船舶货物的配积载

第六章 船舶货物的配积载
主要内容： 配积载概念及理论基础 件杂货物积载 集装箱配积载
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第一节 基本概念及原理
一、船舶配积载及基本要求 配积载是指配载和积载两个概念。航运中将编制船 舶装货计划的工作叫做配载，而将实际装船的工作 称为积载。“配载” 是“积载”的前提和依据， “积载”是 “配载”的继续和具体实施。 因此，“配载”与“积载”是既紧密联系又有区别 的两个工作阶段。
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2.船舶积载 船舶积载是在保证船舶安全、货物完整无损、 充分发挥船舶运输能力、有利加速船舶周转和 港口装卸作业的前提下，将货物正确、合理地 装到船上各个部位，并绘制船舶积载图。 积载图是卸货港卸货的依据。是由理货长在 装船理货完成后绘制并经船长或大副签字认可 的，是货物在船上的实际位置图。
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3.船舶配积载的基本要求
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2.船舶的初稳性
（1）初稳性及其特 征
初稳性是指倾斜角小 于10o-15o时的稳性， 又称为小倾角稳性,如 图6-3所示。
△ F G
0
图6-3 船舶的小角度倾斜
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船舶小角度倾斜的特征: ①倾斜前后排水量不变，即V1=V2。 ②倾斜轴通过初始水线面面积中心，即漂心F。 ③某一排水量时船舶的稳心M点的位置可视作固 定不变，浮心B沿着以M为圆心，以稳心半径BM为 半径的圆弧轨迹移动。 根据上述船舶小角度倾斜所具有的特点，初稳性 力矩公式可作如下变换：
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dFdmdFdmL 2 bL p bX pf tdm2 tX L fbtp dAdmdAdmL 2 bL p bX pf tdm2 tX L fbp t
(m ) (m )
式中：dm―船舶平均吃水（m); Lbp―船舶垂线间长（m); xf―漂心距船中的距离（m)，船中前为正，船中
后为负。
x
式中：δt― 要求调整的吃水差值(m)，等于要求调整到 的吃水差值减去调整前的吃水差值； MTC ― 每厘米纵倾力矩，根据船舶实际排水量或 平均型吃水查取； x ― 货物载荷纵向移动的距离(m)，当货物前移时 取正值，后移时取负值。
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（2）增加或减少载荷 主要是利用注、排压载水来调整船舶吃水差。 注、排压载水属于少量载荷变动，如果这时只 要求吃水差符合要求，而不考虑首尾吃水的大 小，则可用下式确定所需要注入或排出压载水 的重量P：
（1）充分利用船舶的装载能力； （2）确保船舶强度不受破坏； （3）保证船舶具有适度的稳定性和吃水差； （5）保证货物运输质量； （6）满足中途港卸货顺序的要求； （7）便于装卸，缩短船舶在港停泊时间； （8）正确合理的实现舱面积载。
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二、船舶稳性与积载 1.船舶稳性及稳性力矩 （1）船舶稳性 船舶的稳性是指船舶在外力作用下偏离其平衡 位置而倾斜但是不倾覆，当外力消失后能自行 回复到原来平衡位置的能力。 稳性的大小与船体几何形状有关，也与载荷分 布状况有关，后者是船舶在积载过程中所要解 决的问题。
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显然，对于特定船舶，厘米纵倾力矩MTC随排水 量或平均吃水的变化而变化。具体装载状态下的厘 米纵倾力矩可根据排水量或平均吃水在船舶静水力 资料中查取。因此，如果能求得纵倾力矩Mt，则 实际装载状态下的吃水差t 可按下式计算：
tM t （ m ） 1M 00TC
（ 6 8 ）
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·
5.吃水差的计算 由图6-5知，船舶纵倾力矩Mt是由于船舶的 重力作用线和浮力作用线沿纵向不在一条垂 线上而产生的，纵倾力臂lL 等于重心至浮力 作用线的距离。
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②载荷增减调整初稳性高度GM。船舶积载后 或航行中在某些情况下可利用载荷增减方法调 整稳性。载荷增减调整GM包括未满载时加压载 水、吃水较大或满载时排压载水、加装货物及 抛货等方法。一般这种调整方法增减的载荷属 于少量载荷，可应用相应计算方法予以计算。
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（2）船舶初始横倾角的调整 当船舶重心偏离中纵剖面时，会出现初始横倾 角，它将使船舶稳性力矩减小，从而降低船舶 稳性。船舶航行中，应保持横向正浮，按船舶 安全航行的技术要求，船舶初始漂浮状态的左 （右）横倾角一般应不超过1度,当超过该值时， 应予以调整。调整可通过横向移动载荷或在船 舶一舷增减少量载荷来实现。
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1.船舶配载 船舶配载是根据货物的品种、数量、体积、重量以 及到达港口先后次序等因素，在保证船舶和安全、 充分发挥船舶载运能力的前提下将货物正确合理地 分配到船舶各个部位，并绘制船舶配载图。 配载图是装货港指导装船的文件。
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件杂货配载图一般由船舶大副编制，也可由船 公司代理人编制并经船舶大副或船长认可。 集装箱配载图由船公司或其代理人编制预配船 图，码头配载员根据预配船图编制正式船图， 并经船长或大副确认。
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P100tMTC （t）
xp xf
式中：xp―计划注、排压载水水舱的舱容中心距中距
离(m )，取值查“液舱容积表” ；
xf―漂心距船中的距离（m)，船中前为正，船中后
为负。
xf 和MTC 的值，根据调整前的船舶排水量△ 或平
均型吃水dM 从船舶静水力资料中查取。
