《船檢業(yè)務(wù)基礎(chǔ)知識(shí)》培訓(xùn)教程 -船舶穩(wěn)性

內(nèi)部資料不得外傳A部分課程框架B部分課程大綱C部分具體教學(xué)大綱D部分POWERPOINT講義本課程涉及國(guó)際/國(guó)內(nèi)航行海船完整穩(wěn)性與破損穩(wěn)性的要求。由于穩(wěn)性涉及的船型與規(guī)則較多，本課程僅講述穩(wěn)性的共性特點(diǎn)，并結(jié)合各類(lèi)船舶的特殊性講述穩(wěn)性特殊要求，并二、目標(biāo)三、引用的公約、規(guī)范、規(guī)則等R1IMOMSC.267(85)決議“2008國(guó)際完整穩(wěn)性規(guī)則”R2MSC/Circ.608/Rev.1通函“敞口集裝箱船暫行導(dǎo)則”R6IMOMSC.23(59)決議“國(guó)際散裝谷物安全裝運(yùn)規(guī)則”R10國(guó)際散裝運(yùn)輸危險(xiǎn)化學(xué)品船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)則（IBCCode）R12MSC.235(82)決議“近海供應(yīng)船設(shè)計(jì)建造指南”R13MSC.236(82)決議“近海供應(yīng)船裝載限量有毒有害液體指南修正案”R14MSC.266(84)決議“2008特種用途船安全規(guī)則”R15MSC.216(82)決議“SOLASII-1章修正案”R16MSC.281(88)決議“SOLASII-1章解釋文件”R18IMOMSC.143(77)決議“1966年國(guó)際載重線公約1988年議定書(shū)修正案”四、教材T1船舶穩(wěn)性（交通行政執(zhí)法人員崗位培訓(xùn)系列教材五、參考書(shū)B(niǎo)1船舶靜力學(xué)，上海交通大學(xué)出版社（I六、教學(xué)輔助 4 8確定性方法的分艙、破損穩(wěn)性要求9概率方法的分艙、破損穩(wěn)性要求1．船舶完整穩(wěn)性的基本概念與原理2．國(guó)際航行海船的完整穩(wěn)性衡準(zhǔn)2.1基本穩(wěn)性要求2.3特殊穩(wěn)性要求3．國(guó)內(nèi)航行海船的完整穩(wěn)性衡準(zhǔn)3.1航區(qū)劃分R3-總則/Reg.12R3-總則/Reg.12.33.2客船等級(jí)3.3基本穩(wěn)性要求3.4氣象衡準(zhǔn)式3.5特殊穩(wěn)性要求3.6高速船完整穩(wěn)性要求4．谷物穩(wěn)性4.2體積傾側(cè)力矩-說(shuō)明端部免除平艙的條件-簡(jiǎn)要說(shuō)明常用的采用壓包方式消除橫傾力-分別說(shuō)明艙口范圍之外與艙口范圍內(nèi)空檔-說(shuō)明谷物重量與VCG的計(jì)算-艙口與艙口兩側(cè)空檔計(jì)算要求-艙口兩端與兩側(cè)空檔移動(dòng)力矩計(jì)算方法-說(shuō)明谷物重量與VCG的計(jì)算-部分裝艙空檔移動(dòng)力矩計(jì)算方法4.3許用傾側(cè)力矩5．船舶傾斜試驗(yàn)與靜水橫搖試驗(yàn)5.2試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作度查6．船舶完整穩(wěn)性的審核6.1講述審核的準(zhǔn)備工作，強(qiáng)調(diào)審核重點(diǎn)/Para.1/Para.27．船舶分艙、破損穩(wěn)性的基本概念8．船舶確定性方法的分艙、破損穩(wěn)性-“SOLAS90”客船分艙破損穩(wěn)性浮態(tài)與-載客數(shù)超過(guò)400人的客／滾船特殊分艙-SOLAS對(duì)現(xiàn)有客滾船的追溯性要求R8-Reg.2.8R9-Reg.2.8R3-Part4/Para.3/Para.19．概率方法的分艙、破損穩(wěn)性要求/橫向破損概率、殘存概率、首尖艙破損要-非液貨船、非客船的B型干舷的干貨船-不適用1966ICLLReg.27減小干舷的B型10．