VLOC結(jié)構(gòu)形式比較分析

摘要：本文從布置、結(jié)構(gòu)、施工等角度對不同的橫艙壁形式、內(nèi)底板與縱壁連接形式、貨艙甲板結(jié)構(gòu)形式進行比較，對VLOC的船型創(chuàng)新進行探索和思考，提出一些建設(shè)性建議。

關(guān)鍵詞：隔艙式橫艙壁；瀉流板；斜坡板；頂邊艙

Comparison and Analysis for Different Structure Types of VLOC

CAI Minghan

( Yiu Lian Dockyards(Shekou) Limited.Shenzhen 518054 )

Abstract: This article discusses and compares arrangement， structure and work conditions of different types of transverse bulkhead， joint of inner bottom to longitudinal bulkhead and deck structure in cargo area to give suggestions for innovating VLOC.

Keywords: Double transverse bulkhead; Shedder plate; Hopper plate; Topside tank

1前言

單殼油輪改為礦砂船時，因為礦砂的比重大，需要的艙容小，僅將中艙改造成貨艙就能滿足艙容要求。因此這類改裝一般僅將原中貨油艙加內(nèi)底改造成貨艙，其余邊艙改造成壓載水艙。

近幾年，我廠已成功完成十來艘VLCC改為VLOC的船舶改裝，這些改裝送審設(shè)計有來自新加坡、希臘、韓國以及國內(nèi)等不同國家的設(shè)計公司。基本的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計有著明顯差異。現(xiàn)將這些主要的結(jié)構(gòu)形式進行比較分析，以供相關(guān)設(shè)計人員參考。

2橫艙壁形式比較

VLOC的橫艙壁主要形式有：普通橫艙壁，隔艙式橫艙壁。

2.1 普通橫艙壁特點

1）艙壁需要設(shè)置平臺和瀉流板，用來增強艙壁的局部強度，并且避免平臺積貨。內(nèi)底上需要設(shè)置下墩板，用來增強橫艙壁的底部強度。并且消除結(jié)構(gòu)造成的清貨死角。

2）通風(fēng)、透氣、測深等管件不好布置。布置于貨艙需要做保護結(jié)構(gòu)，布置于梯道的護罩內(nèi)則空間狹窄，施工困難。

3）平臺和瀉流板之間空間狹窄，施工、檢驗都困難。貨艙梯道需要另外設(shè)置保護梯道的護罩結(jié)構(gòu)。

4）因為貨物為重貨，艙壁的橫向強度和局部強度難以保證，除平臺和瀉流板外，往往還是要增加其它結(jié)構(gòu)加強。

2.2隔艙式橫艙壁特點

1）兩個貨艙之間設(shè)一隔艙，將骨材等結(jié)構(gòu)設(shè)于隔艙內(nèi)，在貨艙內(nèi)，艙壁為光面，貨物容易清理。

2）可將通風(fēng)、透氣、測深等管件設(shè)置在隔艙內(nèi)，避免穿過貨艙。

3）空間寬敞，施工容易。可將貨艙梯道布置在隔艙內(nèi)，以隔艙內(nèi)斜梯代替貨艙螺旋梯，在隔艙壁上開門進出貨艙。若前后梯道都設(shè)置在隔艙內(nèi)，則隔艙可設(shè)計成Z形水密以滿足分艙要求。

4）隔艙式橫艙壁相當(dāng)于兩道橫艙壁，增強了橫向強度，并起到抗扭作用。

3內(nèi)底板與縱壁連接形式比較

VLCC改為VLOC，由于鐵礦砂（石）的密度非常高，屬于重貨，所以貨艙的艙容往往都是富余的。改裝時僅將中艙加內(nèi)底改為貨艙，邊艙改為壓載水艙保留單底結(jié)構(gòu)。邊艙對框架進行加強以滿足礦砂船的橫向強度要求。增加中艙內(nèi)底結(jié)構(gòu)時，內(nèi)底板與縱壁連接形式有：①直角連接，②斜坡板過渡連接。

