CN111634366B - 一种大型散货船典型货舱布局 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型散货船的典型货舱布局方案。适用于船长250m以上的大型散货船。船体中横剖面布局的主要技术参数与船宽及标准纵骨底部间距相关，具有更少的构件数量、更便利的清舱、更轻的空船重量、更强的底部刚度。槽型横舱壁具有更简化的工艺，更坚固的边界支撑条件、更轻的舱壁重量、更强的构件安全性。同时，该布局方案中的公式和方法可以作为标准大型散货船船体快速建模的基本依据之一。

Description

一种大型散货船典型货舱布局

技术领域

本发明涉及一种大型散货船典型货舱布局，主要涉及到大型散货船的中横剖面整体布局及槽型横舱壁的构型及建造方案，适用于载重量10万吨级以上，船长250米及以上的大型散货船，属于大型货船技术领域。

背景技术

传统的大型散货船具有较小的舱口宽度、较宽的内底宽度，内底宽度可能是舱口宽度的1.6倍。相应的，它具有体积较大的顶边舱和体积较小的底边舱，前者的体积最多可能是后者的1.2倍。

这样的布局方案有以下几方面的缺点：①内底扫舱面积更大；②内底存在抓斗抓不到的盲区；③底纵桁的数量相对比较多，给建造工艺带来了不便；④顶边舱和底边舱的高度均超过了6m，所以均需设置永久检修通道，增加了工艺和成本⑤双层底的刚度相对较差，所以不得不加高双层底的高度，或者设置较多的底纵桁，导致船体建造和重量成本的增加。

传统的大型散货船的底部纵骨间距种类不一、千差万别，结构设计自身也不够优化，导致每型散货船的结构图纸(含管弄宽度)布局方式差异较大，给船厂的钢板采购和生产放样带来了不便，使得船厂不得不频繁适应不同的布局方案，降低了船厂的生产效率。因此，统一底部纵骨间距及主要构件布局方案较为迫切。

传统的大型散货船横舱壁的槽型舱壁部分通常为厚钢板轧制，轧制工艺较为复杂，由于较厚的钢板轧制不当可能导致钢板内部存在初始应力；同时也不利于横舱壁槽型板的板厚优化。传统的设计方案中，横舱壁底墩顶板确实在板厚的厚度方向确实有一定的应力分量，因此有些船级社要求底墩顶板采用Z向钢，这样可能导致船厂采购成本的增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是上述现有技术布局方案的缺点。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种大型散货船典型货舱布局，其特征在于：

1大型散货船的中横剖面布局：

1.1标准底部纵骨间距的选定：

在本发明专利中，优选750mm或者755mm作为标准底部纵骨间距；

1.2货舱横向分舱：

货舱的横向分舱包括以下几项关键参数的优选：双层底高度、双层底管弄形式及宽度、内底板宽度(内底折角点的横向坐标)、底边舱斜板的角度(或底边舱斜板最高点的垂向坐标)、舱口围板宽度、上甲板梁拱形式及尺寸、舱口纵桁高度、顶边舱斜板角度(或顶边舱斜板最低点的垂向坐标)；

双层底高度及内底板宽度：

优选的，内底板宽度相对传统散货船更窄，取为船宽的0.55～0.59倍，且为标准底部纵骨间距的整数倍，同时不超过舱口围板宽度的1.2倍；而双层底高度则为船宽B的0.032倍加800mm～船宽的0.03倍加1000mm即(0.032B+800)mm～(0.032B+1000)mm；

双层底管弄形式及宽度：

优选的，双层底管弄形式为单管弄，双层底管弄宽度为6倍标准底部纵骨间距，管弄周界板的纵骨和支撑构件均设置于管弄之内；

底边舱斜板的角度：

设计者可以根据货舱舱容要求、底边舱斜板的最高点位置等限制条件在42度～45度之间优选的选择；

优选的，底边舱斜板的最高点垂向高度取为min(0.2B+2100,11990)mm；

舱口围板宽度：

优选的，舱口围板宽度较传统散货船更大，可以达到0.45倍～0.49的船宽，即0.45B～0.49B；

上甲板梁拱形式及尺寸:

优选的，上甲板采用双梁拱形式，不设平梁拱；在半宽范围内梁拱分为两段：其中中间部分的梁拱较为平坦，梁拱高度介于50mm和150mm之间，中间部分梁拱半宽为舱口围板半宽减去1500mm～2000mm，即(0.24B-1500)mm～(0.24B-2100)mm；舷侧部分甲板的梁拱高度相对较高，取为(0.01B+600)mm～(0.01B+900)mm；

