船舶荷載計(jì)算(樣本)

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1、中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院工 程：碼頭工程階 段日 期內(nèi) 容：船舶靠岸撞擊能量計(jì)算標(biāo) 準(zhǔn)：船舶力依據(jù)港口工程荷載規(guī)范（JTJ21598）進(jìn)行計(jì)算輸入輸出 船舶類型（填13 見注)1注：1:油船2:貨船（散貨船可用）設(shè)計(jì)船型3:集裝箱船船舶噸級DWT275000（t）滿載排水量M滿=DT=340410（t）總長L（m）logDT=0.332+0.956*logDWT型寬B（m）（參考日本標(biāo)準(zhǔn)）型深H（m）滿載吃水T（m）其它裝載排水量M裝=50000（t）其它裝載吃水T18（m）船舶法向速度Vn0.14(m/s)船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量E0靠船角度 a o E0=1/2 rMVn2(kJ)有效動

2、能系數(shù)r0.8（第10.6.2條）滿載時(shí)：船舶靠岸有效撞擊能量E0=26692669(kJ)其它裝載時(shí)：船舶靠岸有效撞擊能量E0=392392(kJ)中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院工 程：碼頭工程階 段日 期內(nèi) 容：船舶靠岸撞擊能量計(jì)算標(biāo) 準(zhǔn)：英國標(biāo)準(zhǔn)BS6349第一分冊(1984年版)第41條及第四分冊第4.7條的修正進(jìn)行計(jì)算輸入輸出 類型（13 見注)1注：1:油船2:貨船（散貨船可用）設(shè)計(jì)船型3:集裝箱船船舶噸級DWT275000（t）滿載排水量M滿=DT=340410（t）總長L333.00（m）logDT=0.332+0.956*logDWT型寬B59.00（m）（參考日本標(biāo)準(zhǔn)）水動力質(zhì)

3、量系數(shù)CM=1+2T/B=1.67滿載吃水T19.80（m）回轉(zhuǎn)半徑K=0.2L0.25L=74.93從質(zhì)量中心至接觸點(diǎn)距離 R2=(B/2/COS(a)+船舶法向速度Vn0.14 (m/s)TAN(a)*(L1+L2)2+(L1+L2)2=5608靠船角度 a5 (度)接觸點(diǎn)和質(zhì)量中心的連線與船舶速度矢量的夾角速度矢量與碼頭垂線的 g=90-a-f-ASIN(B/2/R)=51.801夾角 f10 (度)偏心系數(shù)Ck=(K2+R2cos2g)/(K2+R2)=0.691撞擊點(diǎn)至泊位中心距L181.00（m）Cs、Cc=1.0靠泊偏心距(右取正)L215.00（m）船舶靠岸時(shí)的有效撞擊能量E0

4、 E0=0.5 CMM(Vn)2*Ck*CS*CC(kJ)船舶有效撞擊能量 E0=38543854(kJ)第 2 頁，共 18 頁中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院工 程：碼頭工程階 段日 期內(nèi) 容：系泊船舶在波浪作用下的撞擊力標(biāo) 準(zhǔn)：船舶力依據(jù)港口工程荷載規(guī)范（JTJ21598）進(jìn)行計(jì)算輸入輸出 類型（13 見注)1注：1:油船設(shè)計(jì)船型2:貨船船舶噸級DWT275000（t）3:礦石船4:集裝箱船型寬B59.00（m）滿載排水量M滿DT=340410（t）logDT=0.332+0.956*logDWT滿載吃水T19.80（m）（參考日本標(biāo)準(zhǔn)）壓載吃水T壓=a(T)b=0.548*T0.966壓載排

