中國船級社

重型破冰船規(guī)范

2024

(2024年1月1日生效)

北京

第1節(jié)通則

1.1一般要求

1.1.1本規(guī)范適用于全年在中等厚度的多年冰及以上冰況下操作的加強型破冰船。

1.1.2申請CCS加強型破冰船附加標志的船舶除符合本規(guī)范適用規(guī)定外，還應滿足CCS《鋼

質海船入級規(guī)范》（以下簡稱“鋼規(guī)”）及相關指南的適用要求。

1.1.3采用本規(guī)范的破冰船應至少具備在中等厚度當年冰的極地水域獨立航行的能力，并取

得ACC-POLAR(DST)防寒附加標志。

1.1.4對于具有新穎結構和新型特性的破冰船，經同意，可接受替代和等效方法。

1.2定義

1.2.1除另有規(guī)定外，與本規(guī)范有關的定義如下：

（1）加強型破冰船：動力和尺度適合于在浮冰覆蓋水域從事主動性操作，具有冰區(qū)護航、

科考及物資保障或冰區(qū)管理功能，具有Icebreaker*破冰船附加標志的專用船舶。

（2）重型破冰船：系指冰級不低于PC2、連續(xù)破冰能力不小于2米(2~3節(jié)航速)的加強型破

冰船(以下簡稱“破冰船”)。

（3）極地級（PC）：見《鋼質海船入級規(guī)范》第8篇第13章13.1.2。

（4）低氣溫操作船舶：系指預期駛往或穿越最低日均低溫(LMDLT)低于-10℃區(qū)域的船舶

（5）冰區(qū)高位水線（UIWL）：系指由最大冰區(qū)航行的船首、船中和船尾吃水確定的水線

（6）冰區(qū)低位水線（LIWL）：系指由最小冰區(qū)航行時水線。應按壓載工況下的冰區(qū)航行能

力進行確定，螺旋槳在冰區(qū)低位水線應全浸沒。

（7）船長LUI（m）：沿冰區(qū)高位水線(UIWL)，由首柱前緣量至舵柱后緣的長度；對無舵柱

的船舶，由首柱前緣量至舵桿中心線的長度；但均不應小于冰區(qū)高位水線(UIWL)總長的96%，

且不必大于97%。對于具有非常規(guī)船首和船尾的船舶，其船長LUI需特別考慮.

