文档介绍：船舶重大件货物平安系固
船舶重大件货物平安系固
------集装箱桥吊海上运输主动力计算分析
廖建清
〔中华人民共和国福州海事局，福州 350015〕
摘 要 集装箱桥吊海上运输属特殊重大件货物海上运输。本文应用IMO体运动的惯性力、风的作用力和浪打的波溅力等三种主动力的作用，这是普遍现象。根据力的分解原理，三种主动力可以分解为纵向、横向和垂向的分力：
Fx = M·ax + Fwx + Fsx
Fy = M·ay + Fwy + Fsy
Fz = M·g ±M·az
式中，Fx-纵向主动力；
Fy-横向主动力；
Fz-垂向主动力；
M -货物单元的质量〔重量，t〕；
ax、 ay 、az-货物单元据其在不同货位时纵向、横向和垂向加速度〔m/s2〕；
Fw(xy)-货物单元所受到纵向或横向的风力〔kN〕；
Fs(xy)-货物单元所受到纵向或横向波溅力。
对集装箱桥吊在海上运输而言，纵向主动力Fx受到纵摇加速度力M·ax、纵向的风力Fwx和纵向波溅力Fsx。由于桥吊主体构架较高，浪打不到那么高，波溅力Fsx可以忽略不计，所以纵向受力Fx只剩下加速度力M·ax和风力Fwx。即 Fx = M·ax + Fwx
横向主动力Fy受到横摇加速度力M·ay、横向的风力Fwy和横向波溅力Fsy，同理横向波溅力Fsy可以忽略不计，所以横向受力Fy只剩下加速度力M·ay和风力Fwy。即Fy = M·ay + Fwy
垂向受力Fz有自身重力M·g、波浪引起的上下垂荡运动的加速度力±M·az。但要说明的是，自身重力M·g永恒向下〔设向下为+〕，波浪引起的上下垂荡运动的加速度力±M·az有时向上，有时那么向下，由低位置向上做加速度运动时，桥吊对船甲板的反作用力为正，这是我们要考虑的主要问题，所以对甲板受力的程度最大的应考虑在船体横倾到一侧且同时由低位置转向上运动的瞬间受力最大状态。即Fz= M·g + M·az
综上所述，桥吊整体主动力计算公式为：
Fx = M·ax + Fwx
Fy = M·ay + Fwy ………〔1〕
Fz= M·g + M·az·
风的压力可估算：
Fwx = Pw·A wx
Fwy = Pw·A wy
式中，Pw -为估算风压强，取Pw =1〔kN/m2 〕；
A wx-露天甲板上桥吊纵向受风面积〔m2〕；
A wy-露天甲板上桥吊横向受风面积〔m2〕；
A wx和A wy-厂家应提供的数据。
公式〔1〕是本文把集装箱桥吊海上运输当作整体的货物组件进行分析的重要结论。
几个加速度值确实定
桥吊在运输过程中必须保持刚性不变，所以根据刚性物体的运动学原理和转动定律，加速度：
    ……… (1)
式中，l-是桥吊重心距船舶横纵漂心的距离；
M-是船舶所受的合外力矩；
J-是船舶的转动惯量。
合外力矩M和转动惯量J与船舶的质量、形状、运动状态有关，所以桥吊的加速度a〔分纵ax、横ay、垂az〕与船舶的质量、形状、运动状态有关。
为知道纵ax、横ay、垂az的值，本文重点介绍应用IMO?货物系固手册编制指南?确定加速度值的原理，确定ax、 ay、 az值，所以简捷确实定加速度值方法为：
    ……… (2)
式中，a0x-桥吊在不同装载位置时纵向根本加速度值；
aoy-桥吊在不同装载位置时横向根本加速度值；
aoz-桥吊在不同装载位置时垂向根本加速度值；
k1-船速修正系数；
k2-稳性高度修正系数。
以上根本值和修正系数是IMO在标准条件下〔无限航区、全年航行、连续航行25d、船舶长度为100m和船舶航速15kn〕计算出aox 、aoy 、aoz，并以表格的形式确定具体数值提供应使用者，充分表达了不同位置摇摆产生的加速度值是不一样的，位置越高加速度值越大，离船中〔漂心〕越远加速度值越大，与实际完全吻合。修正系数k1的意义是当实际船舶与标准船型、船速不一样时的修正系数，也表达了船速越快，急转向产生的加速度值越大，船型越短急转向时盘旋半径越小，离心加速度值越大。修正系数k2的意义是稳性高度修正值，表达了初稳性高度越大，船舶摇摆的剧烈程度越厉害，加速度值也越大。以上5个数值均可在各船旗国政府认可的每艘船舶?货物系固手册?中随时查到，是可查数据，而且考虑到最不利因素的影响，也就是说实际的数值比表列的数值要小，所以根据表列数值计算的结果是平安的。
4 主动力计算公式〔1〕和〔2〕结论分析
主动力对桥吊自身构件的影响
以上桥吊的主动力计算公式〔1〕和〔2〕是建立在把桥吊整体当作质点来分析的，这种分析方法可以使复杂问题简单化，只要桥吊整体刚性保持不变，这种按质点的分析方