5、水量M壓163975（t）（參考挪威標(biāo)準(zhǔn)）9.80（m）M壓=0.383*DT1.018其它裝載吃水T18（m）（參考挪威標(biāo)準(zhǔn)）其它裝載排水量Mqt=50000（t）泥面標(biāo)高-21.00（m）設(shè)高水位4.574（m）系靠船結(jié)構(gòu)前沿水深d設(shè)低水位0.997（m）設(shè)高水位時(shí)25.574（m）設(shè)低水位時(shí)21.997（m）波要素波高H4%1.50（m）波長l(設(shè)高水位)29.85（m）橫浪作用下系泊船舶有效撞擊能量Ewo(設(shè)低水位)29.85（m）Ewo=aCmMgH(H/l)(l/B)2(d/D)2.5tgh(2pd/l)船舶附加水體質(zhì)量系數(shù)Cm1.50（載重）船舶平均吃水D=T、T壓或T11.05

6、（壓載）（第F.0.1條）1.05（其它）系數(shù)a（橡膠護(hù)舷）0.004分配到每個舷的效撞擊能量Ew接觸護(hù)舷數(shù)目n4 Ew=k*Ewo/n不均勻系數(shù)K1.1設(shè)高水位設(shè)低水位Ewo載重732.93502.81壓重1432.84982.98其它裝載726.21498.21 Ew=394394(kJ)第 3 頁，共 18 頁中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院工 程：碼頭工程階 段日 期內(nèi) 容：風(fēng)、水流作用下的系纜力和擠靠力標(biāo) 準(zhǔn)：船舶力依據(jù)港口工程荷載規(guī)范（JTJ21598）進(jìn)行計(jì)算輸入 類型（13 見注)4注：1:油船設(shè)計(jì)船型2:貨船船舶噸級DWT275000（t）3:礦石船總長L333.00（m）4:集裝

7、箱船型寬B59.00（m）船甲板上堆箱層數(shù) 堆箱縱長（m）滿載吃水T19.80（m）6299.7壓載吃水T1=a(T)b=FALSE（參考挪威標(biāo)準(zhǔn)）FALSE（m）方形系數(shù)Cb0.825泥面標(biāo)高-21.00（m）系靠船結(jié)構(gòu)前沿水深d設(shè)高水位4.574（m）25.574（m）設(shè)低水位0.997（m）21.997（m）設(shè)計(jì)風(fēng)速V風(fēng)24（m/s）風(fēng)壓不均勻折減系數(shù)z0.7設(shè)計(jì)流速V流1.5（m/s）(設(shè)高水位時(shí))1.8（m/s）(設(shè)低水位時(shí))水的密度r1.025（t/m3）取水溫為10（oC）系纜形式：系船纜的水平投影與碼頭前沿線所成的夾角a=30（度）系船纜與水平面之間的夾角b=15（度）受力向與

8、船縱軸垂直受力向與船縱軸平行計(jì)算船舶同時(shí)受力的系船柱數(shù)目n1=4n2=2系船柱受力不均勻系數(shù)K1=1.3K2=1.2第 4 頁，共 18 頁1 1、作作用用于于船船舶舶上上的的風(fēng)風(fēng)荷荷載載（按按規(guī)規(guī)范范第第10.210.2條條計(jì)計(jì)算算）作用在船舶上的橫向風(fēng)力Fxw=73.6*10-5*AxwVx2x作用在船舶上的縱向風(fēng)力Fyw=49.0*10-5*AywVy2x船體水面上橫向受風(fēng)面積Axw+堆箱Axw2=62.438299.7=4384(m2)船體水面上縱向受風(fēng)面積Ayw+堆箱Ayw2=62.43857=834(m2)載重logAxw=-0.036+0.742*logD.WlogAyw=-0.

9、107+0.621*logD.W壓載logAxw=0.283+0.727*logD.WlogAyw=0.019+0.628*logD.W載重壓載Axw1438421658(m2)Ayw26993556(m2)風(fēng)向與船縱軸垂直Fxw 4268426864276427(kN)風(fēng)向與船縱軸平行Fyw533533703703(kN)2、作作用用于于船船舶舶上上的的水水流流力力（按規(guī)范附錄E計(jì)算）（1）、船首.尾橫向力水流對船首橫向分力Fxsc=Cxsc*r/2*V2*B(kN)水流對船尾橫向分力Fxmc=Cxmc*r/2*V2*B(kN)船舶吃水線以下的橫向投影面積B（參見原日本標(biāo)準(zhǔn)）載重壓載logB

