第6章_船舶货物的配积载

③随遇平衡状态 (图6-2c）。重心与稳心重合，稳 性力矩MR等于零，当外力消失后，船不会回复到原 来的位置也不会继续倾斜。
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
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。
（1）剪切变形
如果单位长度的船体，其 前后两端受到大小相等、 方向相反的切力的作用， 且忽略该段船体上所承受 的载荷，则该段船体会出 现如图6-6（a)所示的剪 切变形。
（a）
（b）
图6-6 剪切变形与弯曲变形
（2）弯曲变形
如果单位长度的船体，其前后两端所受的弯矩 大小相等，方向相同，且忽略切力的作用，则 该段船体将发生如图6-6(b)所示的弯曲变形。
3.船舶配积载的基本要求
（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。
二、船舶稳性与积载
1.船舶稳性及稳性力矩
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：
MR 9.81GZ（kNm）
9.81GMsin
当横倾角较s小in时， ,
故式5（2）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）；
K G L K L G P 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）。
3.船舶初稳性的调整
（1）船舶初稳性高度调整
图6-5
由于
lL xg xb
式中：xg—船舶重心距船中距离（m），船中前取正， 船中后取负；
xb—船舶浮心距船中距离（m），船中前取正， 船中后取负。
因此，吃水差的基本计算公式为：
t lL (xgxb) （ m ） 10 M 0T1 C0 M 0TC
根据力矩合成原理，重心距船中的距离Xg可按下
GM—初稳性高度（m）。
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。
（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。
M t B 0M LL tbp （ 9 .8k1N 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。
在上式中，令吃水差 t 1（，m） 则计算所得
100
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 bp 0
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。
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。
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
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：
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
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 ）
dFdmdFdmL 2 bL p bX pf tdm2 tX L fbp t 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。
W0 W1
W0
W0
△
L1
W1
△
G0
L1
W1
G0
△
L1
G0
B0
L0
B0
B0
L0
L0
a
b
c
图6-2 船舶的三种平衡状态
①稳定平衡状态(图6-2a）。重心在稳心之下，稳
性力矩方向与船舶倾斜方向相反，起着抵抗倾斜力
矩的作用，当外力消失后，它能使船舶回复至原来
的平衡状态。此时MR定为正值。
②不稳定平衡状态(图6-2b）。重心在稳心之上， 稳性力矩的方向与船舶倾斜方向相同，不仅不起抵 抗倾斜的作用，反而促使船舶继续倾斜。此时MR为 负值。
P10t0MTC（t）
xpxf
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。
四、船舶强度与积载
1.剪切变形与弯曲变形
式中：△—排水量（t）;
MRL—纵向初稳性高度（m）;
—船舶横倾角度数。
在小倾角条件下， tg 。同t 时注意到纵倾力矩与纵向复
L bp
原力矩达到静态平衡时，纵倾力矩Mt与纵向复原力矩MRL 相等，由此可得：
M t G 1 M LL tb（ p9 .8k1 N m ）
（ 6 5 ）
纵向初稳性高度G0ML是纵稳心距基线高度KML与 船舶重心高度KG0的差值。对于一般船舶，KML与 船长处于同一数量级，数值较大。因此 KG0可以用 浮心距基线高度KB0代替。由此，使正浮状态下的 船舶产生吃水差t 所需要的纵倾力矩Mt为：
稳性力矩MR的计算公式：
M R 9 . 8 G 1 （ k m ） Z N （ 6 1 ）
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
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。
（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。
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。
（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：
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
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。
（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。
（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）。
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