论船舶结构设计

发表时间:2019/9/27   来源:《建筑科技信息》2019年第1期   作者:韩佳楠 蒋璀璨 牟恩龙
[导读] 导致船舶开裂、断裂、沉没等重大安全事故。由此本文主要介绍了内河低质量船舶结构检查要点,分析了在船舶安全检查中常见的船舶结构缺陷。
        【摘要】近来多次发生由于船舶建造质量低下,导致船舶开裂、断裂、沉没等重大安全事故。由此本文主要介绍了内河低质量船舶结构检查要点,分析了在船舶安全检查中常见的船舶结构缺陷。
        【关键词】船舶结构;设计;缺陷
         一、船舶主要结构的检查
         1、强力甲板
         强力甲板作为参与船体总纵强度的甲板,开口半径不小于开口宽度的1/10,开口角隅应为圆角;焊接方面的选择,船体外板、甲板、内底板、舱壁板和舱口围板之间的连接应采取对接焊接,强力甲板则采用双面连续焊;对于半径小于610mm的舱口角隅应使用厚于甲板1.5倍的加厚板进行塞焊补强。
主要问题:舱口角隅没有复板;复板没有进行塞焊;甲板开口的补强未满足要求;强力甲板单面焊接。
         2、甲板骨架
        强力甲板的纵骨应连续延伸到甲板的首尾两侧,纵骨与横骨之间用焊接牢牢固定住,且在纵骨末端相邻处至少保持一个肋距的距离。同样的在甲板上的纵桁与横舱壁交接点应当在与舱壁垂直桁或扶强材对准的前提下,焊接牢固。在强肋骨的部位应增设与甲板纵桁尺寸相同的强横梁。
        主要问题:纵桁、舱壁扶强材和龙骨未校准;甲板纵桁过舱壁处的过渡不够规范;舱口端梁、舱口纵桁的焊接严重不符合要求;纵桁、横梁尺寸不一致,无法良好连接。
         3、舱壁
        水密舱壁在我国古代造船技术上便得到了发明与应用,它能够使船体在巨大的水压下或被破损的情况下,保持船体的浮力与稳定,是船舶结构中非常重要的一环。水密舱壁设置在船首距首垂线0.05~0.1L范围内,对于大于30m的船设在前后舱壁,小于或等于30m的船则在机舱前壁设置水密舱壁,舱壁高度延伸至干舷甲板或首升高甲板。横向舱壁之间的距离应根据舱深来设置,最大距离不应超过舱深的六倍。人孔除非是特别需要,则在保证水密的条件下进行开设,否则水密舱壁上一般不开设人孔,尤其是防撞舱壁更是禁止开设。
        主要问题:机舱间距太大;机舱开设人孔,水密不够;舱壁的管线开口在设计水线以下。
        4、舱口及开口
        舱口围板的高度一般不超过甲板以上1100mm,下缘与甲板横梁连接牢固,至少伸入甲板以下200mm,并保持与甲板纵桁的连续性。干舷甲板露天部分的通风筒,应有坚固的钢质围板和适宜的关闭设备,直径大于200mm,其高度要求为:A、J1级500mm,B、J2级400mm,C级300mm。排水孔下缘至满载水线之间的距离不小于100mm,每一独立的排水口应有1个自动止回阀。干舷甲板下的舷窗其周边最低点至满载水线之间的距离不小于150mm。
        主要问题:开口高度不足;通风筒无关闭设备。
        5、船底骨架
        中内龙骨与旁内龙骨及主机座纵桁应向舱壁的另一面延伸,相互交错至少应保持三个肋距,或者加过渡性肘板,长度至少大于两个肋距。中内龙骨的腹板上除了可根据实际情况开设流水孔之外,禁止开孔。
船底骨架在形式过渡时应采取增设肘板或延续构建等方式,忌中断,相互延伸2个或交错4个肋距。
为了让船体的管路能够顺利延伸,需要在实肋板或旁内龙骨的复板上开设通过孔,让管路能够自然衔接。主机基座纵桁最好利用肘板与舱壁相应扶强材项链并最好直接延伸至机舱前后舱壁。

