货运12章解读.docx

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货运12章解读

第一章货物运输基础知识

第一节船舶浮态

一、船舶平衡条件

船舶的平衡条件是：

重力和浮力大小相等、方向相反并作用于同一垂线上。

二、船用坐标系

为了表示和确定船舶重心G、浮心B、船舶其他性能参数及船上各类载荷的装载位置，需建立一船用坐标系。

船舶计算中一般规定为如图所示的习惯坐标系。

三、船舶水尺标志

船舶吃水（Draft）是指水线面下船体的深度，即水线面

与船底间的垂直距离。

根据量取方法和作用的不同，可分

为型吃水和实际吃水。

型吃水是指水线面到龙骨板上边缘

（龙骨基线）的垂直距离；实际吃水则为水线面到龙骨板下

边缘的垂直距离，两者相差一龙骨板厚度。

用标绘于船舶首、中、尾两舷的数字来表明船舶吃水大

小的标志称为水尺标志（Draftmark）。

水尺标志有公制和

英制两种（见图1-3），公制以阿拉伯数字标出，其数字高度

及两数字间距均为10cm；英制以罗马数字标出，其数字高

度及两数字间距均为6in.

观察实际吃水的方法是水线达到数字底边时，表示实

际吃水为该数字所表明的数值；水线刚好淹没该数字时，表

示实际吃水为该数字所表明的数值加上相应字高；水面有

波动时，应取其瞬间静止时的值并观测数次，取其平均值。

四、船舶浮态

船舶浮态为船舶相对于静止水面的漂浮状态。

1．正浮

船舶首、中、尾的左右舷吃水均相同，对应漂浮状态称为正浮（图1-4）。

在正浮条件下，船舶的平衡条件可表示为

W=△=ρV

Xg=Xb注意：

Xg与Xb不一定为零

Yg=Yb=0

2．横倾

船舶左右舷吃水不相同，该漂浮状态称为横倾。

当重心G偏离中纵剖面时，则重心和正浮时浮心不再共垂线，重力和浮力所形成的力矩作用，将迫使船横倾（图l-5）：

船舶倾斜后，浮心移至B1，重心G和浮心B1位于同一垂线上，达到新的平衡。

船舶横倾时的平衡条件可表述为

W＝Δ＝ρV

Xg=Xb无纵倾

Yg≠Yb=0

3．纵倾

船舶首、尾吃水不相同对应的浮态为纵倾。

当重心G和正浮时的浮心B不在同一垂线上（图１一6），重力和浮力形成的力矩将迫使船舶纵倾，纵倾后达到新的平衡。

船舶纵倾时的平衡条件可表示为

W＝Δ＝ρV

Xg≠Xb

Yg=Yb=0无横倾

4．任意倾料

船舶六面吃水均不对应相等，该浮态为任意倾斜状态。

船舶任意倾斜状态实际上是横倾与纵倾叠加后的结果，因此，其平衡条件为：

W＝Δ＝ρV

Xg≠Xb

Yg≠Yb

五、漂心F

船舶漂浮于水面上，水面与船体相交的平面即为水线面。

船舶水线面的几何中心称为漂心（Centeroffloatation）。

船舶正浮状态时，其漂心位置与水线面的大小及几何形状有关，而对于给定船舶，水线面的形状和大小取决于船舶不同吃水，因此，船舶漂心位置随吃水的不同而变化。

漂心位置以xf和yf表示。

由于水线面形状左右对称于中纵剖面，故yf＝0.然而，水线面形状一般都不对称于中横剖面，故xf一般不为零，而在船中前后一定距离内。

第二节船舶重量性能和容积性能

一、船舶重量性能

在最大允许吃水范围内，反映吃水与船舶和（或）载重关系的性能，称为船舶重量性能。

1，排水量

排水量（Displacement）是指自由漂浮于静止水面上的静态船舶所排开水的重量。

排水量在数量上等于该装载状态下船舶的总重量，按船舶的装载状态不同，排水量可分为空船排水量、满载排水量和装载排水量。

ｌ）空船排水量△。

指船舶装备齐全但无载重时的排水量，空船排水量（Lightshipdisplacement）等于空船重量，包括船体、机器及设备、锅炉中的燃料和水、冷凝器中的淡水等重量之和。

