SOLAS 2009破损稳性衡准对客滚船设计影响分析

周耀华，张高峰，章 程

（中国船级社上海规范研究所，上海 200135）

0 引 言

在渤海湾运营中的客滚船有相当一部分是按照2004年国内法规之2006或2008修改通报的分舱标准设计建造的。分舱标准与同年代适用的国际法规（即SOLAS 90标准）相同。于2009年1月1日生效的SOLAS 2009分舱标准系基于风险分析的方法[1]，相对于确定性的SOLAS 90标准[2]而言，在设计上能够带来更大的灵活性，并可能为船舶设计出更大的货物处所[3]。本文通过对4艘渤海湾客滚船，进行了SOLAS 2009概率破损稳性衡准校核，评估了SOLAS 2009分舱标准对客滚船设计的潜在影响。

1 SOLAS 2009衡准校核

4艘客滚船主尺度详见表1。

4艘船均按SOLAS 2009标准进行设计。为了满足衡准要求A、B和D船的布置较为相似，在舱壁甲板以下均布置有滚装处所。滚装处所均设有L形边舱保护，边舱宽度均略大于B/5以保证SOLAS 90衡准计算的破损范围不会危及滚装处所破损。C船因舱壁甲板下没有布置滚装处所，故对边舱宽度没有统一限制。除A船外其余均在舱壁甲板上只布置了一层延伸至船长范围的滚装处所，而A船则设置了2层。

SOLAS 2009概率法校核主要考察以下几个方面：

1) 满足R指数要求（SOLAS II-1/6）；

2) SOLAS II-1/8条的满足；

3) SOLAS II-1/9 条的满足。

4艘船计算结果详见表2。

由表2 计算结果可见样船B、C和D均能满足R指数要求。通过对计算结果的分析，样船A不能满足的主要原因在于设计了3层滚装处所导致dp*和ds吃水过大且对应GM过小。同时由于舱壁甲板下的滚装处所舱室容积较大导致残存概率过小。B和D船由于舱壁甲板下分舱相对合理，货物布置适当导致残存概率较高，从而能够满足R指数要求。C船由于没有舱壁甲板下的滚装处所因此取得了较大的A指数冗余。可见B、D船的设计从经济性考虑更为适合，C船设计相对SOLAS2009衡准过于保守。

表1 客滚船主尺度和载客人数

注：计算样船救生艇数量均按照普通国际航行配置，这与装载手册略有不同。

*dp，ds和GM的定义参见相关法规规定[1]。

虽然没有进行针对性设计，但所有样船均能满足8.1条和9条的要求。证明现有的客滚船分舱设计基本能够满足SOLAS 2009衡准部分的要求。应注意的是针对8.2条的计算表明有必要针对边舱的布置进行适当调整。客滚船现有的边舱设计使水线以下较长的部分为宽度略大于B/5的空舱所保护。该部分基本上左右通过横贯进水装置相连通，且L形边舱通常延伸至水密甲板。因此，有部分破损情况因进水过多导致残存概率不满足衡准要求，可以通过适当修改边舱设计以较小的代价满足8.2条要求。无边舱保护部分同样可以通过少量修改使之满足要求，因此8.2条的修改设计不在本文讨论范围之内。

2 修改设计对比计算

依据SOLAS 90标准设计的客滚船A在原始设计下不满足SOLAS 2009衡准标准，且存在较大差距。因此，针对A船的问题进行了不同修改设计方案的对比计算。在尽量减少修改工作量和尽量不减少装载量的情况下使之满足SOLAS 2009标准。以此为例初步评估现有SOLAS 2009衡准对客滚船传统设计的影响。

由于基于SOLAS 90确定性衡准的破损范围为B/5是A船的边舱设计宽度的基本依据，在施行SOLAS 2009概率法衡准后，8.2条对边舱破损范围的要求为B/10。有必要分析以此为边舱设计依据的潜在影响，因此在对比方案中将边舱与底部滚装处所相邻的部分缩减 2m，使该部分的边舱宽度略宽于 8.2条规定的B/10。

针对原始设计方案的计算结果分析表明，由于底部滚装处所较长、容积较大，一旦破损后将导致残存概率基本为零。因此，在底部处所增加1道水密舱壁与原始设计作比较。增加1道横舱壁时，需要增加一部起重机，出于简化计算考虑，该部分的计算没有计入GM和排水量。

由于在满足SOLAS 2009的B船和D船上增加了一个位于上甲板的上层滚装处所，即实际存在3个滚装处所。因此，dp和ds下的GM值较小无法满足SOLAS 2009要求。考虑逐步减少该处所的载货量，分别针对底部滚装处所不增加横舱壁、增加1道横舱壁和边舱宽度是否减小共4种设计方案进行对比。

出于降低重心考虑，4个设计方案均将原有的部分空舱改为固定压载水舱，并选取靠近船中的空舱，出于简化计算考虑所有修改设计重心的纵向和横向位置不改变，纵倾也不改变。

修改设计方案内容为：

1) 边舱宽度修改；

2) 在底部滚装处所增加水密横舱壁；

3) 减少最上层滚装处所的载货量；

4) 将部分空舱改为固定压载水舱。

依据表3进行修改设计后，底部滚装处所和边舱的设计如图1~4所示。

表3 设计修改参数

图1 边舱B/5，1道横舱壁方案

图2 边舱B/5，无横舱壁方案

图3 边舱B/10，无横舱壁方案

图4 边舱B/10，1道横舱壁方案

保持载客量不变分别逐步减少最上层滚装处所的货物装载量，以减小ds，dp增加GM。计算结果见表4。

从表4的计算结果可知，下层滚装处所过大导致残存概率过小，而增加横舱壁后能够有效提高A指数。同等情况下边舱宽度保持原始设计不变能够更好地满足A指数的要求。同时，考虑到经济性，B/5边舱宽度和增加1道横舱壁是较佳选择。

表4 改装方案计算得到的A指数

值得注意的是，8.2条无论边舱宽度是否修改，船中机舱及后部的原始设计都不满足该条要求。减小边舱宽度可以使机舱前部的设计满足8.2条要求。但考虑到将严重影响最上层滚装处所的货物装载量，而边舱形状为L形的可以考虑采用修改边舱局部设计，将边舱宽度保持不变维持比B/5略宽的原始设计。由于水密甲板以下滚装处所的容积较大，一旦破损将会导致船舶浮态发生重大改变甚至导致倾覆。而SOLAS2009衡准施行后，在A指数满足要求的情况下允许该处破损后船舶残存概率为零。就这一点而言SOLAS 2009衡准相对SOLAS 90衡准存在一定的风险，不一定在安全性上完全等效。因此，从安全角度考虑应该维持边舱宽度不变，保证B/5破损范围不会危及到水密甲板下的滚装处所。

3 结 语

4艘样船的计算分析结果表明现有客滚船的设计基本上可以在付出较小代价的情况下满足 SOLAS 2009破损稳性衡准。在改装设计过程中，建议关注以下设计原则：

1) 舱壁甲板下舱段边舱宽度保证B/5；

2) 在舱壁甲板下布置低位货舱，以增加残存性；

3) 优化货物装载布置，使dp和ds下的GM维持在适当范围；

4) 适当修改L形边舱设计，减小B/10破损范围内舱室进水对浮态的影响；

5) 适当修改机舱及以后舱室的分舱布置，减少其破损后对浮态的影响。

[1] IMO. SOLAS Consolidated Edition 2009[S].

[2] IMO. SOLAS Consolidated Edition 2004[S].

[3] 孙家鹏. 破舱稳性新规则探讨[J]. 上海造船，2009，（4）：28-33.