NAPA软件在起重船完整稳性计算中的应用
万方数据
?３８?船舶设计通讯ＪｏＵＲＮＡＬ０ＦＳＨＩＰＤＥｓＩＧＮ２００４年第２期（总第１ｌＯ期）
表２高度修正系数Ｃ；
Ｚ．（ｍ）Ｏ～１５１５～３０３０～４５４５～６０Ｃ．１．ＯＯ１．１６１．３２１．４４Ｚ．（ｍ）６０～７５７５～９０９０～１０５１０５～１２０Ｃ，１．５３１．６１１．６８１．７４
其中Ｐ和Ｃｊ查表可得。Ａ＾和Ｚｊ可以根据用户自己在ＮＡＰＡ中定义的Ｐｒｏｆｉｌｅ，由软件自动来计算。因为计算起重船受风面积时，不同类型的面积要取不同的满实系数，所以用户可以分别定义几个Ｐｒｏｆｉｌｅ，然后可以用ＰＡＲＡ命令来对不同的Ｐｒｏｆｉｌｅ进行求和。而高度修正系数也可用表格来定义。下面就一条起重船在作业状态时按风压倾侧力矩的定义举例作更详细的说明。
ＭＯＭ，ＣＲＡＮＥ—ＷｏＲＫＩＮＧ
ＴＹＰＥ，ＷＩＮＤ
ＰＡＲＡ，Ｃ＝０．０１８，ＰＲＯＦ一（ＰＲｏ—Ｓｈｉｐ，１．Ｏ，ＰＲＯ—Ｌｏａｄ，１．Ｏ，ＰＲＯ—Ｃｒａｎｅ，Ｏ．５），ＷＬ
ＣＨ，ＣＣＳ—ＣＨ
ＯＫ
风压倾侧力矩的定义中ＰＡＲＡ所定义的公式为ＭＯＭ＝Ｃ?Ａ?Ｚ，其中Ｃ为风压，ｔ／ｍ２；Ａ为水线以上侧投影面积ｍ２；ｚ为受风面积Ａ中心到水线、吃水的一半或水下侧投影面积的中心的垂直距离。上面的定义中彬Ｌ就是表示ｚ为受风面积Ａ中心到水线的垂直距离。另外要注意的是ＰＡＲＡ所定义的公式中Ｃ的单位为ｔ／ｍ２，为了要计算出海规中所要求的晰，所以在上面的定义中Ｃ＝１７７×１．ｏ／９８００一ｏ．０１８（该数值仅对作业状态适用）；另外海规中对起吊荷重的受风面积和受风面积中心也有详细的规定。作者在实际计算中事先计算出起吊荷重的受风面积，又因为已知起吊荷重的受风面积中心距甲板高度，所以可以把起吊荷重的受风面积和受风面积中心等效定义到Ｐｒｏｆｉｌｅ中。上面的风压倾侧力矩的定义中ＰＲＯ—Ｓｈｉｐ为船体的Ｐｒｏｆｉｌｅ，ＰＲＯ—Ｌｏａｄ为起吊荷重等效的Ｐｒｏｆｉｌｅ，ＰＲ０一Ｃｒａｎｅ为起重机的Ｐｒｏ—
ｆｉｌｅ。而海规中的高度修正系数Ｃ，可以定义到表格中。上面的风压倾侧力矩定义中的叫的作用就是指定随高度变化的系数，该命令即可直接指定不同的高度和系数，也可以指定一个存有高度和系数的表格。ｃＣ‘Ｓ—ｃＨ即为高度修正系数Ｃ，的定义表格，具体形式如图１。
图１
当所有定义都做好后，用户可以用下面的命令来输出和检查所定义的风压倾侧力矩。
ＬＩＳＴＷＭＯＭＭＯＭ—ＣＲＡＮＥ—ＷＯＲＫＩＮＧ
下面以起重船在作业状态下的初稳性高度ＧＭ衡准为例来说明如何把定义好的风压倾侧力矩引用到衡准中。
起重船在作业状态下的稳性应满足初稳性高度ＧＭ：伽≥％措ｍ
上式中ＧＭ为初稳性高度，并考虑自由液面的影响，ｍ；以为起重船允许的极限静倾角，度；△为所核算装载情况下的排水量，ｔ；在下面的例子中假定以已事先求出为３。。
ＣＲＩＴ，ＣＣＳ．ＭＩＮＧＭ．ＷＯＲＫＩＮＧ，‘ＣｈｅｃｋｉｎｇＭｉｎ—ｉｍｕｍＧＭ’
ＴＹＰＥ。ＭＩＮＧＭ
ＲＥＱ，ＣＣＳＧＭＷＯＲＫＩＮＧ
ＭＥＴ，ＩＦ，ＡＴＴ＞ＲＥＱ
ＵＮＩＴ。Ｍ
ＭＯＭ。ＣＲＡＮＥ—ＷＯＲＫＩＮＧ
ＯＫ
ＣＣＳＧＭＷＯＲＫＩＮＧ的内容如下：
＠＠ＣｒａｎｅＳｔａｂｉｌｉｔｙＲｕｌｅｓ
＠ｇｌｏｂａｌａｔｔｒｅｑｍｏｍｆｍｏｍａ
＠ｏｎｅｒｒｓｔｅｐｍｏｄｅ
＠ｃｓｈｅｅｌ＝３．Ｏ
＠ｈｅｅｌ＝＝ｃｒ．ｖａｌｕｅ（’ＨＥＥＬ’）
万方数据
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NAPA软件在起重船完整稳性计算中的应用
作者：桂满海， Gui Manhai
作者单位：
刊名：
船舶设计通讯
英文刊名：JOURNAL OF SHIP DESIGN
年，卷(期)：2004(2)
参考文献(2条)
1.NAPA Manuals 2003
2.船舶与海上设施法定检验规则-国内航行海船法定检验技术规则
本文链接：https://www.360docs.net/doc/2515039985.html,/Periodical_cbsjtx200402010.aspx
船舶稳性校核计算书
一、概述 本船为航行于内河B级航区的一条旅游船。现按照中华人民共和国海事局《内河船舶法定检验技术规则》（2004）第六篇对本船舶进行完整稳性计算。 二、主要参数 总长L OA13.40 m 垂线间长L PP13.00 m 型宽 B 3.10 m 型深 D 1.40 m 吃水 d 0.900 m 排水量?17.460 t 航区内河B航区 三、典型计算工况 1、空载出港 2、满载到港
五、受风面积A及中心高度Z 六、旅客集中一弦倾侧力矩L K L K=1 ? 1? n 5lb =0.030 m n lb =1.400<2.5，取 n lb =1.400 式中：C—系数，C=0.013lb N =0.009<0.013，取C=0.013 n—各活动处所的相当载客人数，按下式计算并取整数 n=N S bl=28.000 S—全船供乘客活动的总面积，m2，按下式计算： S=bl=20.000 m2 b—乘客可移动的横向最大距离，b=2.000 m； l—乘客可移动的横向最大距离，b=2.000 m。 七、全速回航倾侧力矩L V L V=0.045V m2 S KG?a2+a3F r d KN?m 式中：Fr—船边付氏数，F r=m 9.81L ； Ls—所核算状态下的船舶水线长，m； d—所核算状态下的船舶型吃水，m； ?—所核算状态下的船舶型排水量，m2； KG—所核算状态下的船舶重心至基线的垂向高，m； Vm—船舶最大航速，m/s；
a3—修正系数，按下式计算； a3=25F r?9 当a3<0，取a3=0；当a3>1时，取a3=1； a2—修正系数，按下式计算； a2=0.9(4.0?Bs/d) 当Bs/d<3.5时，取Bs/d=3.5；当Bs/d>4.0时，取Bs/d=4.0；
第六节 对船舶稳性的要求
