大型集装箱船大风浪航行分析

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大型集装箱船舶在大风浪中坠箱原因分析

大型集装箱船舶在大风浪中坠箱原因分析
坠箱 , 如何去 避免 坠箱 事故 。 又 船 舶在航 行 中经 常遇 到 风浪 和涌 浪 。风浪 的形 成 是 由空气 流动 直接造 成 的 , 当风到 达一定 强度 后 , 的 风
定的条件下就会对船舶 ,乃至船上的物体都会产生
破坏作用。 如果横摇与波浪周期接近一致 , 就会产生谐 摇 ,船舶摇 摆 幅度越 来越 大 ,以致 造成 船舶 急剧横 摇 ; 船上物体在没有其他材料固定下就会产生物体位移 , 而改变船舶稳性。 当稳性不能保持时 , 最终导致倾覆。
离越 远 , 浪在风 区内移动 越远 , 涌浪 越发 展 。大洋 中海 水 深度 越深 , 面 的风 浪 、 浪越 大 。印度洋 上 的西南 海 涌 季风经 连续几 个 月的劲 吹 , 一般情 况下 , 经度 6 。 在 0以
舶在波浪的袭击下 , 如果是横浪 , 船舶产生急剧大幅度
倾斜 ; 如果是顶头浪 , 船舶会产生纵摇 ; 当船首在浪尖 上时被高高抬起 , 随后重重下落的垂荡, 船底会被狠狠 拍击。 由于风浪强大的阻力 , 船首钢板受到一个强大的 正面力 , 速突然 急剧 下 降 , 船 并发 生震 动 。 船舶在大风浪 中发生这些现象都对船体产生破坏 作用 , 而且船舶上的物体一起参与运动。 如未经有效绑 扎 的物体发生移 动,船体因为刚性变化扭 动而使 固连 物体也变形等。 因此 , 船长必须想尽办法避免这些在大
这些 复杂 的 、 没有 规律 的船 舶在 风浪 中 的运动 , 在

时海区中最大风力为 9 , 级 风浪等级为狂浪 , 浪高大概 6 m, ~9 顶风、 顶浪 , 船舶航行速度受到严重影响。 因为 自己身在大型集装箱船舶 ,也一直担心 自己 的船舶在航行 中遇到大风浪而使集装箱遭遇坠海一样 的不测 , 所以 “ S 轮的坠箱事故使我陷入 了沉思 , C” 想 找出究竟是什么原因造成大型集装箱船舶在大风浪中

大型集装箱船大风浪靠离泊作业方法

大型集装箱船大风浪靠离泊作业方法

大型集装箱船大风浪靠离泊作业方法摘要:本文主要介绍大风浪集装箱船靠离泊作业的特点和难点;对大风浪中集装箱船受风、流、拖轮、侧推、锚、舵等各种作用力进行分析和计算;介绍集装箱船大风浪作业时应选择较佳靠泊时机、如何合理使用拖轮、锚等注意事项;最后介绍大风浪集装箱船靠离泊的操作方法。

关键词:大风浪引航集装箱船靠离泊宁波港冬天盛行强西北季风,夏天台风影响频繁,局部有地形造成的落山风——北仑四期码头南靠山,北朝海,夜间山顶吹向码头的山风、从码头吹向海面的陆风和南季风三者叠加。

这些风的强度都能达到10级以上,而且间隔短,持续时间长,且全年都易发生,对港口生产影响很大。

海事等部门对船舶大风浪靠离泊进行一定的管制,宁波港邀请上海海事大学对大风浪作业做了课题研究。

课题结论:风力≤13.8m/s为常规作业;13.9~15.5m/s为抗风作业;风力≥15.6m/s为高风险时段。

根据经验,风力≥10m/s影响已非常大,属于大风浪作业的范畴。

大风浪作业的特点和难点风流作用使船向下风漂移压拢很快,船易产生偏转,很难维持航向,靠泊前淌航保向困难等。

船舶受风动力是风速的平方,如风力在11m/s和15m/s,两者仅相差4m/s,而风动力增加接近一倍。

所以当风速增加要引起足够重视,不能掉以轻心。

拖轮助泊作业困难,为了能使拖轮产生更大的作用力矩,拖轮须带在大船首尾端部,由于集装箱船两端瘦削,这就要悬空带缆,难度很大。

迎着风撇缆困难导致带拖轮时间长,甚至带不上。

故拖轮没有带好前,不能轻易入泊,否则有危险。

流急拖轮维持横向拖的摆船位难,损失马力大;浪大拖轮摇晃,损失拖力大还易发生断缆。

一边要发挥较大的拖力而一边又要防止断缆,对拖轮船长操纵要求高。

如在大风浪发生拖缆断裂,对靠离泊是致命威胁。

1、拖轮宁波港基本配备的是全旋回拖轮,主要是带一跟缆后进行顶或拖。

安排拖轮时要考虑下列因素:大风浪中拖轮要克服风流而损失的拖力大,一般要求安排大马力拖轮来助泊;拉力只有顶力的75%,老拖轮实际发挥出的功率只有60%;船舶有前进或后退速度时,拖轮作用效果降低,大船航速超过5节,拖轮、侧推都将不起明显作用;1节流拖力将减10%,浪大拖轮剧烈摇晃,拖力更小,甚至无法助泊。

大型集装箱船大风浪时靠、离泊安全分析与探讨

大型集装箱船大风浪时靠、离泊安全分析与探讨
分力如表 1 。
定 强度时 ,实施靠 、离泊作业 会对大 型集 装箱 船
舶和码 头设 施的 安全产 生事故 隐患和 危 险。在 大 风浪气 象条 件下 ,风是 影响船 舶安全 靠 、离泊 的 最 重要 因素 。 风对船 舶产生 的风压力F 可分解 为纵 向分力F和横 向风 力F。纵 向风力F可通过大 船用
Ope a i n Co c r i g La g — ie n a n rSh p Durn r to n e n n r e S z d Co t i e i ig
Ga ea u h S a l nd Ro g e
D ie uWe i j
( n b Plt tt n Z ein N n b 3 5 4 ) Nig o i ai , hj g oS o a ig o 1 0 0

最直接 的 因素。 因为大 型集装箱 船受风 面积大 。
1 1风 的影 响 。宁波港 现有集 装 箱码头 大 多面 北 .
2 ・ 0
港 口科技 ・ 通信 与导航 而 建 ,北风 或偏 北风 时都为 吹拢风 。风 力达到 一 同样 可得 当0 6 。时,风动压 力角 a≈7 。 =0 9 该船 半载时D。1m S≈l 0 m、 y 0 m, 2 、x 0 S≈83 0 。 = 9 空载 时D29 、S≈2O 0 0 m,不 同装 m x 0 m、S≈72 0 = 载状态 、不 同风 向风速条 件下该轮 所受风 压横 向
车 加 以克服 ,而 横 向风 力F则 需通 过拖轮 、侧推 器 、锚 、车 、舵 等 的合 理使 用来加 以克 服 。下面 以大型 集装 箱船 “S O A轮满 载状 态 为 例 ,对 M CSL ”
舶靠、离泊的影响。并结合引航 实际,大型集装箱船靠泊、离泊时应注意的事项。 关键词 :港 口 引航 大型 集装箱船 大风 浪 靠、 离泊 安全 注 意事项