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四、船舶强度与积载
1.剪切变形与弯曲变形
式中：△—船舶的排水量（t）； GZ—复原力臂（m）。
W0
△
G
0
L
0
B
0
图6-1 船舶的稳性力矩
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浮力的作用线与中线相交于M点，称为船的 稳心。 从下图6-2重心与稳心的相对位置关系，可 以判断稳性力矩的性质，而稳性力矩的性质 决定了船舶原平衡状态的稳定性能。
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W0 W1
W0
W0
△
L1
W1
△
G0
式计算：
xg
Pi xi （m）
式中：∑PiXi―纵向重量对舯力矩，即包括空船在内
的全船所有载荷对船中所取力矩的代数和
（9.81kN·m）。
因此，吃水差为：
t Pixi xb（m）
10M 0 TC
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6.首尾吃水的计算 由图6-5可见，由于吃水差的存在，船舶首、 尾吃水与船舶平均吃水（漂心处的吃水）出现 了差值，在图中分别以δdF与δdA表示。根据图 6-5下部所示的几何关系，纵倾状态下船舶的首、 尾吃水可按以下公式计算：
M t B 0 M LL tbp （ 9 .8k1 N m ）（ 6 6 ）
由此式可知，排水量一定时，纵倾力矩与吃水差成 正比。
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在上式中，令吃水差 t 1（，m） 则计算所得
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的纵倾力矩称为厘米纵倾力矩，用MTC 表示，即： M T B C 0 M L（ 9 .8k1 N m /c） m （ 6 7 ） 1L 0 bp0
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（2）船舶稳性力矩 如图6-1，船舶在外力（倾斜力矩）作用下倾斜 一小角度时，重心G0保持在原来位置，浮心由 B0点移到了B1，浮心和重心不再位于同一铅垂线 上。重力和浮力形成的力偶矩称为稳性力矩（或 复原力矩）。
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稳性力矩MR的计算公式：
M R 9 . 8 G 1 （ k Z m ） N （ 6 1 ）
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MR 9.81GZ（kNm）
9.81GMsin
当横倾角较小 si时 n ，,
故式（ 52）可写成：
MR 9.81GM 式中：MR—复原力矩（kN·m）;
△—排水量（t）;
（62）
θ—船舶横倾角的大小；
GZ—静稳性力臂，也称复原力臂（m）；
GM—初稳性高度（m）。
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由此可知，当船舶在一定排水量下发生小角度 横倾时，复原力矩的大小与初稳性高度GM成正 比。初稳性高度GM是衡量初稳性大小的基本标 志。要使船舶产生正的复原力矩，必须使GM为 正值，即重心点在稳心M点之下。
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7.吃水差的调整 （1）纵向移动载荷 在装货前和装货过程中如发现吃水差或首尾吃水 不符合要求，调整配积载方案是一种较为理想的 方法。首先确定可移动调整的货载，再确定纵向 移动的距离x ，然后根据要求调整的吃水差值δt， 按下式求取需移动的货载重量P：
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P10t0MTC（ t）
x
P10t0MTC（ t）
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三、船舶吃水差与配积载 1.船舶吃水与水尺标志 船舶吃水（Draft）表示船体浸在水面以下的深度， 即水线面与船底基平面之间的垂直距离。船舶吃水 的大小随排水量改变而变化。 船舶吃水大小可根据水尺标志读出，如图6-4。
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船舶水尺标志是勘绘 在船体首、中、尾部 的左右两舷的船壳外 板上，以数字表示船 舶实际吃水的一种标 记。水线达到水尺标 志上某数字的字底边 缘时，即表示该处的 实际吃水值。
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（2）初稳性高度的计算 初稳性高度的计算公式：
GM=KM-KG KM为船舶横稳心距基线高度，可根据平均吃水或 排水量在静水力曲线图或静水力参数表上查得；KG 为船舶重心距基线高度（重心高度），其值与空船 重心高度及载荷配置有关，根据力矩合成原理，按 下式计算。
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K G LKL GP iK i g L P i
（ 6 3 ）
式中：△L—空船排水量（t），可由船舶静水力资料 查得；
KGL—空船重心距基线高度（m），可由船舶静 水力资料查得；
Pi—载荷重量（t）； Kgi—载荷重心距基线高度（m）。
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3.船舶初稳性的调整 （1）船舶初稳性高度调整 ①载荷垂向移动调整初稳性高度GM。由于载荷垂 向移动前后排水量不变，故初稳心距基线高度KM 不变，但可使船舶重心高度改变量，即等同于初稳 性高度改变。 载荷垂向移动调整初稳性的手段适合于配载图编制 阶段，经校核若稳性过大，可将载荷上移，反之将 载荷下移。
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4.吃水差的计 算原理
一般情况下， 吃水差所对应的 纵倾角都在小角 度范围内，纵向 初稳性的假设条 件可以得到满足。 如图6-5。
图6-5 船舶纵向倾斜
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船舶纵向复原力矩MRL 可按下式计算： M R L l L G 1 M L t（ g 9 . 8 k m 1 ） N （ 6 4 ）