船舶完整稳性规定-中国船舶网

这是一个非常核心的船舶安全和海事法规主题，我会从基本概念、法规来源、具体计算要求、衡准标准以及实际应用等多个层面进行系统性的阐述。

什么是船舶完整稳性？

我们需要理解两个关键概念：

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完整稳性：指船舶在没有发生破损进水的情况下，在各种装载工况下，抵抗外力（如风、浪、货物移动等）而保持不倾覆的能力，我们通常讨论的稳性,主要就是指完整稳性。
破损稳性：指船舶在发生局部破损进水后，仍能保持一定的浮态和稳性，不至于沉没或倾覆的能力，这是更高级别的要求，通常适用于客船、化学品船等。

核心目标：确保船舶在营运过程中，始终处于安全、可控的浮态,不会因为稳性不足而突然倾覆。

船舶完整稳性规定不是凭空想象的，而是基于大量的海难事故调查、理论研究和实践经验总结而成，全球主要船级社和海事组织都制定了详细的规定,其权威来源主要包括：

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国际海事组织 - 《国际完整稳性规则》
- 这是目前全球范围内应用最广泛的强制性规则，它于2008年通过,并于2010年生效。
- 适用范围：适用于所有船长（L）≥ 24米的国际航行商业船舶。
- 特点：它是一个“目标型”标准，即规定船舶需要达到的安全目标，而不是详细规定如何计算，船东和设计师可以选择使用简化计算法或完整稳性衡准计算法来证明船舶满足要求。
各国海事主管机关
- 中国海事局 - 《船舶与海上设施法定检验规则》（简称《法定规则》）：这是中国国内航行船舶必须遵守的法规，其稳性要求与IMO规则基本一致,但会根据国内情况进行调整和补充。
- 美国海岸警卫队 - 《联邦法规》第46篇：规定了在美国水域航行船舶的稳性要求。
- 欧盟等：也都有各自的国内法规,通常与IMO标准接轨。
船级社规范
- 如中国船级社、DNV、LR、ABS、CCS等，船级社的规范通常比法定规则更详细、更严格，因为它们不仅要满足法定要求，还要为船舶的长期安全提供额外的保障,船舶入级检验必须满足船级社的规范。

要判断船舶稳性是否足够，不能只看一个参数，而是需要满足一系列“衡准标准”，这些标准是确保船舶在多种危险工况下都足够安全的“安全网”。

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以下是IMO《国际完整稳性规则》规定的核心衡准（也是各国法规的核心）：

必须计算船舶在最不利的装载工况下的静稳性曲线，这条曲线描述了船舶在不同横倾角度下，复原力矩与横倾力矩之间的关系，用这条曲线去“触碰”以下所有衡准线。

以下所有数值都必须在同一装载工况下同时满足：

衡准项目	符号	要求值	物理意义
初稳性高度	GM₀	≥ 0.15 m	船舶在小角度横摇时的恢复能力，是防止船舶发生初始倾覆的第一道防线。
静稳性曲线下的面积
- 0°到30°之间	A₁₅	≥ 0.055 m·rad	船舶在较小倾角范围内吸收风浪能量的能力。
- 0°到40°（或进水角φf，取较小者）之间	A₃₀	≥ 0.090 m·rad	船舶在较大倾角范围内抵抗倾覆的总能力，面积越大，越安全。
静稳性曲线下的最大复原力臂	GZ_max	≥ 0.20 m	船舶能承受的最大横倾力矩，代表了船舶的“最大抗翻能力”。
GZ_max对应的横倾角	φ_max	≥ 25°	产生最大复原力臂的角度，这个角度越大，船舶在达到最大抗翻能力前有更大的恢复空间。
消失角	φ_v	≥ 55°	静稳性曲线与横倾轴线的交点，超过此角度，船舶会因复原力矩变为负值而加速倾覆，角度越大，船舶恢复能力越持久。
稳性衡准数	K	≥ 1.0	最关键的综合性指标，它代表了船舶的“稳性力”与“倾覆力”之比。

K = 复原力矩所作的功 / 风压倾侧力矩所作的功

K ≥ 1.0 的含义：

除了上述通用衡准,法规还针对一些高风险情况提出了更严格的要求：

客船：
- 生存能力要求：客船必须满足更严格的“生存稳性”要求，即在假设一个或多个水密隔舱破损进水后，船舶仍能保持正浮，并有一定的稳性储备,以便乘客和船员有足够时间弃船。
- 旅客集中一舷：必须计算所有旅客集中到一舷侧时（通常按4人/㎡计算）的稳性，此时GM₀的要求会提高到不小于0.10m。
集装箱船：
- 集装箱移动：必须计算在恶劣海况下，部分集装箱发生横向移动（如滑动、倒塌）对稳性的影响，这种移动会产生巨大的横倾力矩,是导致集装箱船稳性丧失的重要原因。
渔船、拖轮：
- 自由液面影响：这些船上常有大量的液舱（如渔船的鱼舱、拖轮的燃油舱），自由液面会严重影响稳性,计算时必须考虑所有液舱的自由液面修正。

一个典型的稳性计算和校核流程如下：

确定装载工况：根据船舶的装载手册，选取最不利的工况,如：
- 满载出港（货、油、水都满）
- 满载到港（货满，油、水消耗至最低）
- 压载出港/到港
- 散货船还需考虑“平舱”和“不平舱”等情况。
计算重心：根据各货舱、燃油舱、淡水舱、压载舱的装载重量和重心位置，计算出整个船舶的总重量和重心高度（KG）。
计算浮心和稳性：根据船舶的排水量，查静水力曲线图，得到吃水、横稳心高度（KM）等参数，然后计算出初稳性高度 GM₀ = KM - KG。
绘制静稳性曲线：利用大倾角稳性计算方法，计算出不同横倾角（如每隔5°或10°）下的复原力臂（GZ）,并绘制成曲线。
进行衡准校核：将计算出的GM₀、GZ_max、φ_max、φ_v以及A₁₅、A₃₀等数值,与IMO或法规的衡准标准进行逐一比对。
计算稳性衡准数 K：计算风压倾侧力矩，然后计算K值，判断是否≥1.0。
出具稳性计算书：如果所有工况