（8）船舶排水量DUI（kt）：對應于冰區(qū)高位水線(UIWL)吃水時的排水量，當使用多條水

線確定UIWL時，則取最大值。

（9）極地船用高強度鋼（ARC-M）：系指滿足CCS《極地船舶指南》“附錄8極地船用高

強度鋼”的高強度船體結構用鋼。

（10）設計服務溫度（DST）：定義見《鋼質海船入級規(guī)范》第8篇第23章23.1.2.1（3）。

（11）除冰和防冰：定義見《鋼質海船入級規(guī)范》第8篇第23章23.1.2.1（7）、（8）。

1.3操作模式

1.3.1破冰船主要功能

1.3.1.1破冰船的功能是確定操作場景及操作模式的基礎。破冰船的功能一般分為護航、科

考及物資保障或冰區(qū)管理等。如果選擇了替代功能，則應在相關文件中包含該功能的描述。

（1）護航：從事冰區(qū)水域巡邏和搜救任務，為其他船舶開辟冰區(qū)航道，營救被困船舶，必

要時進行拖曳。在破冰船安全行動范圍內，一般選擇最簡單快速的路線前往救援。

（2）科考及物資保障：在冰區(qū)水域進行獨立的科學考察作業(yè)，開辟冰區(qū)航道并護送為科考

站補給的船舶，同時可兼具為科考站運輸物資功能。通常可根據冰況條件及變化重新選擇航

線。

（3）冰區(qū)管理：為海上裝置/作業(yè)等提供防冰、支援及保障。通常會主動打破大塊浮冰以免

除或降低海上裝置/作業(yè)遭受海冰威脅。

1.3.1.2船東和/或設計方應根據破冰船設計的功能及預期的冰況選擇合適的破冰能力指標。

根據破冰船的主要功能及操作模式，破冰能力指標一般包括如下：

1

（1）連續(xù)破冰能力（航速，層冰厚度等）

（2）層冰下的冰區(qū)轉向能力（轉彎半徑，回轉速度，層冰厚度等）

（3）沖撞破冰能力（航速，冰況等）

1.3.1.3對于設計有特殊操作模式的破冰船，如斜向破冰、冰區(qū)淺水作業(yè)等，則船體區(qū)域冰

載荷應給予特別考慮?？刹捎帽疽?guī)范附錄1的方法或冰池試驗，相關資料應提交CCS。

1.4圖紙資料

1.4.1應將下列圖紙資料/信息提交批準：

（1）冰區(qū)加強結構圖（包括冰帶劃分，可包含在相關結構圖紙中）；

（2）主推進裝置的詳細圖紙。主推進、舵機、應急和重要輔助系統的說明書應包括對其操

作限制的說明。主推進裝置必要的負荷控制功能的說明資料；

（3）有關主推進、應急和輔助系統的布置，防止冰凍、冰雪造成影響的保護措施，以及預

定環(huán)境條件下其操作能力的詳細設計說明；

（4）螺旋槳強度計算書。

（5）軸系扭振和強度計算書。

1.4.2應將下列圖紙資料/信息提交備查：

（1）破冰船的功能、設計冰況及破冰能力指標；

（2）結構強度計算書；

（3）吊艙強度計算書（如適用）。

（4）充分驗證船舶破冰能力的冰區(qū)航行試驗報告或冰池船模試驗報告或其他認可的等效方

法的驗證報告。

1.5符號及附加標志

1.5.1滿足本規(guī)范要求的極地級船舶可授予Icebreaker*附加標志。該附加標志后應附上相應

的極地級，如Icebreaker*PC2。

1.5.2當露天和暴露于海水的船體結構采用極地船用高強度鋼時，可授予ARC-M（x）附加

標志，其中x表示設計服務溫度。

1.6總體要求

1.6.1總布置

1.6.1.1船舶布置應滿足CCS鋼規(guī)第2篇第1章第12節(jié)結構布置和第8篇第23章第3節(jié)船

舶布置的要求。

1.6.1.2破冰船的首部形狀應有利于沖撞破冰作業(yè)。同時，應采取止冰措施（如冰鰭等）以

預防船尾甲板浸沒。其設計要求一般考慮航速、穩(wěn)性和干舷，當船舶止于前趾或其他最低位

置處于冰上時，應預防船尾甲板浸沒并保持足夠的正穩(wěn)性。

1.6.1.3應在冰鰭之后設有橫艙壁，該艙壁應水密延伸至干舷甲板。當船舶在最深分艙吃水

裝載條件下，至冰鰭處前方的所有艙室浸水時，不會導致任何其他艙室浸水，不會造成船舶

不可接受的穩(wěn)性損失，按本節(jié)1.6.2.1規(guī)定的破損后殘存因數Si不小于1或滿足船舶要求的

破損后剩余穩(wěn)性衡準。

2

圖1.6.1.3冰鰭

1.6.2穩(wěn)性

1.6.2.1船舶穩(wěn)性應滿足CCS鋼規(guī)第2篇第1章第9節(jié)完整穩(wěn)性、第2篇第1章第10節(jié)破

損穩(wěn)性、第8篇第23章第4節(jié)穩(wěn)性和IMO《國際極地水域航行船舶規(guī)則》I-A部分第4章

分艙和穩(wěn)性的要求。

1.6.2.2結冰狀態(tài)下的裝載工況應滿足該船舶本身所規(guī)定的剩余穩(wěn)性衡準。

1.6.3水密和風雨密完整性

1.6.3.1船舶密性應滿足CCS鋼規(guī)第8篇第23章第5節(jié)水密和風雨密完整性和IMO《國際

極地水域航行船舶規(guī)則》I-A部分第5章水密和風雨密完整性的要求。

1.6.4救生設備

1.6.4.1救生設備應在設計服務溫度（DST）下具備全部功能。

1.6.4.2救生艇應為全封閉型，救助艇應為剛性救助艇。

1.6.4.3救生設備除視其適用情況滿足SOLAS第III章或《特種用途船舶安全規(guī)則（2008）》

的相關要求外，還應滿足如下要求：

（1）IMO《國際極地水域航行船舶規(guī)則》I-A部分第8章及I-B部分第9節(jié)的有關要求；

（2）CCS鋼規(guī)第8篇第23章的有關要求；

（3）IMOMSC.1/Circ.1614Rev.1的有關要求。

1.6.5拖帶

1.6.5.1對伴航拖帶的破冰船，應進行拖帶布置，例如尾部的凹槽以及兩個導纜孔和兩個帶

纜樁。尾板和框架應進行加強來考慮與被伴航船舶間的碰撞，推進裝置與轉向裝置的布置也

應考慮免于與被伴航船舶的球鼻艏間的碰撞。

第2節(jié)結構要求

2.1船體分區(qū)