船舶分艙、破損穩(wěn)性的審核T1--根據(jù)船型與航區(qū)，檢查適用標(biāo)準(zhǔn)，確定-檢查穩(wěn)性最差的裝載工況-檢查進(jìn)水點(diǎn)、風(fēng)雨密開(kāi)口（對(duì)客船，檢-檢查破損艙室組合是否滿足破損范圍要求-檢查計(jì)算結(jié)果是否滿足衡準(zhǔn)要求-檢查檢查破損組合、破損長(zhǎng)度、穿透深-檢查進(jìn)水點(diǎn)、風(fēng)雨密開(kāi)口（對(duì)客船，檢-檢查初始狀態(tài)是否正確-檢查達(dá)到的分艙指數(shù)A是否大于要求的-檢查SOLAS極限穩(wěn)性曲線是否載入裝載編寫(xiě)制作：中國(guó)船級(jí)社上海規(guī)范所張高峰完整穩(wěn)性CCS上海規(guī)范研究所12.穩(wěn)性基本概念與原理3.初穩(wěn)性高(GM)和復(fù)原力臂21、船舶平衡與排水量阿基米德定律（Archimedesprinciple）3排水量計(jì)算Shipform41、排水量計(jì)算53-Dgeometrymodelofthehull5排水量計(jì)算61、排水量計(jì)算（1）將船舶沿縱向分成若干站（2）計(jì)算每站剖面的水線下面積（3）按梯形法或其它方法沿縱向積分得到全船排水體積（4）排水體積乘以水密度、附體及殼板系數(shù)得到排水量7（1）水線面系數(shù)、前體水線面系數(shù)（2）方型系數(shù)、勘劃載重線用的方型系數(shù)（3）水線面慣性矩（4）橫穩(wěn)心半徑、橫穩(wěn)心高度（5）初穩(wěn)性高度（6）浮心與漂心縱向位置（7）每厘米吃水噸數(shù)、每厘米縱傾力矩8橫傾角超過(guò)100~150度的穩(wěn)性。主要以復(fù)原力臂曲線特征以及氣93.初穩(wěn)性高(GM)和復(fù)原力臂橫穩(wěn)心半徑:CM=I/▽GM=CM+ZC-ZG初穩(wěn)性高GM的意義較大的GM：穩(wěn)性太好但橫搖周期小，在浪中橫搖劇烈。影響大1、GZ=ls–ZG*SINΘ2、復(fù)原力臂計(jì)算中考慮的因素（1）能提供浮力的封閉體：干舷甲板以下的主船體、滿足封閉條件的第1層甲板室、第1、2層上層建筑與貨艙圍（2）自由液面影響消耗液體艙、液貨艙、航行途中裝載率變化壓載水艙1、升高重心法GZ=ls–（ZG＋FSC)*SINΘGM1=GM–FSC（FSC為液面慣性矩除以排水量）2、移動(dòng)力矩修正法（1）根據(jù)實(shí)際液體艙幾何模型，精確計(jì)算任意橫傾角的液體移動(dòng)力矩，除以排水量即為對(duì)復(fù)原力臂的修正δGZ。GZ=ls–ZG*SINΘ–δGZ（2）或按照現(xiàn)有規(guī)則推薦的表格估算2、進(jìn)水點(diǎn)：船體、上層建筑或甲板室中不能風(fēng)雨密關(guān)閉的開(kāi)口。鋼索/纜、錨鏈孔、流水孔、排水孔、衛(wèi)生管口等淹沒(méi)角4.國(guó)際航行海船基本穩(wěn)性衡準(zhǔn)≥2500～400≥0.09m.rad300～400≥0.03m.rad國(guó)際航行海船氣象衡準(zhǔn)要求：面積b≥面積a1、影響氣象衡準(zhǔn)的幾個(gè)因素—航區(qū)—風(fēng)壓—浪2、計(jì)算氣象衡準(zhǔn)的幾個(gè)重要參數(shù)—橫搖角(注意A.749(18)中橫搖角公式系數(shù)r不大于1.0)—舭龍骨面積—受風(fēng)面積3、其它要求國(guó)際航行船一般要求計(jì)算結(jié)冰穩(wěn)性國(guó)際航行特殊穩(wěn)性要求－客船國(guó)際航行特殊穩(wěn)性要求－運(yùn)木船國(guó)際航行特殊穩(wěn)性要求－運(yùn)木船0～400(或進(jìn)水角之小者)GZ曲線下面積≥0.0國(guó)際航行特殊穩(wěn)性要求A.469(12)決議－近海供應(yīng)船—不要求0~300或0~min(400,θf(wàn))的面積，其它同基本穩(wěn)國(guó)際航行特殊穩(wěn)性要求A.534(13)－特殊用途船—鯨魚(yú)與魚(yú)類(lèi)和其它海洋生物資源加工船—其它類(lèi)似的船。