舱口纵桁高度：

优选的，顶边舱，舱口纵桁的高度为550mm～800mm；

顶边舱斜板角度：

优选的，顶边舱斜板的角度按照一般惯例取为30度，不小于29度。顶边舱斜板最低点相对甲板边板与舷顶列板交点之间距离的数学表达式可以描述为[0.26B*tan(29°)-0.01B-5]，如果该值小于6000mm，则取值为5990mm。对于45米及以下船宽的大型散货船而言，顶边舱斜板最低点的垂向坐标相对于甲板边板与舷顶列板交点之间距离小于6m；

1.3底纵桁布局：

优选的，新大型散货船的双层底内底纵桁的数量为6～8根(3～4对)。比传统的大型散货船的底纵桁数量少；

1.4纵向舱口围板布局：

优选的，纵向舱口围板的上半部分在两个舱口围板之间不连续，向船中倾斜，倾向角度不超过15度；在两个舱口围板之间以高度不高于100mm的厚扁钢连接，以减小此处的应力集中；

2槽型横舱壁的构型及建造方案：

2.1底墩区域的构型及建造方案：

在本发明专利中，底墩顶板倾斜布置，兼做卸货板；

优选的，底墩斜板的最高点距离内底板的垂向距离接近而不大于6m；

优选的，底墩斜板与底墩顶板的较低点之间，不再采用焊接的连接方式，两者之间的连接采用钢板轧弯的形式；

2.2槽型舱壁构型的建造方案：

优选的，槽型舱壁腹板和面板的宽度大致相等；

优选的，重压载舱槽型舱壁在重压载舱一面的槽型面板与相连的槽型腹板之间采用焊接的连接方式；重压载舱一面的槽型面板厚度相对其他区域的槽型板厚增厚3.5mm～4.5mm，以提高结构安全裕度；

2.3顶墩区域的构型及加固方案：

槽型舱壁顶墩的创新之处在于顶墩的加固方式；

优选的，与槽型横舱壁顶墩相连的甲板纵桁采用框架式结构——由一对撑杆连接槽型横舱壁顶墩的底部和相邻横向舱口围板的面板；

优选的，上述撑杆的面板延伸线距离顶墩内横隔板减轻孔下缘的最短距离应大于减轻孔的圆弧半径；

上述是依据现有规范规则总结的大型散货船货舱布局优化方案。依据该布局方案中的公式和方法可以方便写出流程化建模语句，作为标准大型散货船船体快速建模的基本依据之一。

附图说明

图1为典型中剖面的概貌图；

图2为槽型横舱壁的典型纵剖面的概貌图；

图3为图2所示I-I剖视图；

图4为图1所示中剖面底部区域A布置概貌图；

图5为图1所示中剖面上部区域B布置概貌图；

图6为图2所示槽型横舱壁底墩区域C布置概貌图；

图7为图3所示槽型横舱壁的槽型构型D及板厚分布概貌图；

图8为图2所示槽型横舱壁顶墩区域E布置概貌图；

其中，附图中尺寸单位除明确标明，单位均为mm；图中，C.L.表示船体中心线；B.L.表示基线；B表示船宽。

具体实施方式

下面结合附图和实例来对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

50m船宽的21万吨散货船：

中剖面及横舱壁的典型纵剖图见图1和图2，

标准底部纵骨间距的选定：S_longi＝750mm，见图4；

内底板宽度B_IB＝0.57B＝28500mm＝38*S_longi，其中B＝50m表示船宽，内底板半宽0.5B_IB＝14250mm＝0.285B，见图4；

双层底高度H_IB＝0.032B+900＝2410mm，见图4；

双层底管弄宽度B_TUNNEL＝6*S_longi＝4500mm，见图4；

底边舱斜板最高点垂向高度H_HOPPER＝min(0.2B+2100,11990)＝11990mm，见图4；

舱口围板宽度B_HATCH1＝0.48B＝24000mm，舱口围板半宽0.5B_HATCH1＝12000mm，见图5；

上甲板梁拱的中间部分半宽B_CAMBER1＝0.24B-1700＝10300mm；中间部分梁拱高度H_CAMBER1＝50mm，见图5；

上甲板梁拱舷侧部分的梁拱高度H_CAMBER2＝0.01B+750＝1250mm，见图5；

舱口纵桁高度H_HTG＝550mm，见图5；

顶边舱斜板最低点相对于甲板边板与舷顶列板交点之间的垂向距离为H_THOPPER＝max(5990,(0.26B*tan(29°)-0.01B-5))，当船宽等于50m时H_THOPPER取整为6660mm，见图5；