新船空船排水量为一定值，相应的吃水为空船吃水，其值均可在船舶资料中查得。

２）满载排水量△S

指船舶吃水达到规定的满载水线（通常指夏季载重线）时的排水量。

满载排水量（Fullloadeddisplacement）等于在满载状态下船舶的总重量，包括空船重量及货物、航次储备、压载水等重量的总和。

夏季满载排水量为一定值，相应的船舶吃水为夏季满载吃水，其值均可在船舶资料中查得。

夏季满载排水量是表征船舶载货重量能力大小的指标，而夏季满载吃水则是限定船舶装载吃水，保证船舶浮性的指标。

3）装载排水量△

装载排水量（Loadeddisplacement）指船舶装载后吃水介于空船吃水与满载吃水之间的排水量，其值为该装载状态下空船、货物、航次储备、压载水等重量之和。

2．载重量

船舶所能装载的载荷重量称为载重量。

载重量分为总载重量和净载重量。

1）总载重量DW

总载重量（Deadweight）是指船舶在任意吃水时所能装载的最大重量。

它包括在该吃水条件下船上所能装载货物、航次储备、压载水及其他重量的总和，其值为

DW＝△一△L（1一5）

总载重量的大小可根据给定的船舶装载状态按其构成成分叠加获得，也可根据船舶吃水由式（1-5）确定。

船舶资料中作为船舶主要参数给出的总载重量是指夏季满载吃水所对应的总载重量，其值为一定值，即

DWS＝△S一△L

DWS作为船舶载重能力大小的重要指标，通常用来表征船舶大小及统计船舶拥有量。

2）净载重量NDW

净载重量（Netdeadweight）指船舶具体航次中所能装载货物重量的最大能力，其值等于具体航次中所允许使用的最大总载重量DWm与航次储备量及船舶常数的差值，即

NDW＝DWM一∑G一C（1-6）

式中：

∑Ｇ—航次储备量（t）；

Ｃ—船舶常数（t）。

3．航次储备量∑G

指船舶具体航次中为维持船舶正常运输需要所储备的消耗物质重量总和即为航次储备量（Restoresforvoyage），按其构成可分为固定储备量和可变储备量两类。

ｌ）固定储备量G1

固定储备量G1包括船员和行李、粮食和供应品及船用备品。

由于构成G1的各部分在航次储备量中所占比例很小，因此，在计算NDW时，无论航次时间长短，可将G1取一定值，故称固定储备量。

2）可变储备量G2

航次储备量中随航次时间长短及补给方案不同而变化的那部分物质的重量，它包括燃料、润料和淡水.

4．船舶常数Ｃ

船舶参加营运后的空船重量与新船出厂时的空船重量之差称为船舶常数（Ship'sconstant）。

船舶常数通常包括以下几部分重量：

１）船舶定期修理和局部改装引起的空船重量改变量；

2）货舱内货物、衬垫物料及垃圾的残留重量；

3）液舱柜、污水井内油、水的残留物或沉淀物；

4）船上库存的废旧机件、器材及物料；

5）为改善船舶性能而设置的固定压载物；

6）船体外附着的海生物重量与其所变浮力的差值。

二、船舶容积性能

船舶所具有的容纳各类载荷体积的性能称为船舶容积性能，用来表征船舶容积性能的指标包括舱室容积、舱容系数、登记吨位及甲板货位。

1．舱室容积

１）干货舱容积（Capacityofdrycargoholds）

指干货舱内能够被货物利用的最大空间体积。

按所装载的货物不同，可分为散装容积和包装容积两种。

散装容积（Graincapacity）：

指货舱内能够被无包装且呈颗粒、粉末、小块、球团等状的固体散货所利用的最大空间体积。

其大小为两舷侧板内缘、前后横舱壁内缘、内底板或舱底板上缘至甲板下缘所围体积及舱口围板与舱口盖板下缘所围体积之和，并扣除舱内骨架、支柱、货舱护条、通风筒等所占空间体积。

