關(guān)于半潛船舾裝數(shù)計算的探討

丁春勇

(中國船級社 上海分社,上海 200135)

關(guān)于半潛船舾裝數(shù)計算的探討

丁春勇

(中國船級社 上海分社,上海 200135)

為了找到針對半潛船特點的舾裝數(shù)計算方法，在調(diào)研的基礎(chǔ)上對4條不同類型、不同噸位的半潛船進(jìn)行分析，提出半潛船舾裝數(shù)計算的建議：無論甲板室寬度是否小于B/4，均應(yīng)將該甲板室計入A、h，除非能提供所載甲板貨的最大正向迎風(fēng)總面積，可按甲板室及甲板貨的實際最大正向迎風(fēng)總面積之和計入；應(yīng)計入所載甲板貨的最大側(cè)向迎風(fēng)總面積，如不能提供甲板貨的最大側(cè)向迎風(fēng)總面積時，舾裝數(shù)可按增加2檔選取。

半潛船；舾裝數(shù)；計算方法

某5 000 t半潛駁的主要參數(shù)如下。

總長 60.50 m;

型長 57.50 m;

型寬 40.00 m;

舉升甲板高 5.80 m;

浮箱頂甲板高 26.60 m;

最大潛深吃水 23.80 m;

浮箱數(shù)量 4只;

艏浮箱長×寬 16.875 m×7.20 m;

艉浮箱長×寬 12.50 m×6.00 m;

浮箱間縱向間距 28.125 m。

該船舉升甲板上方的艏浮箱(長×寬×高=16.875 m×7.2 m×20.8 m)和艉浮箱(長×寬×高=12.5 m×6.0 m×20.8 m)的單側(cè)浮箱寬度小于B/4，即10 m，但是兩側(cè)浮箱寬度之和大于B/4。按照CCS規(guī)范對該船進(jìn)行舾裝數(shù)計算時，存在以下兩個疑問。

1)舾裝數(shù)計算中是否應(yīng)計入浮箱高度，以何種方式計入更為合理。

2)舾裝數(shù)計算中是否應(yīng)計入所載甲板貨的側(cè)向迎風(fēng)總面積。

結(jié)合上述兩個問題，就適合半潛船特點的舾裝數(shù)計算方法進(jìn)行相關(guān)討論。

1 舾裝數(shù)計算的理論

1.1 錨泊、系泊設(shè)備的概述

錨泊設(shè)備主要分3種，臨時錨泊設(shè)備、定位錨泊設(shè)備及深海系留錨泊設(shè)備[1]。臨時錨泊設(shè)備通常按船級社的規(guī)范配置。半潛船上如配備了DP-1或DP-2動力定位系統(tǒng)，則僅需配備臨時錨泊設(shè)備，主要依據(jù)舾裝數(shù)計算；如作業(yè)時使用定位錨泊設(shè)備控制船位，則舾裝數(shù)計算僅為參考。

系泊具有多種形式，最普通的是碼頭系泊，其他包括連接到相鄰船旁的旁靠系泊，連接到單浮筒或結(jié)構(gòu)架上的單點系泊，以及連接到多個浮筒上的多浮筒系泊等。CCS規(guī)范對拖索、系船索的要求是不作為入級條件的，僅為指導(dǎo)性要求。半潛船的系泊設(shè)備一般為碼頭系泊，主要依據(jù)舾裝數(shù)計算。

1.2 CCS規(guī)范對舾裝數(shù)計算的要求

CCS《質(zhì)海船入級規(guī)范》第2篇第3章第2節(jié)3.2.1.2條的規(guī)定[2]如下。

舾裝數(shù)N按下式計算

式中:Δ——夏季載重線下的型排水量,t；

B——船寬,m;