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价近年来,全球气候异常,风浪频发,给海上交通带来了极大的风险和挑战。

集装箱船作为现代国际海运主力,其安全性一直备受关注。

为了减轻航行风险,必须对集装箱船在大风浪环境下的航行安全进行评价。

本文基于云模型,利用模型的随机性、模糊性、不确定性、多态性和可视化等特点,研究集装箱船大风浪航行安全评价方法,提高集装箱船的航行安全水平。

云模型是一种集随机性、模糊性、不确定性、多态性和可视化等特点于一体的综合性概率理论模型。

云模型将数学模型转化为模糊的、可视化的语言形式,使得模型能够更好地反映不确定性因素对评价结果的影响,具有比传统概率统计更为灵活、全面的特点。

因此,本文采用云模型建立集装箱船大风浪航行安全评价模型,具有一定的优势。

首先,采用云理论建立集装箱船大风浪航行安全评价指标体系,包括船舶自身结构安全、船舶操纵安全、船员安全、货物安全和环保安全五个方面,每个方面均设计4-5个评价指标,共计20个评价指标。

其指标体系具有较好的完整性、可靠性和操作性,能够较好地反映集装箱船大风浪航行安全状况。

其次,对于集装箱船在大风浪环境下的安全性评价,云模型理论将船舶运行数据离散化为概率云,精确表达了数据之间的模糊性、随机性等复杂性质,对多源信息融合、不确定性因素的综合评价提供了较好的解决方案。

本文将云模型应用于集装箱船大风浪航行安全评价中,通过概率云确定评价对象的每个因素在评价中属性的置信度分布,通过云微分运算确定综合评价结果。

最后,通过实例分析,本文将云模型应用于某集装箱船在南海航行的安全评价中。

首先,根据评价指标体系对搜集到的大量数据分别进行统计分析,并用云模型中的概率分布函数,确定各指标在评价中的置信度分布。

然后,用云权重平均法计算出各指标权重。

最后,将各评价指标的贡献值相加,得到该集装箱船在大风浪航行环境下的安全系数。

实例结果表明,云模型评价结果更可靠、更详实、具有较好的解释性和预测性。

集装箱坠海事故屡发,风浪中的集装箱如此脆弱么?

集装箱坠海事故屡发,风浪中的集装箱如此脆弱么?

集装箱坠海事故屡发,风浪中的集装箱如此脆弱么?上海海上搜救中心11月18日公共发布,18日下午3时25分,载有400余只集装箱的多用途船“鹏安盛”轮(长148.78米,总吨9977,载20英尺箱153只、40英尺箱258只,烟台-上海)在长江口D3灯浮附近北侧水域,受寒潮大风影响,船上30只40英尺集装箱落水。

箱内所装汽车配件,无危险品箱。

集装箱坠海事故为何多发不止?一、集装箱加固方式甲板一般有3种加固方式:1 旋锁这种是放在箱子下面的四个角键上的。

这种又分为自动锁和人工锁。

如下图:2 甲板底锁顾名思义,这是用来固定甲板上第一层箱子的锁。

如下图:3 加固杆这是甲板上加固的主要方式。

加固杆一般会在低层的集装箱设置。

舱内一般有2种加固手段:集装箱船的舱内作业有滑道。

滑道是为了方便集装箱装卸的一种轨道。

如下图。

但导槽一般都是40尺的。

也有20尺的,比较少。

对于20尺箱就用下面这一张图。

当然舱底也是有的。

在同一张图上。

二、风浪对集装箱的影响船舶在风浪中航行,受到风浪产生横摇时,物体都随着横摇;当巨浪和船体相撞时,船舶发生前后震动,物体也会随着震动,当船舶前后颠簸时,物体也处于颠簸状态之中。

顺风航行时,大型集装箱船舶极易在后八字来风的情况下产生大幅度的横摇,风力越大,横摇幅度越大。

集装箱在摇摆的情况下,物理重心垂直特性不变,所以倾斜情况下集装箱重力集中在倾斜侧的箱壁上,而箱壁并不是承重载体,箱壁会变形。

即使没有变形的情况下,当一个贝位的集装箱都倾斜的情况下,倾斜侧底层的集装箱旋锁受力最大,加上集装箱的箱顶都是用桥锁相互牵制,末端的集装箱受到的拉力最大,经过数次横摇后箱角损坏或旋锁变形脱落失去外力对集装箱的约束力。

桥锁的拉力导致集装箱超过安全负荷后,集装箱不堪负荷。

集装箱固定杆在船体摇动的运动受力情况是一端受压,一端受拉,力的不平衡导致固定杆松动脱落。

顶风航行时,船舶在一定的速度下会产生上下大幅度颠簸,颠簸会引起船舶拍底或螺旋桨飞车。

浅论大风浪船舶航行安全

浅论大风浪船舶航行安全

大风浪船舶航行操纵要点大风浪中航行操纵的要点,主要是选择适当的航向和航速,减轻船舶的摇荡运动,缓和波浪对船艇的冲击作用。

当波浪危及船舶安全时,横浪、顺浪或侧顺浪以及高速航进是较为危险的,而适当减速,并以适当的首向偏顶浪航行才是较为安全的。

一、有意减速大风浪中,不同的航向和航速会有不同程度的纵摇和垂荡,适当减速可以改变遇波周期,缓和纵摇的剧烈程度和波浪的冲击力量。

尤其是顶浪航行时,纵摇和垂荡以及伴随的拍底、上浪、打空车等现象最为剧烈,采取减速措施可以非常明显地减轻这种现象。

对各种船型实船试验后,提出以拍底次数作为有意降速的标准:油船、货船、散装船每100次纵摇中拍底次数应低于3-4次,甲板上浪次数应低于5次;滚装船每100次纵摇中拍底次数应低于4~5次。

船舶在波浪中航行,船舶的横摇周期和波浪周期一致时,会发生危险的二、横摇时航向和船速的调节横向谐摇,产生过大的横摇摆幅,甚至导致船舶倾覆。

在我国近海,波浪周期一般为6~8s,而许多救助船的固有横摇周期也为6~8s,在横浪航行时更易发生谐摇,摇摆幅度可超过45°在航行中,船舶固有横摇周期难以改变,只有改变遇波周期,才能避开谐摇。