包装容积（Batecapacity）：

指货舱内能为包装货物或具有一定尺度的裸装货物所利用的最大空间体积。

其大小为包括舱口围板所围体积在内，量自两舷侧肋骨或纵桁内缘、前后横舱壁骨架的自由翼缘、内底板或舱底板上缘至甲板横梁或纵骨下缘所围空间体积，并扣除舱内支柱、通风筒等舱内设备所占体积。

一般货舱的包装容积约为散装容积的90％一95％。

2）液货舱容积（Liquidcargocapacity）

指货舱装载液体散装货物时可利用的最大容积。

3）液舱柜容积（Tankcapacity）

指船舶能够为燃料、润料、淡水、压载水所利用的专用舱柜的最大容积。

表1-1为某杂货船货舱及液舱柜容积表。

当各舱室未装至最大容积，可根据实际装载深度查“舱容曲线”，从而确定实际装载容积及重心位置。

4）甲板货位

对于某些种类的船舶，允许或适合于在上甲板装载一定数量的货物，如集装箱船、木材运输船、杂货船，而允许利用的甲板货位受到船舶稳性、安全了望、货物系固等方面的限制。

集装箱船甲板可用货位与舱内容积之比为1：

2一1：

1，而木材船甲板可用货位与舱内容积相比，也基本接近。

2.舱容系数u

舱容系数（Coefficientofload）指全船货舱总容积与船舶净载重量之比，即每一净载重吨所占有的货舱容积。

u＝∑Vch/NDW

式中：

u—舱容系数（m3/t）；

∑Vch—全船货舱总容积，对杂货船，取包装容积；对散货船，则取散装容积。

由于各具体航次NDW不同，因此相应的舱容系数也不同。

船舶资料中的舱容系数是船舶在满载状态下保持最大续航能力时的数值。

杂货船舱容系数约为1．5一2．1m3/t,散货船舱容系数约为1．6一2．2m3/t.

船舶舱容系数是表征船舶对轻货或重货适应能力的指标。

舱容系数较大的船，适合于装载轻货，若装载重货，则货舱容积未得到充分使用；相反，舱容系数较小的船，适合于装载较重货，如装载轻货，则载重量不能充分利用。

3．登记吨位

船舶登记吨位（Registertonnage），是指船舶为登记注册及便利海上运输的需要，按有关国家主管机关指定的丈量规范的规定所丈量的船舶容积，以吨位表示其大小。