2.1.1破冰船船體分區(qū)以反映預期作用在這些區(qū)域上的載荷大小。在縱向上分為4個區(qū)域：

首部區(qū)、首部過渡區(qū)、船中區(qū)和尾部區(qū)。首部過渡區(qū)、船中區(qū)和尾部區(qū)在垂向上分為底部區(qū)、

下部區(qū)和冰帶區(qū)。各個船體分區(qū)的范圍見圖2.1.1所示，并符合2.1.2至2.1.5的規(guī)定。

3

圖2.1.1船體分區(qū)范圍

2.1.2首部區(qū)與首部過渡區(qū)之間的邊界不得位于首柱線和船舶基線的交點之前，但不必位于

首柱前緣沿冰區(qū)高位水線向后0.45LUI之后。

2.1.3底部區(qū)與下部區(qū)之間的邊界應取在與水平面成7°傾斜角的船體外板處。

2.1.4如船舶擬在冰區(qū)進行尾向破冰操作，則尾部區(qū)應特殊考慮，并取得CCS認可。

2.1.5盡管按圖2.1.1所示，尾部區(qū)的前端邊界應位于冰區(qū)高位水線（UIWL）平行中體后端

點之前至少0.04LUI。

2.2設計冰載荷

2.2.1一般要求

2.2.1.1破冰船船首受浮冰碰擦的作用應作為確定尺度的設計工況。

2.2.1.2設計冰載荷由均勻分布在一長方形載荷作用板(高b和寬w)上的平均壓力Pavg表征；

2.2.1.3破冰船的首部區(qū)冰載荷參數為實際首部形狀的函數。為確定冰載荷參數(Pavg、b和

w)，應對該分區(qū)中的下列冰載荷特征參數進行計算：形狀系數fai、總的碰擦力Fi、線載荷

Qi，以及壓力Pi。

2.2.1.4除2.2.1.3以外的冰區(qū)加強區(qū)域，冰載荷參數(Pavg、bNonBow以及wNonBow)與船體形狀無

關，且基于一個固定載荷板的長寬比AR=3.6確定。

2.2.1.5按2.2.2.2（3）計算所得的設計冰作用力適用于首柱處縱剖面角γ為正值且小于80o，

且按2.2.2.2（1）定義的最靠船首的分區(qū)中點處肋骨垂向角大于10o的首部。

2.2.1.6不同于2.2.1.5的其他首部形狀，設計冰壓力由CCS給予特殊考慮，可采用附錄1的

方法。

2.2.1.7未直接承受冰載荷的船體結構可能仍會承受由船與冰相互作用而引起的貨物和設備

的慣性載荷。相應的加速度見第4節(jié)4.7中的計算方法。

2.2.2浮冰碰擦載荷特征參數

2.2.2.1定義碰擦載荷特征的參數反映在船級因子之中，且列于表2.2.2.1。

船級因子表2.2.2.1

壓潰失效撓曲失效載荷板尺寸排水量總縱強度

Icebreaker*

船級因子(CFC)船級因子(CFF)船級因子(CFD)船級因子(CFDIS)船級因子(CFL)

PC117.6968.602.012507.46

PC29.8946.801.752105.46

4

2.2.2.2首部區(qū)

（1）在首部區(qū)，與浮冰碰擦載荷情況有關的力F、線載荷Q、壓力P以及載荷板的長寬比

AR是冰區(qū)高位水線(UIWL)處量得的船體角的函數。船體角的影響通過對首部形狀系數fa

的計算得到。船體角的定義見圖2.2.2.2（1）。

注：β'——冰區(qū)高位水線處的肋骨垂向角，(o)；

α——冰區(qū)高位水線角，(o)；

γ——冰區(qū)高位水線處的縱剖面角，(o)(縱剖面線角從水平面起量得)；

tan(β)tan(α)tan(γ)；

tan(β')tan(β)cos(α)

圖2.2.2.2（1）船體角的定義

（2）首部區(qū)的水線長度通常分成4個等長度的分區(qū)。應計算每個分區(qū)長度當中位置處的力

F、線載荷Q、壓力P和載荷板的長寬比AR(在計算冰載荷參數Pavg、b和w時，應取F、Q

和P的最大值)。

（3）首部區(qū)載荷特征參數按如下要求確定：

①形狀系數fai：

faimin(fai,1,fai,2,fai,3)

2

x

0.097-0.680.15α

Li

UI

式中：fa；

i,10.5

βi

1.2CF

faF；

i,2sinβCFD0.64

iCUI

；

fai,30.60

②力Fi：

FfaCFD0.64

iiCUIMN

③載荷板的長寬比ARi：

ARi7.46sin(i)1.3

④線載荷Qi：

CF

0.61D

QiFi0.35MN/m

ARi

5

⑤壓力Pi：

0.2220.3

PiFiCFDARiMPa

式中：i——所計算的分區(qū)；

LUI——船長，見1.2，m；

x——首柱前緣沿冰區(qū)高位水線（UIWL）與所計算站位的距離，m；

α——水線角，(o)，見圖2.2.2.2（1）；

β′——肋骨法線角，(o)，見圖2.2.2.2（1）；

DUI——船舶排水量，同1.2，取值不小于5kt；

CFC——表2.2.2.1中的壓潰失效船級因子；

CFF——表2.2.2.1中的彎曲失效船級因子；

CFD——表2.2.2.1中的載荷板尺寸船級因子。

2.2.2.3首部區(qū)以外的其他船體區(qū)