调整船速或航向角,或者同时调整船速和航向角,就能改变遇波周期。

调整航向或航速,应使船舶横摇周期与遇波周期之比大于3或小于0.7,才能有效地避开谐摇区。

当正横受浪谐摇时,调整船速并不会改变遇波周期,只有调整航向才能避开谐播。

三、纵摇时航向和船速的调节(1)纵摇的船速船速为零时,船体随波浪周期纵摇,纵摇和垂荡运动较小,纵摇角一不超过最大波面角,随着船速的增加,纵摇增强。

但是,当固有纵摇周期与遇波周期之比>1.2时,在任何船速下,纵摇幅度都不会太大。

若遇大风浪航行有困难时,可采取以仅能维持能效的航速滞航,以减轻剧烈的纵播(2)纵摇的航向航向对纵摇的影响,可以归结为固有纵摇周期与遇波周期之比对纵摇的影响。

通常船舶纵摇周期比波浪周期小,当顺浪航行时,由于相对船速减小,使波浪遭遇周期增大,因此更加偏离纵摇固有周期,故纵摇不会太大;当顶浪航行时,由于相对船速增大,使波浪遭遇周期减小,因此很可能接近固有纵摇周期,容易产生谐摇,故相对纵摇摆幅较大,因此顶浪航行纵摇剧烈所以,为减轻纵摇,通常应采用斜顶浪航行。

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价随着全球化交易的发展,集装箱船已经成为国际货运的主要工具之一。

然而,集装箱船在航行过程中面临着海洋环境的极度复杂性和不确定性,特别是在大风浪等恶劣气象条件下航行危险增加。

为了降低这些风险,需要对集装箱船的大风浪航行安全进行评价和控制。

本文将介绍一种基于云模型的大风浪航行安全评价方法。

云理论是一种新型的不确定性的数学方法,旨在解决一些不确定性的问题。

在本研究中,基于云理论,我们开发了一种集装箱船大风浪航行安全评价方法。

该方法将不确定性的因素划分为主观评估和客观数据两部分,其中主观评估是通过专家经验和知识来获取,客观数据则是从历史数据和现场观测中获取。

具体地,我们将主观评估和客观数据分别用云模型来描述。

云模型将把隶属度分布函数和概率密度函数相结合,刻画模糊不确定性的特性,并引入信任度和不确定度的概念来描述评估和数据中的不确定性。

展开分析:首先,我们将专家经验和知识转化为隶属度分布函数。

隶属度函数描述了一个因素对于大风浪航行安全的重要性程度。

同时,基于专家经验和知识,我们构建了一个包含多种不确定性因素的指标体系,例如气象条件、船舶状况、船员水平等。

其次,我们对历史数据和现场观测数据进行分析,并将其转化为概率密度函数。

概率密度函数描述了这些因素对于大风浪航行安全的影响程度。

通过云模型,我们可以计算出各因素在评估和数据中的不确定度和信任度。

最后,我们将隶属度函数和概率密度函数相结合,获得了每个因素的云评估值,并进行了聚合计算,得到了集装箱船大风浪航行安全的整体评估值。

通过这样的评估方法,我们可以更加全面和准确地评估集装箱船在大风浪环境下的航行安全性,为实时监测和风险控制提供支持。

在实际应用中,我们需要从多个角度来评估集装箱船大风浪航行的安全性。

例如,可以从月、季度和全年等不同时间尺度,分别评价大风浪条件下的船舶安全性;可以从港口、区域和航线等不同空间尺度,分别评价其安全性表现。

大风浪中船舶航行安全的综合分析实用版

大风浪中船舶航行安全的综合分析实用版

YF-ED-J3029可按资料类型定义编号大风浪中船舶航行安全的综合分析实用版In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment.(示范文稿)二零XX年XX月XX日大风浪中船舶航行安全的综合分析实用版提示:该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密,并有很强可操作性的计划,在进行中紧扣进度,实现最大程度完成与接近最初目标。

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0 引言船舶航行中难免有时候会遇到大风浪,大风浪对船舶安全航行构成潜在威胁。

由于在大风浪中准备不足,操作不慎及避让不当,导致船毁人亡的海难事故屡见不鲜。

但大风浪也不是不可战胜的,因其有自身的客观规律性,在保证船舶具有足够适航性的同时,运用我们的专业知识及能力,将船舶本身具有的性能与当时的外界风浪条件适宜地协调起来,针对风浪对船体的作用情况进行妥善地处理即可达到安全操船的目的。

1 大风浪来临前的心理准备与常规准备1.1 心理准备大风浪中船舶摇荡剧烈,各种骇人的声响此起彼伏,严重影响到船员的起居生活及工作的正常进行,同时也易使船员产生焦虑、烦躁、恐惧、认知水平降低、自我意识障碍等心理状态,从而产生盲目、慌乱的行为。

此时,船员除了要具备扎实的理论知识及娴熟的技术外,还需要有良好的心理素质。

大风浪航行的危险在所难免,经历再丰富的船员也会遇到新问题。

在这种情况下,就需要船员们尤其是船舶指挥者用意志力来控制和调节自己的情绪,保持冷静。

就船舶指挥者而言,应镇定自若,树立足够的战胜风浪的自信心,同时运用良好的技能和经验,认真细致地做好大风浪航行的各项准备工作,因势利导地解决下属船员的心理障碍,缓解其心理紧张状态,使得全船上下在风浪来临前拧成一股绳。

大风浪中船舶航行安全的综合分析

大风浪中船舶航行安全的综合分析

大风浪中船舶航行安全的综合分析集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-大风浪中船舶航行安全的综合分析0 引言船舶航行中难免有时候会遇到大风浪,大风浪对船舶安全航行构成潜在威胁。

由于在大风浪中准备不足,操作不慎及避让不当,导致船毁人亡的海难事故屡见不鲜。

但大风浪也不是不可战胜的,因其有自身的客观规律性,在保证船舶具有足够适航性的同时,运用我们的专业知识及能力,将船舶本身具有的性能与当时的外界风浪条件适宜地协调起来,针对风浪对船体的作用情况进行妥善地处理即可达到安全操船的目的。

1 大风浪来临前的心理准备与常规准备1.1 心理准备大风浪中船舶摇荡剧烈,各种骇人的声响此起彼伏,严重影响到船员的起居生活及工作的正常进行,同时也易使船员产生焦虑、烦躁、恐惧、认知水平降低、自我意识障碍等心理状态,从而产生盲目、慌乱的行为。

此时,船员除了要具备扎实的理论知识及娴熟的技术外,还需要有良好的心理素质。

大风浪航行的危险在所难免,经历再丰富的船员也会遇到新问题。

在这种情况下,就需要船员们尤其是船舶指挥者用意志力来控制和调节自己的情绪,保持冷静。

就船舶指挥者而言,应镇定自若,树立足够的战胜风浪的自信心,同时运用良好的技能和经验,认真细致地做好大风浪航行的各项准备工作,因势利导地解决下属船员的心理障碍,缓解其心理紧张状态,使得全船上下在风浪来临前拧成一股绳。

