船舶結(jié)構(gòu)常見設(shè)計(jì)方法略談

【摘要】近來多次發(fā)生由于船舶建造質(zhì)量低下，導(dǎo)致船舶開裂、斷裂、沉沒等重大安全事故。由此本文主要介紹了內(nèi)河低質(zhì)量船舶結(jié)構(gòu)檢查要點(diǎn)，分析了在船舶安全檢查中常見的船舶結(jié)構(gòu)缺陷。

【關(guān)鍵詞】船舶結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；缺陷

一、船舶主要結(jié)構(gòu)的檢查

1、強(qiáng)力甲板

強(qiáng)力甲板作為參與船體總縱強(qiáng)度的甲板，開口半徑不小于開口寬度的1/10，開口角隅應(yīng)為圓角；焊接方面的選擇，船體外板、甲板、內(nèi)底板、艙壁板和艙口圍板之間的連接應(yīng)采取對(duì)接焊接，強(qiáng)力甲板則采用雙面連續(xù)焊；對(duì)于半徑小于610mm的艙口角隅應(yīng)使用厚于甲板1.5倍的加厚板進(jìn)行塞焊補(bǔ)強(qiáng)。

主要問題：艙口角隅沒有復(fù)板；復(fù)板沒有進(jìn)行塞焊；甲板開口的補(bǔ)強(qiáng)未滿足要求；強(qiáng)力甲板單面焊接。

2、甲板骨架

強(qiáng)力甲板的縱骨應(yīng)連續(xù)延伸到甲板的首尾兩側(cè)，縱骨與橫骨之間用焊接牢牢固定住，且在縱骨末端相鄰處至少保持一個(gè)肋距的距離。同樣的在甲板上的縱桁與橫艙壁交接點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在與艙壁垂直桁或扶強(qiáng)材對(duì)準(zhǔn)的前提下，焊接牢固。在強(qiáng)肋骨的部位應(yīng)增設(shè)與甲板縱桁尺寸相同的強(qiáng)橫梁。

主要問題：縱桁、艙壁扶強(qiáng)材和龍骨未校準(zhǔn)；甲板縱桁過艙壁處的過渡不夠規(guī)范；艙口端梁、艙口縱桁的焊接嚴(yán)重不符合要求；縱桁、橫梁尺寸不一致，無法良好連接。

3、艙壁

水密艙壁在我國古代造船技術(shù)上便得到了發(fā)明與應(yīng)用，它能夠使船體在巨大的水壓下或被破損的情況下，保持船體的浮力與穩(wěn)定，是船舶結(jié)構(gòu)中非常重要的一環(huán)。水密艙壁設(shè)置在船首距首垂線0.05～0.1L范圍內(nèi)，對(duì)于大于30m的船設(shè)在前后艙壁，小于或等于30m的船則在機(jī)艙前壁設(shè)置水密艙壁，艙壁高度延伸至干舷甲板或首升高甲板。橫向艙壁之間的距離應(yīng)根據(jù)艙深來設(shè)置，最大距離不應(yīng)超過艙深的六倍。人孔除非是特別需要，則在保證水密的條件下進(jìn)行開設(shè)，否則水密艙壁上一般不開設(shè)人孔，尤其是防撞艙壁更是禁止開設(shè)。

主要問題：機(jī)艙間距太大；機(jī)艙開設(shè)人孔，水密不夠；艙壁的管線開口在設(shè)計(jì)水線以下。

4、艙口及開口

艙口圍板的高度一般不超過甲板以上1100mm，下緣與甲板橫梁連接牢固，至少伸入甲板以下200mm，并保持與甲板縱桁的連續(xù)性。干舷甲板露天部分的通風(fēng)筒，應(yīng)有堅(jiān)固的鋼質(zhì)圍板和適宜的關(guān)閉設(shè)備，直徑大于200mm，其高度要求為：A、J1級(jí)500mm，B、J2級(jí)400mm，C級(jí)300mm。排水孔下緣至滿載水線之間的距離不小于100mm，每一獨(dú)立的排水口應(yīng)有1個(gè)自動(dòng)止回閥。干舷甲板下的舷窗其周邊最低點(diǎn)至滿載水線之間的距離不小于150mm。

主要問題：開口高度不足；通風(fēng)筒無關(guān)閉設(shè)備。

5、船底骨架

中內(nèi)龍骨與旁內(nèi)龍骨及主機(jī)座縱桁應(yīng)向艙壁的另一面延伸，相互交錯(cuò)至少應(yīng)保持三個(gè)肋距，或者加過渡性肘板，長度至少大于兩個(gè)肋距。中內(nèi)龍骨的腹板上除了可根據(jù)實(shí)際情況開設(shè)流水孔之外，禁止開孔。

船底骨架在形式過渡時(shí)應(yīng)采取增設(shè)肘板或延續(xù)構(gòu)建等方式，忌中斷，相互延伸2個(gè)或交錯(cuò)4個(gè)肋距。

為了讓船體的管路能夠順利延伸，需要在實(shí)肋板或旁內(nèi)龍骨的復(fù)板上開設(shè)通過孔，讓管路能夠自然銜接。主機(jī)基座縱桁最好利用肘板與艙壁相應(yīng)扶強(qiáng)材項(xiàng)鏈并最好直接延伸至機(jī)艙前后艙壁?；v桁腹板上的開孔高度應(yīng)小于或等于腹板高度的三分之一，寬度最大不能超過150mm，若是超過了則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。主機(jī)座應(yīng)在每個(gè)肋位上設(shè)橫隔板和橫肘板并均設(shè)有面板。