底纵桁1数量三对，见图4；

在上甲板之上的连续纵向舱口围板高度H_concoam＝300mm，见图5；

纵向舱口围板的上半部分，在两舱口围板之间间断，向船中倾斜，最高点的舱口围板半宽减小200mm，舱口盖的总宽B_HATCH2＝0.48B-400＝23600mm，舱口盖的半宽0.5B_HATCH2＝0.24B-200＝11800mm，见图5；

两舱口围板之间的纵向舱口围板连接节点图如图8所示；

槽型横舱壁的底墩顶板倾斜布置，底墩顶板最高点距离内底板高度H_BStool1＝5990mm，见图6；

横舱壁底墩顶板2的较低点与底墩斜板3之间采用钢板轧弯的形式连接，见图6详图；

槽型横舱壁的槽型腹板4高度1100mm；槽型面板5宽度1250mm；槽型腹板4宽度1253mm，与槽型面板5宽度几乎相等；槽型面板5与槽型腹板4之间的夹角为61度，见图7；

重压载舱槽型舱壁在重压载舱一面的槽型面板5与相连的槽型腹板4之间采用焊接的连接方式，见图7；

重压载舱一面的槽型面板5厚度相对其他区域的槽型板厚大部分增厚4mm，见图7；

与槽型横舱壁顶墩相连的中间甲板纵桁7采用框架式结构加固——由一对撑杆6连接槽型横舱壁顶墩的底部和相邻横向舱口围板的面板，见图8；

上述撑杆6的面板延伸线距离顶墩内横隔板减轻孔8的下缘最短距离为311mm，大于减轻孔8圆弧半径300mm，见图8。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种大型散货船典型货舱布局，船长250m以上，其特征在于，包括：

标准底部纵骨间距S_longi为750mm或755mm；

内底板宽度BIB为船宽的0.55倍～0.59倍，即0.55B～0.59B，其中，B表示船宽，且为标准底部纵骨间距S_longi的整数倍；

舱口围板宽度B_HATCH1为船宽B的0.45倍～0.49倍，即0.45B～0.49B；

双层底高度H_IB范围为船宽0.032倍加800mm～船宽0.032倍加1000mm，即0.032B+800mm～0.032B+1000mm；

双层底管弄采用单管弄形式，双层底管弄宽度B_TUNNEL为6倍标准底部纵骨间距S_longi；

底边舱：设置底边舱斜板最高点垂向高度H_HOPPER为min(0.2B+2100,11990)mm；顶边舱：舱口纵桁高度为550mm～800mm，顶边舱斜板最低点的相对甲板边板与舷顶列板交点之间的垂向距离H_THOPPER为max(5990,(0.26B*tan(29°)-0.01B-5))mm。

2.根据权利要求1所述的一种大型散货船典型货舱布局，其特征在于，上甲板采用双梁拱形式，不设平梁拱：在半宽范围内梁拱分为两段，其中中间部分的梁拱平坦，梁拱高度介于50mm和150mm之间，中间部分梁拱半宽为舱口围板半宽减去1500mm～2100mm，即(0.24B-1500)mm～(0.24B-2100)mm；舷侧部分的梁拱高度为(0.01B+600)mm～(0.01B+900)mm。

3.根据权利要求2所述的一种大型散货船典型货舱布局，其特征在于，纵向舱口围板的上半部分在两个舱口围板之间不连续，向船中倾斜，倾向角度不超过15度；在两个舱口围板之间以高度不高于100mm的厚扁钢连接。

4.根据权利要求3所述的一种大型散货船典型货舱布局，其特征在于，所述货舱的槽型横舱壁的底墩顶板的较低点与底墩斜板之间的连接采用钢板轧弯的形式连接。

5.根据权利要求4所述的一种大型散货船典型货舱布局，其特征在于，所述货舱的重压载舱的槽型横舱壁在重压载舱一面的槽型面板与相连的槽型腹板之间采用焊接的连接方式；重压载舱一面的槽型面板厚度相对其他区域的槽型板厚增厚3.5mm～4.5mm。

6.根据权利要求5所述的一种大型散货船典型货舱布局，其特征在于，与所述货舱的槽型横舱壁的顶墩相连的中间甲板纵桁采用框架式结构加强：由一对撑杆连接槽型横舱壁顶墩的底部和相邻舱口围板的面板。

7.根据权利要求6所述的一种大型散货船典型货舱布局，其特征在于，所述撑杆的面板延伸线距离顶墩内横隔板减轻孔下缘的最短距离大于减轻孔的圆弧半径。

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