一種大型礦砂船的舯橫剖面結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及大型礦砂船，特別是涉及一種大型礦砂船的舯橫剖面結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]大型礦砂船(Very Large Ore Carrier)，主要是運(yùn)輸各種礦砂，煤炭，或者鋼材、肥料、糧食等等大宗散貨的船舶，載重噸位一般在20萬噸以上。
[0003]現(xiàn)有的大型礦砂船采用雙層底結(jié)構(gòu)，雙層底的高度較小，作為船舶空艙，貨艙的兩邊則沿艏艉方向上交替地設(shè)置壓載艙和空艙。其船舯的橫向剖面，如圖1所示，中部深度大的為貨艙101，貨艙為倒梯形，兩縱艙壁為從上到下向內(nèi)傾斜的斜邊；貨艙101底部為雙層底結(jié)構(gòu)，雙層底的高度較小，是為空艙102，貨艙和空艙的兩側(cè)是沿艏艉方向上交替地設(shè)置壓載艙103和空艙，貨艙上方是甲板104 ;圖2是船舶甲板俯視圖，多個(gè)貨艙艙口 105間隔地沿艏艉方向上設(shè)置。
[0004]現(xiàn)行的雙層底結(jié)構(gòu)形式，由于貨艙深度大，貨物對(duì)艙底的壓力非常大，在底肋板上產(chǎn)生了很大的彎曲應(yīng)力，同時(shí)在底部肋板端部產(chǎn)生了很大的剪切力。為了滿足屈服強(qiáng)度要求，需要在底部加密地設(shè)置肋板，通過增加底部肋板的數(shù)量來減少單個(gè)肋板承受的壓力，同時(shí)在底肋板上增加大量的屈曲筋或通過增加肋板厚度來提高結(jié)構(gòu)的框屈曲能力，且因內(nèi)底板同時(shí)承受巨大的貨物壓力和總縱應(yīng)力，需使用較厚的板材。當(dāng)某個(gè)貨艙空載，但吃水較深時(shí)，左右舷外的海水壓力很大，該壓力通過甲板和底部結(jié)構(gòu)傳遞，但由于它們都遠(yuǎn)離水壓中心，因此在舷側(cè)結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生了很大彎矩，如圖3的箭頭及弧線所示，箭頭方向?yàn)閴毫χ行母叨?，弧線為舷側(cè)所承受的彎矩分布，因此對(duì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的尺寸規(guī)格要求較大，左右舷外海水壓力通過底部結(jié)構(gòu)和甲板來平衡，甲板又開有很大艙口，導(dǎo)致艙口間甲板的壓應(yīng)力很大，如圖2的箭頭所示，這導(dǎo)致屈曲要求很高，需要做大量的加強(qiáng)；而當(dāng)滿載時(shí)，重心較低，橫搖頻率高，加速度較大，使得貨物對(duì)船舷側(cè)結(jié)構(gòu)的側(cè)向壓力較大，也導(dǎo)致貨物較易晃動(dòng)，不利于安全；再者，壓載艙設(shè)在邊艙，并與空艙相間，在壓載水置換時(shí)，將產(chǎn)生較大的扭矩，對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求較高；使用現(xiàn)有技術(shù)的船舶在運(yùn)營中普遍出現(xiàn)了橫向結(jié)構(gòu)破壞的情況，這表明現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)形式在實(shí)際使用中受力情況比較惡劣。此外，液化天然氣(liquefiednatural