第六节对船舶稳性的要求 1.某船舶的宽深比为1.8，稳性衡准数为1.2，按我国法定规则的规定，该船的极限静倾角均可适当减小（）。 A．0.8° B．1.5° C．3° D．0° 2.我国《船舶与海上设施法定检验规则》对船舶稳性的要求应（）。 A．开航时必须满足 B．航行途中必须满足 C．到港时必须满足 D．整个航程必须满足 3.根据《船舶与海上设施法定检验规则》，对国内航行普通货船完整稳性的基本要求，均应为（）后的数值。 A．进行摇摆试验 B．经自由液面修正 C．计及横摇角影响 D．加一稳性安全系数 4.稳性衡准数是（）的指标。 A．动稳性 B．初稳性 C．大倾角静稳性 D．纵稳性 5.极限静倾角是（）的指标。 A．动稳性 B．初稳性 C．大倾角静稳性 D．纵稳性 是（）的指标。 6.GZ 30o A．动稳性 B．初稳性 C．大倾角静稳性 D．纵稳性 7.GM是（）的指标。 A．动稳性 B．初稳性 C．大倾角静稳性
D．纵稳性 8.当风压倾侧力矩等于最小倾覆力矩时，稳性衡准数（）。 A．等于1 B．大于1 C．小于1 D．以上均有可能 9.《IMO稳性规则》中规定：船舶受稳定横风作用时的风压倾侧力矩可用公式 M W =P W A W Z W 来计算，其中Z W 是指（）。 A．A W 的中心至水下侧面积中心的垂直距离 B．A W 的中心至船舶水线的垂直距离 C．A W 的中心至船舶吃水的一半处的垂直距离 D．A或C 10.当风压倾侧力矩小于最小倾覆力矩时，稳性衡准数（）。 A．等于1 B．大于1 C．小于1 D．以上均有可能 11.根据《船舶与海上设施法定检验规则》对船舶完整稳性的要求，国内航行的普通货船，在各种装载状态下的稳性衡准数应（）。 A．小于1 B．大于1 C．等于1 D．B+C 12.某船舶的宽深比为2.4，稳性衡准数为1.5，按我国法定规则的规定，该船的极限静倾角均可适当减小（）。 A．5° B．4° C．3° D．2° 13.我国《船舶与海上设施法定检验规则》对下列（）船舶既提出基本稳性衡准要求，又提出特殊衡准要求。 ①散粮船；②集装箱船；③杂货船；④拖轮；⑤油轮；⑥冷藏船；⑦矿石专用船。A．①②③④⑤⑥⑦ B．①②④⑤⑥ C．①②④⑥ D．①②④ 14.我国《海船法定检验技术规则》对国内航行船舶完整稳性的基本要求共有（）
深海平台完整稳性计算书
目录 1.主要参数 (2) 2.定义 (2) 3.计算依据 (2) 4.主要使用说明 (2) 5.重量重心估算 (3) 6.风倾力矩计算 (4) 7.进水点以及进水角 (10) 8.基本载况稳性总结表 (10) 9.静水力表 (10) 10.复原力矩计算 (11) 11.稳性校核 (12) 12.横摇周期和横摇角 (16)
1.主要参数 设计最大吃水................................11.32 m 最大排水量.................................198 t 整体抗风能力...............................14 级六边形边长..................................9 m 2.定义 1、单位定义 长度单位：米[m] 重量单位：吨[t] 角度单位：度[deg] 2、坐标轴定义 X轴：向右为正； Y轴：向首为正； Z轴：向上为正； 纵倾：向Y方向的倾斜； 横倾：向X方向的倾斜；
本计算书中的坐标定义见上图。以最底层垂荡板底面为基平面，以图中的Y轴为KL线。 3.计算依据： 本平台由潜入水中的浮筒、立柱下部、两层垂荡板以及撑杆提供浮力，立柱上部露出水面，为半潜状态。计算书参照中国船级社《海上移动平台入级规范》（2016）中对柱稳式平台的相关要求对本平台的稳性进行校核。 本计算书中的坐标系定义见上图。本平台结构几乎对称，结构剖面关于X轴的惯性矩比Y轴略大，X方向受风面积大。因此，Y轴方向的稳性较好。基于以上结论，本计算书对X轴方向的稳性进行校核。 4.主要使用说明 1)本计算书对本平台的作业工况及空载载况（吃水11.24m及10.99m）的稳性进行校核，实际运营时出现吃水超出此作业工况，则应重新核算稳性，确保运营中的安全。 5.重量重心估算 5.1结构重量：
稳性的基本概念
第一节 稳性的基本概念 一、稳性概述 1. 概念：船舶稳性(Stability)是指船舶受外力作用发生倾斜，当外力消失后能够自行 回复到原来平衡位置的能力。 2. 船舶具有稳性的原因 1)造成船舶离开原来平衡位置的是倾斜力矩，它产生的原因有：风和浪的作用、 船上货物的移动、旅客集中于一舷、拖船的急牵、火炮的发射以及船舶回转等，其大小取决于这些外界条件。 2)使船舶回复到原来平衡位置的是复原力矩，其大小取决于排水量、重心和浮心 的相对位置等因素。 S M G Z =?? (9.81)kN m ? 式中: G Z ：复原力臂，也称稳性力臂，重力和浮力作用线之间的距离。 ◎船舶是否具有稳性，取决于倾斜后重力和浮力的位置关系，而排水量一定时， 船舶浮心的变化规律是固定的(静水力资料)，因此重心的位置是主观因素。 3. 横稳心(Metacenter)M ： 船舶微倾前后浮力作用线的交点，其距基线的高度KM 可从船舶资料中查取。 4. 船舶的平衡状态 1)稳定平衡：G 在M 之下，倾斜后重力和浮力形成稳性力矩。 2)不稳定平衡：G 在M 之上，倾斜后重力和浮力形成倾覆力矩。 3)随遇平衡：G 与M 重合，倾斜后重力和浮力作用在同一垂线上，不产生力矩。 如下图所示
例如： 1)圆锥在桌面上的不同放置方法； 2)悬挂的圆盘 5. 船舶具有稳性的条件：初始状态为稳定平衡，这只是稳性的第一层含义；仅仅具 有稳性是不够的，还应有足够大的回复能力，使船舶不致倾覆，这是稳性的另一层含义。 6. 稳性大小和船舶航行的关系 1)稳性过大，船舶摇摆剧烈，造成人员不适、航海仪器使用不便、船体结构容易 受损、舱内货物容易移位以致危及船舶安全。 2)稳性过小，船舶抗倾覆能力较差，容易出现较大的倾角，回复缓慢，船舶长时 间斜置于水面，航行不力。 二、稳性的分类 1. 按船舶倾斜方向分为：横稳性、纵稳性 2. 按倾角大小分为：初稳性、大倾角稳性 3. 按作用力矩的性质分为：静稳性、动稳性 4. 按船舱是否进水分为：完整稳性、破舱稳性 三、初稳性 1. 初稳性假定条件： 1)船舶微倾前后水线面的交线过原水线面的漂心F； 2)浮心移动轨迹为圆弧段，圆心为定点M(稳心)，半径为BM(稳心半径)。2．初稳性的基本计算 初稳性方程式：M R = ??GM?sinθ GM = KM - KG
