基于壓載艙內(nèi)大開口pma的寬體雙舷側(cè)雙層底船舶的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶設(shè)計(jì)，更具體地說，涉及寬體雙舷側(cè)船舶中壓載艙內(nèi)PMA的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，一種寬雙舷側(cè)船舶船型的橫剖面寬體雙舷側(cè)的大體結(jié)構(gòu)，具有寬體雙舷側(cè)、雙底和傾斜內(nèi)外底的船舶，更具體的說，其雙殼寬度C大于5m小于船寬的一半；傾斜內(nèi)底19和傾斜外底20相互平行，且與水平基線夾角A，10° <A〈45°。
[0003]本發(fā)明主要針對(duì)圖1中所示船舶做的改進(jìn)，尤其針對(duì)如圖3所示雙殼距離C(內(nèi)殼I與外殼2距離)大于5m時(shí)的船舶，做的改進(jìn)。這種船型具有超過5m的特殊寬體雙舷側(cè)結(jié)構(gòu)，由于其所裝載的壓載水量較少，所以采用傾斜內(nèi)底的形式，此船型具有節(jié)約能源的功效。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，水平桁開孔只滿足規(guī)范要求，如圖2所示，內(nèi)殼I與外殼2之間的距離小于5m，一般為2m到3.5m，在內(nèi)殼I到外殼2由內(nèi)到外的位置上等間距布置兩道縱向扶強(qiáng)材8和9，在縱向扶強(qiáng)材8和9之間開有流水的小孔，為了滿足強(qiáng)度要求，在小孔周圍加設(shè)橫向扶強(qiáng)材3和4 ;開孔面積D小于由內(nèi)殼1、外殼2、前方肋板10以及后方肋板9所圍成的矩形強(qiáng)邊界區(qū)域面積的5%。由于壓載艙水中常?；煊写罅磕嗌常捎陂_孔面積較小，水流流動(dòng)時(shí)會(huì)將泥沙沉積于水平桁結(jié)構(gòu)上，日積月累，導(dǎo)致貨艙區(qū)內(nèi)舷側(cè)結(jié)構(gòu)較重，計(jì)算彎矩與真實(shí)彎矩相差較大，屈服和屈曲強(qiáng)度不足。
[0005]其中，上文所述強(qiáng)結(jié)構(gòu)邊界截面為水平桁上的PMA開口面積占由內(nèi)殼1、外殼2、前方肋板10以及后方肋板9所圍成的立體結(jié)構(gòu)的垂向截面(簡(jiǎn)稱強(qiáng)結(jié)構(gòu)邊界截面)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種特殊寬體雙舷側(cè)壓載艙肋板大開口設(shè)計(jì)，其目的旨在節(jié)約鋼材的前提下，減少焊接工作量與空船重量；而且通過優(yōu)化縱向與橫向連接圓弧的尺寸，增加了開口面板，避免了在油船的營(yíng)運(yùn)過程開口強(qiáng)度不足的問題；開孔處設(shè)置板，有效的傳遞了應(yīng)力，避免了應(yīng)力集中問題；本發(fā)明的水平桁結(jié)構(gòu)在功能上可以充當(dāng)永久性檢修通道(PMA，永久性檢修通道)使用。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種基于壓載艙內(nèi)大開口 PMA的寬體雙舷側(cè)雙層底船舶，舷側(cè)和底部包括雙層殼體，舷側(cè)內(nèi)殼與外殼之間設(shè)置有結(jié)構(gòu)對(duì)稱的水平桁，舷側(cè)內(nèi)殼與外殼距離C大于5m ;每一所述水平桁上間隔設(shè)置PMA開口，所述PMA開口面積大于由內(nèi)殼、外殼、前方肋板以及后方肋板所圍成立體結(jié)構(gòu)的水平截面面積的30 %。
[0008]所述水平桁上的PMA開口由如下方式限定:
[0009]PMA開口與內(nèi)殼之間由內(nèi)向外布置第一縱向扶強(qiáng)材和第二縱向扶強(qiáng)材，PMA開口與外殼之間由內(nèi)向外布置第三縱向扶強(qiáng)材和第四縱向扶強(qiáng)材；在內(nèi)殼與第一縱向扶強(qiáng)材之間等間距布置第一橫向扶強(qiáng)材和第二橫向扶強(qiáng)材，在外殼與第三縱向扶強(qiáng)材之間等間距布置第三橫向扶強(qiáng)材和第四橫向扶強(qiáng)材；PMA開口與其前方肋板之間布置第五橫向扶強(qiáng)材；PMA開口與其后方肋板之間布置第六橫向扶強(qiáng)材；在前方肋板與第五橫向扶強(qiáng)材之間布置第五縱向扶強(qiáng)材；在后方肋板與第六橫向扶強(qiáng)材之間布置第六縱向扶強(qiáng)材；所述縱向、橫向扶強(qiáng)材端部采用25°削斜；PMA開口四角由半徑R為14C/100的圓弧過渡；第四縱向扶強(qiáng)材與外殼的間距LI大于等于13C/100 ;第三縱向扶強(qiáng)材和第四縱向扶強(qiáng)材的間距L2大于等于10C/100 ;PMA開口邊緣與第四縱向扶強(qiáng)材的距離L3大于等于5C/100 ;PMA開口邊緣距后方肋板的距離，以及PMA開口邊緣距前方肋板的距離L4大于等于600mm。