（1）對首部區(qū)以外的其他船體區(qū)，用以確定載荷板尺寸bNonBow與wNonBow和設計壓力Pavg

時所采用的力FNonBow和線載荷QNonBow，計算如下：

①力FNonBow：

FNonBow0.36CFCDFMN

②線載荷QNonBow：

（）0.61

QNonBow0639FNonBowCFDMN/m

式中：CFC——表2.2.2.1中的壓潰失效船級因子；

DF——船舶排水量因子，取值如下：

0.64

DUI當DUI≤CFDIS時

0.64

CFDIS+0.10(DUI-CFDIS)當DUI＞CFDIS時

DUI——排水量，見1.2，取值不小于10[kt]；

CFDIS——表2.2.2.1中的排水量船級因子；

CFD——表2.2.2.1中的載荷板尺寸船級因子

2.2.3設計載荷板

2.2.3.1船舶首部區(qū)設計載荷板的寬度wBow以及高度bBow的尺寸如下：

wBowFBowQBowm

bBow=QBowPBowm

式中：FBow——首部區(qū)的最大力Fi，MN；

QBow——首部區(qū)的最大的線載荷Qi，MN/m；

PBow——首部區(qū)的最大壓力Pi，MPa。

2.2.3.2除2.2.3.1之外的其他船體區(qū)，設計載荷板的寬度wBow及高度bBow的尺寸如下：

wNonBowFNonBow/QNonBowm

bNonBowwNonBow/3.6m

式中：FNonBow——按2.2.2.3（1）①確定的力，MN；

QNonBow——按2.2.2.3（1）②確定的線載荷，MN/m

2.2.4設計載荷板范圍內的壓力

6

2.2.4.1設計載荷板范圍內的平均壓力Pavg按下式確定：

PavgF/bwMPa

式中：F——所計算的船體區(qū)適用的FBow或FNonBow，MN；

b——所計算的船體區(qū)適用的bBow或bNonBow，m；

w——所計算的船體區(qū)適用的wBow或wNonBow，m。

2.2.4.2載荷板上存在高壓力集中區(qū)域。通常，較小區(qū)域內出現局部壓力集中。因此，為計

及局部結構構件上的壓力集中，引入表2.2.4.2中所列的峰值壓力因子。

峰值壓力因子表2.2.4.2

結構構件峰值壓力因子(PPFi)

橫骨架式PPFp=(1.8－s)≥1.2

板

縱骨架式PPFp=(2.2－1.2s)≥1.5

設有載荷分布的縱桁PPFt=(1.6－s)≥1.0

橫框架系統的肋骨

未設載荷分布的縱桁PPFt=(1.8－s)≥1.2

底部結構的骨材PPFs=1.0

承載的縱桁PPFs=1.0，當Sw≥0.5w，

舷側縱骨PPFs=2.0－2.0Sw/w，

橫向強框架當Sw<(0.5w)

注：s——肋骨或縱骨間距，m；

Sw——橫向強框架間距，m；

w——冰載荷板寬，m。

2.2.5船體區(qū)因子

2.2.5.1與各個船體區(qū)有關的區(qū)域因子反映了該區(qū)預期承受載荷的相對大小。各個船體區(qū)因

子AF見表2.2.5.1。

2.2.5.2由于船舶機動性的增強，對具有Z型推進裝置(包括齒輪傳動式和吊艙式)的船舶的船

體區(qū)因子AF見表2.2.5.2。

2.2.5.3如果某一結構件越過船體區(qū)的邊界，則應使用最大的船體區(qū)因子確定構件的尺寸；

船體區(qū)因子表2.2.5.1

Icebreaker*

船體區(qū)分區(qū)

PC1PC2

首部(B)所有區(qū)域B1.001.00

冰帶BIi0.900.85

首部過渡(BI)下部BIl0.700.65

底部BIb0.550.50

冰帶Mi0.700.65

船中(M)下部Ml0.500.45

底部Mb0.300.30

（1）

冰帶Si0.950.90

（1）

尾部(S)下部Sl0.550.50

底部Sb0.350.30

注：（1）如有數據支撐，可接受較小的船體因子，但應不小于相應的極地級船體區(qū)因子。

船體區(qū)因子表2.2.5.2

Icebreaker*

船體區(qū)分區(qū)