主要問題：中龍骨上開孔穿管；主機(jī)座、旁龍骨和實(shí)肋板上開孔未補(bǔ)強(qiáng)；機(jī)座在艙壁處中斷，未延伸或交錯(cuò)；主機(jī)座上未設(shè)橫肘板。

6、舷側(cè)骨架

橫梁與肋骨之間應(yīng)用肘板進(jìn)行連接，肘板直角邊長為橫梁高度的二倍，厚度一樣，強(qiáng)橫梁與肋骨應(yīng)肘板相連，直角邊長與橫梁腹板高度相同，折邊是厚度的十倍。舷側(cè)骨架可采用主肋骨制或交錯(cuò)肋骨制的型式。舷側(cè)縱桁的尺寸和強(qiáng)肋骨是一樣的，距離應(yīng)小于2.5m，同時(shí)向首尾延伸，在不大于2個(gè)肋距的肋骨穿過處設(shè)置防傾肘板。舭肘板的自由邊應(yīng)有折邊或面板，高度至少在肋骨高度的三倍以上，寬度為舭肘板厚度的十倍。甲板為縱骨架式，肋骨應(yīng)用肘板與甲板固定，并延伸至相鄰的甲板縱骨，高度為縱骨高度的2.5倍。

主要問題：橫梁與肋骨連接未設(shè)肘板，或肘板尺寸太小，肘板無面板；舷側(cè)縱桁未設(shè)肘板；橫向構(gòu)件錯(cuò)位，未形成框架或連接處焊接質(zhì)量低下。

二、船舶結(jié)構(gòu)的完整性檢查

船舶的甲板、舷側(cè)及船底骨架無論是在何種結(jié)構(gòu)條件下，都應(yīng)具備良好的連接性，以便使船體結(jié)構(gòu)整體性完整。對(duì)于縱向骨架過艙壁處可以采取以下形式進(jìn)行良好的銜接：①用有面板或折邊的肘板與艙壁或垂直桁（扶強(qiáng)材）連接，肘板直角邊長等于骨架高度，厚度和面板尺寸與骨架相同。②將骨架面板在1個(gè)肋距內(nèi)逐漸放寬，至艙壁處為原寬度的2倍，并與艙壁焊接。③骨架在1個(gè)肋距內(nèi)升高至原高度的1.5倍，面板相應(yīng)延伸至艙壁，并與艙壁焊接。

在船舶骨架上連接有效的框架對(duì)整個(gè)船體結(jié)構(gòu)的影響非常嚴(yán)重，因此應(yīng)著重注意避免出現(xiàn)錯(cuò)位、斷頭或未能有效連接等錯(cuò)誤。

主要問題：艙壁兩側(cè)的縱向構(gòu)件不連續(xù)；縱向構(gòu)件在艙壁處終止，形成斷面；橫向甲板、舷側(cè)骨架與船底實(shí)肋板安裝錯(cuò)位或沒有效連接；縱向構(gòu)件過艙壁處欠缺加強(qiáng)的過渡區(qū)域。

三、船舶焊縫檢查

船體焊接對(duì)于焊縫的要求是不能過于集中，尤其是不能過多布置在應(yīng)力集中區(qū)域，平行焊縫之間的距離一般不小于8mm，對(duì)接焊縫與角焊縫之間的平行距離不應(yīng)小于30mm，同時(shí)應(yīng)注意不要讓對(duì)接焊縫的尖角相交。設(shè)備和甲板機(jī)械下構(gòu)件的角焊縫，在加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)應(yīng)為雙面連續(xù)焊。

構(gòu)件的端部應(yīng)按下述規(guī)定進(jìn)行雙面連續(xù)焊加強(qiáng)：（1）應(yīng)用連續(xù)包角焊對(duì)骨材的端部進(jìn)行設(shè)置，長度一般不小于75mm。（2）各種構(gòu)件的切口、切角、開孔的兩端，應(yīng)進(jìn)行包角焊，長度不小于50mm。（3）構(gòu)件對(duì)接接頭的兩側(cè)要有一段對(duì)稱的角焊縫，長度不小于75mm。

對(duì)于焊縫的選擇，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來判斷。一般情況下，對(duì)于焊縫在300mm之內(nèi)則采用連續(xù)焊，雙面連續(xù)焊則可以使用在肘板與構(gòu)件的焊接當(dāng)中，焊腳以1級(jí)焊縫為準(zhǔn)。主要問題：焊縫咬邊、焊瘤、弧坑、飛濺等不足；焊縫高度不夠；構(gòu)件焊接規(guī)格不滿足要求；高度構(gòu)件與其他構(gòu)件或外板相交處間隙過大，有鑲嵌物，平行焊縫間距太小；應(yīng)該塞焊處無塞焊；構(gòu)件連接處應(yīng)加強(qiáng)焊的部位焊接質(zhì)量低下。

參考文獻(xiàn)

[1]王宏華，孫榮順.關(guān)于內(nèi)河小型機(jī)動(dòng)船檢驗(yàn)工作的幾點(diǎn)建議[J].江蘇船舶，2011（01）

[2]賁繼南.船體檢驗(yàn)主要問題[J].中國船檢，2013（12）

[3]俞銘華.船舶板架穩(wěn)定性研究進(jìn)展[J].華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2000（04）

[4]王林，謝祚水.縱橫加肋耐壓圓柱殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[J].華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1998（05）