10、=0.179+0.708*logD.WlogB=-0.278+0.701*logD.WB10716（m2）B1041（m2）表E.0.3d/Dq=0o15oq=165o181oCxscCxmcCxscCxmc1.10.140.080.080.111.30.100.050.070.081.50.090.040.060.06（船舶平均吃水D=T或T1）第 5 頁，共 18 頁載重q=0o15oq=165o180o壓載q=0o15oq=165o180o設(shè)高水位d/D1.291.29d/D#DIV/0!#DIV/0!Cxsc0.1020.070Cxsc#DIV/0!#DIV/0!Fxsc1256870

11、Fxsc#DIV/0!#DIV/0!Cxmc0.0510.081Cxmc#DIV/0!#DIV/0!Fxmc6331004Fxmc#DIV/0!#DIV/0!設(shè)低水位d/D1.111.11d/D#DIV/0!#DIV/0!Cxsc0.1380.079Cxsc#DIV/0!#DIV/0!Fxsc24521414Fxsc#DIV/0!#DIV/0!Cxmc0.0780.108Cxmc#DIV/0!#DIV/0!Fxmc13941928Fxmc#DIV/0!#DIV/0!水流橫向力（Fxsc+Fxmc）匯總載重q=0o15oq=165o180o壓載q=0o15oq=165o180o設(shè)高水位18901

12、874設(shè)高水位#DIV/0!#DIV/0!設(shè)低水位38473342設(shè)低水位#DIV/0!#DIV/0!（2）、縱向力水流對船舶作用產(chǎn)生的水流力縱向分力Fyc=Cyc*r/2*V2*S水流力縱向分力系數(shù)Cyc=0.046*Re-0,134+b雷諾數(shù)Re=VL/n船舶吃水線以下的表面積S=1.7*LD+CbLB水的運(yùn)動粘性系數(shù)u=1.31E-04 m2/s（第76頁，查表E.0.8）表E.0.9CbB/Dbq=0o15oq=165o180o0.8252.20.0090.0153.50.0060.0080.6252.20.0000.0023.50.0040.009載重q=0o15oq=165o180

13、o壓載q=0o15oq=165o180o S2741827418 S1620916209B/D3.03.0B/D#DIV/0!#DIV/0!b0.00720.0108b#DIV/0!#DIV/0!Re3.81E+063.81E+06Re3.81E+063.81E+064.58E+064.58E+064.58E+064.58E+06Cyc0.0130.017Cyc#DIV/0!#DIV/0!0.0130.017#DIV/0!#DIV/0!設(shè)高水位Fyc(kN)419532Fyc(kN)#DIV/0!#DIV/0!設(shè)低水位596760#DIV/0!#DIV/0!第 6 頁，共 18 頁（3）、作用

14、于船舶上的水流力匯總水位方向載重壓載q=0o15oq=165o180oq=0o15oq=165o180o設(shè)高水位橫向力1890189018741874#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!縱向力419419532532#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!設(shè)低水位橫向力3847384733423342#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!縱向力596596760760#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!3、風(fēng)風(fēng)、水水流流力力作作用用于于船船舶舶上上形形成成系系纜纜力力計(jì)計(jì)算算（1）、風(fēng)成系纜力匯總風(fēng)成系纜力N風(fēng)=K1/n

15、1*Fx/(sina*cosb)+K2/n2*Fy/(cosa*cosb)載重時(shí)壓載時(shí)風(fēng)向與船縱軸垂直N風(fēng)28724325風(fēng)向與船縱軸平行N風(fēng)383504N風(fēng)（max）28724325(kN)（2）、水流力成系纜力匯總水流力成系纜力N水=K1/n1*Fx/(sina*cosb)+K2/n2Fy/(cosa*cosb)各個工況水流力成系纜力載重q=0o15oq=165o180o壓載q=0o15oq=165o180o設(shè)高水位15721643設(shè)高水位#DIV/0!#DIV/0!設(shè)低水位30162794設(shè)低水位#DIV/0!#DIV/0!N水載重壓載q=0o15o3016#DIV/0!q=165o18

