运沙船性能设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述船舶与海洋工程运沙船性能设计前言近年来随着社会经济的迅猛发展，填海围垦筑港，道路建设以及房地产的开发对建筑用砂的需求量迅速增加，使得采砂和运砂行业随之蓬勃发展起来。砂石运输船舶安全问题也变得日益严峻。近年来，各类采、运砂船事故不断，既造成人身财产重大损失，又影响了海上主要航路的安全畅通，对重点船舶和大型船舶航行安全带来很大影响。[6]随着房地产业的不断发展，对沙石的需求和投入运营的运输船舶越来越多。然而，由于船舶自身的不足以及追求利益，船舶超载现象普遍存在。船舶配员严重不足，夫妻船大量存在，船员素质低，许多人没有接受

2、过系统的教育，安全意识淡薄，因此涉及运砂船的事故不断上升。惨痛的事实，血的教训使我们不得不面对运砂船的营运风险。[1]目前现状运沙船存在先天性不足。一是由于运砂船船型比较特殊，船舶尺度、吨位也比较小，构造也相对简单，造船工艺要求也不高。因此基本上都由小型造船企业建造，这类船厂技术力量不强，设备简单，管理水平也不高，工人技术水平相对较弱，焊接工艺不过关。船厂为了自身利润，使用低质量船用产品或根本就没有经过船检检验的产品甚至二手设备，同时船东又缺乏有效的监造手段，使船舶在建造过程中已存在缺陷二是运砂船结构设计不尽合理。目前国内的运砂船一

3、般都是一舱制，货舱只有一个，货舱前部或后部设有积水舱柜，用于收集装货时的泥水并排除舷外。货舱两侧为空气舱，空气舱一般都是统舱，中间没有水密横舱壁，也没有监控设备，一旦空气舱漏水，就可能造成船舶因储备浮力不足而沉没。[1]运沙船舶,碰撞、自沉事故频发,成为水上交通安全的一个重大隐患。事故的产生主要源于结构和强度问题,船主为了节省费用,往往要求设计人员在满足规范要求的前提下,尽量少取结构件的裕度,但在实际使用过程中又往往严重超载,所以存在结构破坏的事故隐患。[4]除了结构上的问题，在运沙船的浮性方面，超载引起的问题也成为了运沙船出现事故

4、的一个重要原因。导致沙船超载的最根本原因是经济利益的驱动。沙船超载的起因是少量小型沙船冒风险超载,从中获取了额外的非法利润,进而大批小型沙船跟风、效仿,扰乱了水运市场的正常秩序,导致水运市场的恶性竞争,发展到“不超载,不赚钱”的地步。船主有的通过借贷方式购买的船舶,为了早日收回投资,以牺牲安全为代价,甘心冒极大的危险进行超载运输。船舶超载的原因不外乎以下三点。1.利益驱动是根源。首先，船舶营运中所缴纳的诸多规费大多是以净吨位为标准进行征收的，在净吨位不变的情况下，船舶超载越多，单位载重吨所缴规费就越少；其次，市场对沙的交易方式是以单

5、船超载时沙的立方数结算的，船舶一旦不超载也意味着交易困难，长期以来这一结算方式成了习惯，同时形成了潜规则。2.安全意识淡薄是主观原因。沙船上船员大多都未受过系统且正规的教育和培训，安全意识不强，安全知识欠缺，加上主观认为长期以来该水域都没有因为超载而发生水上交通事故，在这种意识的支配下，超载沙船越发普遍。3.源头管理脱节是促成沙船超载的外因。根据《船舶签证规则》，沙船在装载运砂的始发港必须办理出港的签证手续。但由于多种原因，这一点并没有真正做到。一是有些始发港行政管理部门重收费，轻管理，把船舶签证作为收取规费的一种手段。[3]除了以

6、上出现的问题对运沙船现在事故频发产生影响外，运沙船的稳性也是运沙船所面对的一个重要问题。相对一般货船而言，沙船因采用斜舱壁的结构形式，使得货物重心提高，同时舱底设置卸沙输送带也使得整个货舱的重心偏高，另一方面由于采沙或雨天等原因舱底部还会造成一定的积水，对船舶稳性也产生不利的影响。所以沙船的稳性是一个不容忽视的问题。在实际工作中发现，这类船舶的稳性衡量指标并不富裕。以一条现有船舶在沙的干湿程度不同时进行稳性计算，结果表明货物的重心高度变化对稳性影响最大。以同舱容但沙的干湿程度不同（实际上是重心高度发生了变化）时，其稳性就有较大差别，

7、甚至某些指标难以达到有关规范的要求。[12]通过对一些船舶倾覆事故的分析及关于船舶倾覆事故的模拟试验，发现符合完整稳性衡准的船舶仍会发生倾覆事故，但不是在横浪中，而是在船舶处于随浪及尾斜浪航行状态。从而提出了关于船舶倾覆模式的研究，并进行了大量的模拟试验及数值计算分析。（1）静稳性损失。静稳性损失常发生于以低遭遇频率航行于随浪及尾斜浪中的船舶。尤其是随浪航行时，船速接近波速，船长接近波长，波峰处于船中时，复原力臂会在一定时间中减少(甚至为负值)，若受到波浪或其它横向力的作用，会导致船舶倾覆。（2）动稳性损失。动稳性损失是指船舶处于极

8、值横摇状态的复原能力减少所产生的动稳性损失。[5]发展方向在运沙船的浮性方面的发展中，双底双壳的结构有很多的优点，将在很大方面提高运沙船的各项性能。（1）双舷侧使船具有两道防线，因此对舷侧结构的冲击损伤可减至最小，还可以消除船体结构疲