關于半潛船舾裝數計算的探討

丁春勇

(中國船級社 上海分社,上海 200135)

關于半潛船舾裝數計算的探討

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計算方法，在調研的基礎上對4條不同類型、不同噸位的半潛船進行分析，提出半潛船舾裝數計算的建議：無論甲板室寬度是否小于B/4，均應將該甲板室計入A、h，除非能提供所載甲板貨的最大正向迎風總面積，可按甲板室及甲板貨的實際最大正向迎風總面積之和計入；應計入所載甲板貨的最大側向迎風總面積，如不能提供甲板貨的最大側向迎風總面積時，舾裝數可按增加2檔選取。

半潛船；舾裝數；計算方法

某5 000 t半潛駁的主要參數如下。

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)的單側浮箱寬度小于B/4，即10 m，但是兩側浮箱寬度之和大于B/4。按照CCS規范對該船進行舾裝數計算時，存在以下兩個疑問。

1)舾裝數計算中是否應計入浮箱高度，以何種方式計入更為合理。

2)舾裝數計算中是否應計入所載甲板貨的側向迎風總面積。

結合上述兩個問題，就適合半潛船特點的舾裝數計算方法進行相關討論。

1 舾裝數計算的理論

1.1 錨泊、系泊設備的概述

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

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，連接到單浮筒或結構架上的單點系泊，以及連接到多個浮筒上的多浮筒系泊等。CCS規范對拖索、系船索的要求是不作為入級條件的，僅為指導性要求。半潛船的系泊設備一般為碼頭系泊，主要依據舾裝數計算。

1.2 CCS規范對舾裝數計算的要求

CCS《質海船入級規范》第2篇第3章第2節3.2.1.2條的規定[2]如下。

舾裝數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 的甲板室的側向迎風總面積的總和，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hi從上甲板中心線量起,或具有不連續上甲板時,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，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。

經查，CCS規范對舾裝數計算的要求源于IACS 統一要求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 統一要求A部分中還指出，經舾裝數計算所要求的錨泊設備系供船舶在港內或遮蔽水域內等待泊位或潮水時臨時系泊之用。并且，舾裝數計算的公式，是假定水流速度為2.5 m/s，風速為25 m/s，拋鏈系數取6 ～ 10倍范圍，拋鏈系數系指拋出錨鏈長度與水深之比。

此外，IACS 統一要求A部分對舾裝數計算公式還有以下附注。

1)計算h時，應忽略舷弧及縱傾，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高度的檔風板和舷墻均應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、大型鋼結構、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，在裝卸貨物作業過程中呈半潛狀態。

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 正向迎風總面積對舾裝數的影響

舾裝數計算的公式中，與甲板室(或上層建筑)及甲板貨的正向迎風總面積有關，是2Bh項。且IACS 統一要求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總面積。即使對于上述第一類半潛船，舾裝數計算公式中的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總面積的影響，直接按公式計算即可，不會產生任何異議。

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

表1 某5 000 t半潛駁的舾裝數計算

1)因單側浮箱寬度小于B/4，如將舾裝數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)均不考慮其迎風總面積。這種方案應該不合理。

2)因兩側浮箱寬度之和大于B/4，如將舾裝數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，則應計入浮箱高度。這近似涵蓋了整個浮箱高度范圍內的甲板室和甲板貨的正向迎風總面積，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場

3)以實際浮箱面積計入，參考了舾裝數計算中對拖船的要求。但這僅考慮了船本身迎風面積的影響，未考慮甲板貨的正向迎風總面積，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總面積計入舾裝數計算。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鋼規第2篇第12章駁船附錄中甲板最大許用載荷的提法，由設計方提供甲板貨的許用正向迎風總面積，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，其結構特點與上文提到的5 000 t半潛駁類似，均為單側浮箱寬度小于B/4，但兩側浮箱寬度之和大于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半潛駁的舾裝數計算

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

另外，上述兩條半潛駁實際批準的舾裝數計算書都是按方案二計算的。

3.2 側向迎風總面積對舾裝數的影響

半潛駁船吃水面積大，型深深，浮箱高，迎風、浪、流的影響很大，因此在港內拖帶、錨地拋錨和拋錨定位時均存在較大危險性。考慮半潛船的這一特點，無論甲板室(或浮箱)寬度是否小于B/4，其側向迎風總面積都應計入舾裝數計算中的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。

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

表3 計入甲板貨側向迎風總面積前后舾裝數及艏錨的選取

可見，由于與甲板貨側向迎風總面積有關的是A項，在舾裝數計算時會取A/10，對最終舾裝數的取值影響不大。

盡管IACS 統一要求“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《鋼質海船入級規范》對大件運輸船的補充規定“在舾裝數計算時應計入設計可裝載最多成套大件和項目設備的側向迎風總面積。如不能提供成套大件和項目設備的側向迎風總面積時，舾裝數可按增加兩檔選取。”

對比4艘調研船見表4。

表4 計入甲板貨側向迎風總面積后舾裝數及艏錨的選取

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計算的N加大2檔選取錨泊設備；8 000 t舉力半潛駁是船東自愿將甲板貨的實際側向迎風總面積計入舾裝數計算。

由表4可知，將甲板貨實際的側向迎風總面積計入后得到的舾裝數N+ΔN，與按舾裝數N增加2檔，選取的錨泊、系泊設備差異不大，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高于船本身的造價，故船東十分關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總面積，還是甲板室及甲板貨的側向迎風總面積，船東接受合理的、安全的甚至保守的舾裝數計算方法。尤其對于需要錨泊定位的半潛駁船，其實船上錨泊、系泊設備的配備遠高于按舾裝數計算選取的配備。

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

4 結論與建議

舾裝數計算源于IACS 統一要求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船型，而對于半潛船這類有特點的船型，考慮不是很全面。經過對船東、設計單位、船級社的調研，并對4條不同類型、不同噸位的半潛駁船進行分析，提出以下建議。

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

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

[2] 中國船級社.鋼質海船入級規范[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