大型集装箱船舶许用静水湾矩的合理应用

夏少生　龚瑞平

船体结构必须具有在各种外力的作用下不发生极度变形和破壞的能力。大型集装箱船舶设计除了要考虑船体结构在大扭转变形条件下的极限强度和腐蚀变量，还要充分考虑大货舱开口对船体结构的影响。本文基于大型集装箱船舶许用静水弯矩的设计初衷，探讨不同许用值的合理应用，以促使船岸相关单位和人员统一认识，进一步提高大型集装箱船舶运营效益和码头资源利用率。

1 大型集装箱船舶许用静水弯矩的设计

初衷

集装箱船舶通常采取班轮运营模式，在同一航次中挂靠多个港口装卸集装箱，并且在各个港口装卸的集装箱的数量、箱型和质量互不相同，导致难以用相对固定的装载模式校核船体工况。鉴于此，船舶设计单位往往从双层底压载水舱设计、横舱壁支撑结构设计、纵骨型材选择等方面入手，并考虑船舶在海上和港内两种不同工况下所受外力情况，在设计阶段根据船级社规范要求针对船舶纵向强度设计集装箱船舶海上和港内许用静水弯矩（见表1），其中：海上许用静水弯矩反映船体结构在不同载荷状态和北大西洋恶劣海况下，抵抗各种外力作用而不发生变形和破坏的能力;港内许用静水弯矩反映船体结构在港内风浪较小和装卸作业不对称的情况下，抵抗各种外力而不发生变形和破坏的能力。船舶所有人通常将许用静水弯矩作为下限值载明于造船合同中，并记录于船舶装载手册中供船长参考。

2 大型集装箱船舶许用静水弯矩的合理应用

集装箱船舶在运营过程中需要挂靠多个港口实施装卸作业，而各个港口装卸的集装箱的数量、箱型和质量难以与船舶良好工况对装卸作业的要求保持一致，从而使船舶配载面临一定挑战。合理调节压载水量能够有效改善船舶纵向强度，并确保船舶吃水差符合要求，而长度超过300 m的大型集装箱船舶对压载水内循环的要求更高。当船舶在满载情况下通过浅点或运河时，需要采取一定措施控制吃水：如果减少载箱量或候潮开航，船舶可能无法顺利完成航次任务;如果减少压载水量，船舶在短时间内难以达到海上许用静水弯矩下的强度要求。此时，有经验的船长和船队管理人员会建议大副根据天气和海况，将船舶压载水量调节至合适水平，在短时间内利用港内许用静水弯矩与海上许用静水弯矩之间的差值，确保船舶顺利通过浅点或运河后，再尽快增加压载水量使船舶恢复到海上工况。

3 相关船级社规范及理念

“船舶位于港内”并不等同于“船舶处于港内状态”：前者表述的是船舶位置，而后者表述的是船体强度。有学者认为：在风平浪静的海面上，虽然船舶并不位于港内，但船体抵抗外力的强度实际就是港内强度。考虑到海上涌浪及天气的不确定性，实践中通常不建议船舶长时间保持港内强度。

英国劳氏船级社认为：在距离深海6 n mile左右且风力不超过蒲福风级6级的港湾、河口、海湾、潟湖等相对平静的水域，船体抵抗外力的强度可视为港内强度。挪威船级社认为船舶许用静水弯矩是渐进变化的曲线，据此拟推出不同季节和海域的波浪系数（见表2），从而指导船方根据天气和海况确定许用静水弯矩范围。国际船级社协会认为：在装卸货物、进出船坞、螺旋桨部分露出水面等情况下，可视为船舶处于港内状态。中国船级社认为：要求离开码头的船舶一律使用海上强度，这是对船级社规范的误解;当船舶在航道或运河内通行时，可根据天气和海况合理确定并使用港内许用静水弯矩。建议船舶设计和建造单位将此设计初衷标注于新造船舶的装载手册中，以指导船舶实际操作。

4 结束语

安全、准班、满载是大型集装箱船舶的主要运营目标。大型集装箱船舶配载计划需要克服航道水深和岸桥参数等限制，充分利用现有资源，实现船舶载箱率、船时效率、船舶工况的动态优化，从而使船舶顺利完成航次任务。除了完善信息共享机制外，船岸之间还应加强技术交流和探讨，特别是对国际公约和船级社规范中难以量化的相关概念，需要基于其设计初衷统一认识，从而使船舶操作和运营更加顺畅，航线效益显著提升。

（编辑：张敏 收稿日期：2021-08-02）