自卸式砂船概率破舱稳性分析_张文

艏压载水舱 2 舱破损 艏空舱
应急泵舱
舱指数 Ｒ 来确定。对 Ls 超过 100 m 的船舶：
Ｒ0 = （ 0． 002 + 0． 000 9Ls） 1/3
（ 1）
式中： Ls—船舶分舱长度，m。
对 Ls 为 80 m 及以上，但不超过 100 m 的船
舶：
Ｒ = 1 － ［1 / （ 1 + Ls /100 × Ｒo / （ 1 － Ｒo） ） ］
3 破舱稳性计算衡准
3． 1 要求的分舱指数 1） 本规则旨在给船舶规定一个最低的分舱
标准。 2 ） 拟提供的分舱程度应由下式所要求的分
表 2 1 舱破损及相应的破舱组合
破损范围
破损舱室组合
破损范围
破损舱室组合
破损范围
破损舱室组合
1 舱破损
隔离空舱（ 右） 淡水舱（ 右）
1 舱破损
货舱 No1 压载水舱（ 右） No3 货边空舱（ 右） No3 底板空舱（ 右） 泵舱
1 实船概况
该船为钢质、单甲板、双机双桨、柴油机驱动 的尾机型自卸式砂船，航行于沿海航区，全船设有 3 个货舱，艏、艉部为升高甲板，艉部甲板上设 3 层甲板室。货舱区域设有泥砂舱，泥砂舱底部设
收稿日期： 2015 － 02 － 06 修回日期： 2015 － 03 － 18 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（ 51309123） ；
1 舱破损 货舱
隔离空舱（ 右） 1 舱破损 淡水舱（ 右）
舵机舱
1 舱破损 No3 舷边空舱（ 右）
1 舱破损 No2 货边空舱（ 右）
1 舱破损 No2 压载水舱（ 右）
1 舱破损 No3 货边空舱（ 右）
1 舱破损
No2 底板空舱（ 右） No2 舷边空舱（ 右）
1 舱破损
No2 压载水舱（ 右） 燃油舱（ 右）
2 舱破损
No2 货边空舱（ 右） No2 底板空舱（ 右） No2 舷边空舱（ 右） No1 货边空舱（ 右） No1 底板空舱（ 右） No1 舷边空舱（ 右）
2 舱破损
机舱 No2 压载水舱（ 右）
2 舱破损
货舱 No1 压载水舱（ 右） No3 货边空舱（ 右） No3 底板空舱（ 右） No3 舷边空舱（ 右） 泵舱
关键词： 自卸砂船； 概率破舱； 稳性
中图分类号： U674． 13
文献标志码： A
文章编号： 1671-7953（ 2015） 03-0063-04
因基础设施建设的需求大，自卸砂船市场前 景可观［1］。但超 载 违 章 航 行 致 使 自 卸 砂 船 安 全 事故频发，由于稳性原因引起的安全事故约占砂 船海损事故的近 50% 。现有自卸砂船几乎无货 舱舱口盖，船舶在较大的风浪下易丧失稳性而发 生翻沉事故［2］。
1 舱破损 应急泵舱
1 舱破损
艏压载水舱 艏空舱
2015 年 第3 期
张 文，等： 自卸式砂船概率破舱稳性分析
船海工程 第 44 卷
破损范围 2 舱破损
破损舱室组合
隔离空舱（ 右） 淡水舱（ 右） No2 压载水舱（ 右） 舵机舱
2 舱破损
淡水舱（ 右） 隔离空舱（ 右） 淡水舱（ 右） No2 压载水舱（ 右） 舵机舱；
（ 2）
式中： Ｒo———式（ 1） 中算出的 Ｒ 值。 3． 2 达到的分舱指数 A
按本条计算所达到的分舱指数 A 应满足： A
不小于 Ｒ，船舶达到的分舱指数 A 应按下式计算。
∑ A = Pi Si
（ 3）
式中： i———所考虑的每一个舱或舱组； P i ———所考虑的舱或舱组可能浸水的概率， 不考虑任何水平分隔； Si ———所考虑 的 舱 或 舱 组 浸 水 后 的 生 存 概 率，包括任何水平分隔的影响。
2 舱破损
No2 货边空舱（ 右） No2 底板空舱（ 右） No2 舷边空舱（ 右） No3 货边空舱（ 右） No3 底板空舱（ 右） No3 舷边空舱（ 右）
2 舱破损
应急泵舱 No1 舷边空舱（ 右）
2 舱破损
应急泵舱 No1 舷边空舱（ 右） No1 货边空舱（ 右） No1 底板空舱（ 右）
江苏 省 高 校 自 然 科 学 研 究 资 助 项 目 （ 13KJB570002） ； 江苏省高校“青蓝工程”资助项目 第一作者简介： 张 文（ 1979 － ） ，男，学士，工程师 研究方向： 船舶设计开发 E-mail： zjzw984111@ sina． co
有泥门及泥砂传送装置。该船在皮带传送机舱安 装有皮带传输机，通过导向滚轮及皮带组成的皮 带传输装置，在泥砂采集点至工地间进行短距离 泥砂浆的调迁作业。该船装载泥砂石密度为 1． 3 ～ 1． 5 t / m3 。货舱设自动排水及报警装置，货舱 积水超过舱底 100 mm 时，在驾驶室和机舱能自 动进行声光报警，并自动启动排水泵； 排水阱设于 货舱底靠近艉端部，通过足够排量的自吸式泥浆 排水泵，将舱底水及时排出舷外。