就船员来说,在困难面前要有充分的信心,相信船长业务上的领导能力,相信自己的技能水平,相信在船长的领导下和全体船员的通力协作下一定能够确保船舶航行安全。

1.2 常规准备(1)气象。

当预期有大风浪来临时,除应接收常规的气象预报外,还应加收气象传真(地面天气分析图、地面预报图、高空天气分析图和预报图、大洋波浪实况分析图和预报图),并结合NAVTEX所收到的信息加以综合分析,正确决断。

(2)水密。

仔细检查甲板各开口处封闭设施的水密性,必要时进行加固;检查各水密门是否良好,注意关闭时要用套筒拴紧每一个把柄;关闭通风口、舷窗和机舱的天窗;盖好并用帆布、水泥封好锚链孔,防止海水灌进锚链舱。

超大型集装箱船舶大风浪受力和坠箱原因分析

超大型集装箱船舶大风浪受力和坠箱原因分析

这是在2021年撰写的有关大型集装箱船舶在大风浪中的受力和坠箱原因的分析。

整个大风浪航行期间,船长一直尝试不断改变航向来减少船舶的纵摇、横摇幅度,减轻船舶的剧烈抖动、拍底和船艏正面上浪。

大风浪中船舶操纵困难,船长缺乏经验导致心有压力,不敢大幅降速。

造成了船体及结构数十处损坏,船舶设备约7处损坏,34 只集装箱严重凹陷变形损坏。

浪损事故直接修理费用逾200万元,货箱损失和其他间接损失未计,是公司最为严重的一次浪损事故。

那么为什么船舶会在大风浪中出现如此的浪损情况呢?在秋冬交替的气候影响,北方不断有低气压东进太平洋和南下中国沿海,低气压尺度非常大,覆盖了上千公里的洋区。

近中心风力可达10级以上,如同台风中心附近风力,其破坏力非常之大。

某轮是4200标准集装箱的船型,其基本特征是瘦窄型、低干舷。

根据历年航行经验,该船型抗风能力远不及5600箱位的集装箱船舶。

船舶长度为263米,船宽32米,犹如一把薄刃的尖刀,弹性十足,在外力作用下会产生弹簧钢板的特性——扭动。

在大风浪航行船艏与船尾会发生明显左右扭动。

在大风浪航行中,受到正面冲击,由于接触面较小,正船首部位与海浪的相互撞击一般不会出现浪损,倒是船首侧面受浪部位的舷墙倒坍或扭曲变形。

最主要的“钢刀”在风浪冲击中,两舷的水压力不同而发生了弹性变形,左右晃动约1°-2°。

尽管船首在风浪中有弹性晃动,属于正常但尽量避免。

大风浪恶劣天气中航行,这类船型的船舶一般不宜采取航海教科书上所描述的与风浪的来向形成2个罗经点夹角(约30°- 45°舷角)航行,而是采取大幅度减速,尽可能顶浪航行,防止风浪斜向冲击船首“软肋”部位,引起过度弹性变形,从而又引起甲板集装箱的与变形船体的拉扯,导致集装箱损坏或坠箱。

也防止大浪产生高能量冲击力损伤船体。

4200箱位船舶在风平浪静的情况下100转满载满负荷可以达到大约23节船速。

风平浪静的航海环境下负荷在40%也会达到17节左右的船速,由此主机动力储备充分。

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价摘要:集装箱船在大风浪条件下的航行安全评价是一项重要的研究内容,本文以云模型为基础,分析大风浪航行对航行安全的影响,构建了集装箱船大风浪航行安全评价模型。

该模型以航行安全评价指标为研究对象,综合考虑了风浪、船舶载重和航行路线等多个因素,通过云模型理论对船舶航行安全评价指标进行模糊化处理,并利用模糊综合评价方法对船舶的安全水平进行评估。

实验结果表明,该模型能够准确地评估集装箱船在大风浪环境下的安全性能,为船舶航行安全评价提供了一种新的方法。

Abstract:一、引言云模型是一种新的数学模型,具有模糊、随机和精确三个特点。

它利用隶属度函数和对偶理论对定性和定量指标进行了统一处理,能够准确地反映出事物之间的关系和复杂性。

因此,本文借鉴云模型的思想,构建了一个集装箱船大风浪航行安全评价模型。

二、大风浪条件下船舶安全性1. 大风浪环境对船舶安全性的影响大风浪条件下,集装箱船的安全性能主要受到以下几个方面的影响:(1)风力:风力大小直接影响着集装箱船在海面上的运行速度和航向;(2)浪高:浪高的大小会对集装箱船的稳定性产生影响。

当浪高超过船舶的稳定极限时,船舶容易失去平衡;(3)载重:载重对船舶的稳定性和船舶的操纵能力产生直接的影响。

船舶超载时,在大风浪环境下,容易发生倾覆和翻沉等意外事件;(4)航行路线:航行路线的选择会直接影响到集装箱船的航速和航线安全性。

船舶安全性能评估是指根据一定的标准和方法,对船舶的结构、设备、船员的技术水平、航行环境等因素进行综合评价,以确定船舶的安全等级,为航运企业和政府部门提供参考依据。

在大风浪条件下,船舶的安全性能评估指标主要包括以下方面:(1)船舶稳性(包括纵倾稳性和横倾稳性);(2)船首受浪能力;(3)船舶航速和航线安全性;(4)船舶结构和设备的适应性;(5)船舶航行环境的适应性。

