CN104443258A - 一种车辆滚装船防扭转变形结构及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆滚装船防扭转变形结构及工艺方法，其结构包括若干设在船体两侧的双壳抗扭箱体，所述双壳抗扭箱体均匀布置在干舷甲板和双层底之间，并沿船体长度方向延伸，所述双壳抗扭箱体沿船体垂直方向由上到下逐渐变宽，所述双壳抗扭箱体由外板、甲板、纵舱壁以及相应的骨材组合而成。本发明对干舷甲板以下的舷侧结构进行了加强，采用了双壳的结构形式，增强了船舶结构的刚度，产生了抗扭箱的效果，且由于越接近基线，其所受外载荷越大，因此将抗扭箱设计成了由上至下逐渐变宽的形式。本发明能有效地控制车辆滚装船在横摇时由于左右舷受力不对称而产生的扭转变形，提高车辆滚装船的结构强度。
Description
技术领域
本发明属于船舶设计技术领域，具体涉及一种控制车辆滚装船防扭转变形的结构及其工艺方法。
背景技术
车辆滚装船（PCC船）为了便于装卸车辆，甲板一般设计为空旷的，即一般不设置横舱壁。这样虽然能有效地提高PCC船装卸车辆的效率，但由于缺少横舱壁的作用，船体结构的扭转强度将面临很大挑战。当船舶横摇时，船体结构很可能由于左右舷受力不对称而产生的扭转变形，造成甲板结构撕裂等灾难性的后果。因此有必要针对这一问题提出一种有效地控制PCC船扭转变形的结构形式。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种结构设计合理，能有效防止船体扭转变形的车辆滚装船防扭转变形结构及工艺方法。
技术方案：本发明所述的一种车辆滚装船防扭转变形结构，包括若干设在船体两侧的双壳抗扭箱体，所述双壳抗扭箱体均匀布置在干舷甲板和双层底之间，并沿船体长度方向延伸，所述双壳抗扭箱体沿船体垂直方向由上到下逐渐变宽，所述双壳抗扭箱体由外板、甲板、纵舱壁以及相应的骨材组合而成。
作为优化，所述纵舱壁采用材质为AH36的高强度钢，屈服强度为355MPa，且纵舱壁板厚度由上至下逐渐增加。
作为优化，所述双壳抗扭箱体垂直方向由上至下的宽度逐渐变宽。
作为优化，所述双壳抗扭箱体同时可作为压载舱、空舱或储物舱使用。
本发明还公开了上述车辆滚装船防扭转变形的工艺方法，包括如下步骤：
（1）分段A进行加工：以第5层甲板为基准，将该甲板分别与其下方的纵舱壁以及外板进行拼接，形成双壳；
（2）分段B进行加工：分别以第2层甲板和第3层甲板为基准，将第3层甲板与其下方的纵舱壁以及外板进行拼接，形成双壳；将第2层甲板与其下方的纵舱壁以及外板进行拼接，形成双壳；然后将第2层甲板与其上方的纵舱壁进行对接，完成分段B的加工；
（3）将上述分段A和分段B进行拼接并与双层底分段进行合拢。
作为优化，所述纵舱壁与各层甲板的连接处为高应力区，所述高应力区的板厚在20-50mm。
作为优化，所述高应力区的厚板焊接采用双侧开坡口的形式，焊接时先对下侧的坡口进行焊接，下侧坡口焊接完成后，需对其进行碳刨处理，除去该区域的杂质，最后再对上侧的坡口进行焊接，上述焊接均采用半自动气体保护埋弧焊。
有益效果：本发明对干舷甲板以下的舷侧结构进行了加强，采用了双壳的结构形式，增强了船体结构的刚度，产生了抗扭箱的效果，且由于越接近基线，其所受外载荷越大，因此将抗扭箱设计成了由上至下逐渐变宽的形式。本发明能有效地控制车辆滚装船在横摇时由于左右舷受力不对称而产生的扭转变形，提高车辆滚装船的结构强度。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的局部放大结构示意图；
图3为高应力区的焊接示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示的一种车辆滚装船防扭转变形结构，包括若干设在船体两侧的双壳抗扭箱体1-4，所述双壳抗扭箱体1-4均匀布置在干舷甲板和双层底9之间，并沿船体长度方向延伸，所述双壳抗扭箱体1-4沿船体垂直方向由上到下逐渐变宽，所双壳抗扭箱体1-4由外板5、各层甲板、纵舱壁6-8以及相应的骨材组合而成。
作为上述技术方案的进一步优化，纵舱壁采用材质为AH36的高强度钢，屈服强度为355MPa，且纵舱壁板厚度由上至下逐渐增加。双壳抗扭箱体垂直方向由上至下的宽度逐渐变宽。由上至下逐渐变宽的双壳抗扭箱体不仅可以起到抗扭箱的效果，还可兼做压载水舱、空舱或储物舱。在兼做压载水舱时，可有效地调节船体平衡；在兼做空舱时，可有效地提高船体结构的破舱稳性。