國(guó)際航行特殊穩(wěn)性要求－集裝箱船國(guó)際航行特殊穩(wěn)性要求－敞口集裝箱船國(guó)際航行特殊穩(wěn)性要求－方駁L≤100m≥國(guó)際航行特殊穩(wěn)性要求－油船5.國(guó)際航行海船特殊穩(wěn)性要求－谷物穩(wěn)性5.國(guó)內(nèi)航行海船航區(qū)劃分海南島東海岸及南海岸距岸不超過(guò)10海里的岸不超過(guò)20海里的海域；距有避風(fēng)條件且有2、近海航區(qū)greatercoastalservice：指中5.國(guó)內(nèi)航行海船航區(qū)劃分4、遮蔽航區(qū)shelteredservice：），5.我國(guó)各航區(qū)風(fēng)浪資料windspeed66785.國(guó)內(nèi)航行客船等級(jí)劃分級(jí)Ⅰ--ⅡⅢ--5.國(guó)內(nèi)航行海船氣象衡準(zhǔn)模式5.國(guó)內(nèi)航行海船氣象衡準(zhǔn)數(shù)的計(jì)算5.國(guó)內(nèi)航行海船基本穩(wěn)性衡準(zhǔn)5.國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－客船5.國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－拖船5.國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－起重船5.國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－起重船大5.國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－挖泥船5.國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－頂推-駁船組合體國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－頂推-駁船組合體5.國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－半潛船5.國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－半潛船5.國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－半潛船—載貨甲板入水或出水過(guò)程中，其穩(wěn)性應(yīng)滿足下列衡準(zhǔn)之一：5.國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－半潛船c.半潛船下潛至最大沉深時(shí)，經(jīng)自由液面d.半潛船甲板上無(wú)承載物在下潛或上浮的e.承載大型物件、船舶或海洋設(shè)施進(jìn)行5.國(guó)內(nèi)航行海船特殊穩(wěn)性要求－近海供應(yīng)船基本穩(wěn)性要求：對(duì)復(fù)原力臂曲線的要求同國(guó)際航行船Vmax≧3.7▽0.1667m/s,6.傾斜試驗(yàn)％，6.傾斜試驗(yàn)原理船舶在移動(dòng)力矩M作用下產(chǎn)生橫傾角θ,初始縱傾角ψ,則：GM＝M/(Δ*tgθ)6.傾斜試驗(yàn)條件），線至少長(zhǎng)2.2m，并保證有15cm以上面面面積至少是連通管的1000倍，并保證液6.開(kāi)始進(jìn)行傾斜試驗(yàn)2、驗(yàn)船師應(yīng)檢查初始橫傾角（不得≤0.50）與縱傾(≤1％L,否則靜12破損前浮態(tài)33破損后浮態(tài)4剩余穩(wěn)性曲線551、破艙穩(wěn)性基本概念破損后具有漂浮和一定剩余穩(wěn)性的能力（能抵抗一定程度的風(fēng)浪等外力）。