川江与三峡库区标准型载货汽车滚装船总纵强度研究.pdfVIP

川江及三峡库区标准型载货汽车 滚装船总纵强度研究 张文华 余金生 (中国船级社武汉规范研究所，北京430022) 摘要 本文简要介绍了川江及三峡库区标准型载货汽车滚装船研究背景、总纵强度计算 工况和主尺度比L／D和B／D的确定，并分析了双层底和总布置对总纵强度的影响，最后用标 准型净尺寸临界船进行验证。 关键词 滚装船，标准型船舶，总纵强度，屈凿强度，主尺度比，净尺寸临界船 1 前言 推进内河船舶船型标准化，对于提高航道和船闸等通航设备利用率，保护内河水域环境， 促进内河航运结构调整，淘汰老旧船舶及低标准船舶，保障内河航运安全，提高内河航运竞争 力，促进内河航运可持续发展，具有重要意义。 自2000年以来，载货汽车滚装船在川江及三峡库区得到蓬勃发展。但船舶陈旧，多为甲 板船和半舱船改建而成，存在船龄老化、船型繁杂、运输效率低下以及安全隐患众多等问题。 在滚装运输市场发展初期，就发生过两起船舶折断和一起撞沉轮渡的重大安全事故。为此，交 通部一方面花三年时间对现有载货汽车滚装船进行了清理整顿，另一方面以载货汽车滚装船 为突破口在川江及三峡库区推进船型标准化。标准型船舶系指航行于某特定水域并符合相应 的该类船舶建造规范和海事局相关法定要求的，体现“安全、经济、环保、美观”八字方针的船 舶。交通部经过认真的比选目前推出了38车位、50车位和59车位三个系列的川江及三峡库 区标准型载货汽车滚装船。 受交通部海事局委托，中国船级社武汉规范研究所制定了JJl江及三峡库区标准型载货汽 车滚装船建造规范和法定检验技术规则。我所为此做了大量的研究工作，现从规范角度简要 介绍总纵强度方面的研究。 2 总纵强度校核 2．1计算工况 以船舶在波浪中航行时的静水应力和波浪合成应力校核船舶的总纵强度，我们对50多个 ·433· 尺度系列计80多艘航行于川江及三峡库区的载货汽车滚装船(以下简称“川滚船”)进行了总 纵强度直接计算。从计算结果来看，中拱状态较中垂状态合成弯矩大，尾楼型船舶出港状态较 到港状态时合成弯矩大，中楼型船舶则相反。最大合成弯矩基本上出现在空(船压)载出港(到 港)、满载出港(到港)及不均匀分布出港(到港)等三种工况，而且绝大多数出现在不均匀装载 出港(到港)工况。 不均匀装载时首尾装载30吨级货车，中间装卸20吨级货车，20吨级货车的车数占总车 数的30％--50％。现有船上层建筑均在尾部，尾部区域基本上不载车，而标准型船舶整个车 辆甲板均载车，而且上层建筑可以布置在中部或尾部，重量分布型式会发生很大变化，其对静 水弯矩、波浪合成弯矩的影响也是很大的，因此计算工况取为满载出港和到港、空(船压)载出 港和到港，不均匀分布出港和到港等工况。 2．2总纵强度计算及衡准[1】 静水弯曲应力、波浪合成弯曲应力、剪切应力、船体梁挠度等指标的计算及许用应力按照 《钢质内河船舶船体结构直接计算指南(2002)》(以下简称《直接计算指南》)执行。 3 总纵强度分析 3．I主尺度比L／D和B／D 从《钢质内河船舶入级与建造规范(2002)》(以下简称《内规》)来看，如按《内规》第14章 4．5。但川滚船的载货模式更像甲板船。如按《内规》第8章表8．1．3．1对甲板船的规定，则L／D ≤30，B／D≤5．0。 从50多个系列船型的计算结果来看，所有船舶的静水弯曲应力和波浪合成弯曲应力均未 通898”以及“金桥号”四艘船舶。L／D30的船舶仅“金桥号”一艘，但其屈曲强度难以满足要 求。船体梁挠度无一艘船舶超过其许用值，均能满足要求。 按新制定的《川江及三峡库区标准型载货汽车滚装船建造规范》(以下简称《标准船型规 范》)第2章要求确定的船底板厚度不满足屈曲强度要求的船舶有“富民号”、“海通602”、“川 699)等船底为横骨架式的甲板型船舶，但半舱型船舶和船底为横骨架式的船舶均不在标准船 型考虑之列。除这九艘船舶以外，其它船舶均能满足屈曲应力、总纵弯曲应力及船体梁挠度要 求。此时船舶尺度比可选为L／D≤30，B／D≤5．1。 ·434· 加很小，此时船底和甲板的剖面模数以及中剖面惯性矩均略有增加，亦即当5B／D≤5．5 时，船舶能满足总纵强度和屈曲强度要求时，即使B／