionloadwaterline）——船舶分舱计算时的初始载重线，一般取满载水线；–安全限界线（Marginofsafetyline）——在船侧舱壁甲板以下至少76mm（3inches）处所划的线；安全限界线第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准可浸长度lF——进水后的水线刚好与安全限界线相切时最大允许的舱长，为该舱中心处的可浸长度。μ=1.0μ=0.62μ=0.63μ=0.78第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准•许可舱长和分舱因数许可舱长（Permissiblelengthofcompartment）lp——沿船长任一点为中心的船舱的允许最大长度l实际——任一实际舱的长度；F——分舱因数。FlllFp实际第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准•分舱因数当船舶任一舱破舱后不致沉没，为一舱不沉制船舶；当船舶任意像邻两舱破舱后不致沉没，为二舱不沉制船舶；当船舶任意像邻三舱破舱后不致沉没，为三舱不沉制船舶；5.000.1F33.05.0F25.033.0F第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准3.剩余浮性和破舱稳性衡准法定规则：国际航行单体客船船舶破损后以及不对称浸水情况下经采取平衡措施后，其最终状态应如下：（1）在对称浸水情况下，当采用浮力损失法计算时，应至少有0.05m的正值剩余初稳性高度；Δ0破损前的排水量Δ1最终平衡位置的排水量gbGMGM01第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准3.剩余浮性和破舱稳性衡准（2）在不对称浸水情况下，一舱浸水的横倾角不得超过7°，两舱或以上相邻舱室浸水的横倾角不超过12°；（3）在任何情况下，船舶浸水的终止阶段不得淹没限界线。（4）剩余复原力臂曲线在平衡角以外至进水角或消失角(取小者)有一个至少15°的正值范围；（5）在平衡角以外至进水角或消失角（取小者）内的最大剩余复原力臂应不小于0.10m：（6）剩余复原力臂曲线下的面积不小于0.015m·rad。第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准3.剩余浮性和破舱稳性衡准客船或货船的破舱稳性极限（临界）初稳性高度'CGMGM相邻多舱进水时一舱进水时127第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准•传统方法：要求船舶设置一定数量的水密舱，使船破损后的浸水限制在一定的范围内，以此保证船舶在一舱或数舱破损后，其水线不超过限界线并具有一定的破舱稳性。•但船舶在海上破损具有很大的随机性，因此应用概率计算方法研究船舶的抗沉性有其合理性。第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准•从1962年，政府间海事协商组织（IMCO：Inter-GovernmentMaritimeConsultativeOrganization)的分舱、稳性和载重线分委员会开始收集资料，着手准备以概率论为基础的新的衡准方法。•1973年IMCO第八届大会A.265决议通过新的衡准规则，即《国际航行客船的分舱与稳性规则》，1980年5月该规则正式生效。我国承认新、旧两个规则。•国际航行货船的分舱和破舱稳性概率方法计算规则也于1992年2月1日起生效。第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准•新规则的主要特点是采用概率计算方法。对一艘破损的船舶能否残存，是由大量的随机因素决定的。破损对船舶的影响取决于：哪一个舱或相邻一组舱进水；破损时船舶的吃水及完整稳性；破损处所的渗透率以及破损时的海况等因素。这些因素之间的关系及其影响随不同情况而变化，因此只能以概率作为比较基础，用一些近似的办法或定性的判断，对船舶的安全进行估计和校核。第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准新规则制订的基础是：（1）对实船的海难资料作破损统计，得出破损范围（长度、深度）及位置的分布函数，再求得某一舱或舱组进水概率的计算公式。（2）以模型试验及船舶碰撞时的海况报告为基础，得出某一舱或舱组进水后，船舶不致倾覆或沉没的概率计算公式。（3）最后，船舶破损后残存概率就等于进水概率乘以不致倾覆或沉没的概率之总和。第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准•于2009年1月1日生效的“SOLAS2009”对概率计算方法的抗沉性衡准作了较大修改，适用于2009年1月1日或以后安放龙骨或处于类似建造阶段的船舶，适用于船长（L）80m及以上的货船和所有客船（不论其船长）。