16、0o2794#DIV/0!N水（max）3016#DIV/0!(kN)（3）、風(fēng).水流組合時(shí)的系纜力（風(fēng)+流）Nmax=MAX（N風(fēng)max+N水max）#DIV/0!#DIV/0!(kN)第 7 頁，共 18 頁4、纜纜繩繩破破斷斷力力根據(jù)規(guī)范10.4.4，對于聚丙烯尼龍纜繩，其破斷力按下式計(jì)算纜繩直徑D75 mmNp=0.16D20.16752=900(kN)5、擠擠靠靠力力（按按規(guī)規(guī)范范第第10.5條條計(jì)計(jì)算算）橡膠護(hù)舷間斷布置時(shí)一組護(hù)舷上的擠靠力Fj=K*Fx/n(kN)與船舶接觸的護(hù)舷組數(shù)n=4擠靠力不均勻系數(shù)K=1.3載重時(shí)壓載時(shí)風(fēng)向與船縱軸垂直時(shí)Fx8115#DIV/0!Fj263

17、7#DIV/0!Fjmax=#DIV/0!#DIV/0!(kN)第 8 頁，共 18 頁中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院工 程：碼頭工程階 段日 期內(nèi) 容：碼頭護(hù)舷水平布置標(biāo) 準(zhǔn)：類型（13 見注)1注：1:油碼頭2:設(shè)計(jì)船型3:船舶噸級DWT275000（t）總長L（m）型寬B（m）型深H（m）滿載吃水T（m）護(hù)舷類型SUC2000H鼓型橡膠護(hù)舷護(hù)舷間距 l7（m）護(hù)舷高度2（m）護(hù)舷壓縮后高度h0.9（m）(變形55%)船舷的彎曲半徑r船舶斜向靠泊角度50時(shí)319.86（m）r=0.2877*DWT0.56船舶斜向靠泊角度100時(shí)190.68（m）r=0.7709*DWT0.442*(r2-(r

18、-h)2)0.5=47.96（m）l=7（m）37.01（m）l=7（m）護(hù)舷布置的間距滿足要求波長T=3.57(H4%)0.5L=g*T2/2p th(2pd/L)極高設(shè)高設(shè)低極低1.21.21.21.2H4%11110.81.51.50.8d18.7425.57421.9978.643.913.913.913.91T3.573.573.573.573.194.374.373.1923.8723.8723.8223.42L19.9019.9019.8919.7415.9229.8529.8415.88-6E-03-1E-02-6E-02-4E-05-9E-04-2E-03-1E-02-1E-

19、061E-056E-04-1E-06-8E-05第10頁XXXXXXXXXXXXX碼頭工程船舶系、靠碼頭分析中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院中國 上海200 -編寫：校核：校審：審定：目 錄一、設(shè)計(jì)條件二、船舶靠岸撞擊分析三、系泊船舶在橫浪作用下的撞擊分析四、風(fēng)、水流作用下的系纜力和擠靠力分析五、碼頭護(hù)舷水平布置分析一、設(shè)計(jì)條件 本工程位于 ，自然條件詳見本工程有關(guān)技術(shù)文件。1、設(shè)計(jì)船型船舶噸級DW(t)總長（m）型寬（m）型深（m）滿載吃水（m）1,000(1000-1500)671054.32,000(1501-2500)801265.23,000(2501-4500)98147.54.25,0

20、00(4500-7500)113188.67.110,000(7501-12500)1352010.98.420,000(12501-27500)1722513.510.230,000(27501-45000)1783215.611.650,000(45001-65000)2213218.313.32、船舶靠岸撞擊速度的確定根據(jù)港口工程荷載規(guī)范（JTJ21598）第10.6.4條，海船法向靠岸速度按下表：海船法向靠岸速度船舶滿載排水量W(t)法向靠岸速度Vn(m/s)有掩護(hù)開敞式W=1,0000.200.250.250.451,000W=5,0000.150.20.200.405,000W=1

