33.2m雙甲板拖網漁船船體結構設計與問題探究

林垚

摘? 要：文章對一艘33.2m雙甲板拖網漁船的船體結構連續性、上層建筑結構、龍門以及附件結構進行優化設計，從而提升雙甲板拖網漁船的節能性和安全性能。

關鍵詞：拖網漁船;雙甲板;結構設計

中圖分類號：U674.95 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）05-0098-02

Abstract： This paper optimizes the hull structure continuity， superstructure， gantry and accessory structure of a 33.2m double-deck trawler， so as to improve the energy saving and safety performance of the double-deck trawler.

Keywords： trawler; double deck; structural design

目前我國的雙甲板拖網漁船大多數是由近海的漁船經過改造而成，此類雙甲板拖網漁船的能耗普遍較高，直接降低了船東的效益。急需我國對現有的雙甲板拖網漁船進行優化改造，從而實現漁船的節能降耗，以及遠洋漁業資源的獲取能力。本文將對一艘33.2m雙甲板拖網漁船進行優化改造，優化設計過程中，充分聽取了船東要求，然后對該艘漁船各個部分進行優化，降低了漁船自重，達到節能目的。同時通過對附件結構優化設計，最大程度提升漁船的安全性能。

1 雙甲板遠洋拖網漁船船型結構

該33.2m雙甲板拖網漁船優化改造的縱剖面圖如圖1所示。該船下甲板下設5道水密橫艙壁和2道中縱壁，分隔出艏艉4個燃油艙，即艏淡水艙、機艙、冷藏艙和空艙。舵機艙、加工區、居住區錨鏈艙和1個冷藏艙設于主甲板下。主甲板后部設有門型起重桅，起重量為50kN，采用高強度鋼制造以減小質量。主甲板尾部設有艉門架，用于拖網作業。一層甲板室左舷延伸至舷側，右舷留外走道，其上設駕駛室。

船體結構的基本設計保證了構件的連續性，設有方便的通孔以便于建造施工及后期維修保養。結構設計在滿足規范強度的基礎上對靠泊碰撞部位結構、艏艉及滑道部位結構、甲板機械和起重設備部位結構進行局部加強，有效增強了剛度和防撞強度。

2 船體結構設計優化

（1）船體結構連續性優化。加工間甲板縱桁的布置利用了凍結間縱壁，盡可能均布甲板縱桁和強橫梁，采用強橫梁支撐縱桁直接計算，降低了腹板高度，給加工間騰出了高度空間。強橫梁與強肋骨形成環框架，盡可能做到與下甲板強框架對應，冷藏艙的支柱上下甲板位置對齊，使得甲板上的載荷很好地傳遞到船底。凍結間縱壁直接采用不銹鋼板代替先前的不銹鋼鋼板貼面，減輕了質量，簡化了工藝。機艙底前部的污油水艙采用斜面過渡到基座縱桁，既保證了縱桁作為主要船底構件的連續性，又保證了雙層底到縱桁的面板過渡，同時簡化了施工。此外，將雙層底旁縱桁與水密旁桁材拉開距離，使得底部結構做到盡可能均布，從而達到基座縱桁、旁桁材、舭縱桁及舷側縱桁最大程度均分載荷。目前我國的雙甲板拖網漁船大多數是由近海的漁船經過改造而成，此類雙甲板拖網漁船的能耗普遍較高，直接降低了船東的效益。急需我國對現有的雙甲板拖網漁船進行優化改造，從而降低漁船的節能降耗，以及遠洋漁業資源的獲取能力。本文將對一艘33.2m雙甲板拖網漁船進行優化改造，優化設計過程中，充分聽取了船東要求，然后對該艘漁船各個部分進行優化，降低了漁船自重，達到節能目的。同時通過對附件結構優化設計，最大程度提升漁船的安全性能。該船由柴油機推進，輔機基座可以在主船體結構完成后根據實物現場進行設置，既簡化了送審設計，又不會因船東臨時更換機器影響到主體結構。該船舷側縱桁為加強結構。在機艙和艏雙層底以前部位加設舭縱桁，既起到雙層底過渡的作用，又加強了舭部結構，減少振動和碰撞影響。

（2）上層建筑結構優化。調整上層建筑居住艙室的布置，提高居住舒適度。結構借助圍壁，省去了縱桁和強橫梁的設置，為層高擠出了高度。右舷騰出過道，方便漁民作業通行。駕駛室設置兩道強縱桁，扶強材對齊上下艙壁，使力能很好地傳遞。

