SOLAS对双层底要求研究

陈 晶 晶

（中国船级社审图中心，上海 200135）

0 引 言

最新修订的SOLAS[1]（国际海上人命安全公约）对船舶的双层底布置提出了严格的要求，本文对审图工作中碰到的各种案例的计算与分析，阐述了对这一新要求的理解和运用，并对船舶分舱布置提出了合理的建议。

1 双层底布置要求的适用范围

双层底布置要求适用2009年1月1日后铺设龙骨的船舶（除液货船外）。其范围包含了船长80m以下的货船和/或符合其他分舱与破损稳性规则的船舶。虽然在SOLAS第Ⅱ-1章B部分分舱与稳性第4条中提到，B-1至B-4部分的破损稳性要求适用于船长（L）80m及以上的货船和所有客船（不论其船长），但注释①中其他文件的分舱与破损稳性规则的货船除外[2]。在MSC.281（85）（第85届海上安全委员会通过的决议）对SOLAS第Ⅱ-1章分舱与破损稳性规则的解释性说明第4.1条[3]中指出了各个条款的适用范围，注释①中所列其他IMO文件中的分舱与破损稳性规则的货船，不要求符合B-1部分的第6、7、7-1、7-2条，但应符合其他规则。综观这些条款， B-1部分的第6、7、7-1、7-2条是破损稳性要求范畴，详细描述了概率法破损稳性的计算方法，这些规则对船长80m以下的货船是不作要求的；而B-2部分的第9、10、11条是针对船舶布置提出的要求，已超出了概率法破损稳性的计算范畴，故不适用于前面第4条的规定。因此，除液货船外，不论船长、船型，不论适用何种破损稳性规则，均需满足双层底布置要求。

2 双层底布置要求分析

双层底布置主要是将较小搁浅引起的浸水影响最小化，具体要求如下：

1) 双层底纵向范围自艏部防撞舱壁至艉尖舱舱壁；

2) 双层底横向范围自内底延伸至船舷两侧，即船体全宽B，以保护船底至舭部弯曲部位；

3) 双层底垂向范围为内底板的高度h自龙骨线量起，h ≥B/20，在任何情况下，h值不得小于760mm，

但也不必大于2000mm，还应不大于部分吃水dp；

4) 在大小适中的水密液舱（包括干的液舱）处，如舱的底部或侧面破损不致有影响船舶安全（通过双层底破损计算），则不必设双层底；

5) 适用SOLAS第Ⅱ-1/1.5条规定并在第Ⅲ/3.22条定义的短程国际航行范围内营运的客船，主管机关如确信设置双层底与该船的设计及船舶正常作业不相适应，可允许在该部分免设双层底。

客船或货船未设双层底的任何部分，都应视为非常规布置并按B-2部分第9条规定的底部破损要求进行计算验证其安全性。

针对审核中碰到的各种船底布置情况，解释如下：

1) 内底板的高度h自龙骨线量起，龙骨线是平行于平板龙骨的一条直线，因此在艉部升高而使得船底板升高高度大于 /20B 的区域，则自动视为满足双层底布置要求，不需要进行底部破损计算；

2) 双层底没有横跨整个船宽，如图1；所设内底高于部分分舱吃水dp的，如图2；还有双层底内的舱室与dp以上舱室通过围壁相通的，都应视为非常规布置；

图1 未横跨整个船宽的双层底布置

图2 内底高于dp的双层底布置

3) 从规范定义的角度考虑，因底部升高而使该舱室的最低点仍大于 /20B 的，可不设双层底，如图3中的舷侧边舱，直接满足双层底要求，亦不需要进行底部破损计算，而该图的中间舱室仍要设置双层底；

4) 内底的表面并非不可在垂直方向作成阶层，只要内底任何部分不低于参考水平面dp，较小的阶层和凹槽就此处而言不必视为非常规布置[3]。图4是在横向范围内形成台阶。

图3 不需设置双层底的舷侧边舱

图4 有阶层的双层底布置

3 底部破损稳性计算分析

对不满足双层底要求的非常规布置的区域应通过破损计算。计算的目的是为了核算未按双层底要求进行布置的各个区域在船舶所有营运工况下破损后的残存概率is不小于1，不致于影响船上人命安全。

首先应确定底部破损的范围，如表1[1]所示（表中L按载重线船长计算）：

表1 底部破损计算的破损范围

底部破损区域包括未满足双层底要求的任意部位，以及位于破损范围内的任何相邻接的处所。利用破损范围形成的方框在破损区域进行比量，图5给出了可能的破损位置（阴影表示未满足双层底要求的部位；方框表示应假定的破损区域）。因相邻舱室的计入，使参与底部破损稳性计算的区域有所扩大。将图5中每个框中所框到的舱室作为一种破损组合，从而可得到多种底部破损组合形式。若未设双层底的舱室左右舷不对称布置，取较为危险的一舷进行破损；若对称布置，则取提供储备浮力较小的一舷进行破损；若破损区域内较小的区域破损会导致更严重的情况，还须核算小区域的破损。为了计算破损后的残存概率is，可以借助一般破损稳性的计算方法进行计算。