21、0,0000.120.170.170.3510,000W=30,0000.100.150.150.3030,000W=50,0000.100.120.120.2550,000W100,0000.060.080.080.15本工程選取如下：10005000噸級船Vn=0.30m/s 10000噸級船Vn=0.25m/s 30000噸級船Vn=0.18m/s50000噸級船Vn=0.15m/s3、系泊狀態(tài)下的船舶裝卸作業(yè)的允許波高根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ21199）第4.3.12條的表4.3.12 50000噸級油船裝卸作業(yè)的允許波高H4%=1.2m 。30000噸級油船裝卸作業(yè)的允許波高H

22、4%=1.0m 。4、設(shè)計(jì)風(fēng)速的確定本工程按風(fēng)力達(dá)到九級時(shí)系泊船舶必須離開碼頭避風(fēng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)風(fēng)速V=24.4m/s。5、設(shè)計(jì)流速為1.5m/s(設(shè)計(jì)高水位）1.8m/s(設(shè)計(jì)低水位）6、碼頭平面布置、斷面圖及護(hù)舷性能指標(biāo)二、船舶靠岸撞擊分析根據(jù)港口工程荷載規(guī)范（JTJ21598），計(jì)算本工程各設(shè)計(jì)船型 靠岸撞擊能量，并與所選護(hù)舷吸能能力比較，匯總?cè)缦拢捍皣嵓塂W(t)法向撞擊速度撞擊能量SUC1250H R0撞擊能/吸能雙護(hù)舷吸能(m/s)(KJ)(50變形50.8)(%)1,000(1000-1500)0.30512,000(1501-2500)0.301233,000(2501-4500

23、)0.302175,000(4500-7500)0.3024110,000(7501-12500)0.2532620,000(12501-27500)0.2266872292.530,000(27501-45000)0.1868472294.750,000(45001-65000)0.1567572293.5三、系泊船舶在橫浪作用下的撞擊分析根據(jù)計(jì)算結(jié)果，系泊船舶在橫浪作用下的撞擊能較小，不是控制工況。四、風(fēng)、水流作用下的系纜力和擠靠力分析系纜快速脫纜鉤的選用考慮波浪及破纜力的因素，并參考其它類似工程僅由計(jì)算結(jié)果，在風(fēng)、流組合時(shí)南側(cè)泊位計(jì)算系纜力N=1242kN 系纜設(shè)施選用如下：艏艉纜系船墩

24、選用1500kN系船柱 2 只；橫纜系船墩選用1000kN系船柱 2 只；工作平臺系纜選用750kN系船柱 4 只；北側(cè)泊位計(jì)算系纜力N=990kN 系纜設(shè)施選用如下：艏艉纜系船墩選用1000kN系船柱 2 只；橫纜系船墩選用750kN系船柱 2 只；工作平臺系纜選用650kN系船柱 4 只；五、碼頭護(hù)舷水平布置分析各設(shè)計(jì)船型的直線段長度如下：船舶噸級DW(t)總長（m）直線段長度（m）平臺端護(hù)舷距圓弧段接觸（總長*0.6）（m）1,000(1000-1500)674072yes2,000(1501-2500)8048yes3,000(2501-4500)9859yes5,000(4500-7500)11368yes10,000(7501-12500)13581no20,000(12501-27500)172103no30,000(27501-45000)178107no50,000(45001-65000)221133no10000噸級以上船偏位靠泊能滿足船舶圓弧段不撞擊碼頭的要求，根據(jù)計(jì)算，其它較小船舶不能滿足。本工程碼頭護(hù)舷間距16m，中間排架設(shè)護(hù)舷DA-A300H橡膠護(hù)舷，保證了碼頭安全、護(hù)舷布置合理。靠船角度7.0修正系數(shù)得0.86角度345681015能量修正0.940.920.870.870.840.800.72