基于壓載艙內大開口pma的寬體雙舷側雙層底船舶的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶設計，更具體地說，涉及寬體雙舷側船舶中壓載艙內PMA的改進。
【背景技術】
[0002]如圖1所示，一種寬雙舷側船舶船型的橫剖面寬體雙舷側的大體結構，具有寬體雙舷側、雙底和傾斜內外底的船舶，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)明主要針對圖1中所示船舶做的改進，尤其針對如圖3所示雙殼距離C(內殼I與外殼2距離)大于5m時的船舶，做的改進。這種船型具有超過5m的特殊寬體雙舷側結構，由于其所裝載的壓載水量較少，所以采用傾斜內底的形式，此船型具有節(jié)約能源的功效。
[0004]現有技術中，水平桁開孔只滿足規(guī)范要求，如圖2所示，內殼I與外殼2之間的距離小于5m，一般為2m到3.5m，在內殼I到外殼2由內到外的位置上等間距布置兩道縱向扶強材8和9，在縱向扶強材8和9之間開有流水的小孔，為了滿足強度要求，在小孔周圍加設橫向扶強材3和4 ;開孔面積D小于由內殼1、外殼2、前方肋板10以及后方肋板9所圍成的矩形強邊界區(qū)域面積的5%。由于壓載艙水中常常混有大量泥沙，由于開孔面積較小，水流流動時會將泥沙沉積于水平桁結構上，日積月累，導致貨艙區(qū)內舷側結構較重，計算彎矩與真實彎矩相差較大，屈服和屈曲強度不足。
[0005]其中，上文所述強結構邊界截面為水平桁上的PMA開口面積占由內殼1、外殼2、前方肋板10以及后方肋板9所圍成的立體結構的垂向截面(簡稱強結構邊界截面)。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明提供了一種特殊寬體雙舷側壓載艙肋板大開口設計，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，避免了在油船的營運過程開口強度不足的問題；開孔處設置板，有效的傳遞了應力，避免了應力集中問題；本發(fā)明的水平桁結構在功能上可以充當永久性檢修通道(PMA，永久性檢修通道)使用。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種基于壓載艙內大開口 PMA的寬體雙舷側雙層底船舶，舷側和底部包括雙層殼體，舷側內殼與外殼之間設置有結構對稱的水平桁，舷側內殼與外殼距離C大于5m ;每一所述水平桁上間隔設置PMA開口，所述PMA開口面積大于由內殼、外殼、前方肋板以及后方肋板所圍成立體結構的水平截面面積的30 %。
[0008]所述水平桁上的PMA開口由如下方式限定:
[0009]PMA開口與內殼之間由內向外布置第一縱向扶強材和第二縱向扶強材，PMA開口與外殼之間由內向外布置第三縱向扶強材和第四縱向扶強材；在內殼與第一縱向扶強材之間等間距布置第一橫向扶強材和第二橫向扶強材，在外殼與第三縱向扶強材之間等間距布置第三橫向扶強材和第四橫向扶強材；PMA開口與其前方肋板之間布置第五橫向扶強材；PMA開口與其后方肋板之間布置第六橫向扶強材；在前方肋板與第五橫向扶強材之間布置第五縱向扶強材；在后方肋板與第六橫向扶強材之間布置第六縱向扶強材；所述縱向、橫向扶強材端部采用25°削斜；PMA開口四角由半徑R為14C/100的圓弧過渡；第四縱向扶強材與外殼的間距LI大于等于13C/100 ;第三縱向扶強材和第四縱向扶強材的間距L2大于等于10C/100 ;PMA開口邊緣與第四縱向扶強材的距離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，所述第六縱向扶強材和第五縱向扶強材布置于所述內殼與所述外殼的中部。
[0011]本發(fā)明通過對集合于水平桁結構的PMA結構進行設計，即滿足了 PMA相關規(guī)范的要求，又通過有效的分析計算，確保了結構的屈服和屈曲強度。而且在滿足屈服和屈曲強度的同時，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、強度高的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0012]圖1是現有技術傾斜雙層底船舶船型的縱剖面示意圖。
[0013]圖2是現有技術舷側寬度小于5m的集成于水平桁的PMA結構形式示意圖。
[0014]圖3是圖1中舷側結構的示意圖，其連接內殼與外殼的平面結構為圖4所示。
[0015]圖4是本發(fā)明舷側寬度大于5m的集成于水平桁的PMA結構形式示意圖。
[0016]圖5是本發(fā)明特殊寬體雙舷側壓載艙內PMA結構立體示意圖。
[0017]圖6是縱向、橫向扶強材端部削斜示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖4所示基于特殊寬體雙舷側壓載艙內PMA(永久性通道)設計的船舶，當雙殼距離C，即內殼I與外殼2距離大于5m時采用該結構設計；集合于水平桁上的PMA的開口要遠大于傳統(tǒng)開口設計；大開口處設置面板17 ;大開口與內殼I之間布置兩道縱向扶強材7、8，大開口與外殼2之間布置兩道縱向扶強材5、6 ;同時，在內殼I與縱向扶強材7之間等間距布置兩道橫向扶強材11、12，在外殼2與縱向扶強材5之間等間距布置兩道橫向扶強材13、14 ;大開口與其前方肋板10之間布置一道橫向扶強材4，同時，大開口與其后方肋板9之間布置一道橫向扶強材3 ;在肋板10與橫向扶強材4之間布置一道縱向扶強材16 ;在肋板9與橫向扶強材3之間布置一道縱向扶強材15 ;縱向、橫向扶強材端部削斜，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 ;結構布置為對稱布置?’為滿足屈服和屈曲強度的要求，在距外殼最近的縱向扶強材與外殼的間距LI最小要滿足13C/100 ;相鄰縱向扶強材的間距L2最小要滿足10C/100 ;開口兩側縱向扶強材與開口距離L3最小要滿足5C/100 ;水平、縱向扶強材端部采用25°削斜；大開口面積D占前述強結構邊界截面的區(qū)域面積大于30%。
