超大型集装箱船参数横摇全面校核与安全评估

观察Observation势。

通常而言载箱量在10000TEU 以上的超大型集装箱船船长都在335米以上，型宽在48米以上，在港口和航道内发生事故后救援的难度与成本都远高于其他船舶。

从这个角度来看，航行安全事故的频发很可能在一定程度上抵消大型集装箱船舶所固有的规模化优势。

从技术角度而言，近期大型集装箱船安全事故的频发与国际集运市场上集装箱船设计理念的转变有着密不可分的关系。

传统意义上的集装箱船为突出集装箱运输安全、快捷的特点，设计航速都在25节以上。

为匹配其高航速的设计，传统集装箱船的船体都比较瘦削，方形系数一般不超过0.8，此类船型的操纵性能较高。

同时，传统集装箱船的装机功率较大，这在一定程度上进一步提升了船舶低速航行时警惕大型集装箱船操纵性下降导致的航行事故及时转变超大型集装箱船驾驶与管理的思路是未来国际集运行业需要重点关注的问题。

近年来，载箱量在10000TEU以上的大型集装箱船在航行过程中频繁发生安全事故，仅新闻媒体有报道的碰撞和搁浅事故就有十余起，作者在日常工作中也开始感觉到超大型集装箱船的损坏与修理检验有不断增加的趋中国船级社美洲中心 辛吉诚的操纵性能，一些经验丰富的船长完全可以不借助拖轮完成靠离泊作业。

进入新世纪后，随着国际能源价格的快速上涨，降速开始逐渐成为大型集装箱船设计理念的主旋律。

大型集装箱船的平均设计航速从25节下降到22节，在2014年甚至出现了设计航速为18节和14.5节的低速集装箱船。

设计航速的下降也让国际航运市场上集装箱船的船型发生了实质性的改变。

为适应低速航行，现代集装箱船的型线开始变得丰满，方形系数已经超过0.8，船型在外观上也越来越接近现代油船与散货船，开始呈现出肥大型船的特点。

型线的丰满导致了现代集装箱船船型操纵性能的进一步下降。

同时，设计航速的下降让集装箱船无需配备大功率的主机。

从目前国际集运市场主流船型的设计方案来看，设计航速为25节的8000TEU系列集装箱船的装机功率高达68520Kw，而设计航速为22.5节的14500TEU系列集装箱船的装机功率仅49000Kw。

3500TEU集装箱船横向强度研究作者：董业宗祝波来源：《中国水运》2015年第07期摘要：本文针对集装箱船的强度问题开展结构计算分析研究。

以一艘3500TEU集装箱船为研究对象，充分考虑其工作环境，使用有限元软件建立舱段模型，对其横向强度进行直接计算并进行细致分析，重点讨论了内底、强框架、舱口角隅横舱壁、纵舱壁处的受力情况，分析获得了大量的信息，期望为相关工程研究人员提供技术支持。

关键词：集装箱船结构强度有限元数值模拟集装箱运输是一种“门到门”形式的高效益、高效率运输形式，为了更好的完成运输任务，这种运输方式通常使用大型运载车辆搬运，大型装卸机械装卸。

为了装卸和运输方便，集装箱运输以集装箱为载体，把组装集合成一个箱体单元，根据装箱方式把集装箱运输分为拼箱和整箱两种。

集装箱运输货物包装、运输费用节省，装卸效率相对高，人力劳动比率低，而且有利于组织综合联运（公铁联运、水铁联运等）。

随着区域经济一体化进程和经济全球化的加快，集装箱运输的主要载体——集装箱船舶越造越大，结构问题越来越突出。

集装箱船通常为单甲板型式，货舱相对方正，且型深大。

较之于普通货船，某些集装箱船货舱口宽度可以达到超船宽百分之八十以上，舱口长度可达船长百分之九十，这种特殊的大舱口结构使得主甲板的连续性破坏，又因为使用过程中装载情况多变，集装箱船的扭转强度和总纵强度问题突出。

