单舱大开口重吊船破舱稳性及吊装稳性研究

摘要

近些年来，由于世界贸易情况捉摸不定，海运形势动荡多变，航运市场需要一种能够载运“不确定性货物”的船型，可以适应多种航线以扩大船舶的使用范围，尽可能高效率地载运各种货物，适应不断变化的航运形势。多用途船就是这样的一种船型，能载运杂货、散货、集装箱、重大件货及滚装货。为方便这类船舶的货物装卸，多在舷侧配置大功率吊机，提高了港口装卸速率，增加了船舶航行时间比例，提高了经济效益。这里称装配了重型吊机的一类多用途船为重吊船。由于这类船舶兼顾集装箱和重大件货物的运输，其货舱开口大，横舱壁少，一旦主货舱破损进水，残存的可能性很小，破舱稳性难以满足。特别是国际海上人命安全公约SOLAS.II-1章修正案的强制实施，对货船破舱稳性的要求进一步提高，这对于满足破舱稳性本就捉襟见肘的单一货舱船舶，设计中会受到更多限制，需要做出特殊调整以满足要求。本文的研究对象为单舱大开口重吊船，以该船设计过程为例，探讨主尺度选取的经验公式，着重对该船满足概率破舱稳性的分舱方法进行计算分析，讨论不同分舱方案的有效性和可行性，最终总结出一套该类船舶满足概率破舱要求的分舱方法。同时，由于该类船舶舷侧布置重吊，且多数布置两台以上联吊，装卸货物时，货物从一舷侧吊起，产生很大横倾力矩，因此吊装稳性也是此类重吊船设计中所要着重考虑的。为保证船舶作业时的稳性安全以及吊机工作时的倾斜角度在规定范围以内，我国《非国际航行船法定技术规则》第四篇第七章对装卸过程的吊装稳性要求做了规定。本文对上述规则做了简述，着重探讨该重吊船在装卸货物过程中压载水的调配方案，并分析了浮箱工作的基本原理，提出了浮箱设计的基本思路和尺寸确定的方法。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 选题意义、研究背景

1.1.1 多用途船出现背景和发展历程

1.1.2 单舱大开口重吊船设计研究现状

1.2 破舱稳性国际法规现状

1.2.1 破舱稳性海洋法规产生背景

1.2.2 破舱稳性海洋法规

1.2.3 SOLSA.2009 说明

1.3 论文主要研究内容

1.3.1 单舱大开口重吊船破舱稳性及分舱研究

1.3.2 单舱大开口重吊船吊装稳性研究及浮筒设计

第二章 破舱稳性计算方法概述

2.1 确定性破舱

2.1.1 破损范围假定和衡准要求

2.1.2 确定性破舱计算方法

2.2 概率性破舱

2.2.1 SOLAS.2009 概率破舱稳性中的基本概念

2.2.2 SOLAS.2009 概率破舱稳性中的计算方法

2.3 分舱指数的影响因素

2.3.1 主尺度因素

2.3.2 装载状态

2.3.3 分舱因素

2.3.4 其他影响因素

2.4 本章总结

第三章 单舱大开口重吊船设计方案

3.1 船型特征分析

3.2 总体区划

3.3 主尺度估算

3.3.1 所需货舱容积

3.3.2 可提供货舱容积

3.3.3 船长L

3.3.4 型宽与宽度吃水比

3.3.5 型深H

3.3.6 排水量和空船质量估算

3.3.7 压载水数量

3.4 本章总结

第四章 单舱大开口船舶分舱型式研究

4.1 分舱意义

4.2 分舱研究状况

4.3 分舱型式对破舱稳性的影响

4.3.1 分舱型式介绍

4.3.2 四种舱型边舱破损工况比较

4.3.3 不同舱型分舱指数随纵向分割数变化规律

4.4 本章总结

第五章 万吨级单舱大开口船舶分舱研究

5.1 边舱宽度和双层底高度对分舱指数影响分析

5.1.1 边舱宽度研究

5.1.2 双层底高度研究

5.2 不同位置处相同舱长的边舱破损影响程度研究

5.2.1 置底边舱型的边舱单舱破损研究

5.2.2 置底边舱型的舱组破损研究

5.3 置底边舱型纵向分舱数研究

5.4 设置顶边舱

5.5 概率破舱极限GM 值的选取

5.6 本章总结

第六章 重吊船吊装作业研究

6.1 吊装对稳性影响

6.2 规则要求

6.3 无浮箱起重

6.4 浮箱

6.4.1 浮箱构造

6.4.2 浮箱工作原理

6.4.3 浮箱主尺度设计

6.4.4 浮箱设计思路总结

6.5 带浮箱联吊1000T 步骤示例

6.6 起重能力影响因素分析

6.6.1 起重机起重功率和压载水泵功率

6.6.2 压载水调节能力

6.6.3 浮箱

6.7 本重吊船提高起重能力的途径

6.7.1 分舱调整

6.7.2 设置浮箱

6.8 本章总结

第七章 全文总结

7.1 主要结论

7.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表学术论文情况