1 000 t自航起重船設計

張紋梅，楊 輝

(江蘇省船舶設計研究所有限公司，江蘇鎮江212003)

1 主要量度

本船為尾機型、雙機、雙槳、雙舵、柴油機推進的自航起重船，采用單甲板、單底、全電焊、混合骨架形式結構，在其首部設一起重能力為1 000 t的桁架式非旋轉可變幅起重機構，航區為沿海、A級航區。本船在主鉤和副鉤不吊重時，可在臂架頭部安裝1個起重能力為200 t的副桿鉤，以滿足吊高要求;主鉤和副鉤滿負荷吊重時，副桿必須拆除。遠距離航行時，臂架可變幅到較安全位置。船在長江內航行時，要求能夠通過限高為45 m的潤揚長江公路大橋。

船體結構、穩性、干舷、消防救生、航行信號設備等均按《國內航行海船建造規范》(2006)、《非國際航行海船法定檢驗技術規則》(2004)、《國內航行法定檢驗技術規則修改通報》(2006、2008)、《起重船設備法定檢驗技術規則》(1999)、《船舶與海上設施起重設備規范》(2007)及其他現行規范對起重船的要求進行設計。

1 000 t自航起重船主要量度如下:

2 總體布置

1 000 t自航起重船的總布置圖如圖1所示。主甲板以下:主甲板以下共設3道縱艙壁和6道橫艙壁。縱艙壁和橫艙壁將全船分為機艙、舵機艙、壓載艙、油艙、淡水艙、儲物艙、錨鏈艙和空艙等。

主甲板以上:尾部主甲板面主要布置起升和變幅絞車，Fr24至 Fr35．5布置寬度為14．4 m的甲板室。中部布置錨泊定位絞車、2臺10 t的甲板回轉吊等設備。首部主甲板為主要作業區域，在首中部布置1臺錨機，用于收放航行錨。在主甲板的兩舷和首尾布置系泊設備，千斤柱位于主甲板中后部，龍門架位于主甲板首部，龍門架上布置起重用桁架式主臂架。在主臂架的頭部設置1個可拆卸的副桿，滿足副桿鉤200 t的起重能力。

甲板室區域共設有3層甲板室。第1層的主甲板室布置機艙棚、空調機室、充放電間、儲物間、船員室、廚房、餐廳、盥洗間，梯道以及進入消防泵艙的通道，通過機艙棚內的梯道可進出機艙。第2層的居住甲板布置盥洗間、儲物間、船員室、會議室，梯道等。第3層的駕駛甲板布置駕駛室、衛生間，煙囪、梯道等。駕駛室內布置駕駛臺，在駕駛臺的前部布置半沉降式的起重操縱控制臺，操縱臺的沉降高度必須滿足不進行起重作業時駕駛人員的視線不受影響的要求。

圖1 1 000 t自航起重船總布置圖

3 型線特點及性能

本船為自航起重船，在充分保證起重船在各種工況下的穩性和浮態的情況下，應便于結構施工。本船采用箱型船體外形，首尾部適當起翹，舭部及首尾轉角處采用小半徑的圓弧過渡，以適當減小阻力。

本船在設計吃水、深水、風力小于蒲氏2級及新漆時，航速約為14．5 km/h，續航力約為6 000 km，自持力為20天。

4 船體結構

主船體在 Fr18、Fr33、Fr40、Fr50、Fr56．5、Fr63設延伸到兩舷的橫艙壁;在中縱、距中10．2 m左右兩舷分別設縱艙壁;在龍門架、千斤柱的底座位置設短的橫艙壁和縱艙壁進行局部加強或艙室分隔，在其他需要加強的部位設縱向、橫向框架或桁架進行加強。

本船主船體主要結構用鋼均采用CCSB級，普通構件和甲板室采用CCSA級，千斤柱結構、臂架底座及龍門架部位結構主要采用DH32高強度結構鋼。龍門架、千斤柱等部位的主船體甲板和船體結構作局部加強，以保證足夠的強度和剛度。主甲板在布置絞車的部位也作相應加強。普通鋼結構間的焊接用結422普通酸性焊條進行焊接，高強度結構鋼部位的構件以及絞車座、系纜柱、滾柱導纜器、機座的焊接用結506堿性焊條進行焊接。船體結構的焊縫檢查和密性試驗等應嚴格按規范的規定執行以保證船舶的可靠性。

在船體結構的總強度及龍門架承受載荷部分，按照《船舶及海上設施起重設備規范》(2007)要求，采用ANSYS有限元軟件對1 000 t自航起重船的起重情況等各種載荷工況下的船體及龍門架進行三維模型計算與分析。強度計算結果表明，船體及龍門架在各種組合載荷下能安全運行，但起重船在過橋工況下船體和龍門架局部應力接近許用應力值，因此起重船要注意在該工況下的運行安全。

5 穩性及干舷

1 000 t起重船屬于法規規定的起重船范疇，法規對起重船的穩性要求包括航行、避風和作業狀態下穩性高度、穩性衡準數和穩性力臂曲線等。本船穩性滿足中華人民共和國海事局《國內航行海船法定檢驗規則》(2004)對沿海航區船舶的穩性要求，并且按《國內航行海船法定檢驗規則》(2004)對起重作業、調遣狀態穩性的要求校核:

(1)全部燃料和備品調遣航行狀態。

(2)10%燃料和備品調遣航行狀態。

(3)全部燃料和備品吊重1 000 t作業狀態。

(4)10%燃料和備品吊重1 000 t作業狀態。

(5)全部燃料和備品避風狀態。

(6)10%燃料和備品避風狀態。

(7)全部燃料和備品加副桿吊重200 t作業狀態。

(8)10%燃料和備品加副桿吊重200 t作業狀態。

經計算，本船上述各種狀態經自由液面修正后，穩性均滿足法規的要求。

本船干舷滿足中華人民共和國海事局《國內航行海船法定檢驗規則》(2004)的干舷要求。

6 機電設備

本船為自航起重船，配備的主機及輔機如下:

主機型號及臺數:6320ZCd-4(廣州柴油機廠)×2臺

最大持續功率:1 324 kW×2

額定轉速:500 r/min

齒輪箱型號及名義速比:GWC45．49(杭州前進)i=2:1

輔機發電機組及臺數:800 kW船用發電機組(8200配)×2臺

本船根據使用情況，為了滿足船舶停泊時的用電需要，還配備了1臺停泊發電機組。

7 船舶建造與安裝

本船船體結構和臂架、千斤柱等均采用分段建造的方式進行施工。臂架和千斤柱在平臺上合攏后，利用浮吊起吊到船舶上進行定位安裝，然后完成變幅和起重用鋼絲繩的安裝，完成安裝整船的組裝。