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?３８?船舶设计通讯ＪｏＵＲＮＡＬ０ＦＳＨＩＰＤＥｓＩＧＮ２００４年第２期（总第１ｌＯ期） 表２高度修正系数Ｃ； Ｚ．（ｍ）Ｏ～１５１５～３０３０～４５４５～６０Ｃ．１．ＯＯ１．１６１．３２１．４４Ｚ．（ｍ）６０～７５７５～９０９０～１０５１０５～１２０Ｃ，１．５３１．６１１．６８１．７４ 其中Ｐ和Ｃｊ查表可得。Ａ＾和Ｚｊ可以根据用户自己在ＮＡＰＡ中定义的Ｐｒｏｆｉｌｅ，由软件自动来计算。因为计算起重船受风面积时，不同类型的面积要取不同的满实系数，所以用户可以分别定义几个Ｐｒｏｆｉｌｅ，然后可以用ＰＡＲＡ命令来对不同的Ｐｒｏｆｉｌｅ进行求和。而高度修正系数也可用表格来定义。下面就一条起重船在作业状态时按风压倾侧力矩的定义举例作更详细的说明。 ＭＯＭ，ＣＲＡＮＥ—ＷｏＲＫＩＮＧ ＴＹＰＥ，ＷＩＮＤ ＰＡＲＡ，Ｃ＝０．０１８，ＰＲＯＦ一（ＰＲｏ—Ｓｈｉｐ，１．Ｏ，ＰＲＯ—Ｌｏａｄ，１．Ｏ，ＰＲＯ—Ｃｒａｎｅ，Ｏ．５），ＷＬ ＣＨ，ＣＣＳ—ＣＨ ＯＫ 风压倾侧力矩的定义中ＰＡＲＡ所定义的公式为ＭＯＭ＝Ｃ?Ａ?Ｚ，其中Ｃ为风压，ｔ／ｍ２；Ａ为水线以上侧投影面积ｍ２；ｚ为受风面积Ａ中心到水线、吃水的一半或水下侧投影面积的中心的垂直距离。上面的定义中彬Ｌ就是表示ｚ为受风面积Ａ中心到水线的垂直距离。另外要注意的是ＰＡＲＡ所定义的公式中Ｃ的单位为ｔ／ｍ２，为了要计算出海规中所要求的晰，所以在上面的定义中Ｃ＝１７７×１．ｏ／９８００一ｏ．０１８（该数值仅对作业状态适用）；另外海规中对起吊荷重的受风面积和受风面积中心也有详细的规定。作者在实际计算中事先计算出起吊荷重的受风面积，又因为已知起吊荷重的受风面积中心距甲板高度，所以可以把起吊荷重的受风面积和受风面积中心等效定义到Ｐｒｏｆｉｌｅ中。上面的风压倾侧力矩的定义中ＰＲＯ—Ｓｈｉｐ为船体的Ｐｒｏｆｉｌｅ，ＰＲＯ—Ｌｏａｄ为起吊荷重等效的Ｐｒｏｆｉｌｅ，ＰＲ０一Ｃｒａｎｅ为起重机的Ｐｒｏ— ｆｉｌｅ。而海规中的高度修正系数Ｃ，可以定义到表格中。上面的风压倾侧力矩定义中的叫的作用就是指定随高度变化的系数，该命令即可直接指定不同的高度和系数，也可以指定一个存有高度和系数的表格。ｃＣ‘Ｓ—ｃＨ即为高度修正系数Ｃ，的定义表格，具体形式如图１。 图１ 当所有定义都做好后，用户可以用下面的命令来输出和检查所定义的风压倾侧力矩。 ＬＩＳＴＷＭＯＭＭＯＭ—ＣＲＡＮＥ—ＷＯＲＫＩＮＧ 下面以起重船在作业状态下的初稳性高度ＧＭ衡准为例来说明如何把定义好的风压倾侧力矩引用到衡准中。 起重船在作业状态下的稳性应满足初稳性高度ＧＭ：伽≥％措ｍ 上式中ＧＭ为初稳性高度，并考虑自由液面的影响，ｍ；以为起重船允许的极限静倾角，度；△为所核算装载情况下的排水量，ｔ；在下面的例子中假定以已事先求出为３。。 ＣＲＩＴ，ＣＣＳ．ＭＩＮＧＭ．ＷＯＲＫＩＮＧ，‘ＣｈｅｃｋｉｎｇＭｉｎ—ｉｍｕｍＧＭ’ ＴＹＰＥ。ＭＩＮＧＭ ＲＥＱ，ＣＣＳＧＭＷＯＲＫＩＮＧ ＭＥＴ，ＩＦ，ＡＴＴ＞ＲＥＱ ＵＮＩＴ。Ｍ ＭＯＭ。ＣＲＡＮＥ—ＷＯＲＫＩＮＧ ＯＫ ＣＣＳＧＭＷＯＲＫＩＮＧ的内容如下： ＠＠ＣｒａｎｅＳｔａｂｉｌｉｔｙＲｕｌｅｓ ＠ｇｌｏｂａｌａｔｔｒｅｑｍｏｍｆｍｏｍａ ＠ｏｎｅｒｒｓｔｅｐｍｏｄｅ ＠ｃｓｈｅｅｌ＝３．Ｏ ＠ｈｅｅｌ＝＝ｃｒ．ｖａｌｕｅ（’ＨＥＥＬ’） 万方数据
§2 —3 浮动平台的稳定性和摇摆性
§2 —3 浮动平台的稳定性和摇摆性 一. 浮动平台的静水力要素 1. 重量 所有部分重量之和为平台的总重量 ∑==n i i W W 1 2. 重心 W X W X n i Gi i G ∑== 1 W WY Y n i Gi G ∑== 1 W WZ Z n i i G G ∑== 1 要支撑一个物体，支撑力的方向必须通过该物体的重心。否则支撑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．不住。．．． 3. 重心高度： 重心应在Z —X 平面上；重心高度指重心G Z 坐标。 4. 浮体 一个物体，一部分在液面以上，一部分在液面以下，完全靠液体支撑，称为浮体 潜体：物体在完全液面以下，完全靠液体支撑；或同时受到液体和固体支撑，但与固体支撑物的接触面积可以忽略。 吊浸体：一部分在液面以上，一部分在液面以下，同时受到液体和固体支撑，但与液面以下的固体支撑物的接触面积可以忽略。（钻柱在井内） 5．浮力 浮体在液体中要受到液体的浮力 浮力大小：阿基米德原理——浮体受到的浮力等于浮体排开液体的重量 排开液体体积 海水比重 浮力 V F ?=ρ
浮力的作用线必然通过浮体的重心 6．浮心 浮力的作用点为浮心，位置在排开液体体积的形心 7.浮轴 正浮状态下浮心与重心的连线称为浮轴， 浮体的浮心和重心在一条铅垂线上时，称为正浮状态； 8.水线，浮面，漂心 浮体与水面的交线，称为水线； 水线围成的面积，称为浮面； 浮面的形心，称为漂心。 如浮面由多个小浮面组成 则 ∑==n i i S S 1 漂心坐标： S X S X n i i i S ∑== 1 ；S Y S Y n i i i S ∑== 1 ； 计算浮面的用处：吃水深度增加z ?，吃水量增加w Z S W γ???=? 9.排水量 排开液体的重量，与浮力相等 平台上载重↑→总重量↑→排水量↑→吃水深度↑→浮力↑ 吃水深度不同→浮力不同→浮心位置就会不同 10.储备浮力 吃水线至水密甲板的距离，称为干舷高度； 干舷高度所处平台体积的排水量，称为储备浮力。 储备浮力起安全系数作用，在实际操作中不能动用 二. 钻井平台有关稳定的概念 ()() ???否则无法活不能翻船否则无法干不能倾侧过大稳定 1.两种倾侧： 浮轴绕X 轴倾侧，称为横倾 ； 浮轴绕Y 轴倾侧，称为纵倾 ；