本文以一艘3500TEU集装箱船为研究对象，充分考虑其工作环境，使用Patran软件建立舱段有限元模型，对其强度进行直接计算并进行细致分析，期望分析结果可为相关研究人员提供技术支持。

计算分析方案研究对象为单桨、全宽尾甲板、巴拿马型集装箱船。

主要尺度见表1。

本文模型化范围取纵向为船中货舱区域“1/2货舱+1个货舱+1/2货舱”范围，即沿纵向4个40英尺箱位的长度，垂向取型深范围，横向取船宽范围，且从左舷至右舷不计型线变化。

对本船取从#43.5至#133.5，长56.5m的范围，考虑到舱口盖上有集装箱，建了舱口围板以及相应的肘板。

超大型集装箱船舶标准
超大型集装箱船舶是指装载能力超过1.5万标准箱（TEU）的
集装箱船。

这类船舶的标准一般包括以下几个方面：
1. 能力指标：超大型集装箱船舶的主要指标是装载能力，即能够装载的标准箱数量。

通常以TEU作为衡量标准，一般超大
型集装箱船的装载能力达到1.5万TEU以上。

2. 尺寸要求：超大型集装箱船舶的船体尺寸较大，一般长度超过350米，宽度超过45米。

船舱的深度要求在20米以上。

3. 结构强度：由于船舶在海上航行时会受到大风、大浪等极端条件的考验，因此超大型集装箱船舶在结构上需要具备足够的强度和刚性，以确保船舶的安全性和稳定性。

4. 设备要求：超大型集装箱船舶需要配备先进的航行控制系统、船载起重装置、集装箱固定装置等设备，以支持船舶的安全运行和有效的货物装卸作业。

5. 安全标准：超大型集装箱船舶需要符合国际海事组织（IMO）的相关安全标准，包括船舶的防火防爆、紧急逃生设备、货物固定等方面的规定，以确保在应急情况下乘员和货物的安全。

超大型集装箱船舶标准由国际海事组织（IMO）等国际机构制定和监管，并根据船舶的不同用途和要求进行相应的调整和优化。

这些标准的制定旨在确保超大型集装箱船舶的安全性、航行性能和作业效率，以满足全球贸易对于大型货运船舶的需求。

参数横摇对集装箱船设计和运营的影响作者：谈俊峰陈京普来源：《集装箱化》2015年第04期纯稳性丧失、参数横摇、骑浪（横甩）是船舶在波浪中的3种典型倾覆现象，其中，参数横摇是目前国际海事组织（IMO）正在研究的船舶第二代完整稳性衡准技术中5种失效模式之一。

研究人员普遍认为，参数横摇是由船舶在波浪中的复原力周期性变化而导致的非线性现象，其主要特点是：船舶在顶浪状态下产生垂荡、纵摇运动的同时伴随着大幅度横摇运动。

大量研究表明，当船舶的横摇固有频率等于其在波浪中遭遇频率的50%时，船舶可能产生显著的横摇运动，即参数横摇。

大型集装箱船的艏部外飘通常较大，艉部线型变化较为剧烈，导致其在顶浪状态下出现明显的复原力周期性变化，因此易产生参数横摇现象。

1 参数横摇的计算方法参数横摇可能引起严重的海上事故。

例如：1998年10月，由高雄驶往西雅图的巴拿马型C11集装箱船“APL CHINA”号在北太平洋海域遭遇强烈风暴，横摇运动剧烈（见图1），横摇角达35€皛40€埃黄翟耸浯癆IDA”号也曾在亚速尔群岛水域因参数横摇遭遇严重破坏（见图2）。

图1 “APL CHINA”号因参数横摇遭遇破坏情况图2 “AIDA”号因参数横摇遭遇破坏情况这些海上事故的发生促使国际上掀起对参数横摇（尤其是顶浪状态下参数横摇）研究的热潮。

