關(guān)于內(nèi)河航區(qū)船舶干舷核定問題的探討

湖州市港航管理局 湖州 313000

船舶干舷系指在船中兩舷自甲板線上緣量至載重水線上緣的垂直距離。船舶干舷又可分穩(wěn)性干舷、強(qiáng)度干舷和形狀干舷，實(shí)際所取的船舶干舷值是三者中的最大值。穩(wěn)性干舷和強(qiáng)度干舷是為了滿足規(guī)范對穩(wěn)性和強(qiáng)度要求所取得的相應(yīng)的干舷值，在船舶設(shè)計(jì)過程中就給予了考慮。而形狀干舷是從考慮船舶形狀和結(jié)構(gòu)形式，以利船舶航行防浪，具備一定的儲備浮力的角度出發(fā)，制訂的最小干舷值。平常所說的船舶干舷一般也都是指形狀干舷，形狀干舷的取值與安全性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，值得探討。

1 現(xiàn)狀

1.1 干舷核定依據(jù)

目前，船檢部門根據(jù)《內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》(2004年版，后面簡稱《規(guī)則》)來核定內(nèi)河船舶干舷。如一艘長45.00 m、寬9.80 m、吃水2.65 m型深3.20 m的敞口貨船，根據(jù)《規(guī)則》表4.1.2.1可查得其B級航區(qū)的基本干舷為450.00 mm，型深、舷弧等干舷修正總值為96.09 mm，規(guī)范要求的最小干舷則為546.09 mm，實(shí)取550.00 mm。

1.2 實(shí)際營運(yùn)狀況

在內(nèi)河航道中營運(yùn)的船舶，90%以上存在不同程度的超載現(xiàn)象。船舶超載多是因?yàn)榇瑬|追求經(jīng)濟(jì)效益，認(rèn)為內(nèi)河航區(qū)水流平穩(wěn)，風(fēng)浪小，正常情況下，超載不會直接給船舶營運(yùn)帶來太大危險(xiǎn)。時(shí)?？梢姼上蠟樨?fù)的船舶在航道中緩慢行駛，安全令人擔(dān)擾。

1.3 航道條件

內(nèi)河航道經(jīng)過多年整治，河面變寬，河床變深，給發(fā)展大噸位船舶提供了先決條件。以湖州轄區(qū)為例，10年前，基本上以100 t左右的掛槳(機(jī))船為水上營運(yùn)主力，現(xiàn)在500 t、800 t的貨船已比比皆是，有的實(shí)際裝載噸位已超過1 000 t。隨著航道條件的進(jìn)一步改善，更大噸位的船舶必將會應(yīng)運(yùn)而生。噸位越大，船舶的航行安全應(yīng)該更有保障，然而船檢部門核定的船舶干舷隨著船舶主尺度的增加而大幅度提高，是否合理值得探討。

1.4 內(nèi)河船舶船型特征

船東為了最大限度地增加船舶裝載噸位，往往將船舶建造得很豐滿，有的方形系數(shù)接近0.9。船體線型豐滿，雖然影響船舶的航速和操縱性能，但船舶儲備浮力的絕對值明顯提高，無疑有利于船舶的航行安全。為了防浪，貨船艙口圍板都比較高，一般在0.8～1.1 m左右，艙室門檻及艙口蓋高度也相應(yīng)增加，有效地阻止了舷外水浸入貨艙及其它艙室內(nèi)，提高了船舶的安全性。

2 貨船干舷及結(jié)構(gòu)問題

抽樣調(diào)查部分實(shí)船航行中實(shí)際保持的干舷高度，發(fā)現(xiàn)內(nèi)河航區(qū)營運(yùn)中的船舶，實(shí)際干舷高度基本保持在200～300 mm之間。大部分船東認(rèn)為，船舶在航道中行駛，如果保持有250 mm左右的干舷，即使在黃浦江、太湖(B級航區(qū))航行，船舶甲板上也基本不會上水，應(yīng)該比較安全。