稳性定义
稳性定义 又称“复原性”。船舶在外力作用消除后恢复其原平衡位置的性能。 概述 稳性 船舶受外力作用偏离其正浮平衡位置，当外力消失后能自行恢复到原平衡位置的能力，称之为稳性。具有这种能力的船是稳定的，否则是不稳定的或随遇平衡的（即能停留在任何倾斜角状态）。按倾角大小可分为初稳性（即小倾角稳性）和大倾角稳性。按倾角的方向可分为横稳性和纵稳性。 船的横倾最为常见，故单讲稳性时即指横稳性。按船舶破损浸水与否，又可分为破损稳性和完整稳性。初稳性又称小倾角稳性。船舶在外力作用下作小角度倾斜时的稳性。如无特别注明，初稳性则指横向初稳性。小角度倾斜一般是指横倾角不大于10°——15°，或横倾角不大于上甲板边缘浸入水中及舭部不露出水面的角度的状态。其重要特征参数是初稳性高。除考虑船舶在正常漂浮状态下的稳性外，在下水、进坞、搁浅、受凤浪袭击、甲板上浪、船上部结冰，以及受武器攻击、触礁和碰撞破舱等情况下也需分析其稳性。 船舶稳性是保证安全的一项重要性能，各国都制定有船舶稳性规范。近代船舶稳性的研究已关注到船舶在风浪中运动时的稳性。通过计算或用船模进行各种稳性试验可预报船舶稳性。图中，a的状态是稳定的，b的状态是不稳定的。 国内航行船舶稳性特殊要求 所有商船在各种装载状态下都应满足上述关于稳性的基本要求。但考虑到船舶在使用过程中，实际可能的装载状态是千差万别、千变万化的，为了简化计算工作，法规对各种类型的船规定了应校核的标准装载情况，只要这些标准载况下船舶的稳性满足规范的要求，则可认为船舶稳性符合要求。法规同时指出，船舶如有某种装载情况，比规定计算的标准载况差时，则应加算这种情况的稳性。 在计算各种载况的稳性时，除另有规定外，对燃料及备品的计算重量，一般是这样规定的：出港取为100%，航行中途为50% ，到港为10％。法规对各类船舶规定核算的载况简述如下：
钢平台稳定性验算书
附件2 柬埔寨Stueng Trang-Kouch Chhmar 湄公河大桥工程 钢平台验算书 1 计算依据 a 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008） b 《港口工程荷载规范》（JTS 144-1-2010） c 《港口工程桩基规范》（JTJ254-99） 2 计算内容 2.1 单筒承载力计算 2.2 群筒承载力计算 2.3 平台稳定性验算 3引桥墩钢平台验算书 3.1单筒承载力计算 1 ）单桩垂直极限承载力设计值按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）及公式计算： /50.16//50.8 uk sk pk sik i p pk p b p b b p Q Q Q u q l q A h d h d h d λλλ=+=+<=>=∑当时，当时， 式中： uk Q ——单桩垂直极限承载力设计值（kN ） sik pk q q 、—分别为单桩第i 层土的极限侧摩阻力标准值，单桩极限桩端阻力标准值（kPa ）； p λ—桩端土塞效应系数 b h —桩端进入持力层深度； d —钢管桩外径； i l —桩身穿过第i 层土的长度（m ） ；
u —桩身截面周长（m ）； p A —桩身截面面积（m 2）。 2 ）桩基参数 注：桩基参数参考类似工程土质及本工程地勘综合确定，其值比较保守。 3）以12#墩为例，六护筒参数 4）12#墩入泥参数 注：由于桩端承载力值较小，且存在较大不确定性，计算单桩承载力时已将桩端承载力作为安全储备 3.2 群筒承载力计算 群筒承载力计算效应为1 故，整个平台的承载力为16788.324KN 3.3平台稳定性验算 荷载情况： 1）护筒自身重量，单根重量29.734t ；合计178.404t ，（静荷载）。 2）钢平台重量，约30t ；（静荷载） 3）冲击桩架+锤，约22t ；（动荷载）
仓容计算和稳性与浮态计算(内河货船)概要
仓容计算和稳性与浮态计算 仓容的计算我采用的是类似于横剖面面积曲线的方法，即利用面积曲线计算舱室 容积，与横剖面面积去线的不同之处是在于量取横剖面面积时是取自主甲板，以 #1为例，如下图所示 依次量取各站横剖面面积如下表 站号船尾0 1 2 3 4 5 6 面积 2.5800 2.5800 3.5141 4.9203 5.8495 6.2829 6.5368 6.7482 （m2） 站号7 8 9 10 11 12 13 14 面积 6.8666 6.9141 6.9323 6.9452 6.9452 6.9452 6.9077 6.8242 （m2） 站号15 16 17 18 18.5 19 19.5 20 面积 6.5894 6.0702 5.1625 4.0439 3.2694 2.2847 1.2210 0.3790 （m2） 依据表内数据绘制出仓容面积曲线如下图，则需要求那个舱的仓容只需要在仓容 面积曲线上对应的肋位上量取即可。 各舱仓容与形心
舱室面积肋位 甲板下 体积 甲板上体 积 总体积形心Xg 形心Zg 尾尖舱~#3 7.3770 0.0000 7.3770 -10.8260 1.1008 机舱#3~#11 23.173 9 0.0000 23.1739 -7.6295 0.8144 燃油舱#9~#11 6.4329 0.0000 1.3929 -6.7500 0.9310 第一货仓#11~#26 51.508 6 12.2400 63.7486 -1.9714 0.7076 第二货仓#26~#41 46.760 7 13.2600 60.0207 5.2341 0.7606 清水仓#41~#43 3.2700 0.0000 3.2700 9.7100 0.7700 艏尖舱#41~ 5.0483 0.0000 5.0483 10.0797 1.1473 7.3计算空船重心高度 空船重心高度估算参考母型船进行分项估算，见下表（排水量裕度对重心影响不计）： 表7.3 空船重心数据表 空船重心数据表 重量估算重量(t) Zg(m) Xg(m) 钢料重量16.55 0.8375 -1.078125 舾装重量12.66 1.8125 -2.879791667 机电重量 5.75 0.73125 -9.195208333 总34.96 1.173099614 -3.065605811 7.4重量与重心计算 本船共计算满载出港与压载到港两种载况下的重心。 （1）满载出港 满载出港载况下，不加压载水，燃油、淡水按设计值计算，重量与重心计算见下表： 表7.4 满载出港重量与重心估算 满载出港重量与重心估算 项目重量（t）重心距船中（m）重心距中线（m）重心距基线（m）
