典型VLGC舭龍骨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

趙曉劍

【摘 要】設(shè)置舭龍骨可以減小船舶的橫搖角，增加附連水質(zhì)量的慣性矩，船舶橫搖周期也稍有增大，但卻增加了船舶阻力，故在設(shè)計(jì)舭龍骨時(shí)，需要特別注意使其位置盡可能順著船舶外殼流水線(xiàn)方向布置，同時(shí)選用合理的舭龍骨形式，確定舭龍骨最優(yōu)位置，選用適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)寬比，達(dá)到優(yōu)化舭龍骨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。試驗(yàn)證明，優(yōu)良的舭龍骨設(shè)計(jì)不僅可以增加航速，增大橫搖周期，提高船舶穩(wěn)型和經(jīng)濟(jì)性能，對(duì)新造船設(shè)計(jì)節(jié)能減排，優(yōu)化船體結(jié)構(gòu)起到也良好的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】典型VLGC 舭龍骨 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1概述

XXVLGC是我們公司設(shè)計(jì)的一條具有高新技術(shù)的船舶。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為XXVLGC設(shè)計(jì)的必要環(huán)節(jié)，選取合適形式的舭龍骨是我們船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員比較關(guān)注的一環(huán)。設(shè)置舭龍骨可以減小船舶的橫搖角，增加附連水質(zhì)量的慣性矩，船舶橫搖周期也稍有增大，但卻增加了船舶阻力，故在設(shè)計(jì)舭龍骨時(shí)，需要特別注意使其位置盡可能順著船舶外殼流水線(xiàn)方向布置。

2舭龍骨的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在初步設(shè)計(jì)舭龍骨時(shí)，我們有兩種選擇：剛性結(jié)構(gòu)舭龍骨和柔性結(jié)構(gòu)舭龍骨。剛性結(jié)構(gòu)舭龍骨適用于寬度較大的舭龍骨，它參與船體總縱彎曲。這種結(jié)構(gòu)緩沖作用好，但安裝時(shí)，如果密性不良，容易銹蝕；而柔性結(jié)構(gòu)舭龍骨采用平板形式，外緣通常設(shè)置圓鋼、半圓鋼或扁鋼，以增大剛性。柔性結(jié)構(gòu)舭龍骨有中斷與連續(xù)兩種形式，通常不參與總縱彎曲，且希望在舭龍骨碰傷時(shí)，不致于損傷母板，在舭龍骨和母板之間設(shè)置扁鋼作為墊板過(guò)渡是個(gè)不錯(cuò)的措施。如圖1所示：

圖1

從結(jié)構(gòu)計(jì)算工作量及現(xiàn)場(chǎng)施工方便角度考慮， 此VLGC舭龍骨決定采用柔性結(jié)構(gòu)形式。考慮到船體結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)，連續(xù)結(jié)構(gòu)焊接工作較多，初步設(shè)計(jì)采用間斷形式。所有形式的舭龍骨的端部與外板相連接處，在航行中易受損傷。因此，在此端部舭龍骨設(shè)計(jì)逐步削斜的形式，且首端的削斜部分長(zhǎng)度應(yīng)更長(zhǎng)，與外板的夾角需要更小，應(yīng)加墊板，且終止在船體內(nèi)部構(gòu)件的位置。根據(jù)LR船體規(guī)范規(guī)定，削斜的長(zhǎng)度至少應(yīng)為舭龍骨寬度的3倍，因此在確定舭龍骨寬度之后，其端部削斜得長(zhǎng)度最小值及與外板的夾角的最大值即已經(jīng)確定。

在舭板對(duì)接縫焊縫處，如果舭龍骨處理不善，會(huì)造成舭板的的裂縫，為防止此類(lèi)現(xiàn)象的發(fā)生，舭龍骨的對(duì)接縫一定要與舭板的對(duì)接縫錯(cuò)開(kāi)一定距離，根據(jù)LR規(guī)范及造船慣例，此舭龍骨設(shè)定墊板錯(cuò)開(kāi)150mm。按照LR規(guī)范要求舭龍骨腹板對(duì)接縫處要增加止裂孔。由于此舭龍骨采用間斷形式，而且在間斷處都位于分段對(duì)接縫處，并作削斜處理，因此在此處不需要做止裂孔。

但是，在生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程之中，由于材料長(zhǎng)度及利用率角度考慮將舭龍骨腹板進(jìn)行斷開(kāi)的措施，必須添加至裂孔。如圖2所示：

圖2

止裂孔大小最小值是直徑25mm，距離墊板高度值最小值25mm。另外在工藝上注意，舭板對(duì)接縫燒焊結(jié)束后應(yīng)將對(duì)接縫的增高量批平，使墊板連續(xù)而避免產(chǎn)生裂縫。

3舭龍骨的位置

舭龍骨的正確位置可在船舶剖面取值確定。如圖3所示：圖中的O點(diǎn)為橫搖中心，取穩(wěn)心和重心的中點(diǎn)

圖3

經(jīng)過(guò)計(jì)算，85K O點(diǎn)距離基線(xiàn)的距離大約為14000mm，舭龍骨的根部距離船舶基線(xiàn)680mm。舭龍骨的寬度值在如圖所示最大舭龍骨寬度之間。

4舭龍骨的尺寸

4.1 面積

根據(jù)對(duì)近40艘近似船舶的統(tǒng)計(jì)，舭龍骨在一舷的總面積F，一般為L(zhǎng)XB的2%～4%.根據(jù)85 KVLGC技術(shù)規(guī)格書(shū)參數(shù)，經(jīng)計(jì)算可得：F=165.432～330.864m2之間選擇。

4.2 長(zhǎng)度

在面積和寬度確定之后即可求得。一般約為船長(zhǎng)的1/4～3/4。如下圖4示意：

圖4

4.3 寬度

根據(jù)船型及舭龍骨結(jié)構(gòu)形式的不同，一般取0.2m～1.2m，平均約為船寬的2%～5%，且最好限制在上圖舭龍骨的位置所示最大舭龍骨寬度范圍之內(nèi)，以保證船舶離開(kāi)碼頭和擱淺時(shí)不致于損傷舭龍骨。因此舭龍骨的寬度取值0.4m，由于寬度較大，采用扁鋼搭接球扁鋼形式。

事實(shí)證明，優(yōu)良的舭龍骨設(shè)計(jì)可以增加航速，增大橫搖周期，提高船舶穩(wěn)型和經(jīng)濟(jì)性能。也為后續(xù)船舶舭龍骨設(shè)計(jì)提供了有益經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《船舶設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》 .

[2]《XXVLGC技術(shù)規(guī)格書(shū)》.