CN104554617A - 基于内底板与舷侧水平桁四心对位连接的倾斜双层底船舶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于内底板与舷侧水平桁四心对位连接的倾斜双层底船舶，包括双层结构的舷侧和底部；所述底部两侧为倾斜结构，中部为平直结构。其中，倾斜内底板(1)和舷侧水平桁(2)为一整张压弯板，所述压弯板的压弯处两侧平板结构分别用作所述倾斜内底板(1)和所述舷侧水平桁(2)；所述倾斜内底板(1)、所述舷侧水平桁(2)在压弯处上下分别连接舷侧内壳板(4)、内底边纵桁(3)，并使得四个板的中心线相交于一点。本发明在有效提高耐疲劳强度的同时，减轻结构重量，减少焊接打磨的工作量，简化了建造、加工工艺，提高了工作效率，具有成本低、强度高的优点。

Description

基于内底板与舷侧水平桁四心对位连接的倾斜双层底船舶

技术领域

本发明涉及双层底为倾斜双层底的双舷侧船舶，更具体地说，涉及倾斜内底板、舷侧水平桁、倾斜内底边纵桁、舷侧内壳板四个结构连接的改进。

背景技术

图1显示了现有技术双舷侧船舶中心对称一侧的截面，具有倾斜双层底结构。图2显示了图1所示现有技术船舶中双壳双底货舱倾斜内底板1、内壳板4、舷侧水平桁2及倾斜内底边纵桁3采用直接对位焊接的结构。这种结构耐疲劳强度不够，在油船的运营过程中货舱倾斜内底板与舷侧水平桁连接处易出现裂纹的问题，在生产过程中又存在焊接打磨困难的问题。

本发明针对图1所示的船型、图2所示船型局部连接结构做的改进，主要涉及货舱，更具体地说，涉及双壳双底油船货舱纵向内底板、内壳板与舷侧水平桁连接处的结构形式设计。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种四心对位圆弧过渡型倾斜内底板与舷侧水平桁连接的结构设计，改进后将倾斜内底板和舷侧水平桁应用一张板压弯而成，内底边纵桁和舷侧内壳板分别焊接在圆弧上面和下面，满足四心对位。其目的旨在节约钢材的前提下提高疲劳强度，避免了货舱倾斜内底板与舷侧水平桁连接处出现裂纹的问题，同时减小了结构尺寸，减轻了结构重量，并且减少了焊接打磨工作量。从而使得结构达到成本低、强度高的优点。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于内底板与舷侧水平桁四心对位连接的倾斜双层底船舶，包括双层结构的舷侧和底部；所述底部两侧为倾斜结构，中部为平直结构。本发明的改进在于，所述倾斜内底板、所述舷侧水平桁在压弯处上下分别连接竖向的舷侧内壳板和垂直于所述倾斜内底板的内底边纵桁，并使得所述倾斜内底板、所述舷侧水平桁、所述内底边纵桁以及所述舷侧内壳板四个板的中心线相交于一点。

本发明主要设计了一种四心对位圆弧过渡型倾斜内底板与舷侧水平桁连接的结构，采用四心对位的布置，有效地消除了在圆弧周围产生的附加弯矩，从而降低应力，达到提高疲劳强度的作用；采用压弯圆弧过渡形式连接倾斜内底板与舷侧水平桁，有效的减少了焊接和打磨的工作量；强框架圆弧位置的加强采用垂向布置，增加了强框架处的有效支撑，改善了强框架处的应力集中，有效的减小了结构尺寸；内底边纵桁和舷侧内壳板端部削斜，有效的增加了接触面积，同样就增加了传递面积，从而减小应力。综上所述，本发明在有效提高耐疲劳强度的同时，减轻结构重量，减少焊接打磨的工作量，简化了建造、加工工艺，提高了工作效率，具有成本低、强度高的优点。

附图说明

图1是现有技术倾斜双层底的双舷侧船舶横剖面示意图。

图2是图1中B处的放大图，显示了现有技术一种油船货舱倾斜内底板与舷侧水平桁直接对位连接的结构示意图；

图3是本发明油船货舱倾斜内底板与舷侧水平桁连接的结构示意图；

图4是图3中A向投影的结构示意图；

图5是垂向加强板的详图

具体实施方式

四心对位圆弧过渡型倾斜内底板与舷侧水平桁连接的结构设计，包括倾斜内底板、舷侧水平桁、下部倾斜支撑的内底边纵桁及上部垂直支撑的舷侧内壳板。其中，所述倾斜内底板与所述舷侧水平桁通过一张板材利用压弯圆弧过渡形式连接；所述内底边纵桁倾斜支撑于所述倾斜内底板与舷侧水平桁延展面相交的折角线下方；而且所述舷侧内壳板垂直连接于所述倾斜内底板与舷侧水平桁延展面相交的折角线上方，所述倾斜内底板、舷侧水平桁、内底边纵桁及舷侧内壳板四心对位。此外，底部强框架圆弧位置的加强采用垂向布置，在垂直于所述倾斜内底板与所述舷侧水平桁下方，平行于所述倾斜内底板、舷侧水平桁下部的加强肋板设置垂向加强板。