船舶稳性和吃水差计算
船舶稳性和吃水差计算 Ship stability and trim calculations 1.总则General rules 保证船舶稳性和强度在任何时候都保持在船级社认可的稳性计算书规定范围内，防止因受载不当，产生应力集中造成船体结构永久性变形或损伤。Ensure stability and strength of the ship at all times to maintain stability within stability calculations approved by the classification societies in order to prevent due to load improperly resulting in stress concentration which will cause the ship structure permanent deformation or subversion. 2.适用范围Sphere of application 公司所属和代管船舶的稳性、强度要求 To satisfy the requirement of company owned and managed ships stability and strength 3.责任Responsibility 3.1.大副根据本船《装载手册》或《稳性计算手册》等法定装载资料，负责合理配载或对 相关部门提供的预配方案进行核算，确保船舶稳性及强度处于安全允许值范围。Based on the ship "loading manual" or "stability calculations manual" and other legal loading information, the chief officer is responsible for making reasonable stowage plan or adjust accounts of the pre plan from relevant departments to ensure stability and strength of the ship in a safe range of allowed values. 3.2.船长负责审批大副确认的配载方案和稳性计算。 The captain is responsible for checking and approving the stowage plan and stability calculation that has been confirmed by chief officer. 4.实施步骤Implementation steps 4.1.每次装货前，大副必须对相关部门提供的预配方案仔细核算，报船长审核签字后才可 实施。 Every time before loading, the chief officer should carefully adjust accounts of the pre stowage plan from the relevant department and transfer it to captain, the stowage plan should be implemented after captain reviewing and signing. 4.2.船舶装货前后大副应认真进行船舶稳性及强度计算校核，包括装货前的预算和装货后 的船舶局部强度和应力状况的核算，货品发生变化后，要重新进行计算。计算时充分考虑自由液面，油水消耗，污水变化及甲板结冰等对船舶稳性产生的影响，确保船舶在离港、航行、抵港的过程中均满足要求。 Every time before loading, the chief officer should carefully calculate and check the ship’s stability and strength, including calculation before loading and the partial strength and stress condition of the ship after loading, if cargos changes, the stability and strength should be re-calculated. When calculating, should fully consider the free surface, water and oil consumption, sewage and water ice on deck and other changes on the impact of ship stability, to ensure that the ship departure, navigating and arriving at port in the process can meet the requirements. 4.3.开航前，大副应完成初稳性高度和强度的计算。