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海巡三等申論題 114年 [海洋巡護科航海組] 船舶操作與船上人員管理

第 二 題

📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (二)

何謂船體扭轉強度(Torsional Strength)?其對何種船舶影響較大?(15 分)

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看到「船體扭轉強度」,考生應立刻聯想船舶縱軸受斜向波浪或載重不均影響,所產生的扭曲變形抵抗能力。作答時需先精確定義扭轉應力的成因與力學表現,接著明確點出「大開口船舶」(特別是貨櫃船)因甲板艙口開口極大、抗扭能力最弱,受此強度影響最為顯著,並可視情況補充實務上的結構補強或操作對策。

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【破題】 船體扭轉強度(Torsional Strength)係指船舶抵抗沿其縱軸發生扭曲變形的能力,為大開口船舶結構設計與實務裝載時必須嚴格計算的重要力學指標。 【論述】

小題 (一)

某平正漂浮於標準海水中船舶,排水量 6,000 公噸,KG=6.7 公尺,KM=7.3 公尺,今將重 60 公噸的貨物依船舶正橫方向移動 12 公尺,試求該船橫傾角度?(15 分)

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看到貨物橫向移動求橫傾角,首先要想到基本穩度公式。第一步先利用已知條件求出初始定傾中心高度(GM = KM - KG),第二步代入重心橫移公式(GG' = (w × d) / Δ),最後利用三角函數 tan(θ) = GG' / GM 即可求得橫傾角。

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【解題關鍵】利用重心橫移公式 GG' = (w × d) / Δ 及橫傾角公式 tan(θ) = GG' / GM 進行求解。 【解答】 Step 1:計算初始定傾中心高度 (GM)

📝 船體扭轉強度分析
💡 船舶抵抗沿縱軸扭曲的能力,為大開口船型結構安全的關鍵指標。
  • 定義與成因:抵抗沿縱軸扭矩的能力。成因包含斜向浪及左右舷載重不均。
  • 應力表現:導致甲板艙口菱形變形,易造成艙口蓋錯位、失去水密或結構斷裂。
  • 受影響船型:以貨櫃船影響最大。因甲板大開口導致有效截面積減少,抗扭力弱。
  • 實務對策:結構增設「抗扭箱」及角隅補強;操作上利用裝載電腦嚴控不對稱重。
🧠 記憶技巧:扭轉三字訣:定成因(斜浪、載重)、析開口(貨櫃船)、補結構(抗扭箱)。
⚠️ 常見陷阱:答題時容易忽略「斜向浪」是主要的物理成因,或未提及「大開口」對結構模數的負面影響。
抗扭箱 (Torsion Box) 斜向浪 (Quartering Seas) 艙口角隅應力集中 船舶縱向強度

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