gas)是未來能源的主要使用方向，根據(jù)現(xiàn)有規(guī)定，舷側(cè)距外板一定寬度范圍內(nèi)(船寬的五分之一或11.5米，取二者中得較小值)禁止放置LNG罐，但目前由于沒有預(yù)留LNG燃料存放空間，以后使用LNG燃料時(shí)，需占用貨艙倉容，這將必然導(dǎo)致裝載量的減少，而LNG較適合放置在離機(jī)艙最近處，由于LNG比重小，艙容利用率低，較裝滿貨物而言，減少了數(shù)萬噸的載荷，相當(dāng)于增加了尾部浮力，使整船的中垂彎矩大大提高，對(duì)總縱強(qiáng)度提出了更高的要求，要么進(jìn)行大規(guī)模加強(qiáng)，要么就得再減少裝載量，并且容易導(dǎo)致艏傾，而按照船舶運(yùn)營慣例，船舶出港時(shí)，艏傾是不允許出現(xiàn)的；若使用改裝的貨艙存放LNG，原貨艙處的重量減少，整船重心前移，易導(dǎo)致艏傾；全船中垂彎矩加大，對(duì)總縱強(qiáng)度的要求提高，且減少了貨物裝載量、改裝工程大、費(fèi)用多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型旨在提供一種大型礦砂船的舯橫剖面結(jié)構(gòu)，以解決艙口間甲板載荷過大的問題，減輕結(jié)構(gòu)重量。
[0006]本實(shí)用新型所述的大型礦砂船的舯橫剖面結(jié)構(gòu)，包括中部的貨艙，貨艙兩側(cè)的空艙，以及貨艙底部的壓載艙，空艙的側(cè)壁垂直，貨艙與空艙相鄰的側(cè)壁垂直，貨艙底部的載貨平臺(tái)的下方為壓載艙，壓載艙與空艙相鄰的側(cè)壁垂直。
[0007]本實(shí)用新型所述的大型礦砂船的舯橫剖面結(jié)構(gòu)，在船舶中部設(shè)置載貨平臺(tái)，平臺(tái)的上方為貨艙，下方則為壓載艙，兩側(cè)為空艙。因壓載艙所需的壓載物容量需求較大，所以其高度相對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的雙層底大得多，而另一方面，因空艙所需的空間相對(duì)較小，所以兩側(cè)的空艙寬度相對(duì)雙層底結(jié)構(gòu)的兩側(cè)較小，所以貨艙的高度雖然比雙層底結(jié)構(gòu)的貨艙高度有所減小，但相對(duì)應(yīng)地增加了貨艙寬度。故而，在保證貨艙艙容不減少的前提下，可以有效減少貨艙的深度，降低貨物對(duì)貨艙底的壓力；因貨艙底的高度提高，使貨艙底高度地靠近中和軸，承受的總縱應(yīng)力大幅減少，因此可以減少貨艙底結(jié)構(gòu)的尺寸規(guī)格，同時(shí)也減少了整個(gè)艙底結(jié)構(gòu)上面貨物與下面海水的壓力差。而且，貨艙重心上移，降低了船舶橫搖的頻率，減少了貨物隨船搖動(dòng)時(shí)的加速度，可以有效防止貨物向貨艙的一邊傾倒、集中，增加了穩(wěn)定性，降低了風(fēng)險(xiǎn)。再者，壓載艙及其相應(yīng)的肋板結(jié)構(gòu)使得更大面積的海水壓力來與貨物壓力平衡，改善了貨艙底部結(jié)構(gòu)的受力情況；貨艙底的高度更加接近船舶滿載吃水時(shí)舷側(cè)外板水壓中心，左右舷海水的壓力可以更好的通過貨艙底來傳遞和平衡，不會(huì)讓邊艙結(jié)構(gòu)承受很大的彎矩，艙口間甲板承受的壓力大幅減少。邊艙設(shè)為空艙后，原來需承受滿艙壓載水壓力的邊艙內(nèi)結(jié)構(gòu)承受的壓力將明顯減少，而邊艙的底部肋板跨距變小，壓力產(chǎn)生的彎矩和剪力都將減少；還有，壓載艙設(shè)在貨艙下面，連續(xù)布置，壓載水置換時(shí)不會(huì)出現(xiàn)左右不對(duì)稱的情況，連續(xù)均勻布置大大減少了船體梁的彎矩和剪力；最后，該種結(jié)構(gòu)為L(zhǎng)NG罐及其附屬設(shè)備預(yù)留了存放空間，升高的貨艙底下足以布置，并且有足夠空間可以布置得比較均勻，只需將靠近機(jī)艙的一到兩個(gè)壓載艙改為L(zhǎng)NG罐存放處所即可，同時(shí)將這些位置的邊艙設(shè)為壓載艙，貨艙不需做任何改變，這樣既解決了 LNG罐存放問題，又不影響貨艙，也不會(huì)減少壓載艙的艙容和使用，更有利的是不會(huì)因?yàn)長(zhǎng)NG的使用而增加了對(duì)總縱強(qiáng)度的要求等。
【附圖說明】
[0008]圖1是現(xiàn)有大型礦砂船的雙層底結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是圖1所示大型礦砂船的甲板和艙口結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3是圖1所示大型礦砂船的彎矩受力示意圖。
