浙江欣海船舶設(shè)計研究院 馮振玉
自2000年《漁業(yè)船舶法定檢驗規(guī)則》(以下簡稱《ZY2000法規(guī)》)頒布之日起,漁船勘劃載重線就正式列為檢驗監(jiān)督管理的項目之一。至于漁船為什么要勘劃載重線,以及勘劃標準所具有的特色,一直是專業(yè)人士所關(guān)注的問題,現(xiàn)針對《ZY2000法規(guī)》將這些問題以問答的形式詮釋如下:
答:船舶勘劃的載重線,是提示船舶營運裝載要留有一定儲備浮力的安全警示線。漁船也是船,而且船員素質(zhì)普遍偏低,對于安全問題更需要予以警示,這是漁船勘劃干舷的主要原因。從另一方面看,《載重線公約》也不適用于船長小于24m的船舶和150總噸以下的現(xiàn)有船等,但國內(nèi)這類“不適用”的海船以及內(nèi)河船,全部都在要求勘劃載重線,漁船當然也可以仿效。既然儲備浮力也是漁船安全的技術(shù)指標之一,主管機關(guān)是必須給予規(guī)定到位的,因而在2000年《漁業(yè)船舶法定檢驗規(guī)則》中也引進了載重線。
漁船常年在海上捕撈作業(yè),因船只的特色和工作環(huán)境的復雜,其勘劃的條件與商船相比會有較大的差異,兩者兼顧的因素很難面面俱到。估計《載重線公約》不適用漁船也是一種規(guī)避性的簡化。但這并不影響漁船主管部門的自行規(guī)定,包括引用《載重線公約》的原理以及部分勘劃條件的改變。
答:《1977年國際漁船安全公約》雖然沒有明確要求勘劃載重線,但其第39條有“可允許的最大營運吃水”及“可允許的最大營運吃水應經(jīng)主管機關(guān)認可”的規(guī)定。從條例上理解,這“可允許的最大營運吃水”應該就是限定最小干舷的載重線吃水。至于“經(jīng)主管機關(guān)認可”問題,因在公約中并沒有闡明認可的條件,認可就是一句空話?!禯Y2000法規(guī)》對勘劃載重線的規(guī)定,就是為填補《1977年國際漁船安全公約》該項認可的空白。
答:所謂的富裕干舷,是指實際勘劃干舷大于按公約核定的最小干舷。是否富裕需要經(jīng)過核算之后才能拍板定性,沒有經(jīng)過標準的核算,也就沒有富裕之說。漁船連勘劃干舷的標準都沒有制定,怎知其是富裕干舷?
退一步說,幾乎所有交通船舶最終勘劃的載重線,也沒有正好勘劃在核定最小干舷之處的,也就是說所有船舶勘劃的干舷“都是富裕干舷”。但那絲毫不能成為免除載重線勘劃的理由,也不能成為《ZY2000法規(guī)》當中不做規(guī)定的理由。
答:因《載重線公約》原有規(guī)定是:“主管機關(guān)應查明在新核定干舷的吃水時,其相應船體一般結(jié)構(gòu)強度是足夠的。按照主管機關(guān)所承認的船級社的要求所建造和維修的船舶,可以認為具有足夠的強度”。這里說的“可以認為具有足夠的強度”需要積極的去理解。事實上,由于設(shè)計經(jīng)驗等問題,漁船完工后的空船重量往往會超過設(shè)計階段的初估,包括資深的設(shè)計單位也出現(xiàn)過這種狀況,而且比較嚴重。這種情況下的載重線必須重新勘劃,如何判定重新勘劃的載重線是否滿足規(guī)范的強度要求呢?通常處理有以下幾種方法:
1)新勘劃的載重線不能超過設(shè)計的結(jié)構(gòu)吃水,超過的一律予以否定。這是最簡單的處理方法,但顯得粗暴缺乏理論依據(jù)。
2) 用重新勘劃的載重線吃水,代入規(guī)范的公式進行驗算,若原船的實際尺寸也能滿足新吃水的要求即可,否則不予認可。這樣處理較1)的處理方式上了一個檔次,但并不全部到位。
3)按新載重線的吃水代入公式計算后,實船原有的尺寸不能滿足怎么辦?直接將花費千百萬的成船廢掉,那絕對是不可能的。因為船舶建造規(guī)范都有足夠的安全裕度,其應力的安全系數(shù)可以達到4~5,結(jié)構(gòu)安全系數(shù)約在1.8~2.2之間,載重線適當超過結(jié)構(gòu)設(shè)計吃水應是沒有問題的。具體處理只要兩者對比,實船板薄的尺寸并未達到換板要求的腐蝕裕度,就可以適當?shù)目紤]放行。
4)按《ZY2000法規(guī)》規(guī)定直接判斷,重新勘劃吃水未超過1.1d就直接予以放行。重新勘劃吃水達到1.1d(d設(shè)計吃水)時,強度直接認可的理由:
①從SOLAS公約規(guī)定破艙穩(wěn)性限界線的定義“系指在舷側(cè)低于艙壁甲板上表面76mm處所繪的線”,這種吃水情況下還去校核穩(wěn)性肯定是確認了結(jié)構(gòu)強度沒有問題。單甲板船的艙壁甲板都是干舷甲板,距離干舷甲板76mm時已經(jīng)大大超過了結(jié)構(gòu)設(shè)計吃水,既然公約都認可船舶強度沒有問題,執(zhí)行者又何必去謹小慎微?