A——船長L范圍內(nèi)夏季載重水線以上的船體部分和上層建筑以及各層寬度大于B/4 的甲板室的側(cè)向迎風(fēng)總面積的總和，m2。

h——從夏季載重水線到最上層艙室頂部的有效高度,m；對最下層的層高h(yuǎn)i從上甲板中心線量起,或具有不連續(xù)上甲板時,從上甲板最低線及其平行于升高部分甲板的延伸線量起,即:

h=a+∑hi

其中：a——從船中夏季載重水線至上甲板的距離，m；

hi——各層寬度大于B/4 的艙室，在其中心線處量計的高度，m。

拖船的舾裝數(shù)，按下式計算。

式中：bi——最寬上層建筑或各層寬度大于B/4 的甲板室的寬度，m。

經(jīng)查，CCS規(guī)范對舾裝數(shù)計算的要求源于IACS 統(tǒng)一要求A部分[3](系泊和錨泊)，其他各船級社也都是直接采納IACS的要求。IACS 統(tǒng)一要求A部分中還指出，經(jīng)舾裝數(shù)計算所要求的錨泊設(shè)備系供船舶在港內(nèi)或遮蔽水域內(nèi)等待泊位或潮水時臨時系泊之用。并且，舾裝數(shù)計算的公式，是假定水流速度為2.5 m/s，風(fēng)速為25 m/s，拋鏈系數(shù)取6 ～ 10倍范圍，拋鏈系數(shù)系指拋出錨鏈長度與水深之比。

此外，IACS 統(tǒng)一要求A部分對舾裝數(shù)計算公式還有以下附注。

1)計算h時，應(yīng)忽略舷弧及縱傾，即h為船中部的干舷加上各層寬度大于B/4 的甲板室中心線處高度的總和；

2)若寬度大于B/4 的甲板室位于寬度等于或小于B/4 的甲板室之上，則僅應(yīng)計及寬的甲板室，而不計狹的甲板室；

3)確定h及A時，等于或超過1.5 m高度的檔風(fēng)板和舷墻均應(yīng)視為甲板室的一部分。確定h及A時，艙口圍板的高度與任何甲板貨物如集裝箱的高度可以不計；

4)船舶的舾裝長度為艏艉垂線間長度，但不得小于夏季水線最大長度(量自水線前端)的96%，也不大于97%。

2 半潛船的特點

半潛船也稱半潛駁船或半潛式母船，它通過本身壓載水的調(diào)整，把裝貨甲板潛入水中，以便將所要承運的特定貨物(像駁船、游艇、艦船、鉆井平臺、大型鋼結(jié)構(gòu)、沉箱等)從指定位置浮入半潛船的裝貨甲板上，將貨物運到指定位置。半潛駁船具有較大的露天載貨甲板，艏部或艉部有較高的上層建筑或甲板室或浮箱，在裝卸貨物作業(yè)過程中呈半潛狀態(tài)。

從布置上，筆者將半潛駁船劃分為兩類，一類是艏部有高艏樓，甲板室在艏樓上，且各層甲板室的寬度均大于B/4，一般為機(jī)動船，見圖1；另一類是艏部布置有分立的艏浮箱，甲板室架在艏浮箱上，每個艏浮箱的寬度小于B/4，但二者寬度之和大于B/4，一般為駁船，見圖2。

圖1 某半潛船(第一類)

圖2 某半潛駁(第二類)

3 實船研究及問題分析

3.1 正向迎風(fēng)總面積對舾裝數(shù)的影響

舾裝數(shù)計算的公式中，與甲板室(或上層建筑)及甲板貨的正向迎風(fēng)總面積有關(guān)，是2Bh項。且IACS 統(tǒng)一要求A部分中明確對艙口圍板的高度、任何甲板貨物如集裝箱的高度可不計。

考慮對常規(guī)船舶，只要將上層建筑以及各層寬度大于B/4 的甲板室計入h的計算中，便是完全涵蓋了實際甲板室(或上層建筑)及甲板貨的正向迎風(fēng)總面積。即使對于上述第一類半潛船，舾裝數(shù)計算公式中的2Bh項也基本完全涵蓋了甲板室(或上層建筑)及甲板貨的正向迎風(fēng)總面積的影響，直接按公式計算即可，不會產(chǎn)生任何異議。

但是，對上文提到的5 000 t半潛駁，其舾裝數(shù)計算存在下列4種方案，見表1。

表1 某5 000 t半潛駁的舾裝數(shù)計算

1)因單側(cè)浮箱寬度小于B/4，如將舾裝數(shù)計算公式中對每層甲板室的寬度是否大于B/4理解為某一層上單獨的某甲板室的寬度，則不必計入浮箱高度。近似認(rèn)為舉升甲板到浮箱頂甲板間(20.8 m高)的任何事物(含甲板室、甲板貨)均不考慮其迎風(fēng)總面積。這種方案應(yīng)該不合理。

