【大件船舶】大件船舶应注意的几个问题

大件船舶应注意的几个问题

大件船舶装卸大件货物时可能会遇到以下几个安全方面的问题：吊装和吊卸大件货的过程中，船舶稳性下降，且同时产生一个横倾角； 重大件货物极有可能对船舶的局部强度造成影响； 系固不当可能造成货物移动或者倾覆，发生货损和船损。所以，在承运重大件货物时，一定要注意以下几个问题：

1 装卸大件货时对船舶稳性的影响

当用船吊进行重大件货物装卸作业时， 由于货物重心在垂向位置上移动，使船舶稳性发生变化；同时，货物的重心在横向上也有移动，产生横倾力矩，使船舶产生横倾角。

1.1 吊卸大件货物

吊卸重大件货物相当于货物的悬挂， 悬挂货物相当于将货物的重心向上垂移到悬挂点， 也称之为虚重心。所以， 重大件货物的吊卸必然引起船舶稳性的降低，其值为：

δGM = P（Zb-Zp）/Δ （1）

式中：P 为重大件货物的重量（t）；Δ 为船舶吊卸时的排水量（t）；Zb为吊杆顶端距基线的垂直高度（m）；Zp为重大件货物的重心高度（m）。

在船舶排水量没有发生变化的情况下， 当货物刚刚起吊时，吊杆的仰角最大，初稳性高度GM 最小，其值为：

GM1 = GM - δGM （2）

当货物在码头刚要落地时， 此时货物横移的距离最大，船舶所产生的横倾角最大，为：

tanθ = Py/（ΔGM1） （3）

式中：y 为货物横移的距离（m）。

1.2 吊装大件货物

装货时，船舶的排水量发生了变化。此时，相当于少量装货对船舶稳性的影响。

δGM′ = P（Zb - KG）/（Δ + P） （4）

式中：KG 为装货之前的船舶重心高度（m）。

一般来讲， 当重吊旋至拟装舱位上方时， 仰角最大，此时船舶初稳性高度最小，为：

GM′ = GM - δGM′ （5）

当货物刚离地时，货物偏离中纵剖面的距离最远，此时船舶产生的横倾角最大，为：

tanθh = Py′（Δ + P）·GM2（6）

式中：y′为起吊时货物距中纵剖面的距离（m）；GM2为起吊时的初稳性高度（m）。

当吊杆仰角最大时船舶稳性最小； 货物距离船舶中纵剖面最远时横倾角最大。若装卸重大件货物时产生的横倾角可能大于3°时， 可以用侧翼压载的方式调整其横倾角。

例： 某船装载重大件前排水量为Δ = 10 059.9 t，KM = 8.179 m，KG = 6.919 m，型宽B = 14.1 m，吊装时Zb最大为30.1 m，拟装载货物重量为80 t，尺寸l × b × h =5.4 × 3.2 × 3.1（m），质量分布均匀。起吊位置距船右舷为2m。货物刚离地时吊杆顶端距基线距离为11.2m。现将此货物装载于该轮二层甲板，位于船舶中纵剖面，计算吊装此重大件过程中初稳性最小值和横倾角最大值。

① 吊装前，GM=KM- KG = 8.179 - 6.919 = 1.26m。

② 吊杆仰角最大时船舶稳性最小，根据公式（4）

δGM′ = 80 × （30.1 - 6.919）/(10 059.9 + 80) = 0.18 m

根据公式（5），最小的初稳性高度GM= 1.26- 0.18 =1.08 m。

③ 货物刚离地时横倾角最大，根据公式（4）（5），此时船舶初稳性高度为：

GM′ = 1.26- 80 × （11.2 -6.919）/(10 059.9 + 80) = 1.23 m

根据公式（6），将产生的最大横倾角为：

θh =arctan 80 × （14.1 ÷ 2 + 2）/[（10059.9 + 80） × 1.23]=3.32°

装卸横倾角将超过3°， 需要通过打压载水的方法调整其横倾。常用的做法是先在左舷的压载舱打入一定压载水，使其有一定的左倾，这样货物刚吊起时，船舶产生的横倾角最大，但小于3°，装货的过程中其横倾角始终小于3°，当货物装载于甲板中间时，便可将压载水排除。

