論船舶結(jié)構(gòu)設計

韓佳楠 蔣璀璨 牟恩龍

摘 要：近來多次發(fā)生由于船舶建造質(zhì)量低下，導致船舶開裂、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，分析了在船舶安全檢查中常見的船舶結(jié)構(gòu)缺陷。

關鍵詞：船舶結(jié)構(gòu)；設計；缺陷

一、船舶主要結(jié)構(gòu)的檢查

1、強力甲板

強力甲板作為參與船體總縱強度的甲板，開口半徑不小于開口寬度的1/10，開口角隅應為圓角；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采取對接焊接，強力甲板則采用雙面連續(xù)焊；對于半徑小于610mm的艙口角隅應使用厚于甲板1.5倍的加厚板進行塞焊補強。

主要問題：艙口角隅沒有復板；復板沒有進行塞焊；甲板開口的補強未滿足要求；強力甲板單面焊接。

2、甲板骨架

強力甲板的縱骨應連續(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肋距的距離。同樣的在甲板上的縱桁與橫艙壁交接點應當在與艙壁垂直桁或扶強材對準的前提下，焊接牢固。在強肋骨的部位應增設與甲板縱桁尺寸相同的強橫梁。

主要問題：縱桁、艙壁扶強材和龍骨未校準；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上便得到了發(fā)明與應用，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)。水密艙壁設置在船首距首垂線0.05～0.1L范圍內(nèi)，對于大于30m的船設在前后艙壁，小于或等于30m的船則在機艙前壁設置水密艙壁，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根據(jù)艙深來設置，最大距離不應超過艙深的六倍。人孔除非是特別需要，則在保證水密的條件下進行開設，否則水密艙壁上一般不開設人孔，尤其是防撞艙壁更是禁止開設。

主要問題：機艙間距太大；機艙開設人孔，水密不夠；艙壁的管線開口在設計水線以下。

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筒，應有堅固的鋼質(zhì)圍板和適宜的關閉設備，直徑大于200mm，其高度要求為：A、J1級500mm，B、J2級400mm，C級300mm。排水孔下緣至滿載水線之間的距離不小于100mm，每一獨立的排水口應有1個自動止回閥。干舷甲板下的舷窗其周邊最低點至滿載水線之間的距離不小于150mm。

主要問題：開口高度不足；通風筒無關閉設備。

5、船底骨架

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

船底骨架在形式過渡時應采取增設肘板或延續(xù)構(gòu)建等方式，忌中斷，相互延伸2個或交錯4個肋距。

為了讓船體的管路能夠順利延伸，需要在實肋板或旁內(nèi)龍骨的復板上開設通過孔，讓管路能夠自然銜接。主機基座縱桁最好利用肘板與艙壁相應扶強材項鏈并最好直接延伸至機艙前后艙壁。基座縱桁腹板上的開孔高度應小于或等于腹板高度的三分之一，寬度最大不能超過150mm，若是超過了則應進行補強處理。主機座應在每個肋位上設橫隔板和橫肘板并均設有面板。

主要問題：中龍骨上開孔穿管；主機座、旁龍骨和實肋板上開孔未補強；機座在艙壁處中斷，未延伸或交錯；主機座上未設橫肘板。

6、舷側(cè)骨架

橫梁與肋骨之間應用肘板進行連接，肘板直角邊長為橫梁高度的二倍，厚度一樣，強橫梁與肋骨應肘板相連，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肋骨制的型式。舷側(cè)縱桁的尺寸和強肋骨是一樣的，距離應小于2.5m，同時向首尾延伸，在不大于2個肋距的肋骨穿過處設置防傾肘板。舭肘板的自由邊應有折邊或面板，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肘板，或肘板尺寸太小，肘板無面板；舷側(cè)縱桁未設肘板；橫向構(gòu)件錯位，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，都應具備良好的連接性，以便使船體結(jié)構(gòu)整體性完整。對于縱向骨架過艙壁處可以采取以下形式進行良好的銜接：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個肋距內(nèi)升高至原高度的1.5倍，面板相應延伸至艙壁，并與艙壁焊接。

在船舶骨架上連接有效的框架對整個船體結(jié)構(gòu)的影響非常嚴重，因此應著重注意避免出現(xiàn)錯位、斷頭或未能有效連接等錯誤。

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)骨架與船底實肋板安裝錯位或沒有效連接；縱向構(gòu)件過艙壁處欠缺加強的過渡區(qū)域。

三、船舶焊縫檢查

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

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

對于焊縫的選擇，應根據(jù)實際情況來判斷。一般情況下，對于焊縫在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)件的焊接當中，焊腳以1級焊縫為準。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；應該塞焊處無塞焊；構(gòu)件連接處應加強焊的部位焊接質(zhì)量低下。

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