2)因兩側(cè)浮箱寬度之和大于B/4，如將舾裝數(shù)計算公式中對每層甲板室的寬度是否大于B/4理解為某一層上所有甲板室的寬度之和，則應(yīng)計入浮箱高度。這近似涵蓋了整個浮箱高度范圍內(nèi)的甲板室和甲板貨的正向迎風(fēng)總面積，見圖3。這種方案基本是合理的，但也可能是保守的。

圖3 某半潛駁載運沉箱現(xiàn)場

3)以實際浮箱面積計入，參考了舾裝數(shù)計算中對拖船的要求。但這僅考慮了船本身迎風(fēng)面積的影響，未考慮甲板貨的正向迎風(fēng)總面積，不全面。

4)以實際浮箱面積計入，同時考慮甲板貨的實際最大正向迎風(fēng)總面積。這是綜合考慮了半潛駁船的船型特點,見圖4，以甲板室(或上層建筑)和甲板貨的實際正向迎風(fēng)總面積計入舾裝數(shù)計算。這種方案是合理的，也是符合實際的。但問題在于如何選取甲板貨正向迎風(fēng)總面積，尤其是在所運載甲板貨不確定的情況下。這點可以參照CCS鋼規(guī)第2篇第12章駁船附錄中甲板最大許用載荷的提法，由設(shè)計方提供甲板貨的許用正向迎風(fēng)總面積，并在裝載手冊或操作手冊中明示。

圖4 某半潛船載運軍艦

對比上述各方案，方案二和四是相對比較合理的。通過調(diào)研，筆者匯總了4條半潛駁船的資料，兩條是半潛船(見圖1)，兩條是半潛駁(見圖2)。其中的兩條半潛駁，其結(jié)構(gòu)特點與上文提到的5 000 t半潛駁類似，均為單側(cè)浮箱寬度小于B/4，但兩側(cè)浮箱寬度之和大于B/4。對這兩條半潛駁，分別按方案二和四計算后的對比見表2。

表2 某8 000 t和15 000 t半潛駁的舾裝數(shù)計算

由表2可見，按方案二和四分別計算后的舾裝數(shù)N的差異一般不超過一檔，即按這兩個方案選取錨泊、系泊設(shè)備差異不大。

另外，上述兩條半潛駁實際批準(zhǔn)的舾裝數(shù)計算書都是按方案二計算的。

3.2 側(cè)向迎風(fēng)總面積對舾裝數(shù)的影響

半潛駁船吃水面積大，型深深，浮箱高，迎風(fēng)、浪、流的影響很大，因此在港內(nèi)拖帶、錨地拋錨和拋錨定位時均存在較大危險性?？紤]半潛船的這一特點，無論甲板室(或浮箱)寬度是否小于B/4，其側(cè)向迎風(fēng)總面積都應(yīng)計入舾裝數(shù)計算中的A項。這與表1中，方案二和方案四計入了浮箱的高度是一致的，也是合理的。

關(guān)于甲板貨的側(cè)向迎風(fēng)總面積，5 000 t半潛駁，需拖航5 000 t級沉箱25 m×20 m×18.6 m，其側(cè)向迎風(fēng)總面積為465 m2，如計入了舾裝數(shù)計算，舾裝數(shù)增加ΔN=465/10=46.5，對比表1，匯總見表3。

表3 計入甲板貨側(cè)向迎風(fēng)總面積前后舾裝數(shù)及艏錨的選取

可見，由于與甲板貨側(cè)向迎風(fēng)總面積有關(guān)的是A項，在舾裝數(shù)計算時會取A/10，對最終舾裝數(shù)的取值影響不大。

盡管IACS 統(tǒng)一要求“確定h及A時，任何甲板貨物如集裝箱的高度可以不計”。但如圖4所示，半潛船上的甲板貨應(yīng)近似視為“子母船”，甚至視為船體的“一部分”。同時，考慮半潛船載運貨物的特點與大件運輸船類似，可以參照CCS《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》對大件運輸船的補充規(guī)定“在舾裝數(shù)計算時應(yīng)計入設(shè)計可裝載最多成套大件和項目設(shè)備的側(cè)向迎風(fēng)總面積。如不能提供成套大件和項目設(shè)備的側(cè)向迎風(fēng)總面積時，舾裝數(shù)可按增加兩檔選取?！?/p>