基座纵桁腹板上的开孔高度应小于或等于腹板高度的三分之一,宽度最大不能超过150mm,若是超过了则应进行补强处理。主机座应在每个肋位 上设横隔板和横肘板并均设有面板。
         主要问题:中龙骨上开孔穿管;主机座、旁龙骨和实肋板上开孔未补强;机座在舱壁处中断,未延伸或交错;主机座上未设横肘板。
         6、舷侧骨架
         横梁与肋骨之间应用肘板进行连接,肘板直角边长为横梁高度的二倍,厚度一样,强横梁与肋骨应肘板相连,直角边长与横梁腹板高度相同,折边是厚度的十倍。舷侧骨架可采用主肋骨制或交错肋骨制的型式。舷侧纵桁的尺寸和强肋骨是一样的,距离应小于2.5m,同时向首尾延伸,在不大于2个肋距的肋骨穿过处设置防倾肘板。舭肘板的自由边应有折边或面板,高度至少在肋骨高度的三倍以上,宽度为舭肘板厚度的十倍。甲板为纵骨架式,肋骨应用肘板与甲板固定,并延伸至相邻的甲板纵骨,高度为纵骨高度的2.5倍。
主要问题:横梁与肋骨连接未设肘板,或肘板尺寸太小,肘板无面板;舷侧纵桁未设肘板;横向构件错位,未形成框架或连接处焊接质量低下。
        二、船舶结构的完整性检查
        船舶的甲板、舷侧及船底骨架无论是在何种结构条件下,都应具备良好的连接性,以便使船体结构整体性完整。对于纵向骨架过舱壁处可以采取以下形式进行良好的衔接:①用有面板或折边的肘板与舱壁或垂直桁(扶强材)连接,肘板直角边长等于骨架高度,厚度和面板尺寸与骨架相同。②将骨架面板在1个肋距内逐渐放宽,至舱壁处为原宽度的2倍,并与舱壁焊接。③骨架在1个肋距内升高至原高度的1.5倍,面板相应延伸至舱壁,并与舱壁焊接。
         在船舶骨架上连接有效的框架对整个船体结构的影响非常严重,因此应着重注意避免出现错位、断头或未能有效连接等错误。
        主要问题:舱壁两侧的纵向构件不连续;纵向构件在舱壁处终止,形成断面;横向甲板、舷侧骨架与船底实肋板安装错位或没有效连接;纵向构件过舱壁处欠缺加强的过渡区域。
        三、船舶焊缝检查
船体焊接对于焊缝的要求是不能过于集中,尤其是不能过多布置在应力集中区域,平行焊缝之间的距离一般不小于8mm,对接焊缝与角焊缝之间的平行距离不应小于30mm,同时应注意不要让对接焊缝的尖角相交。设备和甲板机械下构件的角焊缝,在加强区域内应为双面连续焊。
        构件的端部应按下述规定进行双面连续焊加强:(1)应用连续包角焊对骨材的端部进行设置,长度一般不小于75mm。(2)各种构件的切口、切角、开孔的两端,应进行包角焊,长度不小于50mm。(3)构件对接接头的两侧要有一段对称的角焊缝,长度不小于75mm。
        对于焊缝的选择,应根据实际情况来判断。一般情况下,对于焊缝在300mm之内则采用连续焊,双面连续焊则可以使用在肘板与构件的焊接当中,焊脚以1级焊缝为准。主要问题:焊缝咬边、焊瘤、弧坑、飞溅等不足;焊缝高度不够;构件焊接规格不满足要求;高度构件与其他构件或外板相交处间隙过大,有镶嵌物,平行焊缝间距太小;应该塞焊处无塞焊;构件连接处应加强焊的部位焊接质量低下。
        参考文献
        [1]王宏华,孙荣顺.关于内河小型机动船检验工作的几点建议[J].江苏船舶,2011(01)
        [2]贲继南.船体检验主要问题[J].中国船检,2013(12)
        [3]俞铭华.船舶板架稳定性研究进展[J].华东船舶工业学院学报,2000(04)
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