調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，船東對船舶超載營運(yùn)帶來安全隱患的問題較少關(guān)注，反映問題最多的倒是船舶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題。分析幾艘因船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度出現(xiàn)問題而導(dǎo)致船東與建造廠產(chǎn)生糾紛的船舶，發(fā)現(xiàn)主要有下面幾方面原因。

2.1 船舶超載

船舶超載是引起船體結(jié)構(gòu)變形的主要原因。比如前面提到的敞口貨船，按規(guī)范計(jì)算，B級航區(qū)的最小干舷需550 mm，而船舶在實(shí)際營運(yùn)中，干舷只有250 mm，相差0.30 m。船舶實(shí)際吃水達(dá)2.95 m。以航行B級航區(qū)船舶的船底板、實(shí)肋板、強(qiáng)肋骨等板材和構(gòu)件為例，按《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級與建造規(guī)范》(2002年版)比較兩者計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 兩種吃水的比較

表1所列計(jì)算公式中有關(guān)尺度和系數(shù)的選取如下：

船底板s——肋骨間距，0.50 m；

r——半波高，取0.75 m；

實(shí)肋板K1——系數(shù)，取1.30；

K2——系數(shù)，取4.12；

s——實(shí)肋板間距，取0.50 m；

f——系數(shù)，取0.50；

l——實(shí)肋板跨距，取9.80 m；

強(qiáng)肋骨K——系數(shù)，取4.40；

s——強(qiáng)肋骨間距，取1.50 m；

l——強(qiáng)肋骨跨距，取2.9 m。

由表1可看出，在不同吃水的情況下，規(guī)范對船底板、實(shí)肋板和強(qiáng)肋骨等結(jié)構(gòu)尺寸和剖面模數(shù)值的要求是不同的，尤其是實(shí)肋板剖面模數(shù)的差距比較大[1]。實(shí)肋板取值的大小，直接影響船底中內(nèi)龍骨、旁內(nèi)龍骨尺寸取值的大小，而中內(nèi)龍骨、旁內(nèi)龍骨取值的大小又直接影響船舶的總縱強(qiáng)度。因此，船舶吃水不同，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求也隨之改變。事實(shí)上，船東在建造船舶的過程中，選取的實(shí)際板材厚度及構(gòu)件尺寸都要比設(shè)計(jì)圖紙大得多，也是基于考慮船舶實(shí)際營運(yùn)中超載這一情況。如果船廠完全按規(guī)范設(shè)計(jì)的圖紙建造船舶，結(jié)果就會造成船舶理論設(shè)計(jì)狀況與實(shí)際營運(yùn)狀況不一致的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致船舶在實(shí)際營運(yùn)中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的問題。

2.2 長大艙口的影響

為了裝卸貨物方便，裝載貨物的貨艙都是通長的長大艙口，而內(nèi)河船舶裝載的大部分貨物都是比重較大的礦石、砂等建筑材料，如果船舶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，滿載時(shí)，貨艙中部兩側(cè)的艙口圍板很容易出現(xiàn)往內(nèi)凹陷的現(xiàn)象，久而久之，就可能導(dǎo)致艙口圍板變形，甲板邊板拱起，甲板焊縫斷裂，嚴(yán)重時(shí)可引起船體中垂、中拱、甚至扭曲等永久性變形。

2.3 船體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性及局部加強(qiáng)

船東對建造船舶的材料及使用大尺寸構(gòu)件比較關(guān)注，而容易忽視船體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性及局部加強(qiáng)問題。比如船底龍骨在艙壁處隨意中斷，也不作相應(yīng)延伸及升高加強(qiáng)處理；甲板縱桁及橫梁隨意中斷；甲板縱向構(gòu)件與船底縱向構(gòu)件錯(cuò)位，不在同一剖面上；舭肘板和梁肘板等構(gòu)件尺寸的選取隨心所欲，不符合規(guī)范要求；機(jī)座在機(jī)艙內(nèi)不縱通，隨意中斷。這些問題的存在會導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)力無法有效傳遞，引起應(yīng)力集中，久而久之，使船體局部構(gòu)件遭到破壞，最后破壞整個(gè)船體。

