一种大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构的制作方法

本发明涉及船舶船体结构设计，具体涉及一种大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构。

背景技术：

1、当前，海洋资源利用率的提高、海洋权威维护力度的加大，促使船舶趋于大型化和通用化发展，船舶结构安全性评估一直以来是船舶力学研究的热点问题。运输船舶和舰船吨位的增加，势必带来甲板面积的增加，将对甲板的结构强度提出更高的要求。但同时舰船通常设有大舱室结构，为了保证舱室的通畅，内部不设支柱、舱壁等支撑结构，使得大舱顶部的甲板具有大跨度、无支持的结构特点。

2、大跨度的双层甲板1作为船舶主要的纵向承力构件，需要承受巨大的总纵拉、压载荷；同时车辆运输、甲板上浪等带来较大的垂向局部载荷，对船体结构的刚度、强度要求较高，一旦发生破坏或失稳，将威胁到船舶的生命力，在一些具有大跨度双层甲板船型中，为满足船体结构横向刚度要求一般会设置横向支撑围壁，而为满足全船通行要求，不得不在横向支撑围壁进行结构开孔，一些情况下结构开孔会位于双层甲板强横梁端部，根据大跨度双层甲板所受载荷特性可知，在沿船宽方向的甲板强横梁端部或横向舱壁处会承受很大的剪力、弯矩，一般结构设计时，结构设计时为保证船体横向结构连续性、满足结构刚度需求，如图1所示，通常采用强横梁端部放大3，根部与纵舱壁水平桁连接的方式，开孔时会有一定的留根2，该方案一定程度上影响了通道的通畅性，降低整船通道的适用性。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是现有的支撑围壁开孔型式不合理，影响船体通道的通畅性和适用性的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，包括纵舱壁和相邻纵桁，还包括通道开孔、双层甲板、横向支撑围壁、强横梁和横向弱板加筋结构，所述双层甲板包括上甲板和下甲板，所述横向支撑围壁设在下甲板和上甲板之间，所述通道开孔设在横向支撑围壁上，且所述通道开孔底部与下甲板连接，所述强横梁设在下甲板下方，所述强横梁端部设有嵌厚板加筋结构，所述嵌厚板加筋结构位于通道开孔下方，所述纵舱壁和相邻纵桁设在下甲板下方且分别位于通道开孔两侧，所述横向弱板加筋结构沿船长方向设置在强横梁两侧且与纵舱壁和相邻纵桁连接，所述双层甲板和通道开孔上均匀设置多根纵骨或垂向筋。

3、通过采用上述技术方案，将传统的开孔底部留根去除，使开孔与甲板直接接触，提高开孔通道的通畅性和适用性，且在强横梁上设置嵌厚板加筋结构和横向弱板加筋结构减小局部应力集中，增加连接处的强度。

4、可选的，所述通道开孔底部的趾端区域作全焊透处理，趾端端部作磨圆处理，通道开孔侧边作贴边加强处理，所述通道开孔两侧100～150mm处设置双边垂直加强筋，所述双边垂直加强筋与下甲板连接处作端部放大处理，双边垂直加强筋的放大趾端及转圆半径均为双边垂直加强筋宽度的两倍。

5、可选的，所述纵舱壁下端设有纵舱壁水平桁，嵌厚板加筋结构包括嵌厚板和筋板，所述嵌厚板设在通道开孔下方，所述筋板设在嵌厚板上，所述强横梁通过嵌厚板加筋结构与纵舱壁、相邻纵桁以及纵舱壁水平桁连接。

6、可选的，所述嵌厚板加筋结构一侧设有补跟补板，补跟补板设在下甲板下方的纵骨上，且补根补板上设置垂向筋，所述垂向筋为扁钢，且纵向筋与趾端区域趾端之间的距离为20-50mm，纵向筋厚度不小于垂向筋所在位置处的下甲板厚度。