[0010]優(yōu)選方式下，所述第六縱向扶強(qiáng)材和第五縱向扶強(qiáng)材布置于所述內(nèi)殼與所述外殼的中部。
[0011]本發(fā)明通過對(duì)集合于水平桁結(jié)構(gòu)的PMA結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即滿足了 PMA相關(guān)規(guī)范的要求，又通過有效的分析計(jì)算，確保了結(jié)構(gòu)的屈服和屈曲強(qiáng)度。而且在滿足屈服和屈曲強(qiáng)度的同時(shí)，有效的減少焊接工作量和空船重量，提高了鋼材利用率。因此本發(fā)明具有成本低、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0012]圖1是現(xiàn)有技術(shù)傾斜雙層底船舶船型的縱剖面示意圖。
[0013]圖2是現(xiàn)有技術(shù)舷側(cè)寬度小于5m的集成于水平桁的PMA結(jié)構(gòu)形式示意圖。
[0014]圖3是圖1中舷側(cè)結(jié)構(gòu)的示意圖，其連接內(nèi)殼與外殼的平面結(jié)構(gòu)為圖4所示。
[0015]圖4是本發(fā)明舷側(cè)寬度大于5m的集成于水平桁的PMA結(jié)構(gòu)形式示意圖。
[0016]圖5是本發(fā)明特殊寬體雙舷側(cè)壓載艙內(nèi)PMA結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0017]圖6是縱向、橫向扶強(qiáng)材端部削斜示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖4所示基于特殊寬體雙舷側(cè)壓載艙內(nèi)PMA(永久性通道)設(shè)計(jì)的船舶，當(dāng)雙殼距離C，即內(nèi)殼I與外殼2距離大于5m時(shí)采用該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；集合于水平桁上的PMA的開口要遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)開口設(shè)計(jì)；大開口處設(shè)置面板17 ;大開口與內(nèi)殼I之間布置兩道縱向扶強(qiáng)材7、8，大開口與外殼2之間布置兩道縱向扶強(qiáng)材5、6 ;同時(shí)，在內(nèi)殼I與縱向扶強(qiáng)材7之間等間距布置兩道橫向扶強(qiáng)材11、12，在外殼2與縱向扶強(qiáng)材5之間等間距布置兩道橫向扶強(qiáng)材13、14 ;大開口與其前方肋板10之間布置一道橫向扶強(qiáng)材4，同時(shí)，大開口與其后方肋板9之間布置一道橫向扶強(qiáng)材3 ;在肋板10與橫向扶強(qiáng)材4之間布置一道縱向扶強(qiáng)材16 ;在肋板9與橫向扶強(qiáng)材3之間布置一道縱向扶強(qiáng)材15 ;縱向、橫向扶強(qiáng)材端部削斜，如圖6所不O
[0019]大開口縱向與橫向連接圓弧的半徑R尺寸為14C/100 ;結(jié)構(gòu)布置為對(duì)稱布置?’為滿足屈服和屈曲強(qiáng)度的要求，在距外殼最近的縱向扶強(qiáng)材與外殼的間距LI最小要滿足13C/100 ;相鄰縱向扶強(qiáng)材的間距L2最小要滿足10C/100 ;開口兩側(cè)縱向扶強(qiáng)材與開口距離L3最小要滿足5C/100 ;水平、縱向扶強(qiáng)材端部采用25°削斜；大開口面積D占前述強(qiáng)結(jié)構(gòu)邊界截面的區(qū)域面積大于30%。
[0020]為滿足PMA走道設(shè)計(jì)規(guī)范要求，大開口邊緣距其后方肋板和前方肋板的距離L4最小要滿足600_，同時(shí)在中部布置一道縱向扶強(qiáng)材，以滿足屈曲強(qiáng)度要求。
[0021]以少壓載水船型為例，通過對(duì)上述結(jié)構(gòu)有限元分析，以及對(duì)多個(gè)布置的評(píng)估，設(shè)計(jì)出最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形式；具體數(shù)值如下，大開口縱向與橫向連接圓弧的半徑尺寸770_;距外殼最近的縱向扶強(qiáng)材與外殼的間距LI為700mm，相鄰縱向扶強(qiáng)材的間距L2500mm，這種不等間距設(shè)計(jì)有利于屈服和屈曲應(yīng)力的傳遞；開口兩側(cè)縱向扶強(qiáng)材與開口距離L3為310m ;橫向、縱向扶強(qiáng)材端部采用25°削斜；大開口處設(shè)置面板；大開口面積占強(qiáng)結(jié)構(gòu)邊界的區(qū)域面積大于30% ;大開口與其后方肋板9之間的距離為600mm ;大開口距前方肋板10的距離為600mm;水平桁結(jié)構(gòu)上大開口采用圓弧型面板，有效的傳遞了載荷，減小了應(yīng)力集中。
