舷弧研究背景

舷弧現(xiàn)代船舶設(shè)計(jì)建造背景

現(xiàn)代船舶設(shè)計(jì)建造中對船舶載重線進(jìn)行計(jì)算和勘劃的主要依據(jù)是1966年國際船舶載重線公約及相應(yīng)修改。而對船舶進(jìn)行載重線勘劃的目的，是為了使船舶保持足夠的干舷，提供足夠的儲備浮力及保證船員在海上工作所需的安全平臺高度。因此載重線的準(zhǔn)確計(jì)算和正確勘劃對保證船舶的安全和提高經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。一般地，對船舶設(shè)計(jì)工作者而言，根據(jù)1966年國際船舶載重線公約及其修正案對常規(guī)船型進(jìn)行相應(yīng)的干舷計(jì)算并非難事，但隨著各種較為特殊船型的出現(xiàn)，許多人對其干舷修正尤其是其中的舷弧修正感到困惑。根據(jù)對載重線公約的一些研究在此對舷弧修正作一簡要的分析。

舷弧載重線公約產(chǎn)生的背景

根據(jù)載重線公約進(jìn)行計(jì)算，最終核定其干舷，該干舷的需要是出于人們害怕船舶過載危及船舶所運(yùn)載貨物及船員的安全而在出海前特意保留的。從船東的角度，為了獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，希望盡可能多地裝貨；而從保險(xiǎn)商及船員的角度，則希望能限制船舶的滿載吃水以保證船舶及船員的安全。在一系列的沉船事故發(fā)生后，人們認(rèn)識到了過多裝載的危害，從而產(chǎn)生了保留一定干舷的規(guī)定，并經(jīng)過幾十年的不斷改進(jìn)后，于1966年3月在倫敦召開了國際會議制定了我們眾所周知的1966年國際載重線公約，并分別在1978年、2004年對相關(guān)條款進(jìn)行了修正。

舷弧是指在船體甲板上的翹曲?，F(xiàn)代某些船舶的甲板，特別是上甲板以下的各層甲板，為便于施工，便于在甲板上行車及堆裝貨物，因而安裝舷弧。

船舶干舷核定的前提是首先假定了船舶的布置及配載滿足相應(yīng)規(guī)則規(guī)范對船舶穩(wěn)性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。其次滿足1966年國際載重線公約及修正案對艙口蓋、通風(fēng)筒等各種開口的保護(hù)的規(guī)定。

船舶保留一定干舷首先是使船舶保留一定儲備浮力，同時(shí)也可為船員在水線以上提供一定高度的安全工作平臺。容易引起誤解的是儲備浮力的主要作用并不是為了彌補(bǔ)船舶由于破損浸水而導(dǎo)致的浮力損失，而是為船舶在營運(yùn)過程中提供足夠的高度以保證其適航性。船舶保留一定干舷還在于為船員提供必要高度的安全工作平臺及保證使貨物不受海水浸泡。在滿足公約各條件的要求后，正確計(jì)算船舶所需干舷是非常重要的。

在分析核定干舷的各要素前，先來看看影響船舶所需最小干舷的各個(gè)因素。我們說船舶保留一定的干舷主要是為了保證營運(yùn)過程中的適航性。從公約中可看出影響干舷的主要因素包括：公約船型、船長、型深、型寬、方形系數(shù)、上層建筑、舷弧等，船舶最小干舷是用被核定干舷船的幾何形狀與相同船長的公約標(biāo)準(zhǔn)船舶進(jìn)行比較修正得到的。這些修正包括船長、型深、型寬、方形系數(shù)、上層建筑、舷弧等修正。前面幾種修正在公約中都非常明確，一般也易于掌握，在這兒也不細(xì)說。研究專門針對舷弧的修正作一些探討。

船舶實(shí)際舷弧值為從甲板邊線量至通過舷弧線船長中點(diǎn)處所作的龍骨平行線的距離。公約中首先定義了標(biāo)準(zhǔn)舷弧剖面形狀，然后將需計(jì)算的船舶實(shí)際舷弧面積與標(biāo)準(zhǔn)面積相比較，根據(jù)首尾面積差的多寡而對干舷進(jìn)行一定的增減，得到船舶經(jīng)舷弧修正后的所需干舷值。