云模型是一种新的数学模型,它是从概率论、信息论、模糊数学等多个领域发展而来的一种数学理论,具有模糊、随机和精确三个特点。

大型集装箱船大风浪航行分析

大型集装箱船大风浪航行分析

大型集装箱船舶大风浪航行浅析海上集装箱运输开始于20世纪50年代,与普通货船相比,具有船速高,货运质量高,船舶周转快,装卸效率高等优点,在海运中发挥着重要作用。

然而由于集装箱船舶特殊的管理经营方式,船舶结构及载货系统,在大风浪中航行时难免会遭遇到特殊的风险。

本文从现代大型集装箱船舶的货物安全运输出发,结合船舶特点就其在风浪中各种航行状态进行分析并提出相应措施。

1 集装箱船舶概述1.1 大型集装箱船舶结构特点(1)由于集装箱可以承受一定的堆积负荷,船舶货舱内没有多层甲板设计。

上甲板设计为无弧度的平直形,以积载更多集装箱。

(2)为满足直上直下的快速装卸要求,舱口设计几乎与货舱同宽,为弥补这种结构对船体强度的不利影响,通常船体采用双船壳设计。

(3)为达到最大限度的积载要求,船首和船尾设计成外飘型,且多为中后或尾机型。

(4)集装箱船具有较大的压载能力(约占总载重量的30%—40%),以改善船舶稳性及各种装载状态下的中拱现象。

(5)由于班轮运输严格的交货时间,船舶设计营运速度快,且船舶整体设计为上宽下窄的流线型。

(6)为防止运输过程发生集装箱移位或倾覆事故,舱内采用格栅结构;甲板上集装箱、重量由舱盖和与舱盖同高的支柱支撑,且设计有绑扎系统将箱体与甲板连为一体。

1.2 集装箱简述集装箱为一种经专门设计的,具有适当尺寸,满足一定强度要求的可以重复使用的运输单元。

集装箱由框架结构,端壁,端门和侧门,侧壁,箱底和箱顶以及角件组成。

其中角件和角柱是承受集装箱堆码的主要构件,它们具有足够的强度,至少可以堆积8层满载集装箱的负荷,且以任何标准方法吊升时,可以承受箱内额定重量产生的重力。

1.3集装箱绑扎系统集装箱船舶建造时,根据各国船级社认可的建造规范并结合船舶的结构性能来设计集装箱船上的集装箱绑扎系统。

根据集装箱重量,层次,位置及船舶初稳性及所使用的绑扎设备的安全负荷等计算出船舶在运动中集装箱所受力及力矩值,从而确定应使用的绑紥设备的数量,最终设计出集装箱的绑扎系统。

大型集装箱船在大风浪中的靠离泊操纵安全研究

大型集装箱船在大风浪中的靠离泊操纵安全研究

链将船 刹住,后根 据 情况 送出2-3节 锚链,稳定船首。当大 船距离泊位较 近 且 船 身不 正 时,利 用 进 车 和 满 舵 的 配 合可以快 速 摆 正 船身,避 免 船首 与码头的碰撞。
5.结论 大 型 集 装 箱船 舶由于其巨 大 的
受 风 面 积 ,相比 其他 类 型 船 舶 而 言, 其 在 大 风 浪 条 件下的 靠离泊 过 程 面 临 着更 大 的风 险 。为 提 升 大 型 集 装 箱 船 舶 靠 离 泊 作 业 的 安 全 性 ,作 业 前 要 进 行 细 心 规 划 ,对 环 境 要 素 、 船 舶 要素等进 行充 分 分析 和评 估, 船员、引航员、拖 轮等各方之间要做 好 沟 通 及 各 项 准 备工作,大 船 在 靠 泊 时合 理 控 制 入 泊 速 度 及 角度,合 理 安 排 拖 轮 ,做 好与 拖 轮 的 相 互 配 合工作。
Yw = 4.9ρwCwy Ldvw2 (2) 上式中Y W为船舶横向水动力分 量,ρW为 水密度,C w y为 横向水 动力 系 数 ,L 为 船 舶 型 长 ,d 为 船 舶 型 吃 水,v w为船舶与水相对速度。
3.大型集装箱船舶大风浪操纵难点 分析
大型集装箱船舶在靠离泊作业 时,由于处于相对恶 劣环境,船舶会 受到强风、涌浪以 及强流的影响,存 在 很 多潜 在 危 险 。大 型 集 装 船 舶 靠 离泊过程是一个相对复杂的过程, 整个过程要在考虑诸多因素的基础 之 上 做 出 关 键 决 策 ,考 虑 的 因 素 包 括:船舶自身的操 纵特性;作业 水 域 周遭的风 、浪、流 、能见 度等 气 象 条 件;协 助 考离 泊 拖 轮 数 量 及 其 马力 情况、泊位及 航 道富裕水深、泊位长 度、集 装 箱 船 舶吊 机位 置 等 环 境 条 件;经 过 对以 上要素的研判以 后,船 舶引航 员或 驾 驶 员确 定合 适 的入 泊 和离泊角度,掌握好横距,避 免 过多 前冲 和后 缩,平稳将 船 舶 靠离泊 位 。

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价
背景:集装箱船是目前国际货运中最主要的交通运输工具之一,但其航行安全受到海
上风浪等自然因素的影响较大。

因此,对于集装箱船大风浪航行的安全评价具有重要意
义。

方法:基于云模型的方法是近年来发展起来的一种新型评价方法,将模糊数学的概念
与概率论的方法相结合,更好地表达了信息不确定性和主观性,具有很好的适用性和解析性。

因此本文采用基于云模型的评价方法,建立了集装箱船大风浪航行安全评价模型。

结果:通过收集海上气象、海洋环境、船舶特性等相关数据,构建了云量化指标体系,分别分析了海上风浪对船舶稳定性、船舶自控能力、设备性能等多个方面的影响。

同时,
综合考虑了船员素质、船舶管理等因素,建立了信任度变化规律的云集成模型,最终得到
了集装箱船大风浪航行安全评价结果。

其中,利用云聚类分析方法,将数据分成三类:安全、可能不安全和不安全;同时采用等级划分法,将可能不安全和不安全数据分成7个等级,得到了7个风险等级。

结论:本研究通过基于云模型的安全评价方法,对于集装箱船大风浪航行安全评价进
行了系统性研究。

通过综合考虑多个因素,以及数据分类、风险等级划分等方法,得出了
具有实际意义的评价结果。

该方法具有一定的普适性和可操作性,可供相关部门参考。

浅论大风浪中船舶航行安全

浅论大风浪中船舶航行安全

浅论大风浪中船舶航行安全大风浪对航行安全的影响是很大的,对于船舶来说,一旦遭遇大风浪,很容易导致意外事件。

因此,对于航行人员来说,一定要掌握相应的知识和技能,以保障大风浪中船舶的安全航行。

首先,大风浪时船舶航行的难度系数会大大增加。

挑战主要存在于仪器控制和舵手的操作,特别是在穿过狭窄的水道、跨越航道交汇点时。

这时候,船舶必须准确地确定自己的位置,及时调整航向和速度,避免与其他船舶发生相撞的潜在危险。

对于大风浪天气中的水面活动性增强,风浪幅度增大,船只易产生失控与偏航等灾难性结果。

其次,强风浪还会增加船舶的翻船或沉没的风险。

一旦船体发生翻滚或滑动,就有很大的可能性造成船体内部人员伤亡或死亡。

而此时,台风或大风浪造成的波浪、潮汐高度等各种难以有效预测的情况,更容易给救援活动带来许多不可承受的压力。

因此,在船舶出发前或者高风险天气到来之前,必须对船舶进行严格检查和维护,按照相关的安全标准来执行。

再次,强风浪也会影响船上船员的健康和安全。

船员在长时间的艰苦航程中可能会感到孤独、疲倦、紧张、胃口不良,甚至会出现晕眩、呕吐等身体不适。

为了保护船员的身体和心理健康,在长时间的航行中应该给他们提供充足的食物、水和保健用品,并且保证周全的备品库存,当然,适当的休息和轮换身体部位都是很重要的。

最后,让我们来谈谈如何在大风浪中保证航行安全。

首先要做的就是提前了解天气情况,遵循天气预报的指示,对相关的准备工作进行妥善的安排,确保船舶和船员都能够妥善应对风浪,采用合适的航行策略和技巧等操作技巧。

当船舶需要跨越行进中的交通路口时,船员需要特别小心,需要格外留心该方向来的其他船只。

此外,船员需要确保船舶在大风浪中始终保持平稳的航行模式,避免出现诸如过度倾斜、狂风造成推进难度加大等情况。

总之,对于航行人员来说,保障船舶安全航行是一个极其重要的任务,而在大风浪天气中,这个任务就更加艰巨,也更加具有挑战性。

只有采取科学有效合理的策略和方法,我们才能够保障船舶和船员的安全,充分防范各种可能的失误和风险因素,确保航行的安全和成功。

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价

基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价近年来,随着全球化不断深入发展,船运业成为了国际贸易中不可或缺的重要环节。

