一种客滚船舶倾斜试验的方法.pdf

本发明提供一种客滚船舶倾斜试验的方法，该方法步骤是：布置试验的设备和工具，将试验所需的重铁两组分别设置在客滚船舶的左右舷滚装甲板上，即沿船长方向以船中为界左右对称的位置，依船宽而定，放置在靠近船舷侧的位置，设定船舶在横倾角度以内，根据船舶静力学公式，预测船舶的横倾角度为；测量摆线的摆幅；试验过程，将重铁按摆放顺序，重复试验，取得九组数据，由公式推导出船舶倾斜角度。有益效果是运用该方法节省试验时间，方便了后续施工调试，提高了吊车和拖轮的使用率。在同一泊位停泊两条船的情况下，不必对试验外的船舶拖离码头，也为船舶的水下施工创造了条件。该方法采用数据准确，可靠，过程本身简便，施工具有可操纵性，可在客滚船系列船中采用，提高了生产效率。

1、  一种客滚船舶倾斜试验的方法，该方法包括有以下步骤：
①布置试验的设备和工具
将试验所需的重铁两组分别设置在客滚船舶的左右舷滚装甲板上，即沿船长方向以船中为界左右对称的位置，依船宽而定，放置在靠近船舷侧的位置，设定船舶在横倾1.5角度以内，根据船舶静力学公式，预测船舶的横倾角度为：θmax＝arctg(w×d/(Δ×GM))
其中：θ：横倾角
w：移动重量(t)
d：移动距(m)
Δ：试验状态下的排水(t)
GM：未经修正的初稳心高度(m)
根据客滚船舶为满足倾斜角度在1.5度运用上述公式推倒出移动重量具体数值后，另在客滚船舶的滚装舱内准备一辆铲车，用以搬运试验所用的重铁。
②测量摆线的摆幅
试验中从客滚船舶艏中尾三个位置取点测量摆线的摆幅，因此在客滚船舶的滚装舱内艏、中、尾三个位置栓挂摆锤并测得摆线的长度，将摆锤放置在盛有水的水槽内，将二米长的钢板尺固定在水槽的上表面，以便在试验过程中测量摆线的摆幅；
③试验过程
③-1、在客滚船舶的滚装甲板上，在客滚船舶左右舷各放置重量相等的两组重铁后，使船舶达到初始平衡状态。此时将客滚船舶的缆绳松开，使客滚船舶处于自由漂泊且左右均匀横摇的状态，试验人员在摆锤附近测量摆线的左右摆副值，测量十组数据取平均值，确定摆线的初始数值；
③-2、摆线的初始数值试验数据取得后，利用滚装舱内的铲车将客滚船舶右舷滚装甲板上的一组重铁移动到客滚船舶左舷的位置，以船中为轴线与原重铁摆放对称，此时客滚船舶产生一个横倾角度，试验人员根据此时摆线的位置与初始位置摆线的初始数值的差值，即摆线的幅度，运用公式摆线的摆幅与摆线长的正切测定此时船舶的横倾角度，该公式为tgo＝a/r，其中：a＝摆线摆幅，r＝摆线长；以此重铁的摆放顺序，依下述重复试验，共取得九组数据；
③-3、所述③-2的数据测算完毕后，将客滚船舶右舷另外一组重铁移动到左舷依据船中线与原位置的对称位置，根据所述摆幅与摆线长的关系式，测算此时的船舶横倾角度；
③-4、将③-2过程中移到左舷的一组重铁重新移回右舷原位置，测算船舶横倾角度；
③-5、此组过程是将③-3过程中移至左舷的另一组重铁重新移回到右舷原位置，测算船舶横倾角度；
③-6、是在③-5状态下，将左舷的前一组重铁移至右舷对称位置，测算船舶横倾角度；
③-7、是在③-6状态下将左舷的后一组重铁移至右舷对称位置，测算船舶横倾角度；
③-8、将③-6过程中移到右舷的一组重铁重新移回到左舷原位置，测算船舶横倾角度；
③-9、将③-7过程中移到右舷的另一组重铁重新移回到左舷原位置，重铁重新按初始的位置放置，测算船舶横倾角度；