對比4艘調(diào)研船見表4。

表4 計入甲板貨側(cè)向迎風(fēng)總面積后舾裝數(shù)及艏錨的選取

表4中38 000 t級半潛船因不確定擬裝運的甲板貨，故船東自愿按舾裝數(shù)計算的N加大2檔選取錨泊設(shè)備；8 000 t舉力半潛駁是船東自愿將甲板貨的實際側(cè)向迎風(fēng)總面積計入舾裝數(shù)計算。

由表4可知，將甲板貨實際的側(cè)向迎風(fēng)總面積計入后得到的舾裝數(shù)N+ΔN，與按舾裝數(shù)N增加2檔，選取的錨泊、系泊設(shè)備差異不大，一般不超過一檔。

此外，鑒于半潛駁船所載運貨物的價值一般遠(yuǎn)高于船本身的造價，故船東十分關(guān)心貨物在載運過程中的安全。所以，無論是計入甲板室及甲板貨的正向迎風(fēng)總面積，還是甲板室及甲板貨的側(cè)向迎風(fēng)總面積，船東接受合理的、安全的甚至保守的舾裝數(shù)計算方法。尤其對于需要錨泊定位的半潛駁船，其實船上錨泊、系泊設(shè)備的配備遠(yuǎn)高于按舾裝數(shù)計算選取的配備。

也許有的設(shè)計方會擔(dān)心按上述舾裝數(shù)的計算較為保守，可能對錨泊設(shè)備的布置產(chǎn)生影響，如浮箱頂甲板上錨絞機(jī)的布置等。這些布置上的問題，國內(nèi)多家知名的設(shè)計院都應(yīng)對自如。例如有的設(shè)計方已在浮箱頂設(shè)“翼橋”，伸出舷外，增加頂甲板面積，方便錨絞機(jī)的布置。

4 結(jié)論與建議

舾裝數(shù)計算源于IACS 統(tǒng)一要求A部分(系泊和錨泊)，各船級社都是直接采納IACS的要求的。但是，該公式可能適用于絕大多數(shù)船型，而對于半潛船這類有特點的船型，考慮不是很全面。經(jīng)過對船東、設(shè)計單位、船級社的調(diào)研，并對4條不同類型、不同噸位的半潛駁船進(jìn)行分析，提出以下建議。

參照CCS規(guī)范對大件運輸船的補充規(guī)定，對半潛船增加一補充規(guī)定“在舾裝數(shù)計算時，無論甲板室寬度是否小于B/4，均應(yīng)將該甲板室計入A、h，除非能提供所載甲板貨的最大正向迎風(fēng)總面積，可按甲板室及甲板貨的實際最大正向迎風(fēng)總面積之和計入。此外，還應(yīng)計入所載甲板貨的最大側(cè)向迎風(fēng)總面積，如不能提供甲板貨的最大側(cè)向迎風(fēng)總面積時，舾裝數(shù)可按增加兩檔選取” 。

[1] 中國船舶工業(yè)總公司.船舶設(shè)計實用手冊、舾裝分冊[S].北京：國防工業(yè)出版社，2000.

[2] 中國船級社.鋼質(zhì)海船入級規(guī)范[S].北京:人民交通出版社，2012.

[3] IACS.Requirements concerning mooring，anchoring and towing [S].IACS Req.2007.

Discussions about the Equipment Number Calculation forSemi- submersible Vessel

DING Chun-yong

(Shanghai Branch of China Classification Society, Shanghai 2000135, China)

In order to get the reasonable calculation method of the equipment number for the semi- submersible vessel, 4 semi-submersible vessels with different types and tonnages are investigated. Some suggestions on the equipment number calculation of the semi-submersible vessel are proposed as following: in calculation of A or h, the breadth of deckhouse is to be included, no matter whether the breadth of deckhouse is greater than B/4, unless the maximal positive windward area of deck cargos is provided; the maximal side windward area of deck cargos should be considered in equipment number calculation; if the maximal side windward area of deck cargos couldn't be sure, the equipment number should be increased two grades directly.

semi-submersible vessel; equipment number; calculation method

10.3963/j.issn.1671-7953.2015.01.023

2014-09-02

丁春勇(1983-)，男，學(xué)士，工程師

U671.91

A

1671-7953(2015)01-0089-05

修回日期：2014-09-25

研究方向:船舶檢驗

E-mail:cyding@ccs.org.cn