DE2361224C2 - Tankschiff, insbesondere Flüssiggastankschiff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Tankschiff, insbesondere Flüssiggastankschiff, mit einem monolithischen Schiffskörper aus Stahlbeton, das in dem im wesentlichen rechteckig mit abgerundc.cn Kanten ausgebildeten Querschnitt des Schiffskörpers nebeneinander mindestens zwei sich in Längsrichtung erstreckende, durch Querschotte unterteilte und durch Deck und Boden miteinander verbundene Tankräume aufweist.

Bei einem Betontankschiff der eingangs angegebenen Art besteht der monolithische Schiffsrumpf aus Stahlbeton und weist einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Kanten aus. Im Schiffskörper sind nebeneinander sich in Längsrichtung erstreckende zwei Tankräume vorgesehen, die durch Querschotte unterteilt und durch Deck und Boden miteinander verbunden sind (OE-PS 84 130).

Bei einem anderen Tankschiff besteht der Schiffsrumpf aus zwei zylindrischen Körpern, die sich im Bereich der Längsachse überschneiden, so daß im Querschnitt drei Räume entstehen, von denen die beiden äußeren als Tankräuinc und der mittlere, durch die Überschneidung gebildete Raum uls Betriebsraum genutzt werden. Die Tankräume sind durch ebene Querschotte ausgesteift. Deck, Boden und Außenhautsciten des Schiffskörpers sind in Längs- und Ringrichtung schlaff bewehrt. Die Längsbewehrungsstäbe sind, wenn der Schiffskörper in einzelnen Abschnitten hergestellt wird, an den Stößen verschweißt. Zusätzlich sind vertikale Bcwchrimgsstäbe in der vertikalen Verschncidungsebenc der beiden Zylinder angeordnet (US-PS Uli 529).

Es sind Flüssiggastankschiffe bekannt, bei denen Boden. Deck und Außenhautscitcn ein- und zweischalig aus vorgefertigten Tafeln aus Stahlbeton bestehen, die an ihren Rändern baukastenartig mit ebenfalls vorgefertigten balkenförmigen Elementen verbunden werden. Auf diese Weise werden auch Querschotte angeschlossen. Mit Hilfe von Spanngliedern in Form von hochfesten Stahlstäbcn werden die einzelnen Teile zusammengespannt. An der Innenseite der Außenhaut ist ^ft5 eine Isolierung gegen Käliedurehgang angeordnet, die durch eine Membran abgedeckt ist (DT-OS 17 81 330 und DT-OS 21 60 013).

Zur Aussteifung eines zylindrischen Betonschiffskörpers ist es auch bekannt, die Querschotte kegelförmig auszubilden und sie mit ihren Spitzen zu einer Art Doppelkegel gegeneinanderzustellen (US-PS 14 Ob 659).

Aufgabe "der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, um ein Tankschiff, insbesondere ein Flüssiggastankschiff der eingangs angegebenen Art einfacher und unter besserer Ausnutzung des Materials herstellen zu können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Deck, der Boden und die Außenhautseiten massive Platten darstellen, die in Längs- und Querrichtung des Schiffskörpers teilweise vorgespannt und hochprozentig schlaff bewehrt sind, wobei schlaffe und gespannte Bewehrungen aus einem kalizähen, hochfesten Stahl bestehen und zumindest teilweise ungestoßen durchlaufen.

Bei dem erfindungsgemäßen Tankschiff besteht der Schiffskörper statisch gesehen in der Querrichtung aus zwei zur Längsachse symmetrischen, räumlichen Halbrahmen aus Deck. Außenhautseiten und Boden, die durch den von innen nach außen wirkenden Druck der Ladung bzw. durch den von außen nach innen wirkenden Druck des Wellengangs extrem wechselnd beansprucht werden. In Längsrichtung stellt der Schiffskörper e'.nen Kastenträger dar. dessen Länge der gesamten Schiffslänge entspricht.

Der Hauptvorteil der Erfindung liegt in der Ausbildung des Decks, des Bodens und der Außenhautsciten als massive Platten aus Stahlbeton, die teilweise vorgespannt und hochprozentig schlaff bewehrt sind. Die schlaffe Bewehrung wirkt dabei abwechselnd auf Druck und auf Zug, was in Verbindung mit der teilweisen Vorspannung den Vorteil hat, daß die Dicke der massiven Platten so bemessen werden kann, daß der Querschnitt optimal ausgenützt wird und der Aufwand an Massen und somit an Gewicht ein Minimum wird.