由以上分析并且实船计算可知， 装卸重大件过程中的稳性降低或产生横倾角， 可以通过侧翼压载的方式减小由于装卸所导致的横倾角。

2 重大件货物对船舶局部强度的影响

由于大件货物的单重较大， 系固设备和衬垫物的重量又加重了货物对船体的正压力， 而有些大件货物往往与甲板的接触面积较小， 船舶舷弧和梁拱更使得有效的承压面积变小等， 这些因素都可能使大件货对船体的压强大于船体甲板局部压强的许用值。因此，装货前要先核算货物装船之后的局部受力情况， 确定衬垫方案以加大受力面积，减小压强。若大件货物是均布载荷时，其最小衬垫面积Am = P/Pd。其中，Pd为甲板的许用负荷。

还是以此实船为例，该船二层甲板Pd为3.35t/m2，而此重大件重量分布均匀，可以看成均布载荷，其产生的压强Pd′ =PS= 80/(5.4× 3.2) =4.63 t/m2。超过了许用负荷，需要增加衬垫，最小衬垫面积为Am = 80/3.35= 23.88 m2。

另外，在校核局部受力时，还应注意下面的问题：

（1） 一些老龄船舶的许用负荷量应适当减小，减小量根据强力构件的腐蚀程度来定。

（2） 上面已经提到， 由于大件货的实际正压力要大于货重， 而受力面积有可能小于实际的底面积，因此，应适当增加衬垫面积，例如本文中的衬垫面积要大于23.88 m2。

（3） 如果可能，在装货甲板下方货舱内加上支柱。

（4） 尽量保持平吃水， 避免货物与船体的接触面积变得更小。

（5） 为了防止货舱舱盖变形漏水， 一般在舱口盖上不允许装重货。

对于允许负荷较低尤其是一些老旧船舶， 要特别注意核算船舶的局部强度是否符合要求； 旦局部构件受损，会进一步的对船体的总纵强度造成损害。

3 大件货物的系固

船舶航行时会产生各种力和力矩的效应， 使大件货可能发生移动和倾覆。货物的横移会对船舶产生横倾角，对稳性不利；同时，大件货的移动和倾覆可能使货物及船舶造成损坏。因此，大件货物的正确系固就显得尤为重要。《SOLAS74》要求除散货和木材船之外的船型都必须配备《货物系固手册》，以此作为判断货物系固的标准。货物系固的一般要求有：

（1） 绑扎时， 系索以防滑为目的时系固角不应大于25°，以防倾倒为目的时系固角不应小于40° ~ 60°。

（2） 绑索一般采用直径为16 ~ 18mm 的钢丝绳，单件重量在200 t 以上的重件则需使用直径为22 ~24mm 的钢丝绳或直径为26 ~ 28mm 的链条。

（3） 绑扎时不能一索多道， 每个地令不能超过3根绑索，且方向不能相同。

（4） 大件设备与甲板间铺垫厚度为10 ~ 15mm 的木板，以增大摩擦阻力。

（5） 为防止绑索对大件设备产生压损， 在绑索与大件接触部位需铺设衬垫物。

（6） 装载舱内的大件设备，除用绑索固定外，一般还在垂向和水平向用方木顶住， 设备之间也用木料顶住，以防运输途中移位。

4 重大件货物的积载原则[4]

（1） 货物装载中，应留有通往系固布置、安全设备及控制设备的通道。航行中，应对货区进行定期检查。

（2） 货物的积载不应影响尾门、居住处所门及消防门的开关。

（3） 应注意使货件上所受应力尽可能分布均匀。

（4） 货件受到的横向力随GM 值的增加而增大；货件积载在船舶最前端、最后端和船侧的最高处时受到的惯性力最大， 应尽量积载在靠近船舯的中线附近的低位。

重大件是海运数量较多的货物之一， 由于其重量重、尺寸大、形状不规则，给船方的装卸、积载、系固和航行管理都提出了更高的要求。本文提到的几个关于运输重大件货物时的安全问题，应引起特别注意。

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