如图3和4所示本发明四心对位圆弧过渡型倾斜内底板与舷侧水平桁连接结构设计，主要包括图中纵向倾斜内底板1与舷侧水平桁2连接采用压弯圆弧的形式，使舷侧水平桁2和倾斜内底板1的板厚中心线的延长线的交点位于圆弧表面。内底边纵桁3垂直于倾斜内底板，布置在倾斜内底板与舷侧水平桁延长线的交点上，即倾斜内底板1与舷侧水平桁2延展面相交的折角线5下方。舷侧内壳板4布置在倾斜内底板与舷侧水平桁延长线的交点上，即倾斜内底板1与舷侧水平桁2延展面相交的折角线5上方，并且倾斜内底板1、舷侧水平桁2、内底边纵桁3、舷侧内壳板4的中心线四心对位。优选方式下，根据纵向倾斜内底板与舷侧水平桁的厚度，选取连接圆弧的半径尺寸，使舷侧水平桁和倾斜内底板的板厚中心线的延长线的交点位于圆弧表面处。

内底边纵桁3与舷侧内壳板4端部削斜，并顶靠在圆弧过渡处，焊接固定。这样能够有效增加接触面积，减小应力。

此外，底部强框架圆弧位置的加强采用垂向布置。具体说，如图4所示，在倾斜内底板1与舷侧水平桁2下方同时垂直于倾斜内底板1、舷侧水平桁2以及内底边纵桁3设置垂向加强板7(如图5所示，为虚线，表示本图中不可见的部分)；也就是说，垂向加强板7位于双层底内。如图4所示，垂向加强板7与位于倾斜内底板1、舷侧水平桁2下方的加强肋板6的距离为200-400mm。垂向加强板7在满足疲劳强度要求同时，减小倾斜内底板1、舷侧水平桁2以及肋板6的板厚。

本发明最优方式，采用四心对位的结构，能够有效减小应力。下面以少压载水VLCCNO.3货舱的倾斜内底板与舷侧水平桁连接结构为例。

如图2所示，舷侧水平桁和倾斜内底板由一张板压弯而成，板厚为15mm，圆弧的半径尺寸600mm，使舷侧水平桁和倾斜内底板的板厚中心线的延长线的交点位于圆弧表面(最佳位置)，四心对位。少压载水VLCC倾斜内底板角度为18°，内底边纵桁倾斜角度为72°，端部削斜角度取8°时，接触面积最大，强框架圆弧位置的垂向加强板7采用前后各300mm处垂向布置。

本发明通过对该节点进行有效的分析计算，确保了结构的疲劳强度。

圆弧位置的应力公式为：

$R=\frac{F}{A}+\frac{M_{\mathrm{hull}}}{Z}+\frac{M_{\mathrm{knuckle}}}{Z}---\left(1\right)$

M_knuckle＝P*L  (2)

其中：F为圆弧承受的拉力；

M_hull为船体梁的弯矩；

M_knuckle为圆弧承受的局部弯矩；

A为圆弧截面积；

Z为圆弧剖面模数；

P为倾斜内底板的拉力；

L为倾斜内底板平面到内底边纵桁连接点的距离；

在图1所示的情况下，L如图1所示，L>0，M_knuckle>0。

本发明应用的四心对位的原理，合理设计圆弧半径，使舷侧水平桁和倾斜内底板的板厚中心线的延长线的交点位于圆弧表面，使L力臂为零，M_knuckle＝0。因此减小了圆弧位置应力，应力降低可有效降低疲劳损伤量，而降低疲劳损伤量是提高疲劳寿命的有效方法。并且，圆弧采用压弯形式可以减少焊接、打磨工作量。因此本发明具有成本低、强度高的优点。

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。

Claims (2)

1.一种基于内底板与舷侧水平桁四心对位连接的倾斜双层底船舶，包括双层结构的舷侧和底部；所述底部两侧为倾斜结构，中部为平直结构，其特征在于，

倾斜内底板(1)和舷侧水平桁(2)为一整张压弯板，所述压弯板的压弯处两侧平板结构分别用作所述倾斜内底板(1)和所述舷侧水平桁(2)；

所述倾斜内底板(1)、所述舷侧水平桁(2)在压弯处上下分别连接竖向的舷侧内壳板(4)和垂直于所述倾斜内底板(1)的内底边纵桁(3)，并使得所述倾斜内底板(1)、所述舷侧水平桁(2)、所述内底边纵桁(3)以及所述舷侧内壳板(4)四个板的中心线相交于一点。

2.根据权利要求1所述基于内底板与舷侧水平桁四心对位连接的倾斜双层底船舶，其特征在于，所述倾斜内底板(1)和舷侧水平桁(2)构成的压弯板下方同时垂直于所述倾斜内底板(1)、所述舷侧水平桁(2)以及所述内底边纵桁(3)设置垂向加强板(7)。