对此，国外根据IMO的提案主要分为第一层和第二层薄弱性衡准方法。

在工业和信息化部高技术船舶科研项目的支持下，我国也已经开展参数横摇衡准方法的研究，并进行样船计算。

中国船舶科学研究中心对多艘典型船舶分别采用部分约束和自由航行模型开展试验性研究，为参数横摇的计算验证提供可靠数据。

[1]当前，参数横摇研究的热点之一是第三层评估方法，即直接数值模拟方法。

直接数值模拟方法主要采用在耐波性计算中广泛应用的切片法和面元法。

根据使用格林函数的不同，面元法又分为Rankine源法和时域面元法。

[2-5]文献[6]采用时域面元法对C11集装箱船进行不同航速、不同波高下的直接时域模拟，并与模型试验结果进行比较，以研究参数横摇发生的条件以及波高对其的影响等问题。

探讨参数横摇对集装箱船坠箱事故的影响
陆丹
【期刊名称】《航海》
【年(卷),期】2014(000)001
【摘要】当船舶在纵浪中以一定速度航行，使遭遇波浪的频率约两倍于横摇频率时，船舶稳性发生变化，即导致参数横摇现象。

迎浪或随浪条件下的参数横摇谐振会大大加剧船舶的横摇运动，在几次摇摆周期中，横倾角可以毫无预期地从几度发展到三十度以上。

这种剧烈的运动会对舱面集装箱及系固系统造成过多的压力，进而导致舱面集装箱坠箱事故的发生。

本文从现象出发，分析了参数横摇对舱面集装箱系固稳定性的影响，提出了船舶遭遇参数横摇的应对方法。

【总页数】3页(P42-44)
【作者】陆丹
【作者单位】上海海事职业技术学院上海 200120
【正文语种】中文
【相关文献】
1.大型集装箱船舶操纵与坠箱原因分析
2.集装箱船横摇惯性矩计算方法对参数横摇敏感性预报影响研究
3.参数横摇对集装箱船设计和运营的影响
4.集装箱船坠箱风险分析及安全对策研究
5.大型集装箱船舶在大风浪中坠箱原因分析
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超大集装箱船靠泊受力分析及实操注意事项作者：戴方斌来源：《珠江水运》2018年第17期摘要：本文分析了超大集装箱船舶靠泊时易受到的三种力（风动力、水动力和沉深横向力），并根据三种受力时的操作难点从速度、距离、角度三个方面详细论述超大集装箱船舶靠泊实操的具体注意事项，以供业界参考和讨论。

关键词：超大集装箱船靠泊受力分析1.超大型集装箱船的特征和特点业界普遍认为超大集装箱船应该具有以下特征：船舶总长大于 250米；型宽大于30 米；吃水大于11米，载重量超过10万吨。

超大集装箱船较其他集装箱船舶的主要特点：长宽比较其他集装箱船显著减小，单位质量获得的主机马力有所减小，舵面积比减小；旋回性能相对较差，航向稳定性较好，倒车性能较好；满载时船舶方形系数在 0.7左右；受风面积大，首尾线型尺度大，大多配置了侧推器。

2.超大集装箱船靠泊受力分析超大集装箱船靠泊一般受风动力、水动力和沉深横向力三种力的综合作用，直接影响靠泊的角度、余速和横距这靠泊三要素的具体操作。

（1）风动力风对船舶的影响可以分解为纵向力和横向力，纵向力助推船舶前进或后退，横向力Fa则使船舶发生横移位移。

风动力对集装箱船特别是满载超大集装箱船的影响较大，因此准确计算风动力对于引航安全十分重要。

根据经验值，纵向顶风4到5级时，风对船的作用力是基本阻力的 10%至15%；纵向风8到9级时，风对船的作用力为基本阻力的30%至40%。

因此当有纵向顶风时，只需要操纵主机的进退，简单易行。

靠泊时，如有正横风力使船舶产生位移，一般通过拖轮和船舶自有的侧推器来克服。

横风为拢风时需要根据具体情况制定修改引航方案，甚至放弃靠泊；横风为开风时适量增加顶推力。

在靠泊前提前估算横风的大小，根据具体情况安排足够马力的拖轮。

以此公式計算“天康河”（长294米，宽32米，吃水11.9米），速度从8节降到6节，制动距离约为1.2海里，且与操作实际相符。

可见，在引领超大集装箱船靠泊预留充足的趟航距离降速十分必要。

超大型集装箱船舶标准随着全球贸易的快速发展，集装箱运输在全球范围内扮演着越来越重要的角色。

超大型集装箱船舶作为集装箱运输的主力军，其性能、规模和标准备受关注。

本文将从以下几个方面展开讨论：一、超大型集装箱船舶的定义与特点超大型集装箱船舶（ULCV，Ultra-Large Container Vessel）是指容量在10000 TEU（20英尺标准箱）以上的集装箱船。

