浅谈散货船强度特殊要求之（二）---总纵强度
作者：赵庆伟，周福双
接上篇→ 浅谈散货船强度特殊要求之（一）附加标志及设计载荷工况，
今天推出第二篇，未完待续……
一．总纵强度
船舶抵抗船体沿船长方向产生剪切及弯曲变形的能力称为船体总纵强度（Longitudinal Strength）。
1.根据SOLAS公约第XII章 REG 5的规定：
>>1999年7月1日或之后建造的、设计用于运输密度为1，000 kg/m3及以上的固体散装货物的、长度为150 m及以上的单层船壳散装货船，应具有足够的强度，以承受任何一个货舱在所有装载和压载条件下被水淹至船外的水位，同时考虑到货舱内存水产生的动力效应，并考虑到本组织通过的建议。
>>2006年7月1日或之后建造的长度为150米及以上的双面壳结构散货船，如其纵向舱壁的任何部分位于与指定夏季载重线中心线成直角的船舷内侧B/5或11.5米范围内(以较小者为准)，设计用于运载密度为1000千克/立方米及以上的散货，应符合第1款的结构强度规定。
2.强度校核
船舶在总纵强度校核中，通常是将所校核剖面上实际承受的剪力和弯矩值与该剖面所允许承受的最大剪力SF和弯矩BM相比较，只要前者不大干后者，则认为该装载状态下的船舶满足营运安全要求。另外当船舶在海上和港内，许用的BM和SF也是不一样的（港口作业状态下船舶的静水弯矩许用值和静水剪力许用值可以适当增加，增加值可取为按规范所规定的波浪弯矩值的50 ％和所规定的波浪剪力值的50 ％），强度校核通常有如下几种：
>>船舶各剖面许用静水剪力、静水弯矩表【Permissible Still Water Bending Moment and Shear Force】一般会给出某个肋位处在seagoing/flooding/in harbour状态下允许的BM(HOG/SAG)和SF值。
>>配备LOADING MASTER的船舶可以根据不同工况下查看装载仪总纵强度校核曲线，最大SF和BM用百分比表示，一般不超过100%即为安全。（SOLAS 第XII 章 第11 条装载仪的要求，船长150 m 及以上所有散货船，即船长150 m 及以上的散货船均应配备装载仪，提供主船体梁的剪力和弯矩资料）
>>首中尾部吃水判断法（又称拱垂值判断法），目前国际上通常观点认为，正常的拱垂变形范围应不超过LBP/1200(m)，极限的拱垂变形值为LBP/800(m)，危险的拱垂值为LBP/600(m)。
3.HOG/SAG变形
若作用于船体各横剖面上的弯矩方向相同，将使整个船体发生方向相同的纵向弯曲变形，称为拱垂变形。当船舶首尾部重力大于浮力而中部浮力大于重力时，所出现的弯曲变形称为中拱变形（Hogging）。当船舶中部重力大于浮力而首尾部浮力大于重力时，所出现的弯曲变形称为中垂变形（Sagging）。
>>拱垂变形除了影响船舶结构强度外，也会影响船舶安全通行，当港口/运河限制吃水时，通常会考虑拱垂变形量，所以算货时也会做相应的修正，租家通常会接受hog/sag correction，但是当Loadline限制时，租家一般不会接受此修正。
>>此外，当水尺检量时拱垂变形也影响平均吃水，当进行DRAFT SURVEY时也要进行拱垂变形修正。
4.关于IACS UR S17“单船壳散货船考虑进水后船体梁的总纵强度要求”（URS不适用于CSR散货船，但相关要求均已纳入CSR散货船规范）
IACS UR S17第7版要求，2006 年7 月1 日或以后签订建造合同的符合Z11.2.2 定义，具有BC-A 或BC-B 附加标志的散货船任意货舱进水状态下船体梁的总纵强度，应满足UR S17 第7 版的要求。2006 年7 月1 日之前，但于1998 年7 月1 日及以后签订建造合同，船长150 m 及以上、拟装运货物密度1,000 kg/m3 及以上固体散装货物，且符合Z11.2.2 定义的散货船，适用URS17 的相应版本。
现IACS UR S17最新版本是第10版，适用于2020年7 月1 日或以后签订建造合同的船舶。
以上统一要求是对于船长在150米及以上，装载密度为1.0及以上固体散货的单船壳散货船不但要校核船舶完整状态时的总纵强度，而且要校核考虑任一货舱进水后的总纵强度，只有二者均满足要求，才能认为该装载状态时的总纵强度满足要求。
从上可以看出，如果船舶运输高密度固体散货时，在完整状态下强度是允许的，但是按照UR S17计算任一货舱进水后的强度不一定符合要求，这就需要减少或调整相应货舱的货量。
散货船的Loading master一般都提供了考虑任一货仓进水后总纵强度校核功能。
5.其他保证船舶总纵强度和船舶安全的注意事项
>>船上需定期审核装载仪结果和loading manual典型装载工况进行比对以验证装载仪有效性。
>>当船舶进行装卸货作业，压排水作业过程中每一步都要进行BM和SF校核，确保作业全程中不会超过许用SF和BM值。航次中的每一环节，也需保证船体强度符合要求；
>>船长和大副应了解本船的中拱/中垂特性以合理进行配载，装载重货时，要避免重力分布不均造成船体结构损坏。
>>装载手册和装载仪里面计算的许用SF和BM值是针对船体状况良好的情况下，如果船体各构件存在腐蚀或裂纹等状况，虽说装载仪计算结果符合要求，但航行中如果遭遇到恶劣天气时仍可能导致海难或安全事故发生。
>>船上需根据PMS要求对船体，货舱及压载舱等进行常规检查，尤其是要注意船体和货舱各构件是否存在腐蚀或裂纹等影响船体强度的状况；针对船体和货舱等关键结构的检查，通常船级社在年度检验，中间检验和特别检验时都有不同的要求以保证船体各构件符合公约规范要求。
>>航行中遭遇大风浪前，需对船况进行检查，发现问题要及时采取措施以避免事故发生；遭遇大风浪时，要根据船舶载货及船型船况，合理进行船舶操纵以避免大风浪对船体的冲击。
以上仅仅是笔者根据实践，并粗浅的结合公约的要求对散货船的强度进行了简单整理，具体要求请参考SOLAS和CSR相关规定以及各船级社对规范的解读和要求。
备注：上面部分内容参考了大连海事大学出版社出版的【海上货物运输】一书（作者：李荣辉 ）
其他有用链接/参考：
>>https://www.iacs.org.uk/publications/common-structural-rules/csr-for-bulk-carriers-and-oil-tankers/
>>https://maritimeexpert.files.wordpress.com/2016/08/csr-for-bulkers.pdf
>>https://ww2.eagle.org/content/dam/eagle/publications/reference-report/CSR_BulkCarriers.pdf
