一種艏側(cè)推外部加強結(jié)構(gòu)研究

李 松，符 洋，劉 佳，劉旭東

（煙臺中集來福士海洋工程有限公司，山東煙臺 264000）

一種艏側(cè)推外部加強結(jié)構(gòu)研究

李 松，符 洋，劉 佳，劉旭東

（煙臺中集來福士海洋工程有限公司，山東煙臺 264000）

文章描述了一種艏側(cè)推管端部外板外部船體的加強結(jié)構(gòu)。艏側(cè)推外部加強結(jié)構(gòu)對應于船舶的艏側(cè)推管開口的外部設置，艏側(cè)推開口內(nèi)設置有側(cè)推管。該艏側(cè)推外部加強結(jié)構(gòu)包括包籠板和包圍艏側(cè)推開口，并與側(cè)推管以及船舶的主船體外板焊接，形成一腔式密閉空間，并具有與船舶艏部流線型一致的光順線型體外型；還包括過渡板和內(nèi)部加強肋板等。該新型艏側(cè)推外部加強結(jié)構(gòu)可有效地降低艏側(cè)推開口對船體結(jié)構(gòu)的削弱。

艏側(cè)推開口；加強結(jié)構(gòu)；扇貝形；包籠板

0 引言

對于具備衛(wèi)星定位功能的球鼻艏型船舶，需要在船首布置多個艏側(cè)推。最前端的艏側(cè)推通常布置在船體結(jié)構(gòu)較弱的位置，并且艏側(cè)推的圓形開口對船舶總體強度削弱很大。加強方法可以采用增強船體本身強度的方法，但因艏部空間有限，難以實現(xiàn)理想的設計結(jié)構(gòu)形式并達到有效的加強效果。單純地增加構(gòu)件本身的尺寸會急劇增加艏部重量。本文介紹了一種外部加強結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造了一種實用有效的艏側(cè)推管外部加強結(jié)構(gòu)型式，實現(xiàn)生產(chǎn)和船舶設計之需。

1 技術(shù)方案

為有效地對艏側(cè)推開口進行結(jié)構(gòu)增強，本加強結(jié)構(gòu)采用船體外部結(jié)構(gòu)增強的形式。因為是在外部增加結(jié)構(gòu)，需要考慮船舶航行時的液體流向，減小航行阻力，進行外殼結(jié)構(gòu)光順，所以包籠開口的外部結(jié)構(gòu)做成類似扇貝的凸出外形[1]。一方面達到增加船體強度的目的，另一方面，不影響船體流線外型，保證船舶具有正常的航行性能。

艏側(cè)推開口加強結(jié)構(gòu)由包籠外板、方格框架和過渡板三部分組成。其中，前述的包籠外板采用流線型結(jié)構(gòu)外型，厚度一般采用PL17左右，等級為A級的船舶結(jié)構(gòu)鋼。所述的方格框架設置在包攏外板內(nèi)部，主要起支撐包籠外板的作用，它由船用鋼板焊接而成，鋼板一般采用厚度PL14左右，等級為A級的船舶結(jié)構(gòu)鋼。進一步地，在包籠外板內(nèi)部布置的方格狀結(jié)構(gòu)框架與主船體外板焊接，方格框架與包籠的外板采用塞焊的方式焊接[2-3]。為保證焊接質(zhì)量，通常在塞焊的地方，方格框架與包籠外板之間襯以扁鋼條來增強焊接強度。前述的過渡板，通常采用厚度為PL25左右，等級為A級船用結(jié)構(gòu)鋼。由于側(cè)推管要向外側(cè)延伸至可以和包籠外板相銜接的位置，為避免側(cè)推管和包籠外板直接連接形成銳角，因此在它們之間設置一斜坡過渡板連接[4]。進一步地，過渡板與包籠外板之間，根據(jù)焊接工藝可行性，可輔以直徑50 mm左右、等級為Q345D的圓鋼過渡焊接[5]。