然而,集装箱船航行安全始终是一个严峻的挑战。

特别是在遭遇大风浪等自然灾害时,船只遭受损伤或甚至沉没的风险进一步加大。

因此,如何准确评估集装箱船在大风浪条件下的航行安全性显得尤为重要。

传统的船舶安全评价方法通常采用经验模型或统计模型,这些模型实际上无法对复杂的环境因素进行充分考虑和分析,因此存在一定的局限性。

基于此,本文将采用云模型来分析集装箱船在大风浪条件下的航行安全性。

云模型是一种将模糊数学和概率统计学相结合的数学方法。

它通过将概率隶属函数替换为三角隶属函数来表示隶属度,从而克服了常规方法中存在的不足。

在船舶安全评价中,云模型可以充分考虑各种随机因素,如风浪、船体水密性、船舶结构强度等因素的影响,从而得出更加精确的评价结果。

具体而言,本文将采用云模型来考虑船舶的稳定性、耐波性和可靠性,以评估集装箱船在大风浪条件下的航行安全性。

首先,将风浪条件作为输入因素,利用测量数据对其进行模拟,并利用三角模糊数学方法计算二元隶属度矩阵,以表达各个因素之间的关系。

然后,将这些因素作为输入量,获得稳定性、耐波性和可靠性的评价结果,从而得出集装箱船在特定风浪条件下的航行安全评价结果。

在这个过程中,云模型具有以下优点:一方面,它可以将模糊因素转化为具体的数学模型,从而消除了模糊因素可能引起的误差和不确定性;另一方面,它可以动态地将环境因素和结构因素纳入系统评估范畴,从而能够更加准确地预测船舶在特定环境条件下的安全性。

综上所述,基于云模型的集装箱船大风浪航行安全评价方法可以为船东、保险公司和港口管理者等相关方提供重要的决策支持。

同时,我们也应该继续深入探究云模型在船舶安全领域的应用,进一步提高集装箱船航行安全的水平。

大型集装箱船在大风浪中航行浅析

大型集装箱船在大风浪中航行浅析
船舶 的 固有摇 摆周 期 : r c。 G T = B M
涌 的袭 击 , 而受 到来 自各方 面 的应力 摧残 , 船体 金 从 使 属 疲 劳 ,损害 了船 体 的强 度 ,甚 至 使船 体钢 板 出现 裂
纹, 面造 成 险境 。 现 将 船舶 在大 风 浪 中航 行 的 几 种 情 况 浅析 如 下 ,

所 以 ,船 舶 在离 港 时必 须要 严 格掌 握 和控 制 船体
半 以下 ,面 且 由于水 线 面 的形 状 变 化 ,GM 发 生变
的强 度 , 之符 合 各种 装载 情况 下 的弯矩 与 剪力要 求 , 使
以增 强船 舶抗 风浪 的能 力 。 由于船 体长 的原 因 , 但 在一 般装 载状 态下 , 矩 往往 偏大 , 弯 经常处 于 舯拱 、 垂状 舯 态 ,且在 实 际生产 中 ,由于港 序 、 载 、申报 箱重 的不 积
锚 松 动 , 部结 构损 坏 ; 艏 船艏 内部 近水 线部 位 往往会 出 现 “ 敲状 ”的油漆 裂纹 , 至大 块 油漆脱 落 ; 冰 甚 钢板 凹
凸 , 别 当涌浪 波长 与船 长 一致 或接 近时 , 船舯处 于 特 如 波 谷 , 应 的首尾 处于 波峰 , 时 甲板受 力 压缩 , 相 此 船底 受 到拉 伸 , 船体 将产 生 严重 的舯 垂现 象 。 反之 , 船舯 处 于波 峰 , 尾处于 波谷 时 , 底受 若 首 船 到 压缩 , 甲板受 到拉 伸 , 船体 将 产生严 重 的舯 拱现 象 。 无论是 舯拱 还 是肿 垂 , 重 时均会 导 致船 体 断裂 , 严 造成
在 甲板 。 因此 , 风浪 中应 当避免 横浪 航行 。 大
横摇 角 应控 制 在 2 度 以 内。如 10 次 横摇 有一 8 00 次超 过 2 度 , 舶应 改 向 , 8 船 改善入 浪 角度 。 3 顺 浪 航行 船 舶顺 浪航 行 时虽 不会 象顶 浪那 样受 到 海浪 猛烈 冲击 ,产生 剧烈 纵 摇 ,但 当船舶 在顺 浪 和偏顺 浪 航行 时, 波浪 和船 舶相 会 的周期 大 , 由波浪 和船 舶 的相对位

船舶在大风浪航行的要点

船舶在大风浪航行的要点

船舶在大风浪航行的要点船舶进入大风浪区域航行时,船舶将出现较剧烈的摇荡运动、降速、航向不稳定,以及由此引发的其他操纵方面的困难,甚至出现难以预料的危险。

主要有以下几个方面:1、大风带来的涌浪会增加船舶的航行阻力,降低航速,使船舶产生剧烈摇摆。

顶浪航行时,由于缩短了涌浪与船舶的撞击周期,使涌浪的碰撞次数增多,撞击程度加剧,增大了对船体的危害。

船长小于涌浪波长时,剧烈的纵摇会使螺旋桨露出水面空转,使船舶尾部受到强烈震动,有时会造成浆叶脱落、尾轴断裂,甚至尾壳破裂进水;船长与涌浪波长相近时,船舶有可能同时受到一个或两个波峰的作用,发生中拱或中垂现象,使船体结构变形,受到严重损伤,甚至船体断裂。

顺浪航行时,如果船速低于波速而船舶又位于波谷中,则涌浪会冲击、淹没船尾,螺旋桨和尾轴会受到损害;如果船速与波速相近而船舶又位于涌浪前部斜面或波谷中,船舶易发生偏转,使船体横对风浪,而造成船体倾斜,甲板大量上浪,对航行安全极为不利。