PC1PC2

7

首部(B)所有區(qū)域B1.001.00

冰帶BIi0.900.85

首部過渡(BI)下部BIl0.700.65

底部BIb0.550.50

冰帶Mi0.700.65

船中(M)下部Ml0.500.45

底部Mb0.300.30

（1）

冰帶Si0.950.90

（1）

尾部(S)下部Sl0.700.65

底部Sb0.350.30

注：（1）如有數據支撐，可接受較小的船體因子，但應不小于相應的極地級船體區(qū)因子。

2.3船體結構

2.3.1船體外板

2.3.1.1船體外板所要求的最小厚度t：

ttnettsmm

式中：tnet——按2.3.1.2要求的凈板厚，mm；

ts——按2.3.9所得的腐蝕和磨耗增量，mm

2.3.1.2抵抗冰載荷所需的外板厚度tnet，應根據骨架的方向而定：

對橫骨架式外板(Ω≥70°)，以及所有船底板，即位于BIb、Mb和Sb船體區(qū)中的外板，凈

厚度為：

0.5

tnet500s[(AFPPFPPavg)/ReH]/[1s/(2b)]mm

對縱骨架式外板(Ω≤20°)，當b≥s時，凈厚度為：

0.5

tnet500s[(AFPPFPPavg)/ReH]/[1s/(2l)]mm

對縱骨架式外板(Ω≤20°)，當b<s時，凈厚度為：

0.520.5

tnet500s[(AFPPFPPavg)/ReH][2b/s(b/s)]/[1s/(2l)]mm

對斜骨架式外板(70°＞Ω＞20°)，應按線性內插取值。

式中：Ω——水線的弦線與第一層次的骨材之間的最小夾角，°，見圖2.3.1.2；

s——橫骨架式船舶的肋骨間距，或縱骨架式船舶的縱骨間距，m；

AF——表2.2.5.1或表2.2.5.2中的船體區(qū)因子；

PPFp——表2.2.4.2中的峰值壓力因子；

Pavg——按2.2.4.1所得的平均壓力，MPa；

2

ReH——材料屈服應力，N/mm；

b——設計載荷板的高度，m，其中：計算橫骨架式板凈厚度時b取不大于

(l–s/4)；

l——肋骨支撐構件的間距，m，即對于2.3.2.5，等于肋骨跨距，但其值并不因設有

任何端肘板而予以減小。如設置承擔分布載荷的縱桁，則長度l的取值不必大

于縱桁到最遠端的肋骨支撐構件的距離。

8

圖2.3.1.2舷側外板肋骨系統角Ω

2.3.2骨架的一般要求

2.3.2.1破冰船的骨架應設計為能夠抵抗2.2中所述的冰載荷。

2.3.2.2“骨架構件”系指橫向和縱向的局部骨材以及承受冰載荷的船體區(qū)（見圖2.1.1）內的

縱桁和橫向強框架。

2.3.2.3如果骨架構件連續(xù)通過支撐構件，或設置連接肘板與支撐構件部分相連，則支撐構

件處可假定為剛性固定。對于其他情況，應假定為簡單支持。對于任何中止于冰區(qū)加強區(qū)域

的骨架，其支撐處應保證剛性固定。

2.3.2.4與其他骨架構件相連接的骨架構件的結構細節(jié)，包括板材結構，以及對骨架構件端

部在支撐構件處連接節(jié)點均應符合鋼規(guī)第2篇第1章第2節(jié)的有關要求。

2.3.2.5骨架構件的有效跨距見鋼規(guī)第2篇第1章第2節(jié)1.2.3的要求。

2.3.2.6計算骨架構件的剖面特性時，應采用腹板、面板/折邊(如有時)，以及附連帶板的凈

厚度。骨架構件的剪切面積可包括構件在整個高度范圍內的材料，即腹板和包括該處的面板

/折邊(如有時)。

2.3.2.7骨材的實際凈有效剪切面積Aw按下式確定：

2

Awhtwnsinw/100cm