7、可选的，所述下甲板下方设有纵向筋，所述纵向筋位于补跟补板两侧，所述纵向筋为扁钢，且厚度不小于纵向筋所在位置处的下甲板厚度。

8、可选的，所述纵舱壁上未设置嵌厚板加筋结构的一侧设有支撑围壁或强垂直桁。

9、可选的，所述横向弱板加筋结构包括开孔板和底面板，所述底面板为吕字形板，其上设有两个长孔，所述底面板沿船长方向设置，所述开孔板设有两个，分别设在嵌厚板加筋结构两侧，所述开孔板连接在底面板的两条侧边板上，所述嵌厚板加筋结构下端连接在底面板中间板上。

10、可选的，所述底面板两端分别与相邻纵桁和纵舱壁焊接，且所述底面板端部设置端部放大结构，所述底面板上的长孔四角设有第一倒圆，所述底面板的长孔边缘设置第二贴边扁钢，所述第二贴边扁钢厚度与底面板相同。

11、可选的，所述开孔板与纵舱壁、相邻纵桁、纵舱壁水平桁连接，所述纵舱壁与开孔板连接处设有垂直桁材，所述开孔板高度小于垂直桁材高度，所述相邻纵桁和与其相邻的相接纵骨之间设有t型肘板，所述t型肘板的尺寸与相邻纵桁尺寸相同。

12、可选的，所述开孔板厚度与嵌厚板加筋结构中的嵌厚板厚度相同，所述开孔板中间设有孔，所述开孔板的孔四角设有第二倒圆，孔的边缘设有第一贴边扁钢，所述第一贴边扁钢的厚度与开孔板厚度相同。

13、综上所述，本发明至少具有以下一种有益效果：

14、1、本发明取消了现有门孔结构的留根，将通道开孔直接坐落于甲板上，提高了所在大型通道的通畅性和适用性；

15、2、本专利通过强横梁上的嵌厚板加筋结构以及横向弱板加筋结构组合成局部箱型梁，可以在取消留根后仍能满足结构强度要求，降低该部位的应力集中。

技术特征：

1.一种大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，包括纵舱壁(9)和相邻纵桁(10)，其特征在于，还包括通道开孔(16)、双层甲板(1)、横向支撑围壁、强横梁(7)和横向弱板加筋结构，所述双层甲板(1)包括上甲板和下甲板，所述横向支撑围壁设在下甲板和上甲板之间，所述通道开孔(16)设在横向支撑围壁上，且所述通道开孔(16)底部与下甲板连接，所述强横梁(7)设在下甲板下方，所述强横梁(7)端部设有嵌厚板加筋结构(8)，所述嵌厚板加筋结构(8)位于通道开孔(16)下方，所述纵舱壁(9)和相邻纵桁(10)设在下甲板下方且分别位于通道开孔(16)两侧，所述横向弱板加筋结构沿船长方向设置在强横梁(7)两侧且与纵舱壁(9)和相邻纵桁(10)连接，所述双层甲板(1)和通道开孔(16)上均匀设置多根纵骨或垂向筋。

2.根据权利要求1所述的大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，其特征在于，所述通道开孔(16)底部的趾端区域(4)作全焊透处理，趾端端部作磨圆处理，通道开孔(16)侧边作贴边加强(5)处理，所述通道开孔(16)两侧100～150mm处设置双边垂直加强筋(6)，所述双边垂直加强筋(6)与下甲板连接处作端部放大处理，双边垂直加强筋(6)放大趾端及转圆半径均为双边垂直加强筋(6)宽度的两倍。

3.根据权利要求1所述的大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，其特征在于，所述纵舱壁(9)下端设有纵舱壁水平桁(11)，所述嵌厚板加筋结构(8)包括嵌厚板和筋板，嵌厚板设在通道开孔(16)下方，所述筋板设在嵌厚板上，所述强横梁(7)通过嵌厚板加筋结构(8)与纵舱壁(9)、相邻纵桁(10)以及纵舱壁水平桁(11)连接。