舷弧公約中定義的標(biāo)準(zhǔn)舷弧剖面

如圖1《首部標(biāo)準(zhǔn)舷弧剖面》和圖2《尾部標(biāo)準(zhǔn)舷弧剖面》所示。

其中，a=L/3 10，首部拋物線方程可表達(dá)為：y=7.2a/L³x³ 194.4a/L²x² a/Lx(原點(diǎn)為船中)，舷弧面積為8.3375aL(133.4/16aL)，沿整個(gè)船長的貢獻(xiàn)為133.4/16a；尾部拋物線方程可表達(dá)為：y=3.6a/L³x³ 97.2a/L²x² 0.5a/Lx(原點(diǎn)為船中)，舷弧面積為4.16875aL(66.7/16aL)，沿整個(gè)船長的貢獻(xiàn)為66.7/6a。

舷弧選用的舷弧

一般地，被核定干舷的船舶實(shí)際舷弧與標(biāo)準(zhǔn)舷弧總會有所不同，并非標(biāo)準(zhǔn)的拋物線，此時(shí)可根據(jù)公約第38條，遵循辛普森面積計(jì)算法，對圖1和圖2已知首尾部各既定坐標(biāo)處舷弧值分別乘以1、3、3、1，再除以16，即得到實(shí)際船舶的首尾舷弧面面積沿整個(gè)船長的貢獻(xiàn)，也就是公約中用于修正干舷的舷?。ㄈ绫?《公約中用于修正干舷的舷弧》所示）。 2100433B

舷墻是由板材做成的。為了保證舷墻的剛性，在其內(nèi)側(cè)裝設(shè)扶強(qiáng)材。舷墻的上邊緣裝設(shè)水平的扶手，舷墻的下邊開有長條形的排水口。為了使舷墻不參與總縱彎曲，舷墻與舷頂列板的上緣不可以牢固地焊接成一個(gè)整體。舷墻和欄桿的高度不小于1.00 m。欄桿最低一檔以下的開口應(yīng)不超過230 mm，其他各檔的間隙應(yīng)不超過380 mm。如設(shè)有圓弧形舷緣，則欄桿支座應(yīng)設(shè)置在甲板的平坦部位。

1．舷墻和欄桿應(yīng)無損壞或變形，舷墻及欄桿與甲板應(yīng)無脫焊情況，油船步橋和船員出入通道應(yīng)完好無阻。

2．舷墻結(jié)構(gòu)應(yīng)符合要求。

3．舷墻的高度應(yīng)符合要求。

4．欄桿的高度、間距應(yīng)符合要求。

5．對于舷邊過道太窄設(shè)置舷墻有困難時(shí)，甲板上應(yīng)有防滑設(shè)施，且甲板室外壁應(yīng)裝設(shè)扶手。 2100433B

舷墻有參與和不參與船體總縱彎曲的兩種結(jié)構(gòu)，前者設(shè)計(jì)時(shí)尚應(yīng)考慮該處的總縱強(qiáng)度，而后者只承受波浪的沖擊載荷。

參與或部分參與船體總縱彎曲的舷墻結(jié)構(gòu)，如圖1所示的3種形式：圖(a)所示為舷墻板與舷側(cè)頂板剛性連接；圖(b)所示為用脹縮接頭與上層建筑的端點(diǎn)連接，舷墻板除開口部分外，與舷側(cè)頂板剛性連接；圖(c)所示為舷墻板與舷側(cè)頂板分開，但其兩端與上層建筑段部剛性連接。

前一種結(jié)構(gòu)完全參與船體總縱彎曲，后兩種僅部分或完全不參與船體總縱彎曲。應(yīng)該指出的是．圖(a)、(b)兩種形式的舷墻板是直接焊于舷頂列板的剛性連接，對舷墻本身要求高，而且不利于甲板上的排水。所以目前已很少采用。

不參與船體總縱彎曲的舷墻結(jié)構(gòu)，在船舯應(yīng)盡量不與舷頂列板相焊接，以避免參與船體總縱彎曲，其結(jié)構(gòu)將如圖2所示。除舷墻板與舷側(cè)頂板分開外，并在其兩端及隔一定距離加脹縮接頭，使之與上層建筑端部彼此部分間相接；在舷側(cè)頂板上部的分離處，可借助于扶強(qiáng)材的連接來支持。