Eine volle Vorspannung, wie sie im Spannbelonbau bei Bauteilen üblich ist, bei denen der Anteil aus Eigengewicht den Anteil der Verkehrslasten überwiegt, kann bei einem Schiffskörper nicht angewendet werden, da die Bemessung auf den Lastfall »statischer Druck und Vorspannkraft« zu große .Stahlbetonquerschnitte erfordern würde, die im Lastfall »statischer Zug mit Vorspannkraft« nicht ausgenützt wären. Die teilweise Vorspannung wird so eingestellt, daß der Stahlbeionquersehnitt sowohl im Lastfall »statischer Zug und Vorspannkraft« auf Zug als auch im Lastfall »statischer Druck und Vorspannkraft« auf Druck ausgenützt ist.

Die teilweise Vorspannung hat in die Praxis des Spannbetonbaus noch kaum Eingang gefunden. Sie wird als /wischen einer voll oder beschränkt vorgespannten und einer schlaff bewehrten Konstruktion liegender Sonderfall behandelt, die beide ihre Berechtigung und ihr Anwendungsgebiet haben. In dem einen Fall kann die Rissefreiheit, im andeien Fall die Hinfachheil ausschlaggebend sein. Im Rahmen der Erfindung führt die teilweise Vorspannung dazu, in Verbindung mit einer hochprozentigen schlaffen Bewehrung eine Gerade für den Sonderfall der Schilfswandung in bezug auf relativ geringes Gewicht und hohe Festigkeit gegenüber Wechselbeanspruchungen vorteilhafte Konstruktion zu entwickeln.

Die Ausrundung der Ecken des Querschnitts ties Schiffskörpers hat den Vorteil, daß Bewehrungsstäbe bzw. Spanngliedcr, die von der Trommel in die Gerade abgewickelt werden, elastisch in die Rundung gebogen werden können, daß alH> keine Slöße der Bewehrung

an den Ecken erforderlich sind, welche¹ die Schwingungsfestigkeit der Bewehrung beeinträchtigen wurden. Aus dem gleichen Grund wird auch die Längsbewegung im wesentlichen ungcstoBcn über die gesamte Lange des Schiffskörpers angeordnet.

Wenn bei dem erfindungsgemäßen Tankschiff aus Gründen der Sinksicherheit Querschotte erforderlich sind, dann ist es zweckmäßig, diese als doppelt gekrümmte Sch; lengewölbe auszubilden.

Bei dem erfindungsgemäßen Tankschiff haben die Querschotte für den statischen Aufbau des Schiffs nur untergeordnete Bedeutung. Sie ist darauf beschränkt, ungleiche Durchbiegungen von Außen- und Innenwänden, die ohnehin gering sind, auf die Länge des Schiffskörpers auszugleichen. Sie dienen weiterhin der Sicherheit des Schiffes im Fall außergewöhnlicher Ereignisse, wie Grundberührungen. Havarien oder Beschädigungen infolge Kriegseinwirkungen.

Die Ausbildung der Querschotte als doppelt gekrümmtes Schalengewölbe ermöglicht eine leichte Ausbildung. Zusammen mit den an die Schalenränder anschließenden Wandteilen der Außentanks bildet das Schalengewölbe einen Schalenträger, der im Leckfall die beschädigte Stelle gegen weiteren Wassercinbruch abdichtet und der die in Längsrichtung des Schiffs wirkenden Wasserdrücke auf die Tankwände überträgt.

Die Vorteile der Ausbildung der Querschotte als .Schalengewölbe schaffen auch die Voraussetzung ,Jafür. daß sich ein solches Tankschiff zum Transport von Flüssiggas einsetzen läßt, das bei Temperaturen von - 162³C transportiert wird.

Die Verwendung von Stahlbeton für die Außenhaut von Flüssiggastankschiffen ist vorteilhaft, weil die Sicherheitszone wegfallen kann, die bei Tankschiffen aus Stahl die Anordnung besonderer Behälter bedingt. Beton als Baustoff erleidet nämlich, wenn er im Katastrophenfall mit der kalten Flüssigkeit in Berührung kommen sollte, keine Festigkeitsminderung, sondern vielmehr eine Festigkeitssteigerung.