（3）龍門架ANSYS結構優化。龍門架是漁船裝卸重物的必要工具，改造的雙甲板拖網漁船為了方便夜間裝卸貨物，在龍門的左右架柱安裝有夜燈。頂橫梁裝有5副滑車可供起重貨物，龍門架的具體參數如表1所示。

本文通過采用ANSYS有限元軟件對雙甲板拖網漁船的龍門架結構進行優化分析，首先采用Pro-e軟件建立起龍門架三維結構模型，待改造的龍門架三維模型如圖2所示。然后在將創建的三維模型導入ANSYS有限元軟件中進行網格劃分和分析。本文主要是通過對龍門架材料的屈服強度、應力等方面進行模擬分析，將原有的龍門架結構與改造后結構進行對比分析。目前我國的雙甲板拖網漁船大多數是由近海的漁船經過改造而成，此類雙甲板拖網漁船的能耗普遍較高，直接降低了船東的效益。急需我國對現有的雙甲板拖網漁船進行優化改造，從而實現漁船的節能降耗，以及遠洋漁業資源的獲取能力。本文將對一艘33.2m雙甲板拖網漁船進行優化改造，優化設計過程中，充分聽取了船東要求，然后對該艘漁船各個部分進行優化，降低了漁船自重，達到節能目的。同時通過對附件結構優化設計，最大程度提升漁船的安全性能。

根據表1的龍門架結構和材料參數，可以對龍門架的應力、位移等參數進行計算，最終通過模擬仿真獲得的龍門架結構的等效應力分布如圖3所示，改造后的龍門架結構的最大等效應力、安全系數分別為72.43MPa和1.8，由此可見，優化改造后的龍門架結構滿足設計要求。

為了分析優化改造后的龍門架結構性能，本文對該雙甲板拖網漁船原有的龍門架結構進行了有限元分析，其分析結果如圖4所示。通過計算可得到最大等效應力為102.38MPa，安全系數為1.6。

由此可見，經過優化改造后，該雙甲板拖網漁船的龍門架結構能夠大幅度減小材料的應力，從而提升船體的安全性。此外，改造后龍門架的重量也由原來的5.919t降至3.813t，大幅度的降低了鋼材的使用，降低船體重量，有利于減少船的能耗。目前我國的雙甲板拖網漁船大多數是由近海的漁船經過改造而成，此類雙甲板拖網漁船的能耗普遍較高，直接降低了船東的效益。急需我國對現有的雙甲板拖網漁船進行優化改造，從而降低漁船的節能降耗，以及遠洋漁業資源的獲取能力。本文將對一艘33.2m雙甲板拖網漁船進行優化改造，優化設計過程中，充分聽取了船東要求，然后對該艘漁船各個部分進行優化，降低了漁船自重，達到節能目的。同時通過對附件結構優化設計，最大程度提升漁船的安全性能。

3 附體結構優化

（1）采用加厚鋼板作為球鼻的材料，使其結構得到加強，同時為防止船體在拋錨或靠岸時導致球鼻的磨損，在球鼻的中心位置焊接半剖圓鋼，同時在兩側焊接3道半圓鋼，全方位對球鼻進行保護。（2）為了方便作業人員的捕魚、拋錨、靠岸等作業，舷墻板和肘板使用的厚度都相同，同時船體上采用的隔檔肘板換成折邊面板，這樣可以有效地提升船體甲板寬度，增加船員的作業空間，同時為了確保作業人員的人身安全，多有的面板都安裝護欄。（3）該雙甲板拖網漁船在護舷處安裝有碰墊16只、碰球2只，但是由于使用時間較長，碰墊和碰球有部分丟失，使得護舷失去保護，從而出現被撞的問題。為了解決這個問題，將護舷的中心進行加隔板，同時對安裝的碰墊和碰球進行加固。

4 結束語

雙甲板拖網漁船作為遠洋船只，其安全性和節能性對于船東的影響非常大，但是目前許多船東為了降低成本，采用近海漁船改造成雙甲板拖網漁船，其能耗較高，嚴重影響了遠洋漁業的效益。本文通過對現有的一艘雙甲板拖網漁船進行優化改造，經過優化設計后，該船只無論是在能耗，還是在安全性能方面都有了明顯改善。

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