这类船舶具有以下特点：1.船舶尺寸大：为满足庞大的集装箱装载量，超大型集装箱船舶的船体尺寸普遍较大，如船长、船宽和吃水等方面。

2.运输效率高：超大型集装箱船舶的装箱量较大，能够在一次航行中完成更多的货物运输，降低运输成本。

3.节能环保：随着船舶技术的发展，超大型集装箱船舶采用了一系列节能措施，如船舶设计优化、动力系统升级等，以降低能耗和排放。

二、超大型集装箱船舶的标准与分类根据国际海事组织（IMO）的规定，超大型集装箱船舶需遵循一系列安全和环保标准。

同时，根据船舶尺寸、结构和用途的不同，超大型集装箱船舶可分为以下几类：1.按尺寸分类：常规型、大型化和超大型化。

2.按船型分类：干货船、液货船、冷藏船等。

3.按航线分类：近海、沿海、远洋等。

三、超大型集装箱船舶的运营与发展趋势1.航线布局：随着全球贸易的增长，超大型集装箱船舶主要运营在亚欧、北美、中东等主要贸易航线。

2.船舶订单：近年来，我国船东对新造超大型集装箱船舶的需求不断增加，订单量占据全球市场份额较大。

3.发展趋势：绿色、智能化和无人驾驶将成为超大型集装箱船舶未来发展的重要方向。

四、我国在超大型集装箱船舶领域的现状与挑战1.现状：我国已成为全球最大的超大型集装箱船舶建造国，拥有较高的设计和制造水平。

2.挑战：船舶核心技术、绿色船舶技术、船舶智能化等方面与国际先进水平仍有一定差距。

五、应对挑战，提升我国超大型集装箱船舶产业的策略1.加大科技创新力度，突破关键技术。

2.推广绿色船舶技术，提高船舶能效。

大型汽车滚装船参数横摇研究吴小平【摘要】Parametric rolling is a typical adverse situation for the transversal stability of ships operating in longitudinal waves. In this paper, a general introduction of parametric rolling is made and a case study regarding the parametric rolling of a large pure car and truck carrier （PCTC） is presented. The variations of transversal stability in regular longitudinal waves are first calculated and then checked against criteria; finally, numerical simulations are conducted to further show the effects of change of stability, roll damping, as well as various headings and forward speeds, on the occurrence of parametric resonance.%对于航行在纵向波浪中的船舶,参数横摇是横稳性中典型的不利情形。

文章对参数横摇作了介绍,并对某大型汽车滚装船进行了实例分析。

首先,对船舶在纵向波浪中的稳性变化进行了计算;然后,根据衡准进行验证;最后,采用数值仿真方法,研究了稳性变化、横摇阻尼、航速、航向等参数对参数横摇的影响。

【期刊名称】《船舶与海洋工程》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】5页(P14-18)【关键词】汽车滚装船;参数横摇;船舶设计【作者】吴小平【作者单位】上海船舶研究设计院,上海200032【正文语种】中文【中图分类】U661.32;U661.220 引言船舶在迎浪或随浪航行时，当波浪周期与船舶横摇固有周期之间存在一定的关系时，即使海况不是非常恶劣，船舶也有可能在很短时间内发生较大幅度的横摇，这一现象称为参数横摇。