该船共设有 9 道水密横舱壁，分别为 F3、F4、 F7、F19、F22、F55、F87、F117 和 F125。2 道水密纵 舱壁，2 道泥舱纵舱壁。主船体自艏向艉分别分 隔为艏尖舱（ 平台下方为艏压载舱） 、应急消防泵 舱、货舱（ 第 1 货舱、第 2 货舱、第 3 货舱） 、第 1 压 载舱、泵舱、机舱、左右边第 2 压载舱（ 中间为燃 油舱） 、隔离舱、淡水舱（ 上方平台为舵机舱） 。艉 部主甲板设有厨房、餐厅、食品库、卫生间、二氧化 碳室、电瓶间、单人船员室 4 间及内梯道。船员甲 板设单人船员室 6 间，双人船员室 1 间，卫生间、 储物室和内梯道。驾驶甲板设驾驶室（ 内分海图 区和报务区） 和梯道。罗径甲板设信号灯桅 1 根，
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2015 年 第3 期
张 文，等： 自卸式砂船概率破舱稳性分析
船海工程 第 44 卷
升高甲板设首桅及锚机设备。货舱区域舯部舱口 围板高 1． 5 m。
2 概率破舱计算
依据中华人民共和国海事局《船舶与海上设 施法定检验规则———国内航行海船法定检验技术 规则》2011 第 4 篇第 2 － 1 章，第 1． 6 节干货船的 分舱与稳性的要求及 IMO 通过的 A． 684 （ 17） 决 议《关于 SOLAS 公约中 100 m 及以上货船的分舱 和破舱稳性规则的解释》进行校核； 使用中国船 级社上海规范研究所 COMPASS 软件进行校核。
第 44 卷 第 3 期 2015 年 6 月
船海工程 SHIP ＆ OCEAN ENGINEEＲING
DOI： 10． 3963 / j． issn． 1671-7953． 2015． 03． 015
Vol． 44 No． 3 Jun． 2015
自卸式砂船概率破舱稳性分析
张 文1 ，陈智同2
（ 1． 江苏海艺船舶科技有限公司，江苏 镇江 212009； 2． 江苏现代造船技术有限公司，江苏 镇江 212003）
该船达到的分舱指数 A = 0． 424，要求的分舱 指数 Ｒ = 0． 380，本船计算结果满足破舱稳性的法 规要求。
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2015 年 第3 期
张 文，等： 自卸式砂船概率破舱稳性分析
船海工程 第 44 卷
4 结论
通过对分 舱 计 算，该 船 满 足《国 内 航 行 海 船 法定检验规则》对干货船的概率破损稳性要求。
吃水
3． 107
4． 4
重心高度
5． 40
5． 20
重心纵向位置
0． 548
－ 0． 107
储藏处所渗透率为 0． 60； 居住处所渗透率为 0． 95； 机 器 处 所 渗 透 率 0． 85； 空 舱 处 所 渗 透 率 0． 85； 干货船渗透行过程 中保持常闭，并达到风雨密要求，舱口盖板上敷设 两层防水帆布，并用压紧装置将盖板和防水帆布 压紧，以确保舱口风雨密。
总长 87． 00 m，水 线 长 81． 42 m，垂 线 间 长 79． 60 m，型宽 16． 80 m，型深 5． 60 m，设计吃水 4． 40 m，甲板梁拱 250 mm，肋骨间距 600 mm，排 水量约 5 201 t，定员 12 人，采用 2 台 CW6200ZC － 16 主机，额定功率 350 kW，转速 1 000 r / min， 齿轮箱采用 2 台 JT900 － 2，减速比 4． 45 ： 1。在 设计吃水 4． 40 m 时，载货量约为 3 786 t，载重量 约为 3 923 t。总吨位为 2 588 t，净吨位 1 449 t。 本船实际干舷为 1 214 mm，满足规范对最小干舷 计算值 1 046 mm 的要求。
一般计算概率破舱稳性是以大量海损事故数 据为依据，采用分舱指数 A，以船舶在破损后具有 的残 存 能 力———残 存 概 率 作 为 安 全 程 度 的 衡 准［3-6］。
近年来自卸砂船由于稳性导致的船舶倾覆事 件引起了船级社和相关学者的注意［7-11］。文中根 据 CCS 相关法规，基于中国船级社开发的 COMPASS 软件，建立自卸砂船的三维模型，在合理的 破损组合基础上进行概率破舱稳性计算。
按照法规的要求，采用水平纵倾，分别计算部 分载重线吃水和最深分舱吃水下的分舱指数，加 权平均得到 A。
该船所计算的破损组合包括所有有助于增加 达到的分舱指数 A 值的浸水情况，计及整个船长 范围内 1 舱或 2 相邻舱浸水的所有情况。见表 2、3。
表 1 初始载况主要参数
Dp 部分载重吃水/ m Ds 最深分舱吃水/ m
摘 要： 以一艘 87 m 自卸砂船为研究对象，介绍破损载况组合、渗透率、风雨密点与无保护开口、破舱稳
性计算衡准。根据《船舶与海上设施法定检验规则 － 国内航行海船法定检验技术规则》2011，采用 CCS 船级
社软件 COMPASS 对自卸砂船的概率破舱稳性进行建模，计算表明，该船的概率破舱稳性满足法规要求。