式中：h——加強筋的高度，mm，見圖2.3.2.7；

φw——外板與加強筋之間的最小角度，(°)，在加強筋跨距中點量得，見圖2.3.2.7。

只要最小角不小于75°，角度φw之值可取為90°。

twn——腹板凈厚度，mm

twntwtc

其中：tw——腹板的建造厚度，mm，見圖2.3.3.7；

tc——從腹板和面板/折邊的厚度中減去的腐蝕扣除量，mm，見2.3.9.3。

9

圖2.3.2.7骨材幾何參數

2.3.2.8如果附連帶板的橫剖面積超過該處骨材的橫剖面積，則橫骨架式或縱骨架式骨材的

實際凈有效塑性剖面模數Zp，由下式確定：

h2tsinφ

Z(At20)wwnwA(hsinφbcosφ)/10cm3

ppnpn2000fnfcwww

式中：、、和見，見；

htwntcw——2.3.2.7s2.3.1.2

2

Apn——局部骨材的凈橫剖面積，cm；

tpn——連接的外板凈厚度，mm，(應符合2.3.1.2所要求的tnet)；

hw——該處骨材腹板高度，mm，見圖2.3.2.7；

2

Afn——該處骨材面板/折邊的凈橫剖面積，cm；

hfc——該處骨材量至面板/折邊面積中心的高度，mm，見圖2.3.2.7；

bw——該處骨材腹板平面的厚度中心至面板/折邊面積中心的距離，mm，見圖2.3.2.7；

如果該處骨材的橫剖面積大于附連帶板面板/折邊的橫剖面積，則塑性中心軸位于距附

連外板帶板之上zna的位置處，由下式給出：

zna100Afnhwtwn1000tpns/2twnmm

且骨材的凈有效塑性剖面模數Zp由下式給出：

[(hz)2z2]tsin

twnanawnw

pn3

Zptpns(zna)sinφw2000cm

2

Afn[(hfczna)sinwbwcosw]/10

2.3.2.9如系斜向布置的骨架(70°＞Ω＞20°，其中Ω定義見2.3.1.2)，則應采用線性內插法。

2.3.3船底結構局部骨架和舷側結構橫骨架式局部骨架

2.3.3.1船底結構(即船體區(qū)BIb，Mb和Sb)局部骨架和舷側結構橫骨架式局部骨架的尺寸應

確保剪切和彎曲的組合效應不得超出構件的塑性強度。塑性強度由作用于跨距中心引起塑性

力學崩潰的載荷幅值確定。對于底部結構的載荷板應設置為尺度b與骨架方向平行。

2.3.3.2在2.3.2.7中所定義的骨材實際凈有效剪切面積Aw應不小于如下At值：

22

At1000.5LLsAFPPFtPavg/0.577ReHcm

式中：LL——跨間載荷作用長度，m，取a和b的小者；

a——2.3.2.5定義的局部骨材跨距，m；

b——按2.1.3.1或2.1.3.2確定的設計冰載荷板的高度，m；

10

s——局部肋骨間距，m；

AF——表2.1.5.2或表2.1.5.3中的船體區(qū)因子；

PPFt——表2.1.4.2中適用的峰值壓力因子PPFt或者PPFs；

Pavg——按2.2.4.1所得的載荷板范圍內的平均壓力，MPa；

2

ReH——材料屈服應力，N/mm。

2.3.3.3在2.3.2.8中定義的板/加強筋組合的實際凈有效塑性剖面模數Zp應不小于如下的Zpt

值：

33

Zpt100LLYsAFPPFtPavgaA1/4ReHcm

式中：AF、PPFt、Pavg、LL、s、a以及ReH——見2.3.3.2；

Y=1-0.5(LL/a)；

A1——下式大者：

20.5

A1A1/{1j/2kwj/2[(1a1)1]}

0.7

A1B[11/(2a1Y)]/(0.2751.44kz)

