利用假定重心法免除某國內(nèi)航行海船的傾斜試驗

時勝召 ，張懷宇

（1.中國船級社廣州分社，廣州511458；2.中國船級社珠海分社，珠海519000）

1 引言

隨著大灣區(qū)核心項目深中通道建設(shè)的開展及海上施工方式的變革，催生了一批具備新穎功能的船舶，用以滿足海上施工的新需求。某國內(nèi)航行海船是全球第一艘沉管運輸安裝一體船，具有運輸沉管出塢及到達施工水域定位安裝的功能。該船主船體采用雙體船船型設(shè)計，由兩個片體通過四個箱型跨梁連接而成。圖1 為沉管安裝一體船。

該船船長191.4 m、型寬76.0 m、型深14.9 m、結(jié)構(gòu)吃水7.2 m、輕載吃水6.6 m、浮運吃水7.1 m、單片體寬9.1 m、跨梁跨距56.8 m。作為首制船，按照《國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則》（2011）（以下簡稱《法規(guī)》）2016 修改通報第4 篇第7 章1.2.1 條規(guī)定，20 m 及以上貨船應(yīng)在完工時作傾斜試驗，并確定其穩(wěn)性要素。

根據(jù)初穩(wěn)性計算，該船各種工況下穩(wěn)性衡準數(shù)最小值為145、最大值達到298，遠高于法規(guī)要求值1。在做傾斜試驗時，若通過移動壓鐵的方法達到法規(guī)要求的有效傾斜角度，則需要的壓鐵重量非常巨大，且船舶甲板的可利用面積和甲板承重能力有限，故只能通過壓載水實現(xiàn)調(diào)載。但本船設(shè)計的壓載水系統(tǒng)沒有左右舷之間的調(diào)整壓載水管系，做傾斜試驗就需要臨時增加大量的管系，而且還要購置或租用大排量的潛水泵，這樣將會增加建造成本和延長船舶建造工期。

2 《法規(guī)》免除傾斜試驗的條文

根據(jù)《法規(guī)》2016 修改通報第4 篇第7 章1.2.3 條規(guī)定：如參考類似船舶的已有數(shù)據(jù)，清楚表示該船的尺度比例及布置，在所有可能的裝載工況下具有足夠大的初穩(wěn)性高度時，經(jīng)船舶檢驗機構(gòu)同意，可允許個別船舶或某一類船舶免做傾斜試驗。

該船采用雙體船船型設(shè)計，主要用于水下隧道工程的沉管運輸和安裝作業(yè)，暫無與之相類似的船舶。雖然沒有類似船舶作為參考，但是可以找到可靠的方法明確判定該船滿足在所有可能的裝載工況下具有足夠大的初穩(wěn)性高度。

3 假定重心法

對該船是否滿足在所有可能的裝載工況下具有足夠大的初穩(wěn)性高度的分析如下：如不做傾斜試驗，最大的問題就是無法得到相對準確的船舶重心距基線的高度，所以無法計算出各個裝載工況下準確的初穩(wěn)性高度。但由于我們只需要判定船舶各種裝載工況的初穩(wěn)性高度是否足夠大，所以并不需要準確的初穩(wěn)性高度。對同一艘船舶而言，在相同的裝載工況下，船舶的重心高度越大則初穩(wěn)性高度就越小，因此可以假定船舶重心位于一個遠高于船舶實際重心高度的位置來計算初穩(wěn)性高度，如果根據(jù)假定的船舶重心高度計算出來的初穩(wěn)高度都足夠大，那么就可以判定船舶實際的初穩(wěn)性高度會更加大。

4 假定重心的選取

選定假定重心的原則為：其高度位置應(yīng)明顯高于船舶重心的實際位置，例如本船的假定重心高度位置選在A 甲板表面，距基線18 m。根據(jù)本船的尺寸比例和布置不難看出，本船的絕大部分空船重量都位于主甲板（距基線14.5 m）以下，將船舶的重心高度假定在距基線18 m 的高度，已經(jīng)遠高于船舶的實際重心高度。根據(jù)船舶的設(shè)計和用途，在所有可能的裝載工況下，本船裝載的貨物位置均位于主甲板以下（見圖2 和圖3），因而重心高度位置選在A 甲板表面是偏于安全的。

圖2 沉管浮運/下放位置圖

圖3 沉管浮運正視圖

5 各種基本裝載情況穩(wěn)性計算

該船完整穩(wěn)性的計算參照《法規(guī)》第4 篇（船舶安全）、第7 章（完整穩(wěn)性）對于雙體客船的要求進行。因本船為貨船，不要求計算乘客集中一舷或船舶全速回航時的靜傾角。

船舶計及自由液面影響的實際初穩(wěn)性高度GM’，可按下式計算：

式中：KM——橫穩(wěn)心高度，m；

?——自由液面對初穩(wěn)性高度的影響，m；

H——船舶假定重心高度，m。

本船所有可能的裝載工況的初穩(wěn)性高度，計算結(jié)果見表1。

表1 初穩(wěn)性計算結(jié)果匯總

由表1 可以看出：假定船舶重心高度在距基線18 m 時計算出來的所有可能的裝載工況下的初穩(wěn)性高度，最小值為20.48 m，遠大于《法規(guī)》要求的0.15 m。而該船的實際重心高度肯定小于18 m，即該船在所有裝載工況下的初穩(wěn)性高度肯定大于20.48 m。

實際上對該船而言，由于線型簡單、形狀規(guī)則，船舶重量和重心位置理論計算值相對準確，誤差也相對較小，所以可以依據(jù)由理論計算得到的較為準確的船舶重心高度計算初穩(wěn)性。

綜上所述，筆者認為該船滿足免做傾斜試驗的條件。最終，經(jīng)船檢機構(gòu)同意，該船免除了傾斜試驗，采用假定空船重心及理論計算的方式來確定船舶的空船重量和重心位置。

6 意義

本船傾斜試驗的免除，不但節(jié)省了建造成本，還有效地保障了船舶的建造工期，并為后續(xù)國內(nèi)航行海船傾斜試驗的免除提供參考，也為國際航行海船申請免做傾斜試驗提供了種思路。