2、垂直于涌浪传播方向航行时,产生的横摇在船舶尚未恢复正常状态时,接着袭来的巨浪会加剧船体的倾斜,会使救生艇、救生筏、救生圈、锚及其它甲板易动物,发生绑扎松动、脱开,严重时会倒落海中;货舱内货物移动,加重船舶倾斜;如果自由液面影响加大会使其稳性(GM)值下降,严重时可导致船舶倾覆的危险。

3、由于波涛的阻力使船舶的主机工作超负荷而降速,机电设备负荷大,航海仪器、通讯设备及其它设备有可能受到损坏和出现不正常状况。

船舶在大风浪中航行,左右摇晃常达单舷二十多度甚至三十多度,前后颠簸剧烈,机电设备负荷大,特别在压载航行时,船舶吃水小,容易飞车,易发生故障。

不仅给船舶操纵带来困难,严重时船舶发主机失控状况,导致船舶发生碰撞、搁浅、触礁。

4、甲板上浪严重,加上长期浪击的剧烈震荡,甲板机械,如锚机、绞缆机、起货机等受甲板上浪的冲击力易受损;甲板上未加固好的设备会被浪冲走,有些水密道门盖被打坏,船舶局部进水。

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大型集装箱船舶大风浪航行浅析海上集装箱运输开始于20世纪50年代,与普通货船相比,具有船速高,货运质量高,船舶周转快,装卸效率高等优点,在海运中发挥着重要作用。

然而由于集装箱船舶特殊的管理经营方式,船舶结构及载货系统,在大风浪中航行时难免会遭遇到特殊的风险。

本文从现代大型集装箱船舶的货物安全运输出发,结合船舶特点就其在风浪中各种航行状态进行分析并提出相应措施。

1 集装箱船舶概述1.1 大型集装箱船舶结构特点(1)由于集装箱可以承受一定的堆积负荷,船舶货舱内没有多层甲板设计。

上甲板设计为无弧度的平直形,以积载更多集装箱。

(2)为满足直上直下的快速装卸要求,舱口设计几乎与货舱同宽,为弥补这种结构对船体强度的不利影响,通常船体采用双船壳设计。

(3)为达到最大限度的积载要求,船首和船尾设计成外飘型,且多为中后或尾机型。

(4)集装箱船具有较大的压载能力(约占总载重量的30%—40%),以改善船舶稳性及各种装载状态下的中拱现象。

(5)由于班轮运输严格的交货时间,船舶设计营运速度快,且船舶整体设计为上宽下窄的流线型。

(6)为防止运输过程发生集装箱移位或倾覆事故,舱内采用格栅结构;甲板上集装箱、重量由舱盖和与舱盖同高的支柱支撑,且设计有绑扎系统将箱体与甲板连为一体。

1.2 集装箱简述集装箱为一种经专门设计的,具有适当尺寸,满足一定强度要求的可以重复使用的运输单元。

集装箱由框架结构,端壁,端门和侧门,侧壁,箱底和箱顶以及角件组成。

其中角件和角柱是承受集装箱堆码的主要构件,它们具有足够的强度,至少可以堆积8层满载集装箱的负荷,且以任何标准方法吊升时,可以承受箱内额定重量产生的重力。

1.3集装箱绑扎系统集装箱船舶建造时,根据各国船级社认可的建造规范并结合船舶的结构性能来设计集装箱船上的集装箱绑扎系统。

根据集装箱重量,层次,位置及船舶初稳性及所使用的绑扎设备的安全负荷等计算出船舶在运动中集装箱所受力及力矩值,从而确定应使用的绑紥设备的数量,最终设计出集装箱的绑扎系统。

集装箱的绑紥系统一般包括下列内容:(1)集装箱扎图,具体规定了各BAY的绑扎方法及绑扎用具,还规定了各箱位上积载不同尺度集装箱的绑扎要求;(2)集装箱堆积要求,在满足了IMO规定的航行瞭望时船首方向盲区不超过两倍船长的要求的情况下,考虑具体船舶的系固结构以及集装箱在船舶不同运动状态下的最大承受能力;(3)绑扎设备的规格及数量,規定了各种绑扎索具的尺寸,強度要求以及允許承受的最大应力;(4)初稳性高度的设定值,集裝箱的受力与初稳性高度直接相关,从而影响到集裝箱的綁扎方式,綁扎设备的数量和安全负荷的确定。

GM值大,船舶橫搖周期短,集裝箱运动加速度大,绑扎拉杆受突力比较大。

GM值小,船舶搖摆周期長。

2 大型集装箱船舶大风浪中航行的弊端随着造船技术和航海技术的不断发展,为了便于管理,减少单位箱量的运输成本及分摊的船员工资,集装箱船舶的大型化被越来越多的船公司接受,此类船舶尺度大,船速快,甲板上集装箱积载量大,且长期处于负荷满载状态,又多航行于远洋深海,所以难免会受到恶劣天气的袭击。

縂的来説,大型集装箱船舶大风浪中航行的弊端有以下几方面:(1)甲板上集装箱积载层数高,水线以上受风面积大,船舶在涌和浪的作用下产生横摇运动,风动压力形成的横倾力矩会增大船舶向某一舷的横倾角度,这对集装箱的绑紥系统产生负面影响,绑紥索具承受的应力会大幅度增大,尤其在遭遇瞬时大风时,绑紥索具所受突来外力可能超过其自身所能承受的极限应力,从而导致绑扎杆的断裂而发生集装箱坠海事故。

此外,风动压力会引起船舶自然失速及保向困难的现象。

(2)由于现代集装箱船舶多为尾机型或中后机型,船舶尺度大,为满足最大装货量的需求,船首过度外飘,而船尾又过度悬垂,所以在一般装载状态下,弯矩往往偏大,多处于中拱状态,在实际生産过程中,由于港序,配载,申报箱重不准,很难做到在水平方向上重量的合理分配,因而往往超出船体局部的许用应力。

航行在大风浪中,若船中处于波峰位置,中拱状态会进一步加剧,严重时会使船体断裂。

(3)甲板上箱位占总箱位的1/3—1/2,重心高度较一般船舶高,因此初稳性高度值较低,复原力矩小,大风浪中摇摆周期长,对船舶货物安全产生不利影响。

(4)由于集装箱船舶的配载工作多由岸上集装箱配载中心完成,他们在对配载图进行审核时,往往只考虑到水尺是否满载,稳性及强度是否达到IMO规定,而忽略了船舶的实际情况,其中包括船况,抗风浪能力,船员技术水平,绑紥系统,航次计划及海上多变的天气概况,而去盲目地去加载,堆积层数的增高加大了底层集装箱角柱的受力,船舶在风浪中摇摆时改变绑紥系统的受力状况,横摇角度变大时,大部分绑紥索具因所受应力远远超过其额定值而断裂,失去对集装箱的系固作用。

