60m多用途工程駁設計

陳海濤,劉林偉

(1.江蘇省船舶設計研究所有限公司,江蘇鎮江 212003;2.江蘇省鎮江船廠責任有限公司,江蘇鎮江 212001)

1 主要設計依據

60m多用途工程駁為一艘沿海航區作業的非自航起重、打樁船舶。這艘集起重、打樁為一身的多用途工程船在功能上具有多樣性和創新性。

本船允許履帶式起重機整機至主甲板適當位置,進行輔助作業,可完成起重作業以及打樁作業等。本船起重形式采用 A字型臂架形式,設于船體首部,臂架總長 ～52.3m,支點間跨距 10.2m,當仰角65°時主鉤起重量為200t,舷外跨距18.5m;副鉤起重量為50t,舷外跨距22.1m。作業區域為沿海航區,依靠設置在船舶四角部位及首部的 5只橫移定位錨,在絞車鋼絲繩的牽引作用下轉移船位。為了降低船舶拖航阻力,船舶首尾都有 30°的削斜切角。

本船打樁機為成品件,現場直接上船安裝好后即可使用。

本船結構、性能、消防救生、航行信號等均按《非國際航行海船法定檢驗技術規則》(2004年)以及 2006年、2008年修改通報和《國內航行海船建造規范》(2006年版)的有關要求設計配備。

2 總體布置

根據本船的實際工作情況以及船東、航行區域等綜合因素,經過多方案的比較后最終確定本船的主要量度如下:

本船總體布置如圖 1所示。

本船為單底、單甲板焊接結構船舶。

主甲板以下:主甲板以下共設有 6道橫艙壁和2道縱艙壁。橫艙壁、縱艙壁將全船分為機艙、調節水艙、壓載水艙、油艙、淡水艙和空艙等。

主甲板以上:尾甲板上尾部設置有打樁機、帶纜樁、移船絞車。船中甲板上設置約 300m2的放樁區域,船首處布置各種系泊設備、系泊絞車、起重設備等。本船甲板室布置于甲板上 Fr70～Fr78處,分為兩層。一層甲板室設兩間船員室,一間衛生間,中間設置通道,左側設置下機艙的梯道,右側設置向二層甲板室的梯道。二層甲板上為操縱室。頂棚甲板設置船名燈盒、主桅桿和航行信號設備。

3 型線特點

本船為非自航船,一般不進行遠距離拖航,因此為了充分保證船在各種工況下的穩性和浮態,便于結構施工,本船采用箱型船體外形。船舶首尾都有30°的削斜切角,以適當減小船舶拖航阻力。

4 船體結構

由于本船涉及到起重船以及打樁船,并且在船體中部有放樁區域,船的實際使用中有車輛在船舶甲板上行駛,所以結構計算按中國船級社《國內航行海船建造規范》(2006年版)對起重船、駁船的要求進行。

圖1 60m多用途工程駁總布置圖

主船體在Fr8、Fr20、Fr46、Fr70、Fr94、Fr98肋位設6道水密艙壁,在距中 5.1m處的左右兩舷設 2道縱通的縱艙壁,在距中1.65m與7.3m的左右兩舷設 4道縱向桁架。扒桿支承座、扒桿底座、主甲板放樁區域、千斤柱及頂座結構等部位的甲板和船體結構作局部加強,以保證足夠的強度和剛度。

本船的結構按結構吃水 2.3m設計,采用全焊接結構。船底、甲板為縱骨架式,舷側為橫骨架式。船體結構使用的鋼材采用船級社認可的優質船用碳素鋼,板材、型材采用CCSA,扒桿底座、千斤柱及頂座結構及加強船底板采用CCS-AH和CCS-DH級,其化學成分和機械性能滿足CCS船級社的要求。焊接材料在一般部位采用 J422,重要部位如:合攏大接縫、機座及其連接構件的焊接等采用J507(低氫焊條)。

主甲板在安裝甲板機械部位也作相應局部加強。

船舶總縱強度和起重、打樁設備位置的船體局部強度是本船設計關鍵之一。為校核船體結構強度,通過各種典型構件的應力計算結果分析,本船結構強度完全滿足應力衡準要求。

本船與常規船型相比較,典型的特點就是船舶短而寬,因此在結構設計過程中,對船舶的橫向強度也進行了較多的考慮。除設置一定數量的橫艙壁外,采用了較為密集的橫向強框架結構,在部分強框架結構上設置了一定數量的支柱,通過各種方式來充分保證船舶的橫向強度。

5 靜水性能

本船穩性與干舷按《非國際航行海船法定檢驗規則》(2004年)以及2006年、2008年修改通報對沿海航區起重船的要求校核、計算。

本船作業分為船首起重作業、打樁作業兩種工況:

船首起重作業最大起重能力為 200t,穩性校核按起重扒桿在 65°起重 200t作業狀態核算。

打樁作業的一種工況是打樁架在尾部垂直位置狀態打樁,另一種工況是打樁架橫向旋轉 ±180°垂直位置狀態打樁,樁重均為 30t。穩性校核按打樁架橫向旋轉 ±180°垂直位置打樁作業狀態核算。

本船穩性衡準計算包括航行、船首起重作業、打樁作業、避風四種狀態下初穩性高度、穩性衡準數和穩性力臂曲線等。

本船船寬較大,因此初穩性高度較易滿足,但穩性力臂曲線不易滿足,因此選擇適當寬深比,控制好吃水和船舶的重心高度是本船的設計關鍵之一。

6 機電主要設備及布置

本船機艙位于Fr70～Fr94肋位間,總長13.2m,寬10.2m。機艙花鋼板鋪設高度為1 200mm。機艙可自左舷梯口進出,左舷梯口位于Fr70～Fr72。另外機艙中還設有應急逃生口設于Fr93～Fr94右舷。

2臺150GFC船用柴油發電機組布置在機艙左舷Fr79～Fr85肋位間,距中2 475mm處。柴油機組型號為WD615.68CD,發電機功率為150kW。

1臺30GFC船用柴油發電機組布置在機艙右舷Fr73～Fr75肋位間,距中 2 475mm處。柴油機組型號為R4105D4,發電機功率為40kW。

本船為非自航船,采用交流變頻電機驅動起重機、打樁機和定位各類絞車。該 3臺發電機組可根據不同的工況單獨使用或并車使用。

本船機艙內根據需要設置以下設備:

總用泵 1臺、消防泵 1臺、電動柴油輸送泵、專用壓載泵、生活淡水泵、油污水分離裝置、燃油手搖泵、污油手搖泵以及滑油儲存柜、燃油日用柜、污油柜等。

7 結語

60m多用途工程船是一種新型的打樁、起重兩用工程船,在沿海地區的打樁、起重作業領域有著廣闊的市場前景。