[0020]為滿足PMA走道設計規(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_，同時在中部布置一道縱向扶強材，以滿足屈曲強度要求。
[0021]以少壓載水船型為例，通過對上述結構有限元分析，以及對多個布置的評估，設計出最優(yōu)的結構形式；具體數值如下，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材與外殼的間距LI為700mm，相鄰縱向扶強材的間距L2500mm，這種不等間距設計有利于屈服和屈曲應力的傳遞；開口兩側縱向扶強材與開口距離L3為310m ;橫向、縱向扶強材端部采用25°削斜；大開口處設置面板；大開口面積占強結構邊界的區(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;水平桁結構上大開口采用圓弧型面板，有效的傳遞了載荷，減小了應力集中。
[0022]圖5表示了圖4結構在舷側結構上的具體位置，圖5中陰影區(qū)域即為圖4結構圖的簡化不意。圖5中所標內殼I與外殼2圖4中所標內殼I與外殼2 對應。圖5陰影區(qū)域中結構與圖4中結構一致，有縱向扶強材與橫向扶強材布置，大開口面積占前述強結構邊界的區(qū)域面積大于30%。
[0023]如圖6所示，本專利中縱向與橫向扶強材均采用此種削斜結構，即端部99高度取為15mm，且距結構距離取為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【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內，根據本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于壓載艙內大開口 PMA的寬體雙舷側雙層底船舶，舷側和底部包括雙層殼體，舷側內殼⑴與外殼⑵之間設置有結構對稱的水平桁，其特征在于， 舷側內殼⑴與外殼⑵距離C大于5m; 每一所述水平桁上間隔設置PMA開口，所述PMA開口面積大于由內殼(I)、外殼⑵、前方肋板(10)以及后方肋板(9)所圍成立體結構的水平截面面積的30% ； 所述水平桁上的PMA開口由如下方式限定: PMA開口與內殼(I)之間由內向外布置第一縱向扶強材(7)和第二縱向扶強材(8)，PMA開口與外殼⑵之間由內向外布置第三縱向扶強材(5)和第四縱向扶強材(6);在內殼(I)與第一縱向扶強材⑵之間等間距布置第一橫向扶強材(11)和第二橫向扶強材(12)，在外殼⑵與第三縱向扶強材(5)之間等間距布置第三橫向扶強材(13)和第四橫向扶強材(14) ;PMA開口與其前方肋板(10)之間布置第五橫向扶強材⑷；PMA開口與其后方肋板(9)之間布置第六橫向扶強材(3);在前方肋板(10)與第五橫向扶強材(4)之間布置第五縱向扶強材(16);在后方肋板(9)與第六橫向扶強材(3)之間布置第六縱向扶強材(15); 所述縱向、橫向扶強材端部采用25°削斜； PMA開口四角由半徑R為14C/100的圓弧過渡； 第四縱向扶強材(6)與外殼(2)的間距LI大于等于13C/100 ; 第三縱向扶強材(5)和第四縱向扶強材￠)的間距L2大于等于10C/100 ; PMA開口邊緣與第四縱向扶強材(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.根據權利要求1所述基于壓載艙內大開口PMA的寬體雙舷側雙層底船舶，其特征在于，所述第六縱向扶強材(15)和第五縱向扶強材(16)布置于所述內殼(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大開口PMA的寬體雙舷側雙層底船舶，舷側和底部包括雙層殼體，舷側內殼(1)與外殼(2)之間設置有結構對稱的水平桁。本發(fā)明針對舷側內殼與外殼距離C大于5m時，水平桁進行的改進。其中，每一水平桁上間隔設置PMA開口，PMA開口面積大于由內殼、外殼、前方肋板(10)以及后方肋板(9)所圍成立體結構的水平截面面積的30％。本發(fā)明通過對集合于水平桁結構的PMA結構進行設計，即滿足了PMA相關規(guī)范的要求，又通過有效的分析計算，確保了結構的屈服和屈曲強度。而且在滿足屈服和屈曲強度的同時，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、強度高的優(yōu)點。
【IPC分類】B63B3-64, B63B3-20
【公開號】CN104554618
【申請?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
【申請人】大連船舶重工集團有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月25日