④对上述九组过程中所取的数据进行船舶横倾角度的测量和计算，按上述过程中所得到的船舶倾斜中的九组倾斜角度分别代入步骤①中的公式，排水量根据试验时的吃水状态计算得出，由公式推导出船舶倾斜角度，并由此测算船舶的倾斜复原能力和稳性。

一种客滚船舶倾斜试验的方法
技术领域
本发明涉及一种客滚船舶倾斜试验的方法。
背景技术
船舶倾斜试验是通过对船舶进行倾斜试验来决定船舶的空船重量及空船重心的位置，为所制造船舶的稳定性计算提供必要的基准数据，保证船舶稳定性计算的准确性与真实性。因此，倾斜试验对交船及船舶今后的营运起着重要的作用。
一般，船厂的倾斜试验方法是在甲板上放置重铁，利用吊车进行固定位置的多次置换，拖轮将船舶托至自由飘浮状态，设计人员在舱底进行船舶横倾角度及稳定性计算等工作。但由于此方法受场地，吊车等因素影响较大。试验过程消耗大量的人力，设备和时间。并且由于倾斜试验期间，水下的动力，设备和施工全部暂停。这将对造船生产任务繁忙，造船整体提速的情况下，以往的倾斜试验方法相对落后。如何在满足试验数据准确，且最大限度地缩短时间及设备的配合工作，是我们迫切研究和解决的问题。
国内外其他厂家的倾斜试验方法如下：
露天甲板上放置多组重铁，利用岸吊移动重铁到相应的位置后，测量船舶的倾斜角度。此种方法由于受场地及吊车的限制，试验时间较长，试验过程不利于操作，且耗时，耗费物资及人力。
发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本发明提供一种客滚船舶倾斜试验的方法，达到节约造船的成本及减轻设备及人工的工作强度。
为实现发明目的，本发明采用的技术方案是提供一种客滚船舶倾斜试验的方法，该方法包括有以下步骤：
①布置试验的设备和工具
将试验所需的重铁两组分别设置在客滚船舶的左右舷滚装甲板上，即沿船长方向以船中为界左右对称的位置，依船宽而定，放置在靠近船舷侧的位置，设定船舶在横倾1.5角度以内，根据船舶静力学公式，预测船舶的横倾角度为：θmax＝arctg(w×d/(Δ×GM))
其中：θ：横倾角
w：移动重量(t)
d：移动距(m)
Δ：试验状态下的排水(t)
GM：未经修正的初稳心高度(m)
根据客滚船舶为满足倾斜角度在1.5度运用上述公式推倒出移动重量具体数值后，另在客滚船舶的滚装舱内准备一辆铲车，用以搬运试验所用的重铁。
②测量摆线的摆幅
试验中从客滚船舶艏中尾三个位置取点测量摆线的摆幅，因此在客滚船舶的滚装舱内艏、中、尾三个位置栓挂摆锤并测得摆线的长度，将摆锤放置在盛有水的水槽内，将二米长的钢板尺固定在水槽的上表面，以便在试验过程中测量摆线的摆幅；
③试验过程
③-1、在客滚船舶的滚装甲板上，在客滚船舶左右舷各放置重量相等的两组重铁后，使船舶达到初始平衡状态。此时将客滚船舶的缆绳松开，使客滚船舶处于自由漂泊且左右均匀横摇的状态，试验人员在摆锤附近测量摆线的左右摆副值，测量十组数据取平均值，确定摆线的初始数值；
③-2、摆线的初始数值试验数据取得后，利用滚装舱内的铲车将客滚船舶右舷滚装甲板上的一组重铁移动到客滚船舶左舷的位置，以船中为轴线与原重铁摆放对称，此时客滚船舶产生一个横倾角度，试验人员根据此时摆线的位置与初始位置摆线的初始数值的差值，即摆线的幅度，运用公式摆线的摆幅与摆线长的正切测定此时船舶的横倾角度，该公式为tgo＝a/r，其中：a＝摆线摆幅，r＝摆线长；以此重铁的摆放顺序，依下述重复试验，共取得九组数据；
③-3、所述③-2的数据测算完毕后，将客滚船舶右舷另外一组重铁移动到左舷依据船中线与原位置的对称位置，根据所述摆幅与摆线长的关系式，测算此时的船舶横倾角度；