②實踐業(yè)已證明,當魚汛較好時,漁民經(jīng)常超載歸港,且吃水遠遠超過設(shè)計吃水10%的比例,但這種裝載從來沒有發(fā)生過結(jié)構(gòu)性事故的案例。
③漁船不同部位允許最大的腐蝕極限為25%~40%,按腐蝕25%計,用規(guī)范的公式反推結(jié)構(gòu)吃水,其有不小于60%的安全裕度,故超越設(shè)計吃水10%其結(jié)構(gòu)強度仍應在認可范圍。
④實際設(shè)計者進行計算時,結(jié)構(gòu)尺寸多為偏大取值,其安全性又增大了一重保險。
實船超過設(shè)計吃水重新勘劃載重線是常有的事,盡管有上述或更多的處理方法,但具體到現(xiàn)場驗船師的處理,因沒有具體的標準處理會存在一定的難度,甚至掌控不好尺度。為此,《ZY2000法規(guī)》直接規(guī)定了“當核定的載重線不超過設(shè)計吃水的110%時,可不考慮對船舶強度的影響”,可以按此標準直接封閉,免去現(xiàn)場驗船師實時處理的麻煩。
答:在《鋼質(zhì)海洋漁船建造規(guī)范1998》的結(jié)構(gòu)計算公式中,其船底板、舷側(cè)板、甲板的尺寸都與吃水d沒有任何關(guān)系,只要船殼板、甲板不受影響,基本就可以放心大膽地進行嘗試。
與吃水d有關(guān)系的僅是船底骨架的高度h及面板剖面積A,另有局部骨材的剖面模數(shù)W。其相關(guān)公式主要有:
2.4.3.1 實肋板在中縱剖面處腹板高度及面板剖面積:
h=42(B+d)-70(mm);A=3.5d-0.5(cm2)
2.5.2.1 在船中縱剖面處中桁材的高度在任何情況下不得小于700mm,且不小于h=L+42d+530 (mm);
2.5.3.2.1 在箱形中桁材內(nèi)的船底骨材和內(nèi)底骨材,W=22sdl2(cm3)
2.5.7.2 組合肋板船底骨材的剖面模數(shù)W=(1.5-2.5l1)sdl2(cm3)
2.6.2.2 除首、尾尖艙外,主肋骨剖面模數(shù)W=csdl2(cm3)
2.6.3 首、尾尖艙內(nèi)的肋骨剖面模數(shù)W=2.3sdDl (cm3)
2.6.4 甲板間及上層建筑肋骨的剖面模數(shù) (且不小于10cm3)
這些與d相關(guān)的公式按110%設(shè)計吃水代入計算后的尺度變化情況見表1。
從表1的計算結(jié)果可以得出的結(jié)論是,用110%d代入公式計算,其對實船的強度并沒有什么影響。故《ZY2000法規(guī)》直接給出載重線勘劃可以超過設(shè)計吃水10%的規(guī)定,至少是方便了一線驗船師的直接封閉,免去了求證的糾結(jié)。至于是否科學可行,尚沒見到反對方的舉證。
表1 載重線勘劃在110%設(shè)計吃水時對結(jié)構(gòu)強度的影響
答:眾所周知,如果趕上魚汛好的時刻,一網(wǎng)漁獲物裝滿全艙還會另有剩余,這些剩余的漁獲物漁民也不會棄之于大海,而是堆積在甲板上。這是一種經(jīng)常出現(xiàn)的超載工況,雖然此時可以不考慮船體強度問題,但完整穩(wěn)性問題必須考慮,已經(jīng)有不少因甲板隨意裝魚而引發(fā)翻沉的案例。為從源頭上杜絕類似危險的苗頭,拖網(wǎng)、圍網(wǎng)船勘劃豐收載重線是十分必要的。另在完整穩(wěn)性要求核算的工況方面,增加了5)、6)兩種基本裝載工況與之配套:即5)豐收返航(漁獲物100%,燃料、淡水、食品及備品30%,定量甲板漁獲物);6)豐收到港(漁獲物100%,定量甲板漁獲物)。