[0011]圖4是本實(shí)用新型所述大型礦砂船的舯橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖5是圖4所示舯橫剖面結(jié)構(gòu)的大型礦砂船的受力示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖4所示，一種大型礦砂船的舯橫剖面結(jié)構(gòu)，包括中部的貨艙1，貨艙兩側(cè)的空艙4，以及貨艙底部的壓載艙3，空艙4的側(cè)壁垂直，貨艙I與空艙相鄰的側(cè)壁垂直，貨艙底部的載貨平臺(tái)2的下方為壓載艙3，壓載艙3與空艙4相鄰的側(cè)壁垂直。
[0014]貨艙底的載貨平臺(tái)的高度以與船舶滿載吃水時(shí)舷側(cè)外板水壓中心相當(dāng)為佳，左右舷海水的壓力正好可以通過貨艙底來傳遞和平衡，不會(huì)讓邊艙結(jié)構(gòu)承受很大的彎矩，艙口間甲板承受的壓力大幅減少。
[0015]如圖5所示為大型礦砂船的受力示意圖，該大型礦砂船結(jié)構(gòu)響應(yīng)的是受壓，而不是受彎?？蓸O大地降低應(yīng)力水平，而圖中箭頭所示為壓力中心高度。
[0016]貨艙I的縱艙壁5垂直設(shè)置；載貨平臺(tái)2的中部水平設(shè)置，兩側(cè)是向上傾斜至縱艙壁5的卸貨板6。垂直設(shè)置的縱艙壁可改善船舶的受力結(jié)構(gòu)，減小艙口間甲板載荷；卸貨板的設(shè)置則有便于貨物的裝載。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大型礦砂船的舯橫剖面結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括中部的貨艙(1)，貨艙兩側(cè)的空艙(4)，以及貨艙底部的壓載艙(3)，其空艙(4)的側(cè)壁垂直，貨艙(I)與空艙相鄰的側(cè)壁垂直，貨艙底部的載貨平臺(tái)(2)的下方為壓載艙(3)，壓載艙(3)與空艙(4)相鄰的側(cè)壁垂直。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型礦砂船的舯橫剖面結(jié)構(gòu)，其特征在于:貨艙底部的載貨平臺(tái)(2 )的高度與船舶滿載吃水時(shí)舷側(cè)外板水壓中心相當(dāng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大型礦砂船的舯橫剖面結(jié)構(gòu)，其特征在于:載貨平臺(tái)(2)的中部水平設(shè)置，兩側(cè)是向上傾斜至縱艙壁(5 )的卸貨板(6 )。
【專利摘要】一種大型礦砂船的舯橫剖面結(jié)構(gòu)，貨艙底部設(shè)置有載貨平臺(tái)，載貨平臺(tái)的下方設(shè)置為壓載艙，貨艙的兩側(cè)則設(shè)置為空艙。該大型礦砂船的結(jié)構(gòu)改善了貨艙底部結(jié)構(gòu)的受力情況；同時(shí)可有效減小艙口間甲板的載荷，減輕結(jié)構(gòu)重量，增加了穩(wěn)定性；壓載艙設(shè)在貨艙下面，連續(xù)布置，壓載水置換時(shí)不會(huì)出現(xiàn)左右不對(duì)稱的情況，連續(xù)均勻布置大大減少了船體梁的彎矩和剪力；還有，該種結(jié)構(gòu)為L(zhǎng)NG罐及其附屬設(shè)備預(yù)留了存放空間，又不影響貨艙，也不會(huì)減少壓載艙的艙容和使用，更有利的是不會(huì)因?yàn)長(zhǎng)NG的使用而增加了對(duì)總縱強(qiáng)度的要求等。
【IPC分類】B63B11/02, B63B25/04
【公開號(hào)】CN204659960
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520112652
【發(fā)明人】陳灝, 王亮, 曾小芬, 韓國駿
【申請(qǐng)人】廣州廣船國際股份有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日