3.1內(nèi)底板與縱壁直角連接

直角連接又有內(nèi)底板穿縱壁與不穿縱壁兩種情況。一般穿過縱壁到邊艙的內(nèi)底寬度需要達到兩檔縱骨間距寬；對于內(nèi)底板不穿縱壁的情況，也要在縱壁另一面（邊艙）設(shè)置內(nèi)底延伸結(jié)構(gòu)，并要求對準(zhǔn)中艙內(nèi)底。

采取內(nèi)底板與縱壁直角連接，結(jié)構(gòu)形式簡單，施工相對容易。但結(jié)構(gòu)交匯處附近應(yīng)力大，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，需要將該處縱壁板和框架板特別加厚以滿足局部強度要求。在實船中有縱壁板在與內(nèi)底板交匯處附近因為應(yīng)力大而裂開的實例。

3.2內(nèi)底板與縱壁斜坡過渡連接

過渡的斜坡板一般在內(nèi)底和縱壁各取三個或四個縱骨間距作為過渡范圍，其寬度不能超出艙口圍。斜坡板與內(nèi)底板折角處可選取壓形或焊接連接，斜坡板與縱壁的連接處一般需對準(zhǔn)縱壁縱骨。

采取斜坡過渡連接形式，在斜坡上端處，空間狹窄，施工困難些。但結(jié)構(gòu)變化比較平緩，應(yīng)力變化小，避免劇烈的應(yīng)力集中。斜坡板的材質(zhì)厚度與內(nèi)底板相同即可，附近的縱壁和框架板也不需要特別加厚。

4貨艙甲板結(jié)構(gòu)形式比較

因為VLOC的貨艙開口很大，甲板強度需要進行加強。對加強縱向強度的甲板結(jié)構(gòu)形式可選擇設(shè)置頂邊艙或設(shè)置甲板縱桁。對加強橫向強度一般選擇在艙口間增加甲板橫向筋板或骨材，如果還不能滿足可做成箱梁。

4.1頂邊艙的設(shè)置

一般選擇三到四個甲板縱骨間距作為頂邊艙寬度，選擇四到五個縱壁縱骨間距作為頂邊艙的高度，頂邊艙底板按30o～40o角做成斜坡底，側(cè)封板對準(zhǔn)艙口圍。骨材結(jié)構(gòu)均設(shè)置在頂邊艙內(nèi)，使貨艙面形成光壁，對清貨非常有利。

頂邊艙貫穿整個貨艙區(qū)域，可按貨艙劃分成幾個空艙，也可作為一個空艙但需增加若干個出入口。

頂邊艙不但能增強甲板縱向強度，還能增強船舶的抗扭強度。是VLOC甲板結(jié)構(gòu)形式的最佳選擇。

4.2甲板縱桁的設(shè)置

不設(shè)頂邊艙時，貨艙艙口寬度要小些，保留的甲板寬度要大些，為了彌補艙口開口減少的橫截面積，需要在艙口圍下方設(shè)置甲板縱桁，并且需要對甲板進行加厚，有時還要對縱壁上端區(qū)域進行加厚。

不設(shè)頂邊艙的缺點是僅能增強甲板縱向強度，不能增強船舶的抗扭強度。貨艙內(nèi)的結(jié)構(gòu)存在少量積貨不能清理的弊端。

5 結(jié)束語

從以上分析可知，隔艙式橫艙壁對貨物清理以及梯道、管路、線纜布置比較有利。內(nèi)底板與縱壁直角連接，施工簡單；斜坡過渡連接則受力情況較好。甲板結(jié)構(gòu)形式以設(shè)置頂邊艙為佳。從我廠完成的改裝情況看，采用隔艙式橫艙壁以及內(nèi)底板與縱壁斜坡過渡連接形式不多，屬于比較新的結(jié)構(gòu)形式。若應(yīng)用于新船設(shè)計還要通過應(yīng)力分析來確定，并要與船東船檢充分溝通。