图5 底部破损稳性计算中可能的破损位置

3.1 概率法

该方法需要定义初始状态：ds（最深分舱吃水）、dp（部分分舱吃水）和dl（轻载航行吃水）3种吃水下的最小要求GM（初稳性高）或最大许用重心垂向位置KG和有效纵倾范围。其中：

ds——船舶夏季载重线吃水；

dp——轻载航行吃水加上轻载航行吃水与最深分舱吃水之差的60%；

dl——通常对应于装载手册中消耗品为10%的压载到港工况下的吃水，但并非一定是该工况，通常表示所有航行装载工况的合适下限。

首先按常规方式定义ds、dp和dl下的最小要求GM值。所定义的GM应保证残存概率is对上述3个工况均不小于1。并且使得装载手册中的各典型工况的计算GM值都满足最小GM要求。在吃水ds、dp和dl之间的最小GM值可以通过线性内插法求得。

按ds、dp零纵倾，dl的实际营运纵倾计算各破损组合破损后的残存概率is。由于零纵倾计算下的有营运纵倾计算，对dl仅考虑一个纵倾。在ds、dp和dl之间的各吃水处的纵倾范围可以通过线性插值得到。② 装载手册中各典型工况的纵倾值对应于垂线间长bpL ，而双层底破损稳性计算中的纵倾范围是按照船舶分舱长度Ls定义的，因此需要进行转换。

在完整稳性计算书或装载手册中应给出极限GM曲线的包络曲线，如图6；并清晰地说明该曲线的有效纵倾范围，如图7。

对每个货舱或某舱室的一部分的渗透率采用概率法计算其规定值。如各个破损组合在定义的初始状态下的残存概率is都不小于1，则满足要求。

3.2 确定性法

确定性法与概率法不同之处在于其初始的核算工况以及最终的校核衡准不同。其初始工况需要将装载手册或完整稳性计算书中的各个典型工况均纳入到该底部破损稳性计算的核算工况。在第7-2条中有浸水最终平衡阶段的残存概率final,iS 的公式：

图6 极限GM曲线

图7 有效纵倾范围

计算时还应注意，不能假定破损穿透的液舱其液体完全从该舱流失，并由海水来取代未达到求取的最终平衡水线。该方法由于初始工况较多，工作量较大，校核标准较为严格，故建议使用概率法计算。

4 案例分析

某船，其载重线船长L=194.78m，B=32.26m，双层底高度为1.78m。其第五压载舱存在如图2的超出部分吃水dp的非常规双层底布置，如图8阴影部分所示，其破损范围假定为表2：

表2 某船底部破损范围

按照破损范围考虑其底部破损组合有以下6种情况，见图8。

1) 破损组合1：第五压载舱（左）、空舱、滑油泄放舱；

2) 破损组合2：第五压载舱（左）、空舱、滑油泄放舱、主机滑油循环舱、管弄、污水井；

图8 某船底部破损稳性计算中可能的破损位置

3) 破损组合3：第五压载舱（左）、第五压载舱（右）、空舱、滑油泄放舱、主机滑油循环舱、舱底水分油污油舱、燃油泄放舱、管弄、燃油溢流舱、污水井；

4) 破损组合4：第五压载舱（左）、第四压载舱（左）；

5) 破损组合5：第五压载舱（左）、第四压载舱（左）、管弄；

6) 破损组合6：第五压载舱（左）、第四压载舱（左）、管弄、第五压载舱（右）、第四压载舱（右）。

根据装载手册中的营运纵倾范围和初稳性高，采用零纵倾和-1.94m纵倾2个初始状态将最小GM调整为1.0m进行计算，其初始状态见表3。

表3 底部破损稳性计算的初始状态列表

通过概率法计算，6种破损组合在以上5种初始状态下破损后的残存概率均为1，满足要求。证明此处不设置双层底不会影响船舶安全，则不必设置双层底。

ds和dp：{-0.5%L ≤ trim ≤ +0.5%L} ∪ {-1.94-0.5%L ≤ trim ≤-1.94+0.5%L}，为 {-2.91≤ trim ≤ 0.97}；

dl：{-1.293-0.5%L≤trim ≤ -1.293+0.5%L} ，为{-2.263 ≤ trim ≤ -0.323}；

吃水ds、dp和dl之间的纵倾值可以通过线性插值得到。

5 分析与结论

5.1 破损计算结果分析

双层底要求是一种比较严格的保护船舶安全的规则。在双层底破损计算审核中，发现破损范围对舱室的布置尤为重要，若一个较大舱室，设计的纵向长度较为接近且小于破损的纵向范围长度，并且相邻舱室都是较大舱室，则该种情况下的底部破损后的残存概率不易满足要求。最好能在设计之初考虑修改舱壁位置，使该舱的纵向长度大于纵向范围。

尤其对参照母型船进行设计的船舶，大多母型船在设计时双层底要求并没有生效，因此，在设计之初最好能补充完整的双层底，或进行该项计算。

5.2 补救措施

1) 调整舱室布置，如增设双层底，或修改舱壁位置；

2) 若船舶已完成建造阶段，可在破损计算不合格的区域内增设固定压载水舱（慎用），此法在破损计算中可以减少破损后该舱液体的进出；

3) 采取措施增加装载的初稳性高度，如减少甲板货的装载量，或降低夏季载重线吃水。

[1] 国际海上人命安全公约2009 INTERNATIONAL CONVENTION FOR THE SAFETY OF LIFE AT SEA[S].

[2] 国际海事组织 第80届至第82届海上安全委员会通过的决议 A COLLENCTION OF RESOLUTIONS ADOPTED AT 80THTO 82NDSESSIONS OF MARITIME SAFETY COMMITTEE[S].

[3] 国际海事组织 第 85届海上安全委员会通过的决议 A COLLENCTION OF RESOLUTIONS ADOPTED AT 85THSESSIONS OF MARITIME SAFETY COMMITTEE[S].