③-4、将③-2过程中移到左舷的一组重铁重新移回右舷原位置，测算船舶横倾角度；
③-5、此组过程是将③-3过程中移至左舷的另一组重铁重新移回到右舷原位置，测算船舶横倾角度；
③-6、是在③-5状态下，将左舷的前一组重铁移至右舷对称位置，测算船舶横倾角度；
③-7、是在③-6状态下将左舷的后一组重铁移至右舷对称位置，测算船舶横倾角度；
③-8、将③-6过程中移到右舷的一组重铁重新移回到左舷原位置，测算船舶横倾角度；
③-9、将③-7过程中移到右舷的另一组重铁重新移回到左舷原位置，重铁重新按初始的位置放置，测算船舶横倾角度；
④对上述九组所取的数据进行船舶横倾角度的测量和计算，按上述过程中所得到的船舶倾斜中的九组倾斜角度分别代入步骤θmax＝arctg(w×d/(Δ×GM))中的公式，排水量根据试验时的吃水状态计算得出，由公式推导出船舶倾斜角度，并由此测算船舶的倾斜复原能力和稳性。
本发明达到的效果是此种方法的运用，利用叉车的快捷方便及带缆的快速有效的结合。较大限度的减少时间，资源及人力的消耗，提高了生产效率。试验时间不足2小时，较传统的试验方法12小时大为缩短，相关的链式反映是试验本身时间的缩短，为后续的施工调试创造的条件，节省了吊车和拖轮的长时间占用。并且在同一泊位停泊两条船的情况下，不必对试验外的船舶拖离码头，也为船舶的水下施工创造了条件。通过试验的结果分析。此试验的采用数据准确，可靠，过程本身简便，施工具有可操纵性，可在客滚船系列船中采用。
附图说明
图1为倾斜试验过程重铁摆放顺序示意图。
具体实施方式
结合附图及实施例对本发明的一种针对客滚船的倾斜试验方法加以说明。
本发明的一种客滚船舶倾斜试验的方法，有以下条件作为保证：
①试验过程中，重铁的重量使船舶保证倾斜角度在1.5度以内，可根据不同船舶的主尺度，依据公式进行重铁重量的测算。
②客滚船船型特点为滚装舱比较开阔，平坦，可方便铲车在舱内运送重铁。此为本试验方法的必要条件。依船宽而定，将重铁放置在靠近船舷侧的位置，相对使重铁的力矩较大。
对该方法的理论计算结果，其最大船舶横倾角是满足船级社要求的。在试验中，重铁有八种不同的摆放位置，船舶共有九种状态测定横倾角度。
以建造烟大3#铁路轮渡渡船的倾斜试验为例，在该项试验准备过程中，针对客滚船滚装区域甲板较为平坦、开阔条件下，在滚装甲板区域放置压铁，利用叉车在舱内移动中重铁，并利用绞车进行带揽，松揽来实现船舶需要的倾斜横摇是一种非常简便的试验方法。
该客滚船舶倾斜试验的方法包括有以下步骤：
①布置试验的设备和工具
将试验所需的重铁两组分别设置在客滚船舶的左右舷滚装甲板上，即沿船长方向以船中为界左右对称的位置，依船宽而定，放置在靠近船舷侧的位置，设定船舶在横倾1.5角度以内，根据船舶静力学公式，预测船舶的横倾角度为：θmax＝arctg(w×d/(Δ×GM))＝1.461
其中：θ：横倾角
w：移动重量(t)                    56
d：移动距(m)                      21.4
Δ：试验状态下的排水(t)            9148.0
GM：未经修正的初稳心高度(m)       5.137
根据客滚船舶确定左右舷两组重铁的总重量共56吨，另在客滚船舶的滚装舱内准备一辆铲车，用以搬运试验所用的重铁。
②测量摆线的摆幅