同時進行詮釋:“豐收返航和豐收到港,是考慮拖網(wǎng)、圍網(wǎng)漁船在遇特大豐收時,允許在甲板上規(guī)定的范圍內(nèi),用攔魚板加裝定量的漁獲物。此范圍和裝載量由設(shè)計部門核算后確定,并在穩(wěn)性報告書中提示船長應注意的事項。此類裝載狀態(tài)的吃水,允許超出設(shè)計吃水的限度在10%以內(nèi)”。另又指出“5)、6)兩種工況僅對拖網(wǎng)、圍網(wǎng)漁船適用,計算了這兩種工況,則3)滿載返航和4)滿載到港的兩種工況可免于計算”。
載重線本身是一種營運安全的警示線,必須考慮到各種工況存在的可能。有人說我國漁船已經(jīng)沒有這種豐收的工況,所以給予了忽略。老實說,這是由于漁業(yè)資源貧乏所導致的現(xiàn)象,甚至都沒有裝上半艙的可能,那么是否也要把3)滿載返航和4)滿載到港的工況給予忽略呢?當然不可以!規(guī)則規(guī)定的工況就是強制校核的工況,如果沒有進行具體的說明而忽略了網(wǎng)船豐收工況的規(guī)定,一旦由此而引發(fā)的事故,則設(shè)計單位和審圖驗船師肯定都會被追究責任的。
隨著對資源保護的重視,拖、圍網(wǎng)漁船的豐收工況還是大有希望的,即使在現(xiàn)有的條件下,個別的運氣也不是沒有可能,漁民惜魚如金的操作仍會存在安全的隱患。故勘劃網(wǎng)船的豐收載重線,仍舊是規(guī)則完善安全技術(shù)條件不可或缺的重要舉措之一。
答:漁船載重線需要由主管機關(guān)自己制定,因無先例可循,只能借鑒《載重線公約》的相關(guān)規(guī)定自行梳理,且不宜照搬照抄。
漁船海上作業(yè)的工況復雜,加之尺度較小和船員素質(zhì)偏低等因素,漁船勘劃載重線的原則應是干舷適當?shù)母哂诎础遁d重線公約》核定的商船干舷。為貫徹該原則當時采取了雙項舉措,一是基本干舷要高于載重線公約的基本干舷;二是盡量減少干舷負值的修正。在基本干舷方面,最為理想的是能找出一個簡單好記的公式,使其能覆蓋且不小于《載重線公約》基本干舷的數(shù)值,免去查找表格及插值的繁瑣。經(jīng)過推敲比較,最終優(yōu)選出來公式為F0=0.1L2+300,現(xiàn)將該公式?jīng)Q定的基本干舷與《載重線公約》表列的基本干舷進行對比如表2。
表2 漁船公式的基本干舷與公約表列基本干舷的對比(mm )
答:所謂的與眾不同有三點:一是漁船水尺勘劃的基準是從龍骨線(龍骨板上邊緣)量起,而不是從龍骨板的下緣量起;二是讀數(shù)以水尺橫線標記的上緣為準,而不是以下緣為準;三是當有低于龍骨線的突出物達到一定的深度時,需要繪出船舶觸底警示的深度標記。
既然水尺用于測量吃水,就應將水尺勘劃的基準點與吃水定義的基準點等同,這樣水尺的讀數(shù)才有實際的意義。吃水的基準點應按公約、規(guī)則、規(guī)范的定義計?。?/p>
SOLAS公約的定義是:吃水(d)系指從船長中點處龍骨線至相關(guān)水線的垂直距離。
載重線公約的定義是:夏季吃水系自龍骨上緣量至載重線標志的圓圈中心。并規(guī)定夏季載重線是以通過圓圈中心且標有S的線段上邊緣表示。其他載重線也以線段的上邊緣表示。
噸位丈量公約的定義是:對于適用現(xiàn)行《國際船舶載重線公約》的船舶,其吃水相當于按該公約所勘定的夏季載重線。
《國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則》對工程船舶應勘劃允許最大作業(yè)吃水線標志的特別要求是:“最大作業(yè)吃水線標志線段上緣與最大作業(yè)吃水線相齊?!?/p>