本防扭转变形结构的具体的工艺方法，包括如下步骤：
整体可分为两个分段A和B，考虑到外业加工条件艰苦，碳刨作业时耗时耗力，分段A和分段B均在内业加工完成，最后在外业将分段A和分段B进行合拢（分段较大，内业对接不好操作）。
对分段A进行加工时，以第5层甲板（5TH CAR DECK）为基准，将该甲板分别与其下方的纵舱壁6以及外板5进行拼接，形成双壳抗扭箱体1，2。
对分段B进行加工时，分别以第2层甲板和第3层甲板为基准，将第3层甲板与其下方的纵舱壁7以及外板5进行拼接，形成双壳抗扭箱体3，将第2层甲板与其下方的纵舱壁8以及外板5进行拼接，形成双壳抗扭箱体4，然后将第2层甲板与其上方的纵舱壁7进行对接，完成分段B的加工。
最后在外业条件下对分段A和分段B进行拼接并与双层底分段进行合拢。
上述结构中，纵舱壁6-8与各层甲板连接处均为高应力区。局部区域的板厚需要进行加强，以本公司自主开发的3800PCC船为例，该高应力区的板厚均在20mm以上，部分区域甚至达到了50mm。对焊接工艺提出了较大的挑战。
对于20mm以上厚度板的焊接，如图3所示。焊接破口形式：双侧开坡口，且当板厚小于等于38mm和大于38mm时的坡口形式略有差别。焊接作业时，先对下侧的坡口进行焊接，下侧坡口焊接完成后，需对其进行碳刨处理，因为当下侧坡口焊接完成时，焊件上会残留一些焊渣等杂质，而在靠近上侧坡口的地方的杂质会影响到上侧坡口焊接时的质量，因此需着重对该区域进行碳刨打磨处理，除去该区域的杂质，保证焊接的质量，最后再对上侧的坡口进行焊接，上述焊接均采用半自动气体保护埋弧焊。
本发明对干舷甲板以下的舷侧结构进行了加强，采用了双壳的结构形式，增强了船体结构的刚度，产生了抗扭箱的效果，且由于越接近基线，其所受外载荷越大，因此将抗扭箱设计成了由上至下逐渐变宽的形式。本发明能有效地控制车辆滚装船在横摇时由于左右舷受力不对称而产生的扭转变形，提高车辆滚装船的结构强度。
Claims (7)
1.一种车辆滚装船防扭转变形结构，其特征在于：包括若干设在船体两侧的双壳抗扭箱体，所述双壳抗扭箱体均匀布置在干舷甲板和双层底之间，并沿船体长度方向延伸，所述双壳抗扭箱体沿船体垂直方向由上到下逐渐变宽，所述双壳抗扭箱体由外板、甲板、纵舱壁以及相应的骨材组合而成。
2.根据权利要求1所述的一种车辆滚装船防扭转变形结构，其特征在于：所述纵舱壁采用材质为AH36的高强度钢，屈服强度为355MPa，且纵舱壁板厚度由上至下逐渐增加。
3.根据权利要求1所述的一种车辆滚装船防扭转变形结构，其特征在于：所述双壳抗扭箱体垂直方向由上至下的宽度逐渐变宽。
4.根据权利要求1所述的一种车辆滚装船防扭转变形结构，其特征在于：所述双壳抗扭箱体同时可作为压载舱、空舱或储物舱使用。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种车辆滚装船防扭转变形的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）分段A进行加工：以第5层甲板为基准，将该甲板分别与其下方的纵舱壁以及外板进行拼接，形成双壳；
（2）分段B进行加工：分别以第2层甲板和第3层甲板为基准，将第3层甲板与其下方的纵舱壁以及外板进行拼接，形成双壳；将第2层甲板与其下方的纵舱壁以及外板进行拼接，形成双壳；然后将第2层甲板与其上方的纵舱壁进行对接，完成分段B的加工；
（3）将上述分段A和分段B进行拼接并与双层底分段进行合拢。
6.根据权利要求5所述的一种车辆滚装船防扭转变形的工艺方法，其特征在于：所述纵舱壁与各层甲板的连接处为高应力区，所述高应力区的板厚在20-50mm。
7.根据权利要求6所述的一种车辆滚装船防扭转变形的工艺方法，其特征在于：所述高应力区的厚板焊接采用双侧开坡口的形式，焊接时先对下侧的坡口进行焊接，下侧坡口焊接完成后，需对其进行碳刨处理，除去该区域的杂质，最后再对上侧的坡口进行焊接，上述焊接均采用半自动气体保护埋弧焊。
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