•船舶达到的分舱指数A应不小于要求的分舱指数R,即A≥R满足此要求的船是合格的，否则不合格。上述均未考虑强度第二节船舶剩余浮性和破舱稳性衡准分舱指数R按下式计算：1对船长（Ls）大于100m的船舶：.2对船长（Ls）不小于80m，但不大于100m的船舶：3对客船：式中：N=N1+2N2N1=救生艇可供使用的人数N2=船舶在N1以外允许载运的人数（包括高级船员和普通船员）第三节船舱进水后浮态和稳性的计算一、一组舱进水参数计算•在一组舱室同时破损，将其看成一个等值舱进水，即船舶的浮态及初稳性可根据此等值舱进行计算。首先需要算出此等值舱的有关数据。•求出等值数值：V，（），ix(1)等值舱的进水体积iVVpppxyz,,第三节船舱进水后浮态和稳性的计算一、一组舱进水参数计算(2)等值舱的重心坐标（）(3)等值舱自由液面惯性矩ipipiVxxVxxiiipppxyz,,ipipiVyyVipipiVzzV第三节船舱进水后浮态和稳性的计算二、第一类和第二类舱室（少量进水）进水量不超过10-15%1.查取船舶和进水舱资料船舶：进水前，排水量△，首尾吃水dF0及dA0，横稳性高为GM，重心高度KG；进水舱：重心坐标（），水密度，舱容，自由液面惯性矩，渗透率等；其他：TPC，MTC，xf等pppxyz,,第三节船舱进水后浮态和稳性的计算二、第一类和第二类舱室（少量进水）2.船舶的浮态与稳性指标计算•平均吃水增量•新的横稳性高•横倾角100()1()1vpaxppdTPCPVPKGziGMGMPPPytgPGM第三节船舱进水后浮态和稳性的计算二、第一类和第二类舱室（少量进水）2.船舶的浮态与稳性指标计算•吃水差改变量•首尾吃水•吃水差1010111()1001()21()2pffFFbpfAAbpFAPxxtMTCxdddtLxdddtLtdd第三节船舱进水后浮态和稳性的计算三、第一类和第二类舱室（任意进水）1.查取船舶和进水舱资料船舶：进水前，排水量△，首尾吃水dF0及dA0，平均吃水，横稳性高为GM，自由液面倾侧力矩，重心高度KG，重心纵向坐标；进水舱：重心坐标（），水密度，舱容，自由液面惯性矩，渗透率等；其他：dm1,TPC，MTC，xf1,xb1pppxyz,,第三节船舱进水后浮态和稳性的计算三、第一类和第二类舱室（任意进水）2.船舶的浮态与稳性指标计算•平均吃水增量•计算进水重量P•进水后船舶重心1011100mmgpggpgdddPdTPCxPxxPzPzzP第三节船舱进水后浮态和稳性的计算三、第一类和第二类舱室（任意进水）2.船舶的浮态与稳性指标计算•初稳性高度•横倾角PiiKGKMGMxax111)(GMPyPtgp第三节船舱进水后浮态和稳性的计算三、第一类和第二类舱室（任意进水）2.船舶的浮态与稳性指标计算•吃水差•首尾吃水1111111111()()1001()21()2gbfFmbpfAmbpPxxtMTCxddtLxddtL第三节船舱进水后浮态和稳性的计算四、第三类舱计算（采用过量进水逼近法）1.查取船舶和进水舱资料船舶：进水前，排水量△，首尾吃水dF1及dA1，平均吃水，横稳性高为GM，重心高度KG；进水舱：重心坐标（），水密度，进水舱舱底高度，舱容，自由液面惯性矩，渗透率等；pppxyz111,,第三节船舱进水后浮态和稳性的计算四、第三类舱计算（采用过量进水逼近法）2.船舶的浮态与稳性指标计算采用软件计算（1）依首尾吃水计算船中平均吃水，查漂心纵向坐标（2）计算平均吃水，查TPC，MTC，KM（3）计算进水量，排水量第三节船舱进水后浮态和稳性的计算四、第三类舱计算（采用过量进水逼近法）2.船舶的浮态与稳性指标计算（4）计算平均吃水改变量，吃水差，首尾吃水，初稳性高度，横倾角，进水舱处吃水，进水舱内水面距舱底高度等；（5）查进水舱舱容，计算进水量；（6）计算进水量差值，判断是否满足精度要求。第三节船舱进水后浮态和稳性的计算四、第三类舱计算（采用过量进水逼近法）第三节船舱进水后浮态和稳性的计算国内外船级社等机构已能提供船舶应急响应服务（ERS：EmergencyResponseService）。加入ERS的船舶，岸上ERS工程师将为其建立三维模型并全年无休地时刻准备着。一旦当加入ERS船舶遇到相关的紧急状况时，ERS工程师会迅速反映，并通过电话、传真、电邮等与船舶建立通讯联系，ERS工程师将调用已建立的三维模型和快速计算软件，在短时间内即能够提供一份ERS报告。ERS报告中可以包括船舶剩余浮性、破舱稳性和破舱强度评估、漏油和船舶沉没时间预测等内容。第四节《船舶破损控制手册》简介•SOLAS公约要求，1992年2月1日或以后建造的船舶，都应配备《船舶破损控制手册》。•《破损控制手册》的目的：为船上高级船员提供船舶破