基于压载舱内大开口pma的宽体双舷侧双层底船舶的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及船舶设计，更具体地说，涉及宽体双舷侧船舶中压载舱内PMA的改进。
【背景技术】
[0002]如图1所示，一种宽双舷侧船舶船型的横剖面宽体双舷侧的大体结构，具有宽体双舷侧、双底和倾斜内外底的船舶，更具体的说，其双壳宽度C大于5m小于船宽的一半；倾斜内底19和倾斜外底20相互平行，且与水平基线夹角A，10° <A〈45°。
[0003]本发明主要针对图1中所示船舶做的改进，尤其针对如图3所示双壳距离C(内壳I与外壳2距离)大于5m时的船舶，做的改进。这种船型具有超过5m的特殊宽体双舷侧结构，由于其所装载的压载水量较少，所以采用倾斜内底的形式，此船型具有节约能源的功效。
[0004]现有技术中，水平桁开孔只满足规范要求，如图2所示，内壳I与外壳2之间的距离小于5m，一般为2m到3.5m，在内壳I到外壳2由内到外的位置上等间距布置两道纵向扶强材8和9，在纵向扶强材8和9之间开有流水的小孔，为了满足强度要求，在小孔周围加设横向扶强材3和4 ;开孔面积D小于由内壳1、外壳2、前方肋板10以及后方肋板9所围成的矩形强边界区域面积的5%。由于压载舱水中常常混有大量泥沙，由于开孔面积较小，水流流动时会将泥沙沉积于水平桁结构上，日积月累，导致货舱区内舷侧结构较重，计算弯矩与真实弯矩相差较大，屈服和屈曲强度不足。
[0005]其中，上文所述强结构边界截面为水平桁上的PMA开口面积占由内壳1、外壳2、前方肋板10以及后方肋板9所围成的立体结构的垂向截面(简称强结构边界截面)。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种特殊宽体双舷侧压载舱肋板大开口设计，其目的旨在节约钢材的前提下，减少焊接工作量与空船重量；而且通过优化纵向与横向连接圆弧的尺寸，增加了开口面板，避免了在油船的营运过程开口强度不足的问题；开孔处设置板，有效的传递了应力，避免了应力集中问题；本发明的水平桁结构在功能上可以充当永久性检修通道(PMA，永久性检修通道)使用。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供一种基于压载舱内大开口 PMA的宽体双舷侧双层底船舶，舷侧和底部包括双层壳体，舷侧内壳与外壳之间设置有结构对称的水平桁，舷侧内壳与外壳距离C大于5m ;每一所述水平桁上间隔设置PMA开口，所述PMA开口面积大于由内壳、外壳、前方肋板以及后方肋板所围成立体结构的水平截面面积的30 %。
[0008]所述水平桁上的PMA开口由如下方式限定:
[0009]PMA开口与内壳之间由内向外布置第一纵向扶强材和第二纵向扶强材，PMA开口与外壳之间由内向外布置第三纵向扶强材和第四纵向扶强材；在内壳与第一纵向扶强材之间等间距布置第一横向扶强材和第二横向扶强材，在外壳与第三纵向扶强材之间等间距布置第三横向扶强材和第四横向扶强材；PMA开口与其前方肋板之间布置第五横向扶强材；PMA开口与其后方肋板之间布置第六横向扶强材；在前方肋板与第五横向扶强材之间布置第五纵向扶强材；在后方肋板与第六横向扶强材之间布置第六纵向扶强材；所述纵向、横向扶强材端部采用25°削斜；PMA开口四角由半径R为14C/100的圆弧过渡；第四纵向扶强材与外壳的间距LI大于等于13C/100 ;第三纵向扶强材和第四纵向扶强材的间距L2大于等于10C/100 ;PMA开口边缘与第四纵向扶强材的距离L3大于等于5C/100 ;PMA开口边缘距后方肋板的距离，以及PMA开口边缘距前方肋板的距离L4大于等于600mm。
[0010]优选方式下，所述第六纵向扶强材和第五纵向扶强材布置于所述内壳与所述外壳的中部。
[0011]本发明通过对集合于水平桁结构的PMA结构进行设计，即满足了 PMA相关规范的要求，又通过有效的分析计算，确保了结构的屈服和屈曲强度。而且在满足屈服和屈曲强度的同时，有效的减少焊接工作量和空船重量，提高了钢材利用率。因此本发明具有成本低、强度高的优点。
【附图说明】
[0012]图1是现有技术倾斜双层底船舶船型的纵剖面示意图。
[0013]图2是现有技术舷侧宽度小于5m的集成于水平桁的PMA结构形式示意图。
[0014]图3是图1中舷侧结构的示意图，其连接内壳与外壳的平面结构为图4所示。
[0015]图4是本发明舷侧宽度大于5m的集成于水平桁的PMA结构形式示意图。
[0016]图5是本发明特殊宽体双舷侧压载舱内PMA结构立体示意图。
[0017]图6是纵向、横向扶强材端部削斜示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图4所示基于特殊宽体双舷侧压载舱内PMA(永久性通道)设计的船舶，当双壳距离C，即内壳I与外壳2距离大于5m时采用该结构设计；集合于水平桁上的PMA的开口要远大于传统开口设计；大开口处设置面板17 ;大开口与内壳I之间布置两道纵向扶强材7、8，大开口与外壳2之间布置两道纵向扶强材5、6 ;同时，在内壳I与纵向扶强材7之间等间距布置两道横向扶强材11、12，在外壳2与纵向扶强材5之间等间距布置两道横向扶强材13、14 ;大开口与其前方肋板10之间布置一道横向扶强材4，同时，大开口与其后方肋板9之间布置一道横向扶强材3 ;在肋板10与横向扶强材4之间布置一道纵向扶强材16 ;在肋板9与横向扶强材3之间布置一道纵向扶强材15 ;纵向、横向扶强材端部削斜，如图6所不O