试验中从客滚船舶艏中尾三个位置取点测量摆线的摆幅，因此在客滚船舶的滚装舱内艏、中、尾三个位置栓挂摆锤并测得摆线的长度，将摆锤放置在盛有水的水槽内，将二米长的钢板尺固定在水槽的上表面，以便在试验过程中测量摆线的摆幅。
③试验过程
③-1、在客滚船舶的滚装甲板上，在客滚船舶左右舷各放置重量相等的两组重铁后，如图1中NO.1重铁位置，此时将客滚船舶的缆绳松开，使客滚船舶处于自由漂泊且左右均匀横摇的状态，试验人员在摆锤附近测量摆线的左右摆副值，测量十组数据取平均值，确定摆线的初始数值。
③-2、摆线的初始数值试验数据取得后，利用滚装舱内的铲车将客滚船舶右舷滚装甲板上的一组重铁移动到客滚船舶左舷的位置，以船中为轴线与原重铁摆放对称，如图1中NO.2所示，此时客滚船舶产生一个横倾角度，试验人员根据此时摆线的位置与初始位置摆线的初始数值的差值，即摆线的幅度，运用公式摆线的摆幅与摆线长的正切测定此时船舶的横倾角度，该公式为tgo＝a/r，其中：a＝摆线摆幅，r＝摆线长；以此重铁的摆放顺序，依下述重复试验，共取得九组数据。
③-3、所述③-2的数据测算完毕后，将客滚船舶右舷另外一组重铁移动到左舷依据船中线与原位置的对称位置，如图1中NO.3所示，根据所述摆幅与摆线长的关系式，测算此时的船舶横倾角度；由于此时一舷上所有重铁全部移至另外一舷，故此时船舶横倾角达到最大。
③-4、如图1中NO.4状态所示，此组过程是将③-2过程中移到左舷的一组重铁重新移回右舷原位置，如图1中NO.4所示，测算船舶横倾角度；
③-5、如图1中NO.5状态所示，此组过程是NO.2状态下，将③-3过程中移至左舷的另一组重铁重新移回到右舷原位置如图1中NO.5所示，测算船舶横倾角度；
③-6、如图1中NO.6状态所示，此组过程是将左舷的一组重铁移至右舷对称位置，如图1中NO.6所示，测算船舶横倾角度；
③-7、如图1中NO.7状态所示，此组过程是将左舷的另一组重铁移至右舷对称位置，如图1中NO.7所示，测算船舶横倾角度；
③-8、如图1中NO.8状态所示，此组过程是将③-6过程中移到右舷的一组重铁重新移回到左舷原位置，如图1中NO.8所示，测算船舶横倾角度；
③-9、如图1中NO.9状态所示，此组过程是将③-7过程中移到右舷的另一组重铁重新移回到左舷原位置，如图1中NO.9所示，重铁重新按初始的位置放置，测算船舶横倾角度；
④对上述图1中NO.1-NO9，共九组所取的数据进行船舶横倾角度的测量和计算，按上述过程中所得到的船舶倾斜中的九组倾斜角度分别代入步骤①中的公式，排水量根据试验时的吃水状态计算得出，由公式推导出船舶倾斜角度，并由此测算船舶的倾斜复原能力和稳性。由公式推导出船舶倾斜角度，并由此测算船舶的倾斜复原能力和稳性。
阴影区域为实际重铁的位置，空白区域是需要置换到的位置。试验时压载总重量约为0.5％-1.0％的船舶排水量，预期使船舶产生1-2的横倾角。为了测的倾斜角度通过挂锤在自由液面摆锤的摆幅与摆线长的正切tgo＝a/r，a为摆线摆幅，r为摆线长，第一次倾斜试验时，不移动重铁测量船舶平浮位置的摆锤幅值，以后每移动一次重铁，重复测量摆线移动的幅值，测量八组数据。以烟大火车轮渡渡船为例所得数据见以下表格：

试验状态下的排水量计算是按试验时读得的实际吃水计算，试验的吃水按照船舶试验时艏、中、尾的吃水的平均值，即(艏吃水+6倍的中吃水+尾吃水)/8减去平板龙骨板的厚度，来计算平均吃水量，根据静水力曲线样条函数插值，求得对应的排水量和横稳心高度Z和浮心纵向位置X。具体实验数据，参见试验数据分析表。
试验数据分析表