船舶拱垂值的合理范围需根据船舶设计规范和使用条件综合确定,主要参考以下要点:
一、拱垂值定义与计算公式
拱垂值指船舶在航行中船体前后两端最低点之间的垂直距离,计算公式为: $$ \text{拱垂值} = \frac{\text{船长}}{2} + \text{吃水} $$
其中,船长为船舶全长,吃水为船舶底部到水面的垂直距离。
二、合理范围标准
-
设计规范范围
通常要求拱垂值控制在船长的1/100到1/50之间,具体数值需根据船舶类型、载重线、吃水深度等参数确定。
-
经验数值法划分
-
有利范围 :$L_{bp}/1200 \leq \delta < L_{bp}/800$
-
正常范围 :$L_{bp}/800 \leq \delta < L_{bp}/600$
-
极限范围 :$\delta \geq L_{bp}/600$
-
危险范围 :$\delta \geq L_{bp}/1200$
其中,$L_{bp}$为船舶满载排水量对应的基准船长。
-
三、实际应用注意事项
-
天气条件限制
当拱垂值超过$L_{bp}/600$时,船舶在恶劣天气下航行会显著增加稳性风险,通常需限制在好天气开航。
-
船舶强度校核
极限拱垂值(≥$L_{bp}/600$)可能影响船舶局部强度,需通过拱垂差校核总纵强度,确保结构安全。
-
影响因素
重力分布、积载方案等会改变实际拱垂值,需通过计算调整配载以维持合理范围。
四、特殊场景说明
-
满载状态 :若满载中拱或中垂值≥$L_{bp}/600$,需通过调整货物分布或减少载重至安全范围。
-
局部强度超限 :当拱垂值接近或超过$L_{bp}/800$时,需评估船体局部结构强度,必要时加固设计。
船舶拱垂值的合理范围需结合设计规范、经验数值及实际航行条件综合判断,确保船舶稳性和结构安全。