船舶建造規(guī)范對吃水的定義是:在船長中點處,由平板龍骨上緣量至夏季載重線的垂直距離。另在CCS入級規(guī)范第2分冊第1章1.13.6中同樣有“最大作業(yè)吃水線標志線段上緣與最大作業(yè)吃水線相齊”的規(guī)定。
綜上所述,公約、規(guī)則和規(guī)范定義的吃水都是從龍骨線開始計量,且都計量至水尺標志線段的上緣為準,這些規(guī)定應是強制執(zhí)行的標準,不能違背。如果水尺勘劃以龍骨板下緣為準、讀數(shù)以水尺標記的下緣為準,這樣的水尺與公約、規(guī)則和規(guī)范的規(guī)定對不上號,應屬于錯誤的勘劃!其使用的價值也要大打折扣。
至于說從平板龍骨下緣量起是考慮船舶擱淺的需要,這種想法是多余的。任何船舶在水上航行,即使小型船舶在平靜水域的航行,也得至少給縱搖升沉運動留下幾十厘米的觸底余量,相對而言,那平板龍骨的厚度對于“擱淺”又算得了什么呢?
綜上所述,漁船水尺勘劃的基準點從龍骨線開始,以水尺的上緣作為讀數(shù)的標準,是正確無誤的。那超出龍骨線一定深度的特殊標注,是預防觸底的提醒,其與舷側(cè)標注側(cè)推符號和球鼻艏符號的安全警示是同等重要的!應該說漁船載重線的勘劃具有一定的“魚鮮味”。
1)“中國沿海”所增加的季節(jié)熱帶區(qū)域的劃分
①熱帶區(qū)域季節(jié)的劃分超越了《載重線公約》的范圍
a)《載重線公約》的劃分是:在中國的沿海僅南海的局部才有熱帶季節(jié),具體區(qū)域是自香港至呂宋島的蘇阿爾港再沿呂宋島、薩馬島與萊特島的連線以西的南海水域;其熱帶季節(jié)期是自1月21日至4月30日;夏季自5月1日至1月20日。除此熱帶區(qū)域季節(jié)之外,中國沿海其他海域全年都按夏季季節(jié)對待。
b)《ZY2000法規(guī)》除去保留了《載重線公約》規(guī)定的南中國海的季節(jié)熱帶區(qū)域外,還照搬了《交通船法規(guī)》將“中國沿?!比吭黾恿思竟?jié)熱帶區(qū)域,這種超越《載重線公約》的區(qū)域劃分,并沒有令人信服的理由。
②季節(jié)劃分的標準與《載重線公約》相悖
a)《載重線公約》是以風力的級別大小及風暴次數(shù)多少為標準來劃分季節(jié)的:ⅰ)夏季系指蒲氏8級(34kn)或8級以上的風力不超過10%的季節(jié)。ⅱ)熱帶系指蒲氏8級(34kn)或8級以上的風力不超過1%季節(jié),且于10年中任何一單獨日歷月份內(nèi)在5°平方區(qū)域內(nèi),熱帶風暴不得多于1次。
如圖4所示,comsol計算得到的A處(頂部、中部)溫度數(shù)值與現(xiàn)場實測曲線基本吻合,數(shù)值相差不大,comsol仿真所得到的數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)誤差均在5%以內(nèi),證明該comsol模型具有一定可靠性,可以用來分析在不同影響因素下筏形基礎(chǔ)內(nèi)溫度場變化。
b)《ZY2000法規(guī)》是照搬了以氣溫的高低為標準而進行季節(jié)的劃分。將熱帶季節(jié)定為自4月16日至9月30日氣溫較高的季節(jié),此時正是中國沿海臺風較多的季節(jié),不符合公約熱帶季節(jié)期的規(guī)定。