2、破損穩(wěn)性分艙：國(guó)內(nèi)客船根據(jù)限界線與滲透率確定可浸長(zhǎng)度以及許用艙長(zhǎng)；貨船按照破損穩(wěn)性確定分艙63、計(jì)算原理：增加重量法固定排水量法4、兩種理念的破損穩(wěn)性衡準(zhǔn)方法——確定性方法——概率方法7按規(guī)定的破洞大小與破損位置、受損艙室的滲透率及裝載工況，計(jì)算破損后中間進(jìn)水與最終平衡階段的復(fù)原力臂曲線與最終浮態(tài)。校核浮態(tài)與復(fù)原力臂曲線是否滿足規(guī)范的要求。8——SOLAS90標(biāo)準(zhǔn)（現(xiàn)有客船，即2009年之前建造的國(guó)際航——IMOMSC.235(82)決議（近海供應(yīng)船設(shè)計(jì)與建造指導(dǎo)性文9——A.534(13)-特種用途船舶安全規(guī)則——SOLASXII章對(duì)150米以上散貨船的破損穩(wěn)性要求1、定義某一處所可能破損的概率乘以破損后不沉的概率得到該處所對(duì)分艙指數(shù)A的貢獻(xiàn)。累加全船所有可能的貢獻(xiàn)得到指數(shù)A，大于規(guī)定的指數(shù)R即為合格——國(guó)內(nèi)法規(guī)2008修改通報(bào)（來(lái)自SOLAS2004II-1/B-12、特點(diǎn)——基于經(jīng)典概率論的全概率公式——是用與確定方法相同的手段計(jì)算剩余穩(wěn)性與浮態(tài)，在此基礎(chǔ)上按概率加權(quán)累加——允許個(gè)別處所或艙組破損后沉沒(méi)，其破損的風(fēng)險(xiǎn)是可以控制的3、涉及的標(biāo)準(zhǔn)——SOLAS2009（MSC.216（82）決議），或2008國(guó)際法規(guī)——國(guó)內(nèi)法規(guī)2008修改通報(bào)（來(lái)自SOLAS2004II-1/B-1部分）現(xiàn)有的SOLAS破損穩(wěn)性規(guī)則客船客船1、概率法破損穩(wěn)性規(guī)則的原理2、計(jì)算細(xì)節(jié)3、基于概率破損穩(wěn)性規(guī)則的分艙設(shè)計(jì)1、概率破損穩(wěn)性規(guī)則的原理◆按照風(fēng)險(xiǎn)概率的分析方法研究船舶遭遇碰撞破損浸水的概率以及浸水后殘存的概率概率破損穩(wěn)性規(guī)則的原理M事件——破損后能殘存B事件——被碰撞而發(fā)生破損浸水C事件——浸水后沒(méi)有傾覆概率破損穩(wěn)性規(guī)則的原理◆按照經(jīng)典概率論中的貝葉斯全概率公式計(jì)算A指數(shù)一艘船招致碰撞破損而浸水的可能性多種多樣，不同的破損位置、不同的破洞大小，構(gòu)成了及其復(fù)雜的由各種損壞浸水事件組成的樣本空間.每一事件都可以得出一個(gè)概率指數(shù)Ai概率破損穩(wěn)性規(guī)則的原理R——SOLAS要求的最小分艙指數(shù)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)有船舶的安全水平得出的最低的、全球可接受的安全水平概率破損穩(wěn)性規(guī)則的原理◆建立破損概率——在2946個(gè)事故艘被撞船舶的事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（包括破洞大小與位置），得出破損位置、破洞大小、橫向穿透深度和垂向破損范圍的概率分布密度函數(shù)新的概率破損穩(wěn)性規(guī)則全面的破損事故統(tǒng)計(jì)o覆蓋船型（10bulkcarriers,cargovessels,chemicaltankers,gastankers,tankers,containerveoro-rovessels,fishingvesseo覆蓋了當(dāng)今全球國(guó)際航行船隊(duì)o填補(bǔ)了近40年來(lái)的新設(shè)計(jì)建造船型，尤其是大型船舶新的概率破損穩(wěn)性規(guī)則全面的破損事故統(tǒng)計(jì)無(wú)因次破損位置分布密度函數(shù)新的概率破損穩(wěn)性規(guī)則背景全面的破損事故統(tǒng)計(jì)無(wú)因次破損長(zhǎng)度分布概率密度函數(shù)：o對(duì)應(yīng)最大破損長(zhǎng)度接近A.265(VIII)新的概率破損穩(wěn)性規(guī)則背景全面的破損事故統(tǒng)計(jì)橫向穿透深度分布密度函數(shù)新的概率破損穩(wěn)性規(guī)則背景全面的破損事故統(tǒng)計(jì)垂向破損分布密度函數(shù)概率破損穩(wěn)性規(guī)則的原理——排水量：夏季吃水ds,部分裝載吃水dp，輕載吃水（——任意假定一根極限GM曲線，該曲線在ds及dp之間、dL和dP之間線性變化，由此確定VCG。