j=1，對冰區(qū)加強區(qū)域外僅一個簡支的局部骨架；

=2，對無任何簡支的局部骨架；

a1At/Aw

2

At——2.3.3.2中給出的局部骨材的最小剪切面積，cm；

2

Aw——局部骨材的有效凈剪切面積(按2.3.2.7計算)，cm；

kw=1/(1+2Afn/Aw)，且Afn見2.3.2.8；

kz——通常為zp/Zp；

=0.0，當骨材帶有端肘板時；

3

zp——面板/折邊和所帶外板的各自塑性剖面模數之和，cm；

22

(bftfn/4befftpn/4)/1000

bf——面板/折邊寬度，mm，見圖2.3.3.7；

tfn——面板/折邊的凈厚度，mm，見圖2.3.3.7

=tf-tc(tc見2.3.3.7)；

tf——面板/折邊的建造厚度，mm，見圖2.3.3.7；

tpn——外板的凈厚度，mm，(不得小于2.3.1中tnet)；

beff——附連帶板外板的有效寬度，mm，取500s；

3

Zp——局部骨材的有效凈塑性剖面模數(按2.3.2.8計算)，cm。

2.3.4舷側縱骨架式局部骨架

2.3.4.1舷側縱骨架式局部骨架的尺寸應確保剪切和彎曲的組合效應不得超出構件的塑性強

度。塑性強度由作用于跨距中心并導致塑性崩潰力學特性發(fā)展的載荷大小定義。

2.3.4.2在2.3.2.7中所定義的縱骨實際凈有效剪切面積Aw應不小于如下AL值：

22

AL100(AFPPFsPavg)0.5b1a/0.577ReHcm

式中：AF——表2.1.5.2或表2.1.5.3中的船體區(qū)因子；

PPFs——表2.1.4.2中的峰值壓力因子；

11

Pavg——按2.1.4所得的載荷板范圍內的平均壓力，MPa；

b1=k0b2，m；

k0=1-0.3/b′；

b′=b/s；

b——按2.1.3.1或2.1.3.2確定的設計冰載荷板的高度，m；

s——縱骨間距，m；

b2=b(1-0.25b′)，m，如果b′＜2

=s，m，如果b′≥2

a——按2.3.2.5確定的縱骨架式局部骨材的有效跨距，m；

2

ReH——材料屈服應力，N/mm

2.3.4.3在2.3.2.8中定義的板/加強筋組合的實際凈有效塑性剖面模數Zp應不小于如下ZPL值：

323

ZpL100(AFPPFSPavg)b1aA4/(8ReH)cm

式中：AF、PPFs、Pavg、b1、a和ReH——見2.3.4.2；

20.5

A4=1/{2+kwl[(1-a4)-1]}；

a4=AL/Aw；

AL——見2.3.4.2；

2

Aw——縱骨有效凈剪切面積(按2.3.2.7計算)，cm；

kwl=1/(1+2Afn/Aw)，Afn的定義見2.3.2.8。

2.3.5強肋骨和承受載荷的舷側縱桁

2.3.5.1強肋骨和承受載荷的舷側縱桁應能承受2.2中定義的冰載荷板。冰載荷板應施加在這

些構件在剪切和彎曲的組合效應下的承載能力最薄弱位置處。

2.3.5.2直接承載的舷側縱桁，支持局部骨材的強肋骨，或或支持直接承載舷側縱桁的強肋

骨，一般應使用2.5中的合適方法確定其構件尺寸。

2.3.5.3強肋骨和承受載荷的舷側縱桁的尺寸應符合2.3.6中的結構穩(wěn)定性要求。

2.3.6骨架結構穩(wěn)定性

2.3.6.1為防止腹板的局部屈曲，任一構件的腹板高度hw與腹板凈厚度twn之比應滿足如下要

求：

對扁鋼：0.5

hw/twn282/ReH

對球扁鋼、型材和角鋼：0.5

Thw/twn805/ReH

式中：hw——腹板高度；

twn——腹板凈厚度；

2

ReH——材料屈服應力，N/mm。

2.3.6.2如實際中無法滿足2.3.6.1要求的骨架構件(如承受載荷的舷側縱桁或高腹板強肋骨)，

應要求對其腹板進行有效加強，腹板加強筋的尺寸應確保骨架構件的結構穩(wěn)定性。此時，骨

架構件的最小腹板凈度厚為：

32

twn2.6310c1ReH/(5.344(c1/c2))mm

式中：c1=hw-0.8h，mm；

hw——舷側縱桁/強肋骨的腹板高度，mm，見圖2.3.6.2；

12

h——穿過所計算構件的骨材的高度(如無此骨架構件，則選0)，mm，見圖2.3.6.2；

c2——垂直于所計算構件的支撐構件的間距，mm，見圖2.3.6.2；

2

ReH——材料屈服應力，N/mm。

圖2.3.6.2腹板加強的參數定義

2.3.6.3骨架構件還應滿足以下要求：

0.5

twn0.35tpnReH/235

2

式中：ReH——骨材處外板的屈服應力，N/mm；

twn——腹板凈厚度，mm；

tpn——骨架構件處的外板凈厚度，mm。

2.3.6.4為防止焊接型材的面板發(fā)生局部屈曲，應滿足下列條件：

(1)面板寬度bf，mm，一般應不小于腹板凈厚度twn的5倍；

(2)面板外伸部分bout，mm，應滿足以下要求：

0.5

bout/tfn155/ReH

式中：tfn——面板凈厚度，mm；

2

ReH——材料屈服應力，N/mm。

2.3.7板結構

2.3.7.1板結構系指與船體相連且承受冰載荷作用的加筋板單元。這些要求適用于舷內范圍

的下列之中的小者：

(1)毗鄰平行的強肋骨或縱桁的腹板高度；或

(2)與板結構相交的骨材構件高度的2.5倍。

2.3.7.2板厚及其加強筋的尺寸應確保舷側骨材對端部固定程度的要求。

2.3.7.3板結構的穩(wěn)定性應足以承受2.2中定義的冰載荷。

2.3.8首柱

2.3.8.1應對首柱區(qū)的外板加強，按圖2.1.1所示首柱區(qū)域至少0.01倍船長的寬度范圍內的外

板凈厚度應不小于按2.3.1計算的凈厚度tnet的1.15倍。

2.3.8.2首柱區(qū)應設計為能承受2.2中定義的冰載荷板，使用2.5中的合適方法確定其構件尺

13

寸。

2.3.9腐蝕/磨耗增量和鋼板換新

2.3.9.1建議對所有破冰船的船體殼板的所有外表面采取有效的保護措施，以防腐蝕以及浮

冰造成的磨耗。當冰帶區(qū)采用復合鋼板時，也可視為有效保護。

2.3.9.2對于各個等級的破冰船，用以確定外板厚度時所采用的腐蝕/磨耗增量值ts，見表

2.3.9.2。

外板的腐蝕/磨耗增量表2.3.9.2

ts(mm)

船體區(qū)