縱觀內(nèi)河船舶的發(fā)展趨勢及實(shí)際營運(yùn)狀況，重視規(guī)范所規(guī)定的內(nèi)河船舶干舷高度的標(biāo)準(zhǔn)，有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。

3 合理制定船舶干舷標(biāo)準(zhǔn)

3.1 從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)

干舷減小，船舶的裝載噸位增加，從而可大幅度提高營運(yùn)船舶的經(jīng)濟(jì)效益。如前述45 m貨船，按規(guī)范設(shè)計(jì)，B級航區(qū)船舶干舷至少要達(dá)到550 mm，假定內(nèi)河B級航區(qū)船舶干舷可取300 mm，那么船舶可增加吃水0.25 m，營運(yùn)時(shí)可多裝載貨物近100 t，按湖州至上海航線，每噸20元運(yùn)費(fèi)計(jì)算，1個(gè)航次可多盈利近2 000元，1個(gè)月按6個(gè)航次計(jì)算，每月可多盈利1.2萬元，1年按10個(gè)月計(jì)算，則每年可多盈利近12萬元，對船東來說，這是一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的問題。

3.2 緩解船東與港航管理部門之間的矛盾

目前，船舶超載營運(yùn)，是船東提高船舶經(jīng)濟(jì)效益最簡單、最直接、最有效的辦法。而港航管理部門為了確保船舶的營運(yùn)安全，禁止船舶超載航行，想方設(shè)法通過罰款、卸載等手段整治超載船舶，結(jié)果總是事倍功半，收效甚微。如果在確保船舶航行安全的前提下，合理降低船舶的干舷高度，可使?fàn)I運(yùn)的船舶運(yùn)載更為合理從而可以有效地緩解船東與港航管理部門之間的矛盾。

3.3 船舶設(shè)計(jì)、建造、營運(yùn)一致化

目前船舶設(shè)計(jì)基本上是按船檢規(guī)范要求設(shè)計(jì)，船舶干舷取值很大，導(dǎo)致在計(jì)算船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，吃水取值很小，計(jì)算出來的船舶構(gòu)件尺寸也小。而船舶建造時(shí)，船廠往往是根據(jù)船東的要求，加大船舶構(gòu)件的尺寸，致使船舶建造圖紙與實(shí)船大相徑庭，圖紙也就成了一堆廢紙。而船東在建造船舶過程中提出的要求，實(shí)際上是船東在船舶營運(yùn)中，對船舶結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，具有一定的合理性。因?yàn)閷?shí)際營運(yùn)中的船舶基本上處于超載狀況，與船舶的設(shè)計(jì)狀態(tài)不一致，如果按照設(shè)計(jì)圖紙建造，船舶在超載情況下營運(yùn)，船體明顯會出現(xiàn)中拱、中垂或貨艙圍板往內(nèi)凹陷等結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的現(xiàn)象，影響船舶的正常營運(yùn)。因此，適當(dāng)降低船舶的干舷，增加設(shè)計(jì)吃水，使船舶的設(shè)計(jì)狀況與船舶實(shí)際營運(yùn)狀況相一致，船舶設(shè)計(jì)、建造、營運(yùn)一致化，才能真正確保船舶的營運(yùn)安全[2]。

4 結(jié)束語

根據(jù)內(nèi)河航道條件及船舶實(shí)際營運(yùn)狀況，適當(dāng)?shù)亟档蛢?nèi)河船舶干舷高度，是可行的。尤其是內(nèi)河B級航區(qū)(如黃浦江及太湖)，船東普遍反映目前營運(yùn)船舶干舷取值偏高，嚴(yán)重影響船舶經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮。為此，船檢部門及船檢規(guī)范研究所應(yīng)盡快制定出真正適合內(nèi)河航區(qū)船舶干舷取值標(biāo)準(zhǔn)。這一舉措必將大大提高內(nèi)河營運(yùn)船舶的經(jīng)濟(jì)效益，有力推動內(nèi)河水運(yùn)事業(yè)的發(fā)展。

[1] 中國船級社.鋼質(zhì)內(nèi)河船舶入級與建造規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2002.

[2] 國家海事局.內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則[S].北京：人民交通出版社，2004.