同时,底部集装箱角柱会因爲受力不平衡而断裂,进而发生海事。

(5)集装箱船舶多从事班轮运输,遭遇大风浪时往往不允许躲避而耽误船期,因此会经常受到恶劣天气袭击,进而对船体及货物造成损坏。

3 充分了解影响大风浪中操纵决策的因素大风浪中航行,必须对周围环境,本船状况,货载情况等因素有正确充分的了解和认识,据此才能做出正确决策,采取适当措施来保证船舶与货物安全。

3.1天气,海况:将当时实际天气海况,与预报结合起来,了解风浪的发展趋势,区域,持续时间长短,从而结合本船实际决定是否有必要区躲避。

根据下面两经验公式可大致估计浪和涌的高度:1).浪高计算,大洋中对于充分成长的风浪,浪高可用下面公式计算得出:H = 0.0124Vo2 (1) 公式(1)中H为波高,单位为m. Vo为风速,单位为m/s.2).涌高计算,涌浪在传播过程中,随传播距离的增加,周期增大,波高降低,在大洋中距离涌浪生成区300 n miles之内,涌高衰减不明显,在300 n miles之外,涌高Hs的变化规律可用下式表示: Hs= Hso(300/L)½ (2) 公式(2)中Hso为生成区涌高,单位m ,L为船舶与涌浪生成区的距离,单位n miles. 其中(300/L)½称为衰减系数。

3.2本船状况:本船主机,辅机,舵机运转情况,保向性,水密性,稳性情况(包括风浪造成的稳性损失),本船结构强度,排水能力等,考虑到货物安全,还应审核绑扎系统失效的最小横摇角度。

3.3货载情况:主要是甲板上集装箱的载运情况,包括总装载量,堆积高度,绑扎情况,集装箱的水密性,集装箱箱体强度等。

所以要求大副对本船集装箱装载状况是否符合大风浪航行要求做到心中有数。

此外,船舶所处地理环境,航次储备,船员技术水平及船期的要求也应考虑在内。

4 大型集装箱船舶在大风浪中的运动从船舶操纵角度看,一般认为风力在8级或8级以上,浪高6m以上的海况,相对于大型船舶属于大风浪航海环境。

大风浪海域航行时,船舶在波浪中的运动通常可以简化为六个自由度的运动,而与船舶安全密切相关且运动显着的是横摇,纵摇,垂荡和首摇。

它们共同作用在船体的结果是剧烈的摇荡运动,拍底,甲板上浪,尾淹,降速及航向不稳定等现象,不仅影响船舶的运营效率,甚至会造成船体结构损坏或倾覆事件。

下面将着重从上述四个运动的角度对大型集装箱船舶风浪中航行进行分析。

4.1横摇横摇的幅度是六个运动中最大的。

一般船舶在规则波浪中的强制横摇摆幅可以近似用下式表示:θ=αo÷1-(T R÷T E)½ (3) 式中:θ为强制摇摆周期幅度,单位为°,αo为最大波面角,单位为°,αo=180×H÷λ,(λ为波长,单位 m)。

T R为船舶固有横摇周期,单位 s ,T R=C×B/√GM。

C为横摇周期系数,货船一般取0.6 —0.8。

B为船宽。

T E为波浪周期,单位 s 。

由上式可知,船舶在波浪中横摇摆幅的大小除与最大波面角成正比关系外,主要取决于船舶自身的横摇周期与波浪周期的比值。

而船舶自身摇摆周期主要取决于船宽及初稳性高度GM。

GM值较大时,复原力矩大,船舶摇摆较快,甲板与波面时常保持平行,很少上浪,但船体所受惯性力比较大。

GM值较小时,复原力矩小,船舶横摇较慢,船舶易与波浪撞击,甲板上浪较多。

当GM在一定范围之内时,船舶固定横摇周期与波浪遭遇周期近似相等时,船舶摇摆最剧烈,横摇角度越来越大。

集装箱船舶由于严格的交货时间,即使在恶劣的海况条件下也必须高速行驶,为了提高船舶的航行速度,水线以下船体被设计成很窄的流线型,而为了装载更多的集装箱,水线以上船体却很宽,这样的设计很容易引起船体的进一步横摇。

这对集装箱的绑扎系统是一个挑战,当船舶摇摆角度加大时,所有甲板上装载的集装箱都会压向低舷一侧,集装箱角柱将承受更大的重量,绑扎索具(包括绑扎杆,花篮镙丝,扭索等)所受应力往往也会超过其许用应力。

(图1)集装箱船舶横摇工程模拟分析通过使用集装箱配载软件模拟各种航行环境时绑扎索具及集装箱角柱的受力情况,我们大致可以对绑扎系统在不同风浪状态下的有效性作出初步判断。

例如在对本船某航次绑扎系统的一次模拟测试中,使用配载软件,当输入9级风,横摇角度25度时,系统显示,绑紥拉杆承受的最大应力为其额定值的380%,甲板上底层集装箱角柱最大受力达到其额定值的368%,底层扭锁受力也超过极限值的241%。

另外,当船舶在波浪中左右对称横摇时,由于受到突变的倾斜力矩的作用,会发生船舶向一舷大幅度倾斜的现象(称突然倾斜),产生过大的横摇角,对绑扎系统造成严重的损坏,从而失去对箱体的系留力,发生集装箱坠海事件,进而改变船舶稳性,严重时会导致船舶倾覆。

引起突然横倾的主要原因为复原力矩的不足(各种原因造成的GM值的减小)或倾斜力矩的突然增大,强风大浪的突袭也会造成突然横倾。

4.2纵摇船舶固有纵摇周期可用下式估算:Tp=Cp×√L (4) 式中L为船长,单位 m ,Cp为纵摇周期系数(货船取0.54 — 0.72)纵向受浪时,由于船舶的纵摇质量惯矩和水的阻尼力矩相对较大,加上纵向力矩也较大的原因,所以船舶在风浪中的纵摇幅度较小。

影响纵摇摆幅的因素主要有船长与波长的关系,船速,以及船舶相对于波浪的航行角度。

一般来説,船舶长度越大,波浪长度越短则越不容易产生大幅度的纵摇,研究表明,对于大洋中航行的大型船舶而言,波长与船长之比值处于1﹤λ/L﹤2.5范围之内时,纵摇比较剧烈。

在一定范围之内,船速的增加也会增大纵摇幅度。

当船舶顺浪航行时,相对速度减小,遭遇周期变长,纵摇摆幅也小;相反,顶浪航行时,波浪遭遇周期减小,相对纵摇摆幅也大,而且容易发生谐摇。

大型集装箱船由于船长都较长,一般3000TEU以上集装箱船舶,长度大多在250m以上,5000TEU的船舶,长度在280m以上,2007年马士基第一艘11000TEU集装箱船下水,长度达397m.而大洋中最常见的波浪长度大约为80m—140m。

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