[0019]大开口纵向与横向连接圆弧的半径R尺寸为14C/100 ;结构布置为对称布置?’为满足屈服和屈曲强度的要求，在距外壳最近的纵向扶强材与外壳的间距LI最小要满足13C/100 ;相邻纵向扶强材的间距L2最小要满足10C/100 ;开口两侧纵向扶强材与开口距离L3最小要满足5C/100 ;水平、纵向扶强材端部采用25°削斜；大开口面积D占前述强结构边界截面的区域面积大于30%。
[0020]为满足PMA走道设计规范要求，大开口边缘距其后方肋板和前方肋板的距离L4最小要满足600_，同时在中部布置一道纵向扶强材，以满足屈曲强度要求。
[0021]以少压载水船型为例，通过对上述结构有限元分析，以及对多个布置的评估，设计出最优的结构形式；具体数值如下，大开口纵向与横向连接圆弧的半径尺寸770_;距外壳最近的纵向扶强材与外壳的间距LI为700mm，相邻纵向扶强材的间距L2500mm，这种不等间距设计有利于屈服和屈曲应力的传递；开口两侧纵向扶强材与开口距离L3为310m ;横向、纵向扶强材端部采用25°削斜；大开口处设置面板；大开口面积占强结构边界的区域面积大于30% ;大开口与其后方肋板9之间的距离为600mm ;大开口距前方肋板10的距离为600mm;水平桁结构上大开口采用圆弧型面板，有效的传递了载荷，减小了应力集中。
[0022]图5表示了图4结构在舷侧结构上的具体位置，图5中阴影区域即为图4结构图的简化不意。图5中所标内壳I与外壳2图4中所标内壳I与外壳2 对应。图5阴影区域中结构与图4中结构一致，有纵向扶强材与横向扶强材布置，大开口面积占前述强结构边界的区域面积大于30%。
[0023]如图6所示，本专利中纵向与横向扶强材均采用此种削斜结构，即端部99高度取为15mm，且距结构距离取为30?40mm，端部削斜角度取为25。。
[0024]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于压载舱内大开口 PMA的宽体双舷侧双层底船舶，舷侧和底部包括双层壳体，舷侧内壳⑴与外壳⑵之间设置有结构对称的水平桁，其特征在于， 舷侧内壳⑴与外壳⑵距离C大于5m; 每一所述水平桁上间隔设置PMA开口，所述PMA开口面积大于由内壳(I)、外壳⑵、前方肋板(10)以及后方肋板(9)所围成立体结构的水平截面面积的30% ； 所述水平桁上的PMA开口由如下方式限定: PMA开口与内壳(I)之间由内向外布置第一纵向扶强材(7)和第二纵向扶强材(8)，PMA开口与外壳⑵之间由内向外布置第三纵向扶强材(5)和第四纵向扶强材(6);在内壳(I)与第一纵向扶强材⑵之间等间距布置第一横向扶强材(11)和第二横向扶强材(12)，在外壳⑵与第三纵向扶强材(5)之间等间距布置第三横向扶强材(13)和第四横向扶强材(14) ;PMA开口与其前方肋板(10)之间布置第五横向扶强材⑷；PMA开口与其后方肋板(9)之间布置第六横向扶强材(3);在前方肋板(10)与第五横向扶强材(4)之间布置第五纵向扶强材(16);在后方肋板(9)与第六横向扶强材(3)之间布置第六纵向扶强材(15); 所述纵向、横向扶强材端部采用25°削斜； PMA开口四角由半径R为14C/100的圆弧过渡； 第四纵向扶强材(6)与外壳(2)的间距LI大于等于13C/100 ; 第三纵向扶强材(5)和第四纵向扶强材￠)的间距L2大于等于10C/100 ; PMA开口边缘与第四纵向扶强材(6)的距离L3大于等于5C/100 ; PMA开口边缘距后方肋板(9)的距离，以及PMA开口边缘距前方肋板的距离L4大于等于 600mmo
2.根据权利要求1所述基于压载舱内大开口PMA的宽体双舷侧双层底船舶，其特征在于，所述第六纵向扶强材(15)和第五纵向扶强材(16)布置于所述内壳(I)与所述外壳(2)的中部。
【专利摘要】本发明公开了一种基于压载舱内大开口PMA的宽体双舷侧双层底船舶，舷侧和底部包括双层壳体，舷侧内壳(1)与外壳(2)之间设置有结构对称的水平桁。本发明针对舷侧内壳与外壳距离C大于5m时，水平桁进行的改进。其中，每一水平桁上间隔设置PMA开口，PMA开口面积大于由内壳、外壳、前方肋板(10)以及后方肋板(9)所围成立体结构的水平截面面积的30％。本发明通过对集合于水平桁结构的PMA结构进行设计，即满足了PMA相关规范的要求，又通过有效的分析计算，确保了结构的屈服和屈曲强度。而且在满足屈服和屈曲强度的同时，有效的减少焊接工作量和空船重量，提高了钢材利用率。因此本发明具有成本低、强度高的优点。
【IPC分类】B63B3-64, B63B3-20
【公开号】CN104554618
【申请号】CN201410825503
【发明人】张倩, 王景洋, 陈立, 彭贵胜, 李嘉换, 李文贺, 张丽波, 郝佳姝, 赵蕾, 王艳妮
【申请人】大连船舶重工集团有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月25日