稳性计算结果应满足： Before departure, the chief officer should complete the calculations of height of initial stability and strength. Stability calculation results should be satisfied as below: hc - ⊿h > hL 式中：hc：计算的初稳性高度The calculating height of initial stability ⊿h：自由液面修正值Free surface correction value hL：临界初稳性高度The critical height of initial stability 船舶静水力弯矩和剪力以及局部强度不得超过允许值。 Hydrostatic moment of force, shear force and partial strength of the ship can not to exceed the allowable values. 4.4.大副要将每航次的稳性计算资料包括积载图留存，并将稳性计算中的重要内容摘录记 在航海日志中，报船长审核确认签字。 The chief officer should preserve such documents including stability calculation information and stowage plan, and records the important contents of the stability calculation into the log, which shall be reported to captain to verify and sign.
海洋平台稳性
海洋平台稳性，是海洋平台在拖航、下沉或使用过程中抗倾覆和抗滑移的能力。主要包括漂浮稳性和坐底稳性。 一、漂浮稳性平台受到外力和风、浪的作用而倾斜，当外力消除以后平台复位的能力。根据平台在拖航和使用过程中是否有破仓，漂浮稳性又分为整体稳性和破仓稳性。根据平台产生的倾角大小不同，其整体稳性的计算分为小倾角稳性计算（即初稳性计算）和大倾角稳性计算。这种计算与浮心、稳心、初稳心、稳心半径、复原力矩有关。 浮心浮体排水体的形心，是浮性的主要参数。浮性是在规定的荷载下平台漂浮在水面的能力。浮体在水中所受到的静水压力的竖向分量称为浮力(P),浮力的大小与浮体排水的重量相等。当浮体的重力与浮力大小相等、方向相反且作用于同一竖向线上时，浮体能平衡地漂浮在静水面上。此时浮体相对于静水面的位置称为浮态。浮态分为四种：①正
浮状态（图1a）。浮体的纵轴x 和横轴r 都平行于水面；这种浮态只用一个参数T（吃水）表示。②横倾状态（图1b）。纵轴x平行于水平面,横轴r 与水平面成角度θ（称横倾角）浮心C 位置因水下体积变化而移动；这种浮态要用T 和θ两个参数表示。③纵倾状态（图1c）。横轴r 平行于水面，纵轴x与水平面成角度嗘（称纵倾角），这种浮态要用T 和嗘两个参数表示。④一般状态（图1d）。横轴和纵轴都不平行于水平面,这种浮态要用T、θ和嗘三个参数表示。海洋平台稳性 稳心作用于浮心C嗞和作用于与C嗞无穷接近的浮心C 嗞+d嗞的两浮力作用线交点,称为与浮心C嗞相对应浮态下的稳心M嗞(图2)。C0为相应于浮体正浮于水线W0L0时的浮心。C嗞为相应于浮体倾斜而浮于水线W嗞L嗞时的浮心。C嗞+d嗞为相应于浮体再作微量倾斜而浮于线W嗞+d嗞L 嗞+d嗞时的浮心；M嗞为稳心。海洋平台稳性
稳定性计算计算书
稳定性计算计算书 本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《建筑施工计算手册》（江正荣编著）等编制。 一、塔吊有荷载时稳定性验算 塔吊有荷载时，计算简图: 塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算: 式中K1──塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G──塔吊自重力(包括配重，压重),G=310.00(kN)； c──塔吊重心至旋转中心的距离,c=1.50(m)； h o──塔吊重心至支承平面距离, h o=6.00(m)； b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50(m)； Q──最大工作荷载,Q=60.00(kN)； g──重力加速度(m/s2),取9.81； v──起升速度,v=0.50(m/s)； t──制动时间,t=20.00(s)；
a──塔吊旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15.00(m)； W1──作用在塔吊上的风力,W1=4.00(kN)； W2──作用在荷载上的风力,W2=0.30(kN)； P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8.00(m)； P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50(m)； h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=30.00m(m)； n──塔吊的旋转速度,n=0.60(r/min)； H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝28.00(m)； α──塔吊的倾斜角(轨道或道路的坡度)，α=2.00(度)。 经过计算得到K1=1.506； 由于K1≥1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求! 二、塔吊无荷载时稳定性验算 塔吊无荷载时，计算简图: 塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算: 式中K2──塔吊无荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G1──后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=310.00(kN)； c1──G1至旋转中心的距离,c1=3.00(m)； b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.00(m)；