采取有效保護未采取有效保護

首部區(qū)、首部過渡冰帶區(qū)3.57.0

首部過渡下部區(qū)；船中和尾部的冰帶區(qū)2.55.0

船中和尾部的下部區(qū)；船底區(qū)2.04.0

2.3.9.3極地級船舶冰區(qū)加強的船體區(qū)范圍內所有的內部結構適用的最小腐蝕/磨耗增量值ts

=1.0mm，包括毗鄰外板的板結構，以及加強筋腹板和面板/折邊。

2.3.9.4如儀器測厚之值小于tnet+0.5mm，則要求對冰區(qū)加強的結構進行鋼板換新。

2.4總縱強度

2.4.1適用范圍

2.4.1.1首部沖撞破冰是校核船體總縱強度的設計工況之一。

o

2.4.1.2本小節(jié)規(guī)定的船體總縱強度校核要求不適用于首柱角stem大于等于80的船舶。

2.4.1.3冰載荷應僅與靜水載荷組合。該組合應力應與船長范圍內不同位置的許用彎曲和剪

切應力作比較。

2.4.2首部垂向設計冰力

2.4.2.1首部垂向設計冰力FIB，按下式計算：

,

FIBmin(FIB,1FIB,2)MN

式中：0.150.20.5；

FIB,10.534KI[sin(stem)](DUIKh)CFLMN

；

FIB,21.20CFFMN

凹口參數，；

KI——KfKh

(a)對肥大型船首：

1e0.90.9(1e)

K2CBb/(1e)tan()b；

fUIbstem

對尖瘦型船首，及以上，則可簡化為：

(b)(αstem80)eb1

0.9

2；

Kftan(stem)[tan(stem)]

，；

Kh0.01AwpMN/m

CFL——表2.1.2.1中的總縱強度船級因子；

eb——最佳描述水線面的首部形狀指數(見圖2.4.2.1(1)和圖2.4.2.1(2))

=1.0，對簡化的楔形船首；

=0.4至0.6，對勺型船首；

=0，對登陸艇船首；

也可通過簡單擬合大致確定某一eb值；

首柱角，，在冰區(qū)高位水線處，水平軸與首柱切線間量得的角度按圖

stem——(°)(

14

2.1.2.2（1），在中線上測得的縱剖面角)；

stem——冰區(qū)高位水線角，(°)，在首部高位冰區(qū)水線(UIWL)處量得的水線

角，(見圖2.4.2.1(1))；

BUI——相應于冰區(qū)高位水線(UIWL)吃水時的型寬，m；

e

用于公式b中的首部長度，，見圖和圖

LB——y(BUI/2)(x/LB)m(2.4.2.1(1)

2.4.2.1(2))；

DUI——排水量，同2.1.2.3，取值不小于10[kt]；

2

Awp——相應于冰區(qū)高位水線(UIWL)吃水時的水線面積，m；

CFF——表2.1.2.1中的彎曲失效船級因子；

如適用，吃水所依據的數據應確定在與所計算的裝載工況相對應的水線處。

圖2.4.2.1(1)首部形狀定義

圖2.4.2.1(2)BUI=20及LB=16時，首部形狀受到的eb作用的描述

2.4.3垂向設計剪力

2.4.3.1沿船體梁的垂向設計剪力FI，按下式計算：

FICfFIBMN

式中：Cf——縱向分布因子，取用如下：

(a)正剪切力

Cf=0.0，在位于LUI的尾端與距尾端0.6LUI處之間；

Cf=1.0，在位于距尾0.9LUI處與LUI的前端之間；

(b)負剪切力

Cf=0.0，在位于LUI的尾端處；

15

Cf=-0.5，在位于0.2LUI與距尾0.6LUI處之間；

Cf=0.0，在位于距尾0.8LUI處與LUI的前端之間；

中間之值應通過線性內插求得。

2.4.3.2對施加的垂向剪切應力τa，應以垂向設計冰剪切力替代垂向設計波浪剪力，并采用與

鋼規(guī)第2篇第2章第2節(jié)2.2.6的相似方法沿船體梁進行計算。

2.4.4垂向設計冰作用彎矩

2.4.4.1沿船體梁的垂向設計冰作用彎矩MI，按下式計算：

0.2·

MI0.1CmLUI[sin(stem)]FIBMNm

式中：LUI——船長，同1.2.1，m；

γstem——見2.4.2.1；

FIB——船首垂向設計冰壓力，MN；

Cm——垂向設計冰彎矩的縱向分布因子，取為如下：

Cm=0.0，在位于LUI的尾端；

Cm=1.0，在位于0.5LUI與距尾0.7LUI之間；

Cm=0.3，在位于距尾0.95LUI處；

Cm=0.0，在位于LUI的前端。

中間之值應通過線性內插求得。

2.4.4.2對施加的垂向彎曲應力σa，應以垂向設計冰作用彎矩替代垂向設計波浪彎矩，并采

用與鋼規(guī)第2篇第2章第2節(jié)2.2.5的相似方法沿船體梁進行計算。船舶的靜水彎矩應取中

垂狀態(tài)下許用靜水彎矩。

2.4.5