總之,中國沿海所增加的季節(jié)熱帶區(qū)域以及季節(jié)劃分的原則,完全與《載重線公約》的規(guī)定相悖,這是不能成立的明顯錯誤。
2)照搬了“以下甲板作為干舷甲板”的規(guī)定是多余的
載重線公約第3條(9)規(guī)定:“由船東選擇并經(jīng)主管機關(guān)批準,可將下一層甲板指定為干舷甲板,但該甲板至少在機器處所與艏、艉尖艙艙壁之間應是全通的和永久性的前后連續(xù)甲板,并且橫向也是連續(xù)的……”
該條由船東申請并經(jīng)主管機關(guān)批準,期間要履行的手續(xù)是麻煩的,耐心等待批準的時間是不可預知的??梢钥隙?,設(shè)計單位絕對不會主動使用下一層甲板作為干舷甲板,船東也不會去自尋煩惱,估計主管機關(guān)也會樂于減少審批事項的滋擾。
對于公約第3條(9)的規(guī)定,《法定檢驗實施指南》IACS UI LL 40有這樣的評述:“假如能從載重線公約中刪去涉及下層甲板作為干舷甲板這一部分內(nèi)容,而噸位和載重線兩者仍能清楚的分開,當然將更為可取”??梢?,該條款的出爐,本身就是模糊的。刪去該條,絲毫不會影響船舶噸位的丈量和載重線的勘劃,而且還會取得從源頭上排除干擾的效果。
有人認為引用第3條(9)可以降低露天甲板上門檻、開口圍板的高度。此說未免過分牽強。若按公約附則第2條(6)“如果實際干舷甲板以下至少一個標準上層建筑高度的假想干舷甲板作為核定的干舷甲板,則實際干舷甲板可按照第12,14-1至20,23,24和25條的規(guī)定作為上層建筑甲板處理,此時,最終吃水應不超過核定的干舷甲板對應的吃水?!钡囊?guī)定去執(zhí)行,同樣可以降低上述門檻、開口圍板的高度,另可在實際干舷減少方面占有一定的優(yōu)勢(因核定最小干舷是固定值,標準的上層建筑高度才1800mm,實船上層建筑高度至少要2200mm,兩者相加的數(shù)值相差不小于400mm)。何況該條既不用船東自主選擇,也不必經(jīng)過主管機關(guān)批準,對實際應用更為簡便有利。
有人認為保留第3條(9)的規(guī)定,方便上層建筑開的舷門只保持風雨密。
該船是富裕干舷船,完全可以靈活運用第2條(5)“第10條至第26條的所有各項規(guī)定適用于核定最小干舷的每艘船舶。當船舶核定的干舷大于最小干舷時,如果主管機關(guān)對所具備的安全性條件滿意,則這些要求可予放寬”的規(guī)定。舷門是為了進出貨物的方便,其門內(nèi)自然要有甲板支撐,能開門處也就是“假想甲板”處應是個真實的甲板,且該甲板按第2條(6)已經(jīng)滿足了最小干舷的要求。公約第21條只要求干舷甲板以下的舷側(cè)開口的構(gòu)造才需要保證水密,此時的舷門已經(jīng)在干舷甲板之上,只要門檻高度不低于230mm且滿足風雨密要求就可以了。
3)最小夏季干舷計算公式F=F0+f1+f2+f3中,遺漏了甲板線位置的修正和最小船首高度的修正漁船甲板線位置不與計算型深等高也是很有可能的,條款中只是陳述了位置不同的可能,但公式中卻遺漏了這項修正f。
公約第40條最小干舷計算的規(guī)定有:“夏季最小干舷是將第28條列表中查出的干舷,按第27條修正……如第39條適用時,亦應按該條修正”。這第39條就是最小干舷的規(guī)定。所謂適用時,就是船首最小高度不能用改變船首的結(jié)構(gòu)布置來滿足要求,而只能用降低吃水來保證其高度,這降低吃水量就是干舷修正的增加量,但公式中遺漏了該項的修正f。
《ZY2000法規(guī)》對載重線的規(guī)定還有其他一些特點,在此不再一一贅述。