船舶完整稳性规则
附则３ 关于国际海事组织文件包括的所有船舶的完整稳性规则 说明与要求 1 本附则是国际海事组织第18届大会1993年11月4日通过的A.749(18)决议的附件。 2 本附则中“动力支承船”的有关规定已被《国际高速船安全规则》所替代。详见本法规第4篇附则2《际高速船安全规则》。 3 船舶的完整稳性还应符合本法规总则与第1篇的适用规定。 349
第1章一般规定 1.1 宗旨 关于国际海事组织文件包括的所有类型船舶的完整稳性规则(以下简称本规则)旨在提出稳性衡准及其他为确保所有船舶的安全操作而采取的措施，使之最大限度地减少对船舶、船上人员和环境的危害。 1.2 适用范围 1.2.1 除非另有说明，本规则中的完整稳性衡准适用于长度为24m及以上的下列类型船舶和其他海上运输工具: ——货船； ——装载木材甲板货的货船； ——装载散装谷物的货船； ——客船； ——渔船； ——特种用途船； ——近海供应船； ——海上移动式钻井平台； ——方驳； ——动力支承船； ——集装箱船。 1.2.2 沿海国家可对新型设计的船舶或未包含在本规则内的船舶的设计方面制定附加要求。 1.3 定义 下列定义适用于本规则。对过去常用的术语但在本规则中未定义的，如在1974 SOLAS公约中所定义的，亦适用于本规则。 1.3.1 主管机关：系指船旗国政府。 1.3.2 客船：系指经修改的1974 SOLAS公约第Ⅰ／2条中规定的载客超过12人的船舶。 1.3.3 货船：系指非客船的任何船舶。 1.3.4渔船：系指用于捕捞鱼类、鲸鱼、海豹、海象或其他海洋生物资源的船舶。 1.3.5 特种用途船：系指国际海事组织《特种用途船舶安全规则》(A.534(13)决议案)1.3.3中规定的因其特殊用途载有12名以上特种人员(包括可不超过12名乘客)的机动自航船舶(从事科研、探险和测量的船舶；用于培训海员的船；不从事捕捞作业的鲸鱼或鱼类加工船舶；不从事捕捞作业的其他海洋生物资源加工船或其设计特点和运行方式类似上述的其他船舶，根据主管机关的意见可列入此类范围)。 1.3.6 近海供应船：系指主要从事运送物品、材料和设备至近海设施上，并在船前部设计有居住处所和桥楼、在船后部有为在海上装卸货物的露天装货甲板的船舶。 1.3.7海上移动式钻井平台(MODU)或平台：系指能够为勘探或开采诸如液态或气态碳氢化合物、 硫或盐等海床之下的资源而从事钻井作业的海上建筑物： .1柱稳式平台：系指用立柱将主甲板连接到水下壳体或沉箱上的平台； .2浮式平台：系指有单体或多体结构船型或驳船型排水船体、用于漂浮状态下作业的平台； .3自升式平台：系指有活动桩腿能够将其壳体升至海面以上的平台。 1.3.8动力支承船(DSC)：系指能够在水面或超出水面航行的船舶，其具有的特性与适用现行国际公约，特别是SOLAS公约和LL载重线公约的普通排水量船舶大不相同，以致要采取其他措施来获得同等安 350
半潜式钻井辅助平台的稳性研究
半潜式钻井辅助平台的稳性研究 发表时间：2017-11-22T14:57:04.947Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第16期作者：方林香颜萍 [导读] 半潜式钻井辅助平台，由浮箱、立柱和甲板箱组成。 广东中远船务工程有限公司东莞 523146 摘要：半潜式钻井辅助平台，由浮箱、立柱和甲板箱组成。海上移动式钻井平台稳性规范要求不同于普通船舶，因其长宽比较小，需要计算横向、纵向稳性，故通过采用固定转轴法和自由扭曲法计算半潜式钻井辅助平台的稳性。同时，通过建立稳性模型和风力模型，考虑来自任何方向作用于平台的风力，计算各种复杂的工况。 关键词：半潜式；稳性；长宽比；风载荷 1 前言 在造船技术高速发展的时代，只有与时俱进地学习使用先进的设计工具，才能高效率完成超负荷的设计工作，降低劳动强度、提高设计精度、提高设计水平。通过学习使用napa软件建模计算，研究海工平台稳性规范要求和装载工况，也是船厂转型升级，提升核心竞争力，承接高附加值船舶订单的重大举措。 2 半潜式钻井辅助平台的技术特点 半潜式平台是大部分浮体沉没于水中的一种小水线面的移动式平台，它从坐底式平台演变而来，由平台本体、立柱和浮箱组成，平台上设有吊机设备、器材和生活舱室等，供钻井工作用。半潜式平台以更大的工作水深、更大的甲板可变载荷、更大的存储能力、简单的外形结构、良好的船体安全性和抗风暴能力及自持能力等优点，已经成为海洋钻井平台的主要发展方向，它已经被许多国家采用，但由于其设计、建造技术密集和资金密集，世界上仅有少数国家设计，比较专业的设计公司主要分布在美国、瑞典、荷兰和挪威。 2.1主要参数 总长 101m 作业吃水 13m-18m 管架甲板宽 63m 自存吃水 11m 船员 170人移航吃水 7.2m 2.2技术特点 2.2.1在设定的作业环境下具有优良的运动性能： 纵横摇小于正负2度，垂荡小于正负1米，漂移小于1/20水深 2.2.2生存能力强，具有很强的抗风浪能力，能抵御百年一遇的恶劣海况 2.2.3在深远海作业：具有巨大的可变载荷和作业面积 2.2.4多用途：钻井平台（钻井、固井、测井、修井、试油）、生产平台等 2.2.5作业水深范围广：从几百米到3千米以上 半潜平台的最大特点是半潜作业，半潜状态下，将大体积的浮箱潜于水下一定的深度，从而使波浪力大大减小，避开了海面的波浪的作用区，因此比浮船式平台所受的波浪力小。