超大型集装箱船全船结构强度分析赵欣;高茜【摘要】由于超大型箱船的超长结构和大开口特性,水平弯曲和扭转对总纵强度影响较大,且舱口角隅处有明显的应力集中现象.基于英国劳氏船级社(Lloyd's Register of Shipping,LR)规范,运用结构强度的直接计算方法对某超大型集装葙船进行有限元分析以及应力集中区域的细网格分析.由分析可见,作为双岛型船舶,机舱前端和燃油舱后端作为扭转边界承受较大合成应力,结构形式须合理设计.【期刊名称】《造船技术》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】7页(P6-12)【关键词】超大型集装箱船;结构强度;有限元分析【作者】赵欣;高茜【作者单位】上海外高桥造船有限公司,上海200137;上海外高桥造船有限公司,上海200137【正文语种】中文【中图分类】U6610 引言超大型集装箱船船长、船宽远超过一般的集装箱船，货舱开口达到船宽的90%，由于大开口的特性，仅考虑垂向作用力对船体梁的影响是远远不够的，还应考虑其他各种载荷的作用[1]，包括水平波浪弯矩、水动力扭矩、货物扭矩等。

联合载荷作用下船体强度和结构变形显得尤为突出，特别是舱口围板和上甲板的舱口角隅、纵向舱口围板的前后两端、船体结构的折角处等重点受力区域，应力集中现象较为明显。

为更准确地分析超大型集装箱船的弯扭强度，得到联合载荷作用下的应力情况，常规的货舱段有限元分析已经不能满足结构设计要求，需要进行全船有限元响应分析。

同时，通过全船有限元分析，确定全船主要构件的应力分布情况，找出应力集中区域作为热点区域，为后续的细网格及疲劳分析打下基础。

本文针对某超大型集装箱船根据劳氏船级社(Lloyd’s Register of Shipping, LR)规范要求进行结构强度分析，LR的全船结构强度分析分为Part A和Part B两部分。

Part A为全船有限元分析，评估主要构件考虑扭转作用下的纵向应力水平，同时确定应力集中区域，为Part B提供边界条件；Part B针对应力集中区域进行局部细网格分析，保证热点结构满足校核衡准。

超大型集装箱船的发展趋势与质量控制要点作者：孙晓东胡晓芳来源：《中国水运》2014年第05期摘要：随着国际范围内燃油价格的不断攀升以及国际海事组织关于航运能效设计指数强制标准的全面生效，作为海上货运主力的集装箱船在设计理念上发生了很大的变化。

本文针对当代集装箱船所呈现出的技术特点，结合作者船厂实际建造经验以及未来超大型集装箱船的发展趋势，从船舶结构特点以及船舶建造工艺两个方面对超大型集装箱船的质量控制要点进行了归纳总结，为今后新船型的研发及设计提供参考。

关键词：集装箱船结构设计质量控制相对传统的干杂货船而言，以标准运输单元进行运输的集装箱运输具有更便捷、更高效、更安全的特点，因此集装箱船逐渐取代传统意义上的干杂货船开始成为海上运输的主力。

从规模效应的观点来看，船舶的主尺度越大其经济效益方面的优势就越明显，进入20世纪90年代以来，随着高强度船体材料以及大功率船用发动机等关键技术的逐渐成熟，集装箱船开始正式迈入大型化时代，并逐步呈现出一些全新的发展趋势。

随着近年来国际经济形势的复苏以及IMO节能减排法令的强制生效，大型集装箱船再次成为了国际航运界关注的焦点。

当代集装箱船的发展趋势及所面临的问题进入21世纪以来，集装箱船已经从最初的3500TEU、4700TEU发展到目前的8000TEU、10000TEU、14000TEU，目前能装载18000TEU的超大型集装箱船也正在研发的过程中。

随着船舶主尺度的不断增大，当代超大型集装箱船开始呈现出一些新特点。

目前国际船舶航运市场上的集装箱船主要呈现出大型化、经济化、环保化的发展趋势。

从现有的船型来看，8000TEU以上的集装箱船船长普遍超过350m，14000TEU的船长已接近400m。

从实际营运状况来看，单航次所装载的集装箱越多，单个集装箱的运输成本就越低。

因此，随着高强度材料及焊接技术的迅速发展，未来的集装箱船的主尺度还有可能继续扩大。

而船舶主尺度的迅速扩大必然导致船舶结构强度、船体刚性、应力集中、疲劳等问题更加突出。