凡船长不小于24m的我国海上航行船舶，均应按规定丈量并核算船舶登记吨位。

根据船舶丈量的范围和用途不同，登记吨位可分为总吨、净吨和运河吨。

１）总吨GT

根据规定的吨位丈量规范丈量船舶总容积后所核算的专门吨位为船舶总吨（Grosstonnage）。

按下述公式决定

GT＝K1V（1一8）

式中：

Ｖ—船舶所有围蔽处所总容积

Kl—系数，K1＝0．2＋0．02lgV。

船舶总吨位的用途主要有：

（ｌ）表征船舶建造规模大小，作为船舶拥有量的统计单位；

（2）船舶建造、买卖、租赁费用及海损事故赔偿费的计算基准；

（3）国际公约，船舶规范中划分船舶等级，提出技术管理和设备要求的基准；

（4）作为船舶登记、检验、丈量等计费的依据；

（5）作为某些港口使费的计算基准；

（6）作为计算净吨位的基础。

2）净吨NT

根据丈量规范规定丈量确定的船舶有效容积所核算的专门

吨位为船舶净吨位（Nettonnage）。

有效容积可理解为船舶用于载货和载客处所的容积。

净吨位应按下式计算：

NT＝K2Vc（4d/3D）2+k3（N1+N2/10）

式中：

Ｄ—船长中点的型深（m）；

d---船长中点的型吃水（ｍ）（可见NT的大小与Dd有关）

净吨位主要用做计收各种港口使费（如港务费、引航费、码头费、灯塔费等）和税金（吨税）的依据。

3）运河吨位（Canaltonnage）

苏伊士运河和巴拿马运河当局为维护各自国家的经济利益，按特殊丈量规范确定的登记吨位。

它包括总吨和净吨两种。

运河吨位主要用于交纳运河通过费的依据。

凡航经运河的船舶，必须具备运河当局核定的运河吨位证书。

第三节船舶平均吃水及其修正

一、平均吃水的概念

船舶装载后排水量为某一数值，当船舶存在纵倾或横倾时，不同横向位置和纵向位置处的吃水是不同的。

所谓平均吃水是指在该排水量条件下对应船舶正浮状态时的吃水。

无论船舶纵倾或横倾状态怎样改变，仅影响排水体积的形状，而不影响排水体积的大小，因此，平均吃水亦称等容吃水。

（指漂心处的吃水）

二、平均吃水的计算

1．正浮

船舶装载后为正浮状态时，船体各处吃水相等，该吃水值根据定义即为平均吃水。

2．纵倾

当船舶处于纵倾状态时，首尾吃水不相等，两者差值称吃水差，船舶平均吃水的计算可表示为

dm=（dF+dA）/2+txf/Lbp

txf/Lbp――船舶平均吃水的漂心修正量（m），或称纵倾修正

当xf＝0或|t|<0.30m时则船舶平均吃水为

dm=（dF+dA）/2

3．横倾

当船舶处于横倾状态时，左右舷吃水不相等，其平均吃水为

4，任意倾料

当船舶同时存在纵倾和横倾时，六面吃水均不相等，该浮态下的平均吃水可按下式算出。

式中，吃水差t为

t=（dFP+dFS）/2一（dAP+dAS）/2

5．船体拱垂变形对吃水的修正

以上求取船舶平均吃水时均将船体视为刚体，而实际上船体为一弹性体。

因此，船舶在某一浮态下会存在一定纵向弯曲变形，引起船舶吃水的改变。

船体纵向弯曲变形后，在船中处测得船中吃水与弯曲变形前平均吃水有一差值。

在中垂（Sagging）情况下，为正值；而在中拱（Hogging）情况下，为负值。

即δd¤＝d¤-dm

考虑拱垂变形影响后，船舶平均吃水可按下式计算

dm=（dF+6d¤+dA）/8

即船中吃水取较大权数。

三、船舶平行沉浮

船舶平行沉浮是指船上载荷（货物、燃油、淡水、压载水等）增减前及增减后的水线相互平行，即载荷增减后船舶吃水改变量处处相等。

１．载荷少量增减时船舶平行沉浮的条件

载荷少量增减一般指载荷增减量小于10%船舶装载排水量的装卸情况，即P＜10％△。

（少量的定义）

船舶平行沉浮的条件是：

少量增减的载荷重心位于初始漂心F的垂线上。

2．每厘米吃水吨数TPC

每厘米吃水吨数（Metrictonsper1cmimmersion）是指船舶平均吃水变化1cm时对应排水量的改变量。

其表达式为

TPC＝0.01ρAw（t/cm）（1一18）

由于船舶吃水不同时水线面积亦不同，且随吃水增大而增大，

因此，TPC和水线面积随吃水的变化趋势是一致的。

四、舷外水密度改变对吃水的修正

舷外水密度的变化导致排水体积的改变，船舶吃水也改变。

1．基本公式

设舷外水密度由ρ1，变化到ρ2，且船舶排水量△保持不变，即

Δ＝ρ1V1＝ρ2V2（1一19）

船舶在不同水密度的两水域中排水体积变化量δV为

δV＝Δ/ρ2-Δ/ρ1

而δV则引起平均吃水变化。

设Aw为水线面面积，TPC为每厘米吃水吨数，由于吃水变化很小,Aw和TPC均可视为定值，则有

δV＝δdρ·Aw即δdρ＝δV/Aw

由上两式可得

δdρ＝（1/ρ2-1/ρ1）Δ/Aw

（由1－18式得Aw=100TPC/ρ代入上式）

最后得出船舶进出不同水密度水域时平均吃水变化量为：

δdρ＝（1.025/ρ2-1.025/ρ1）Δ/100TPC（m）（1-20）

式（1一20）可简化成（1-21）

2.淡水和半淡水水尺超额量

船舶由标准海水（ρ＝1．025）水域进入标准淡水

（ρ=1．000）水域时平均吃水的增加量称为淡水水尺超额量（Freshwaterallowance）FWA。

由式（1一20）可得

FWA=（1.025/ρ2-1.025/ρ1）Δ/100TPC（m）

FWA=Δ/4000TPC（m）（1-22）

船舶由标准海水水域进人水密度1.000＜ρ2＜1．025的水域时平均吃水增加量称为半淡水水尺超额量，可按以下公式求取:

δd=（41一40ρ2）FWA（1一23）

上式可由（1.025-1.000）/FWA=（1.025-ρ2）/δd求得.