半潜式平台的另一个特点就是柱稳性平台，即利用立柱保证平台的稳定性：它在半潜的时候，其水线面积主要是立柱的水线面面积，水线面积不大，但立柱间距比较大，因而平台的惯性矩较大，让其获得较大初稳性高度。 3 半潜式钻井辅助平台的稳性计算 3.1半潜式平台的操作状况 半潜式平台前往某一海区作业至完成作业后离开的全过程，可用如下的操作程序说明： a移航 b就位、抛锚、压载下潜、锚泊线预张紧 c作业 d风暴来袭时卸载减少吃水，平台处于自存状况，风暴过后复原为作业状态 e完成作业卸载起浮 f起锚 g移航 以上一系列的操作过程中，最基本的操作状况是：作业状况、自存状况和移航状况，其余操作状况是各基本操作状况的过渡状况。下面简单描述几种基本操作状况： 作业状况（吃水13m-18m） 半潜式钻井平台的作业状况是指平台在井位上钻井或进行其他操作时的状况。该状况下平台应能承受与规定的作业状况设计标准相应的环境载荷和作业载荷的组合载荷。 自存状况（吃水11m） 自存状况即风暴状况。半潜式钻井平台的自存状况是平台处于规定的自存状况设计标准相应的最恶劣环境条件中的状况。此时，钻井作业或类似作业已经中止，进一步的措施是关闭防喷器和脱开隔水管，放松上风舷锚链，平台漂浮在水面上自存。
自升式钻井平台拖航中的稳性问题
简析自升式钻井平台拖航中的稳性问题 AQUARIUSLW 摘要：自升式钻井平台，又称为桩脚式钻井平台，是目前国内外应用最为广泛的钻井平台。而平台拖航作业是存在较大风险的，自升式平台由于重心高、受风面积，在拖航过程中遭遇恶劣天气，必须保证平台的漂浮稳性能抵御外界环境载荷导致的倾覆力矩，在实际操作我们通常采用调整可变载荷、排除桩靴水和降桩的方法改善平台的稳性。本文主要以CPOE10平台为模型，探讨实际操作对改善平台稳性的影响。 关键词：自升式平台稳性计算重心 1、引言 我国陆地油气资源勘探开发程度现已很高,油气资源正迅速 减少。向海洋进军,开发新的油气资源已成必然趋势。我国拥有漫长的海岸线和广阔的海域,油气资源十分丰富。在渤海、南黄海、东海、南海已有发现并进入早期开采。自升式钻井平台属于海上移动式平台,由于其定位能力强和作业稳定性好,在大陆架海域的油气勘探开发中居重要地位, 自升式平台投入使用的数量在不断增长。但是自升式平台受风面积大、重心高且操作较之其它类型平台复杂, 它的拖航稳性一直为操作和检验部门所重视。本文以CPOE10平台为模型，分析并计算了调整和排除可变载荷、桩靴灌水、桩腿下放等操作状态下的拖航稳性，为平台以后远距离拖航安全作业提供依据。
2、调整可变载荷，使得拖航平台稳性最优 平台稳性分析： A、根据稳性计算表将计算出的排水量与操船手册给出的额定负载线排水量（9459T）进行比较，不得超载，如果计算出的排水量超过了负载线排水量，那么就必须从平台上进行减载。 B、平台的平稳性及对吃水差 a. 计算出的艏艉吃水差：保持适当的艉倾（即LCG> LCB），减小拖航阻力，拖带点一般都布置在船艏，拖力对平台产生的力矩使平台艏部下沉，所以保持适当的艉倾（约30cm）。 b. 计算出的左右舷吃水差：平台的横倾增大了一侧的受风面积，从而增大了倾覆力矩，平台倾覆主要是由于横倾造成的，所以要对平台进行调平以减小横倾，提高平台稳性。
第三章 保证船舶具有适度的稳性
1．船舶稳性 船舶稳性是指船舶受给定的外力作用后发生倾侧而不致倾覆，当外力消失后仍能回复到原来的平衡位置的能力。 2．稳性分类 分类方法: 按船体状态、倾斜方向、倾角大小、*倾斜力矩性质 ┏破舱稳性 稳性┫┏初稳性(小倾角稳性) ┃┏横稳性┫┏静稳性 ┗完整稳性┫┗大倾角稳性┫ ┗纵稳性┗动稳性 其中，倾角小于等于10－15度称为小倾角，否则称为大倾角。倾斜力矩性质指静力或动力，或者说有无角速度、角加速度。 3．稳性的重要性 稳性不足会导致船舶倾覆；稳性过大，又会使船舶在风浪中剧烈摇荡，影响船上仪器设备正常工作、船体强度和船员的舒适性、引起船上货物移位和损坏，严重时也会导致船舶倾覆。所以，任何时候都应当保证船舶具有适度的稳性。 3.1 船舶稳性的衡准指标 参考：《海船法定检验技术规则》（1995年修订版） 一．初稳性 1．稳心M 与稳心距基线高度KM 船舶小倾角横倾前、后其浮力作用线交点称为横稳心，简称稳心。 稳心M距基线的垂向坐标称为稳心距基线高度。 2．初稳性的衡准指标 稳心M至重心G的垂距称为初稳性高度GM。 初稳性高度GM是衡准船舶是否具有初稳性的指标。初稳性高度大于零，即船舶重心在稳心之下，船舶就有初稳性。
船舶重心距基线高度KG 、稳心距基线高度KM 、初稳性高度GM 三者之间的关系如图3－1所示。 3．初稳性中的假设(对于任一给定的吃水或排水量) （1）小倾角横倾(微倾)； （2）在微倾过程中稳心M 和重心G 的位置固定不变； （3）在微倾过程中浮心B 的移动轨迹是一段以稳心为圆心的圆弧； （4）在微倾过程中倾斜轴过漂心。 二．初稳性高度基本计算方法（对载荷变化大小无限制） 1．计算式 GM = KM －KG －δGM f （m ） （3.1） 式中，δGM f —— 自由液面对初稳性影响的修正值，m KM —— 稳心距基线高度，m ，可在静水力曲线图表中查取。 2．KG 计算 式中，P i —— 组成船舶总重量（含空船重量等）的第i 项载荷，t Z i —— 载荷P i 的重心距基线高度，m 3．Z i 确定 （1）舱容曲线图表查取法 船舶资料中通常有各个货舱和液舱的舱容曲线图或数据表，利用舱容曲线图表，可方便确定舱内散货或液货的重心高度Z i ，方法如下： i ）对于匀质散货或液货，已知货堆表面距基线高度，在图中左纵轴上对应点做水平线交舱容中心距基线高度曲线得B 点，过B 点做垂线交上横轴得C 点，对应值即为该舱货物重心距基线高度Z i 。 ii ）对于积载因素相近、合理积载的件杂货，根据所装货物的体积，在下横轴找到相应点向上做垂线，交舱容曲线得A 点，过A 点做水平线交舱容中心距基线高度曲线得B 点，过B 点向上做垂线交上横轴得C 点，对应值即为该舱货物重心距基线高度Z i 。 ) 2.3()m (Z P KG i i ?*∑=