[0022]圖5表示了圖4結(jié)構(gòu)在舷側(cè)結(jié)構(gòu)上的具體位置，圖5中陰影區(qū)域即為圖4結(jié)構(gòu)圖的簡(jiǎn)化不意。圖5中所標(biāo)內(nèi)殼I與外殼2圖4中所標(biāo)內(nèi)殼I與外殼2 對(duì)應(yīng)。圖5陰影區(qū)域中結(jié)構(gòu)與圖4中結(jié)構(gòu)一致，有縱向扶強(qiáng)材與橫向扶強(qiáng)材布置，大開口面積占前述強(qiáng)結(jié)構(gòu)邊界的區(qū)域面積大于30%。
[0023]如圖6所示，本專利中縱向與橫向扶強(qiáng)材均采用此種削斜結(jié)構(gòu)，即端部99高度取為15mm，且距結(jié)構(gòu)距離取為30?40mm，端部削斜角度取為25。。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于壓載艙內(nèi)大開口 PMA的寬體雙舷側(cè)雙層底船舶，舷側(cè)和底部包括雙層殼體，舷側(cè)內(nèi)殼⑴與外殼⑵之間設(shè)置有結(jié)構(gòu)對(duì)稱的水平桁，其特征在于， 舷側(cè)內(nèi)殼⑴與外殼⑵距離C大于5m; 每一所述水平桁上間隔設(shè)置PMA開口，所述PMA開口面積大于由內(nèi)殼(I)、外殼⑵、前方肋板(10)以及后方肋板(9)所圍成立體結(jié)構(gòu)的水平截面面積的30% ； 所述水平桁上的PMA開口由如下方式限定: PMA開口與內(nèi)殼(I)之間由內(nèi)向外布置第一縱向扶強(qiáng)材(7)和第二縱向扶強(qiáng)材(8)，PMA開口與外殼⑵之間由內(nèi)向外布置第三縱向扶強(qiáng)材(5)和第四縱向扶強(qiáng)材(6);在內(nèi)殼(I)與第一縱向扶強(qiáng)材⑵之間等間距布置第一橫向扶強(qiáng)材(11)和第二橫向扶強(qiáng)材(12)，在外殼⑵與第三縱向扶強(qiáng)材(5)之間等間距布置第三橫向扶強(qiáng)材(13)和第四橫向扶強(qiáng)材(14) ;PMA開口與其前方肋板(10)之間布置第五橫向扶強(qiáng)材⑷；PMA開口與其后方肋板(9)之間布置第六橫向扶強(qiáng)材(3);在前方肋板(10)與第五橫向扶強(qiáng)材(4)之間布置第五縱向扶強(qiáng)材(16);在后方肋板(9)與第六橫向扶強(qiáng)材(3)之間布置第六縱向扶強(qiáng)材(15); 所述縱向、橫向扶強(qiáng)材端部采用25°削斜； PMA開口四角由半徑R為14C/100的圓弧過渡； 第四縱向扶強(qiáng)材(6)與外殼(2)的間距LI大于等于13C/100 ; 第三縱向扶強(qiáng)材(5)和第四縱向扶強(qiáng)材￠)的間距L2大于等于10C/100 ; PMA開口邊緣與第四縱向扶強(qiáng)材(6)的距離L3大于等于5C/100 ; PMA開口邊緣距后方肋板(9)的距離，以及PMA開口邊緣距前方肋板的距離L4大于等于 600mmo
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于壓載艙內(nèi)大開口PMA的寬體雙舷側(cè)雙層底船舶，其特征在于，所述第六縱向扶強(qiáng)材(15)和第五縱向扶強(qiáng)材(16)布置于所述內(nèi)殼(I)與所述外殼(2)的中部。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于壓載艙內(nèi)大開口PMA的寬體雙舷側(cè)雙層底船舶，舷側(cè)和底部包括雙層殼體，舷側(cè)內(nèi)殼(1)與外殼(2)之間設(shè)置有結(jié)構(gòu)對(duì)稱的水平桁。本發(fā)明針對(duì)舷側(cè)內(nèi)殼與外殼距離C大于5m時(shí)，水平桁進(jìn)行的改進(jìn)。其中，每一水平桁上間隔設(shè)置PMA開口，PMA開口面積大于由內(nèi)殼、外殼、前方肋板(10)以及后方肋板(9)所圍成立體結(jié)構(gòu)的水平截面面積的30％。本發(fā)明通過對(duì)集合于水平桁結(jié)構(gòu)的PMA結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即滿足了PMA相關(guān)規(guī)范的要求，又通過有效的分析計(jì)算，確保了結(jié)構(gòu)的屈服和屈曲強(qiáng)度。而且在滿足屈服和屈曲強(qiáng)度的同時(shí)，有效的減少焊接工作量和空船重量，提高了鋼材利用率。因此本發(fā)明具有成本低、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B63B3-64, B63B3-20
【公開號(hào)】CN104554618
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410825503
【發(fā)明人】張倩, 王景洋, 陳立, 彭貴勝, 李嘉換, 李文賀, 張麗波, 郝佳姝, 趙蕾, 王艷妮
【申請(qǐng)人】大連船舶重工集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日