3．新水域船舶平均吃水的近似计算

在吃水变化较小时，船舶进入新水域时平均吃水为（反比）:

d2=d1*ρ1/ρ2

在对吃水精度要求不高的情况下适用

第四节船舶静水力资料

船舶静水力资料包括静水力曲线图、载重表和静水力参数表。

一、静水力曲线图

静水力曲线图（Hydrostaticcurvesplan）表示船舶在静止正浮状态时的浮性参数、稳性参数和船型系数与吃水间关系的一组曲线。

静水力曲线图的查取方法

静水力曲线图的垂向坐标代表船舶平均型吃水，横向坐标代表船舶不同参数，以厘米数表示，各参数与厘米数的比例标于图中。

其查取方法是：

作船舶装载状态下平均型吃水的水平线，与所查曲线相交，读取交点对应横坐标上的厘米数，并按所查参数与厘米数比例换算成实际参数值。

二、载重表尺

载重表尺（Deadweightscale）是指船舶在静止、正浮状态下不同吃水时的海水中和淡水中的排水量Δ、DW、TPC以及每厘米纵倾力矩MTC,横稳心距基线高度KM、xb、xf等值。

其查取方法为：

根据装载状态下的实际平均吃水作一水平线，该线与所查参数栏刻度相交，直接读出刻度对应数值即为所查参数值。

三、静水力参数表

静水力参数表（Hydrostaticdatatable）是以数值表的形式给出了船舶各性能参数与吃水间的数值关系。

与上两种形式的图表比较，静水力参数表具有简便、可靠的特点，它根据船舶平均型吃水直接读出所查参数值，而无需进行辅助线和比例转换。

四、船舶装载问题计算（自习）P188改9

第五节载重线标志

《1966年国际载重线公约》（InternationalConventiononLoadLines，1966）及法定规则均规定必须在船舶两舷勘绘载重线标志，以限制船舶满载最大吃水。

一、储备浮力

满载水线以上船体水密空间所具有的浮力称为储备浮力，它包括满载水线至干舷甲板间水密空间及满足强度要求的舱壁和水密封闭装置的上层建筑内部的空间容积所提供的浮力。

海船的储备浮力约为排水量的25％一40％。

二、干舷

船舶干舷（Freeboards）是指在船中处从干舷甲板上边缘向下量到载重线上边缘（或满载水线）的垂直距离。

干舷甲板指用以计算干舷的甲板，通常指最高一层露天全通甲板。

船舶干舷F与型深D、型吃水d的关系为：

F＝D＋ε－d（1一28）

式中：

ε—甲板边板厚度（m）。

显然，干舷可以作为衡量储备浮力大小的尺度，干舷越大，储备浮力也越大。

为了保障船舶安全并使船舶具有尽可能大的装载能力，公约和规则规定了船舶在任何装载情况下应具有的最小干舷值。

船舶最小干舷分为夏季、热带、冬季、北大西洋冬季和淡水最小干舷，其中夏季最小干舷是确定其他最小干舷的基准。

三、载重线标志

船舶载重线标志（Loadlinemarks）是指勘绘于船中两舷，标明载重线位置以限制船舶最大吃水，确保船舶最小干舷的标志。

船舶装载后实际水线未淹没相应载重线，则视为满足最小干舷的要求。

１．除木材甲板货运输船以外的国际航行船舶的载重线标志:

如图1-1o所示，由甲板线、载重线圈、各载重线3部分组成。

1）甲板线（Deckline）

勘绘于船中两舷，其上边缘位于干舷甲板边缘上表面向外延伸与船体外表面的交线上，用以表明干舷甲板位置，作为量取有关最小干舷的基准线。

2）载重线圈（Loadlinering）

由中心位置位于船中的圆环和上边缘中点通过圆环中心的水平线两部分组成。

圆环两侧标有字母“C”和“S"，为中国船级社缩写。

从甲板线上边缘至圆环中心垂直距离为夏季最小干舷。

3）各载重线（Loadlines）

位于载重线圈船首方向的若干水平线表示不同种类的载重线，由甲板线上边缘至各载重线上边缘的垂直距离即为各种所规定的最小干舷大小。

载重线共有以下6种：

（1）夏季载重线（Summerloadline）：

其高度与载重线圈中的水平线一致，标有缩写字母“S"。

通常所说的船舶满载吃水是指龙骨基线至夏季载重线上边缘的垂直距离，称夏季吃水。

（2）热带载重线（Tropicalloadline）：

标有缩写字母“T”，较夏季最小干舷小1/48的夏季吃水。

（3）冬季载重线（Winterloadline）：

标有缩写字母W，较夏季最小干舷大1/48的夏季吃水。

（4）夏季淡水载重线（Freshwaterloadlineinsummer）：

较夏季载重线高△S／40TPC（cm）或1/48的夏季吃水，标有缩写字母F。

（5）热带淡水载重线（Tropicalfreshwaterloadline）：

较热带载重线高△S／40TPC（cm）或1/48的夏季吃水，标有缩写字母"TF"。

对于船长不大于100m的船舶，尚应加绘北大西洋冬季载重线（WinterNorthAtlanticloadline）．较冬季干舷大50mm，标有字母

"WNA"。

2.国际航行的木材甲板货运输船的载重线标志

由于木材甲板货给船舶提供了一定的附加浮力，增加了抗御海浪的能力，因而木材船最小干舷比相应的其他船舶最小干舷小些。

勘绘在通常载重线后方一定距离处。

各载重线一端在规定字母前加标“L”（lumber）。

LT干舷较LS干舷小1/48的夏季木材型吃水，LW干舷较LS干舷大1/36的夏季木材型吃水，LWNA干舷与WNA干舷相同，淡水木材干舷的规定同其他货船，木材载重线标志如图1-11所示。

3.国际航行船舶的全季节载重线标志，

对于所有货船，如按法定规则的全面要求所核定的干舷大于公约所要求的最小干舷，因而其载重线勘绘于相当或低于公约所核定的最小干舷的最低季节性载重线位置时，则仅需勘绘淡水载重线。

（如法定最大吃水9米，公约的WNA最大吃水9。

5米，则此时只需勘绘9米载重线及其淡水线）全季节载重线标志如图所示。

4.国内航行船舶载重线标志

对于我国国内沿海航行的船舶，由于沿岸海面风浪较小，对稳性、强度、抗沉性等的要求可低于国际航行船舶，储备浮力也可相应减小，因此，根据规则规定，其干舷可降低要求。

国内航行船舶载重线标志如图1一13所示，载重线下半圈与标志同色，两侧标以拼音字母ZC，共有夏季、热带、淡水和热带淡水4条载重线，并在各载重线一端分别标有X、R、Q、RQ缩写。

四、载重线海图

1．世界海区的划分

根据长期观测和积累的全球不同海区在不同季节内风浪的大小和频率的资料，将世界海区划分为：

1）区带（Zones）

指一年各季节中风浪变化不大，因此允许船舶全年使用同一载重线的海区。

区带可分为：

（无冬季区带）

（1）夏季区带（Summerzones）：

指允许全年使用夏季载重线的海区，该海区出现大风的频率较热带区带高些。

（2）热带区带（Tropicalzones）：

指允许全年使用热带载重线的海区。

2）季节区域（带）（Seasonalzonesorseasonalareas）

指一年各季节风浪变化较大，因而船舶在不同季节期内允许使用不同载重线的海区。

季节区域（带）可分为：

（l）热带季节区域（带）（Tropicalseasonalzonesorareas）：

在该区域内航行的船舶，当处于规定的热带季节期（Tropicalseasonalperiods）时，允许使用热带载重线；当处于规定的夏季季节期（Surrunerseasonalperiods），则允许使用夏季载重线。

（２）冬季季节区域（带）（Winterseasonalzonesorareas）：

在该区域内航行的船舶，当处于规定的冬季季节期（Winterseasonalperiods）时，允许使用冬季载重线；当处于规定的夏季季节期时，