一種滾裝船特殊車輛的防撞設計

侯德誼

摘 要 新型涉及到一種車輛防撞裝置，主要適用于貨物滾裝船重型車輛的特殊裝載，裝載甲板有限，而設計一種特殊防撞裝置。

關鍵詞 車輛布置 防撞設計 有限元分析

中圖分類號：U674.13文獻標識碼：A

0引言

TT12000是我廠為澳大利亞船東最新建造的，技術比較先進的貨滾船。擁有3000車道米，可以裝載250個MAFI單元/700TEU以及60輛小型汽車。本船的3層重貨甲板可滿足所有拖車、MAFI、平臺貨架等重型貨物的裝載需求。

在重型車輛裝載中，可能導致車輛發生位移，甚至車輛和艙壁碰撞，從而導致艙壁變形。造成損失。而傳統的防撞裝置大多由鋼管加警示油漆組成，大多的作用起到對司機警示提醒作用和可以承受輕度碰擦。而此船船東提出了車輛在裝載過程中可以直接碰撞防撞板。

這里，我們需要設置一種足夠強的防撞裝置，又要保證不占用甲板的有效裝載面積，用于保護艙壁和杜絕車輛在航行過程發生較大的位移。

1防撞裝置的設計

技術方案：為了解決上述技術問題，需要從以下方面考慮：

1.1防撞裝置的結構設計

防撞需考慮摩擦之后，防撞板的腐蝕。設計院取板厚25mm。在設計中利用結構，進行防撞。在最底層平行艙壁上直接貼加厚板t=25mm。方便制造。在主甲板采用嵌入式加厚板。在頂甲板，將防撞與舷側通道一起設計，統一和協調。

防撞板的高度需考慮集裝箱下方拖車的高度：285～565mm，防撞板高度取距甲板300mm，板高500mm，背后采用扁鐵加強，并用肘板支撐到強橫梁框架上。

圖1為嵌入式加厚板設計，充分利用結構，既達到防撞效果，又減輕了重量。從結構防撞圖中可以看出，車輛防撞裝置由防撞面板，支撐肘板，反面加強組成;結構設計的缺點是，當首尾結構有傾斜時或車輛與結構之間有通道時，會導致防撞無效，這需要額外設計防撞。額外防撞需根據車輛裝載布置和結構的特點，確定防撞裝置的布置原則。

1.2防撞裝置的布置原則

首先根據車輛裝載布置確定車輛的排數，車輛的寬度，在考慮車輛與車輛之間，車輛和艙壁之間的總間隙，從而確定側面部防撞的間距。防撞裝置和車輛的間隙設置不宜過大，否則在航行中，容易造成車輛位移，導致碰撞船體結構。同樣，對于車輛的端部防撞布置，就需要考慮車輛裝載的列數和首尾的綁扎的操作空間。同時，為尾部，首部端部防撞設計，充分考慮操作性，來最大限度保證行走通道和車輛布置位置。圖2防撞由防撞板25mm，加強肘板10mm，面板100mm組成。設計依據是根據設計院的結構設計和技術中心的有限元計算所得。

1.3不同區域防撞布置的特殊要求

由于每個區域裝載的車排數不同，防撞裝置的布置要求和形式也會不同，對于平行中體部分，車輛裝載基本滿布，在結構兩舷相嵌加厚板即可起到限制車輛位移作用;而對于船體結構線性變化比較大的區域，車輛無法滿布，車輛也無法貼靠結構，即便在結構中嵌入加厚板無法起到限制車輛位移的作用，從而需要考慮在最外側車輛的外邊（下轉第286頁）（上接第283頁）緣設置防撞裝置，從而到達限制車輛位移。而在防撞的上方，為了防止拖車上的集裝箱晃動，需在甲板倒掛的位置設置集裝箱防護;而對于首尾車輛端部的防撞裝置要限制車輛在首尾方向的位移，另外考慮車輛在裝卸時，車尾需撞擊端部防撞裝置，那么端部防撞裝置設計的形式和強度需要著重考慮車輛停靠時的沖擊力; 在固定坡道兩側的艙壁上，設有2根方管200x100x4防撞。在活動坡道有設備的地方，設有圓管防撞保護。在坡道兩邊，也設了輪胎防護，避免在行駛過程中，車輛偏移碰到坡道兩側結構，如下圖3。

2防撞裝置的性能分析

由于在裝載的過程中，受到船舶靠港時間限制，車輛裝載效率和車速都非常快，所以防撞裝置的的強度設計顯的尤其重要。對于嵌入船體結構的防撞形式，納入結構整體分析。對于端部防撞裝置也做了單獨的FEM分析。

結語

TT12000是我廠首次建造專門裝載MAFI單元的滾裝船，防撞主要是根據船上MAFI和TRAIL的特點，結合結構，進行設計。先前對船上的防撞要求和車輛運行特點，不是很熟悉，走了很多彎路，在船東幫助下，終于完成了船舶防撞系統設計。這為以后我廠建造滾裝船做防撞設計，提供了參照依據和經驗。

參考文獻

[1] 船舶強度的概率方法[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2007.

[2] 王莉萍.船舶結構局部應力有限元分析比較研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學，2004.