4.根据权利要求3所述的大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，其特征在于，所述嵌厚板加筋结构(8)一侧设有补跟补板(12)，补跟补板(12)设在下甲板下方的纵骨上，且补根补板(12)上设置垂向筋(13)，所述垂向筋(13)为扁钢，且厚度不小于垂向筋(13)所在位置处的下甲板厚度。

5.根据权利要求4所述的大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，其特征在于，所述下甲板下方设有纵向筋(14)，所述纵向筋(14)位于补跟补板(12)两侧，所述纵向筋(14)为扁钢，且纵向筋(14)与趾端区域(4)趾端之间的距离为20-50mm，纵向筋(14)厚度不小于纵向筋(14)所在位置处的下甲板厚度。

6.根据权利要求3所述的大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，其特征在于，所述纵舱壁(9)上未设置嵌厚板加筋结构(8)的一侧设有支撑围壁(15)或强垂直桁。

7.根据权利要求3所述的大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，其特征在于，所述横向弱板加筋结构包括开孔板(18)和底面板(17)，所述底面板(17)为吕字形板，其上设有两个长孔，所述底面板(17)沿船长方向设置，所述开孔板(18)设有两个，分别设在嵌厚板加筋结构(8)两侧，所述开孔板(18)连接在底面板(17)的两条侧边板上，所述嵌厚板加筋结构(8)下端连接在底面板(17)中间板上。

8.根据权利要求7所述的大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，其特征在于，所述底面板(17)两端分别与相邻纵桁(10)和纵舱壁(9)焊接，且所述底面板(17)端部设置端部放大结构(24)，所述底面板(17)上的长孔四角设有第一倒圆(25)，所述底面板(17)的长孔边缘设置第二贴边扁钢(26)，所述第二贴边扁钢(26)厚度与底面板(17)相同。

9.根据权利要求7所述的大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，其特征在于，所述开孔板(18)与纵舱壁(9)、相邻纵桁(10)、纵舱壁水平桁(11)连接，所述纵舱壁(9)与开孔板(18)连接处设有垂直桁材(19)，所述开孔板(18)高度小于垂直桁材(19)高度，所述相邻纵桁(10)和与其相邻的相接纵骨(20)之间设有t型肘板(21)，所述t形肘板(21)的尺寸与相邻纵桁(10)尺寸相同。

10.根据权利要求9所述的大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，其特征在于，所述开孔板(18)厚度与嵌厚板加筋结构(8)中的嵌厚板厚度相同，所述开孔板(18)中间设有孔，所述开孔板(18)的孔四角设有第二倒圆(22)，孔的边缘设有第一贴边扁钢(23)，所述第一贴边扁钢(23)的厚度与开孔板(18)厚度相同。

技术总结
本发明涉及船舶船体结构设计技术领域，公开了一种大跨度双层甲板支撑围壁开孔型式及加强结构，包括纵舱壁、相邻纵桁、通道开孔、双层甲板、横向支撑围壁、强横梁和横向弱板加筋结构，所述双层甲板包括上甲板和下甲板，所述横向支撑围壁设在下甲板和上甲板之间，所述通道开孔设在横向支撑围壁上，且所述通道开孔底部与下甲板连接，所述强横梁端部设有嵌厚板加筋结构，所述嵌厚板加筋结构位于通道开孔下方，所述横向弱板加筋结构沿船长方向设置在强横梁两侧且与纵舱壁和相邻纵桁连接，本发明将传统的开孔底部留根去除，提高开孔通道的通畅性和适用性，且在强横梁上设置嵌厚板加筋结构和横向弱板加筋结构减小局部应力集中，增加连接处的强度。

技术研发人员：董森,陈涛,钱源,郭浩,肖凯隆,曲雪,郑凯,刘晓冰,李曼,彭营豪
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七○八研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19