典型VLGC舭龍骨結構設計

趙曉劍

(上海外高橋船舶設計院,上海 201913)

典型VLGC舭龍骨結構設計

趙曉劍

(上海外高橋船舶設計院,上海 201913)

設置舭龍骨可以減小船舶的橫搖角,增加附連水質量的慣性矩,船舶橫搖周期也稍有增大,但卻增加了船舶阻力,故在設計舭龍骨時,需要特別注意使其位置盡可能順著船舶外殼流水線方向布置,同時選用合理的舭龍骨形式,確定舭龍骨最優位置,選用適當的長寬比,達到優化舭龍骨結構設計的目的。試驗證明,優良的舭龍骨設計不僅可以增加航速,增大橫搖周期,提高船舶穩型和經濟性能,對新造船設計節能減排,優化船體結構起到也良好的借鑒作用。

典型VLGC 舭龍骨 結構設計

1　概述

XXVLGC是我們公司設計的一條具有高新技術的船舶。結構設計作為XXVLGC設計的必要環節，選取合適形式的舭龍骨是我們船舶結構設計人員比較關注的一環。設置舭龍骨可以減小船舶的橫搖角，增加附連水質量的慣性矩，船舶橫搖周期也稍有增大，但卻增加了船舶阻力，故在設計舭龍骨時，需要特別注意使其位置盡可能順著船舶外殼流水線方向布置。

2　舭龍骨的結構設計

在初步設計舭龍骨時，我們有兩種選擇:剛性結構舭龍骨和柔性結構舭龍骨。剛性結構舭龍骨適用于寬度較大的舭龍骨，它參與船體總縱彎曲。這種結構緩沖作用好，但安裝時，如果密性不良，容易銹蝕;而柔性結構舭龍骨采用平板形式，外緣通常設置圓鋼、半圓鋼或扁鋼，以增大剛性。柔性結構舭龍骨有中斷與連續兩種形式，通常不參與總縱彎曲，且希望在舭龍骨碰傷時，不致于損傷母板，在舭龍骨和母板之間設置扁鋼作為墊板過渡是個不錯的措施。如圖1所示:

從結構計算工作量及現場施工方便角度考慮， 此VLGC舭龍骨決定采用柔性結構形式。考慮到船體結構較長，連續結構焊接工作較多，初步設計采用間斷形式。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，在此端部舭龍骨設計逐步削斜的形式，且首端的削斜部分長度應更長，與外板的夾角需要更小，應加墊板，且終止在船體內部構件的位置。根據LR船體規范規定，削斜的長度至少應為舭龍骨寬度的3倍，因此在確定舭龍骨寬度之后，其端部削斜得長度最小值及與外板的夾角的最大值即已經確定。

在舭板對接縫焊縫處，如果舭龍骨處理不善，會造成舭板的的裂縫，為防止此類現象的發生，舭龍骨的對接縫一定要與舭板的對接縫錯開一定距離，根據LR規范及造船慣例，此舭龍骨設定墊板錯開150mm。按照LR規范要求舭龍骨腹板對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接縫處，并作削斜處理，因此在此處不需要做止裂孔。

圖1　

圖2　

圖3　

圖4　

但是，在生產設計過程之中，由于材料長度及利用率角度考慮將舭龍骨腹板進行斷開的措施，必須添加至裂孔。如圖2所示:

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，舭板對接縫燒焊結束后應將對接縫的增高量批平，使墊板連續而避免產生裂縫。

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點為橫搖中心，取穩心和重心的中點。

經過計算，85K O點距離基線的距離大約為14000mm，舭龍骨的根部距離船舶基線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

根據對近40艘近似船舶的統計，舭龍骨在一舷的總面積F，一般為LXB的2%～4%.根據85 KVLGC技術規格書參數，經計算可得: F=165.432～330.864m2之間選擇。

4.2長度

在面積和寬度確定之后即可求得。一般約為船長的1/4～3/4。如下圖4示意:

4.3寬度

根據船型及舭龍骨結構形式的不同，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，以保證船舶離開碼頭和擱淺時不致于損傷舭龍骨。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。

事實證明，優良的舭龍骨設計可以增加航速，增大橫搖周期，提高船舶穩型和經濟性能。也為后續船舶舭龍骨設計提供了有益經驗。

[1]《船舶設計指導手冊》.

[2]《XXVLGC技術規格書》.