最終，包籠板、過渡板、側(cè)推管與主船體外板之間，由方格框架支撐形成一個腔式密閉空間。此腔式外形則為包籠板的外型，呈凸出的扇貝光順外型[3]。

2 設計方案附圖及附圖說明

設計方案詳見圖1～圖8。

如圖1～圖8所示，艏側(cè)推管沿兩端向船體外延伸，加強包籠部分布置結(jié)構(gòu)網(wǎng)格[6]。包籠外板2采用流線型結(jié)構(gòu)外型，其厚度用PL17左右，等級用船舶結(jié)構(gòu)鋼A級。包籠外板2內(nèi)部布置方格狀結(jié)構(gòu)框架5與主船體外板1焊接，方格框架5與包籠的外板2采用塞焊的方式焊接。方格框架厚度用PL14左右，等級為A級的船舶結(jié)構(gòu)鋼。在塞焊的地方，方格框架5與包籠外板2之間襯以FB50×12扁鋼條8增強焊接質(zhì)量。將艏側(cè)推管4向外側(cè)延伸至可以和包籠外板2相銜接的位置。為避免艏側(cè)推管4和包籠外板2直接連接形成銳角，在它們之間設置一斜坡過渡板3連接。過渡板3厚度用PL25左右，等級為A級的船舶結(jié)構(gòu)鋼，過渡板3與包籠外板2之間，根據(jù)焊接工藝可行性，可輔以直徑50 mm左右的焊接過渡圓鋼6過渡焊接。最終，包籠板2、過渡板3、艏側(cè)推管4與主船體外板1之間，由方格框架5支撐形成一個腔式密閉空間。此腔式外形則為包籠板的外型，呈凸出的扇貝光順外型。

3 結(jié)論

本結(jié)構(gòu)可以有效地加強艏側(cè)推開口對船體結(jié)構(gòu)的削弱。外型凸出而且美觀，適用于各種艏部安裝有側(cè)推管的鋼質(zhì)船舶。此結(jié)構(gòu)已經(jīng)在30 000 t自卸式柔性管鋪石船Van Oord上應用，并取得良好效果。

[1]王承權(quán), 代海波, 廖銀波.高速船舶船體構(gòu)件的穩(wěn)定性[J].船海工程, 2005(5): 19-24.

[2]ABS.Rules for Building and Classing Steel Vessels (Part 3 Hull Construction and Equipment)[S].2009.

[3]IACS.No.47 Shipbuilding and Repair Quality Standard[S].2012.

[4]林洪玲, 鄭素青.船體構(gòu)件裂紋的分析與修理[J].中國修船, 2009, 22(5): 33-34.

[5]楊佑宗, 王明君, 孟志揚, 等.船艉整流鰭在實船上的應用與研究[J].中國造船, 2001, 42(2): 12-18.

[6]王逸英, 劉文斌, 黃巍巍, 等.全回轉(zhuǎn)推進器底座安裝工藝[J].黑龍江科技信息, 2012(7): 78.

Study of an External Strengthening Structure of Bow Thruster

Li Song, Fu Yang, Liu Jia, Liu Xudong
(Yantai CIMC Raffles Offshore Ltd., Shandong Yantai 264000, China)

The article shows a kind of external strengthen structure of bow thruster.The external strengthen structure corresponds to an external device of bow thruster opening.The thruster pipes are set in the opening.Encircling the bow thruster opening, the surrounded plates are welded with the shell plates of the main hull and the bow thruster pipe which is set in internal strengthening structure.A cavity enclosed space is formed with fairing shape consisting with bow of hull body lines.The transition plate and internal strengthening rib are also included.The new type of external strengthening structure can effectively reduce the weakening of the bow thruster opening to the hull structure strength.

bow thruster opening; strengthening structure; scallop shape; surrounded plate

U664.3

A

10.14141/j.31-1981.2017.01.006

李松（1983—），男，工程師，研究方向：船舶海洋工程結(jié)構(gòu)設計。