Zum Transport von Flüssiggas sind die die Tankräumc begrenzenden Wände auf ihrer Innenseite und die Querschotte auf beiden Seiten mit einer Isolierung gegen Kültedurchgang versehen. Während bei den Außcnhaiiiseiten der Tcmperaturabfall von der Außentemperatur nach dem kalten Innenraum fast vollständig in der Isolierung stattfindet, ist es nicht zu vermeiden, daß sich die Schotte trotz Isolierung abkühlen. Der Tcmperaturabfall wird stetig von der Außenhaut bis zu einem Tiefpunkt in der Mitte des jeweiligen Schotts stattfinden. Eine ebene Konstruktion würde hieraus untragbare Temperaturspannungen erleiden. Ein Schalengewölbc kann sich jedoch diesen Spannungen durch Verringerung seiner Stichhöhe elastisch entziehen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fs zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Tankschiff nach der Erfindung in seiner l.ängsmittelachsc,

F i g. 2 einen Horizontalschnitt durch das Tankschiff etwas oberhalb der Wasserlinie,

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 111-111 der F t g. 2 in größerem Maßstab,

Fig.4 einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt entlang der Linie IV-IV der F i g. 3,

F i g. 5 einen Horizontalschnitt entlang der Linie V-V der F i g. 3.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein für den Transport von Flüssiggas geeignetes Tankschiff dargestellt, bei dem die Außenhautseiten 2, der Boden 3 und das Deck 4 des Schiffskörpers 1 aus massivem Stahlbeton bestehen. Der etwa rechtekkige Querschnitt des Schiffskörpers 1 hat abgerundete Ecken und umschließt zwei äußere Räume 5, 6 und einen mittleren Raum 7, die als Tankräume genutzt werden können. Die Trennwand 8 zu dem mittleren Tankraum 7 hin ist ebenfalls als Stahlbetonplatte ausgebildet, kann aber entsprechend dünn sein, weil der mittlere Raum 7 in geringen Abständen durch Querschotte 9 und Rippen 10 ausgesteift ist.

Die Außenhautseiten 2, der Boden 3 und das Deck 4 sind teilweise vorgespannt und hochprozentig schlaff bewehrt. Die Bewehrung besteht zweckmäßig aus einem hochfesten Stahl, z.B. St 135/150. Durchmesser 16 mm, der auf Trommeln aufgewickelt in Längen von 250 m und mehr angeliefert wird, so daß er ungestoßen auf große Längen verlegt werden kann und bei Temperaturen bis zu — 200⁰C noch kaltzäh ist. d. h. eine ausreichende Festigkeit hat.

Dieser Stahl weist eine Schwingungstcstigkeit von 30 kp/mm² auf, wenn die Spannungsschwankung von 0 auf 30 kp/mm² geht, dagegen eine Sehwingungsfestigkeit von 24 kp/mm-, wenn die Grundspannung, die durch Vorspannung des Stahls erzeugt wird. 70 kp/mm^: beträgt. Dieser unterschiedlichen Schwingungsweite wird dadurch Rechnung getragen, daß die schlaffen Bewehrungen jeweils an der Außenseite der Platten verlegt werden, wo die größten Spannungssclivvankungen auftreten, während die Spannbewehrung im inneren Bereich der Platten angeordnet wird, wo die Spannungsschwankungen entsprechend geringer sind.

Die Querschotte 11 im Bereich der äußeren Tankräume 5 und 6 sind als doppelt gekrümmte Schalengewölbe ausgebildet. Sie haben im Beispiel die Form von Kugclkaloltcn und sind an den Außenrändern (an den Kämpfern) mit den Wandungen der jeweiligen Tankräumc verbunden.

Zum Zwecke des Flüssiggastransports sind die äußeren Tankräume 5 und 6 auf der Innenseite, die als Schalengcwölbe ausgebildeten Querschotte ! I auf beiden Seiten mit einer Isolierung 14 versehen. Der mittlere Tankraum ist für die Unterbringung von Ballastwasser /um Trimmen des Schiffskörpers bestimmt.

Der eigentliche Schiffskörper 1 ist stromlinienförmig ausgebildet. Er hat im Heck den Antriebsmaschinenraum 15, eine Schiffsschraube 16 und für die Kühleinrichtungen sowie auf Deck die üblichen Aufbauten 17.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Tankschiff, insbesondere Flüssiggastankschitf. mit einem monolithischen Schiffskörper aus Stahlbeton, das in dem im wesentlichen rechteckig mit abgerundeten Kanten ausgebildeten Querschnitt des Schiffskörpers nebeneinander mindestens zwei sich in Längsrichtung erstreckende, durch Querschotte unterteilte und durch Deck und Coden mit- ic einander verbundene Tankräume aufweist, d a durch gekennzeichnet, daß das Deck, der Boden und die Außenhautseiten massive Platten darstellen, die in Längs- und Querrichtung des Schiffskörpers teilweise vorgespannt und hochprozentig schlaff bewehrt sind, wobei schlaffe und gespannte Bewehrungen aus einem kalizähen, hochfesten Stahl bestehen und zumindest teilweise umgestoßen durchlaufen.

2. Tankschiff nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Querschotte als doppe!', gekrümmte Schalengewölbe ausgebildet sind.