只要按照此狀態(tài)計(jì)算大于或等于R指數(shù)，則此GM曲線就是所求的極限GM概率破損穩(wěn)性規(guī)則的原理概率破損穩(wěn)性規(guī)則的原理◆建立達(dá)到的分艙指數(shù)A的計(jì)算假定（3）在32艘現(xiàn)有干貨船（滿足SOLAS2004II-1/B-1部分25-1條干貨船概率破損穩(wěn)性規(guī)則）和28艘現(xiàn)有客船（滿足SOLAS90標(biāo)準(zhǔn)）計(jì)算達(dá)到的A指數(shù)，統(tǒng)計(jì)回歸得出新的R指數(shù)公式概率破損穩(wěn)性規(guī)則的特點(diǎn)——基于經(jīng)典概率論的全概率公式——是用與確定方法相同的手段計(jì)算剩余穩(wěn)性與浮態(tài)，在此基礎(chǔ)上按概率加權(quán)累加——允許個(gè)別處所或艙組破損后沉沒(méi)，其破損的概率是可以接受的2、SOLAS2009計(jì)算要求II-1/6條要求的分艙指數(shù)RoA≥Ro未加權(quán)的達(dá)到的分艙指數(shù)Al,Ap,As第6條貨船要求的分艙指數(shù)RoL>100m貨船安全水平比較:SOLAS2009Vs現(xiàn)有實(shí)船A,R0.80.70.60.50.40.30.20.10SamplecargoshipsA,R0.80.70.60.50.40.30.20.10IndexAIndexR50100150200250300350Ls◆貨船R指數(shù)公式特點(diǎn)貨船R指數(shù)公式是平均的安全水平，船長(zhǎng)越大，要求的安全水平越高II-1/6條客船要求的分艙指數(shù)R客船安全水平比較:SOLAS2009VsR,ASamplepassengerR,ASamplepassengerships(MSC.194(80))0.950.900.850.800.750.700.650.600.550.50 IndexR IndexA02000400060000200040006000Ls+N◆客船R指數(shù)公式特點(diǎn)客船R指數(shù)與船長(zhǎng)和船上旅客、船員數(shù)量有關(guān)。船長(zhǎng)越大、人員數(shù)量越大，要求的安全水平越高PartB-1穩(wěn)性第7條達(dá)到的分艙指數(shù)AII-1/5-1條提交給船長(zhǎng)的穩(wěn)性資料II-1/7條達(dá)到的分艙指數(shù)Ao穩(wěn)性資料應(yīng)表明在營(yíng)運(yùn)縱傾范圍超過(guò)+/-0.5%Ls的情況下，各種縱傾的影響o極限GM曲線分別在dL與dp、dp與ds間線性變化ods和dp采用水平縱傾計(jì)算，dL采用實(shí)際營(yíng)運(yùn)縱傾MSC.281(85)具體計(jì)算解釋?zhuān)簅計(jì)算的縱傾步長(zhǎng)不超過(guò)1%Ls。破損穩(wěn)性計(jì)算應(yīng)覆蓋整個(gè)縱傾范圍（含中間縱傾）o在多個(gè)縱傾基礎(chǔ)上計(jì)算得到的多根極限GM曲線的基礎(chǔ)上，繪制GM包絡(luò)線o計(jì)算極限GM曲線時(shí)，縱傾在±0.5Ls范圍內(nèi)按零縱傾計(jì)算；縱傾超過(guò)±0.5Ls時(shí)，在超出部分的基礎(chǔ)上按不超過(guò)1%Ls步長(zhǎng)的所獲得的若干縱傾計(jì)算相應(yīng)的極限GM曲線。最后繪制極限GM包絡(luò)線——貨船僅要求計(jì)算最終平衡階段穩(wěn)性——客船需