JP4095952B2 - 船体構造および船体建造方法 - Google Patents

Description

本発明は、船体構造および船体建造方法に関するものである。

船体を構成する外板や内部に設けられたタンクの壁等の皮材は、船体の長さ方向に縦通する多数のロンジと、横断面に沿って配置されたトランスとで補強されている。
通常、船体の建造はブロック工法でおこなわれている。これは、船体を適宜部分に分割して、この分割した部分（ブロック）を工場で製造する。ブロックを製造するときには、船体を構成する部材をほとんど組み付けるため、特許文献１に示すように、皮材にロンジおよびトランスを溶接にて接合している。この溶接は、ほとんど下向きの自動溶接で行われるので、効率的に行われる。そして、建造されたブロックをドック、船台等の船体建造現場に運んで、ブロック同士を接合して船体を形成する。
皮材とロンジは、多数のブロックにまたがって構成されるため、図７に示すように、それぞれ隣接するタンクの皮材１０１，１０１とロンジのウェブ材１０２，１０２とがブロックバット（突合せ部）１０３のところで溶接されて接合されることになる。
皮材の溶接は、ウェブ材取付け面の反対側の面（図７の下側面）から自動溶接機で溶接される。この自動溶接用の裏当材を装着するため、ロンジ１０２の接合部の根本には、切欠き（スカラップ）１０４が設けられている。スカラップ１０４は、ドレンの流通孔としても使われる。

特開２００２−１２１８４号公報（段落［０００３］〜［００１４］，及び図２０）

ところで、ロンジは、皮材に溶接する際、若干傾斜して取り付けられたり、自重で撓んだり、取付位置が若干ずれていたりする。また、ブロックの位置がずれていることもあり、船体建造現場においてロンジを接合する場合に、隣接するロンジの位置がずれていることが普通である。
したがって、接合するために、隣接するロンジ同士のずれを現場にて調整して、位置を合わせる必要がある。そのため、ロンジの端部から２００〜３００ｍｍ程度を残して溶接１０５し、溶接１０５端部を基点にしてロンジ１０２の端部がある程度移動できるようにしている。
そして、隣接したロンジの位置合わせをして、溶接した後で、ロンジの根本に残された未溶接部分を溶接している。
しかしながら、この溶接作業は、高所作業となることも多く、かつ、手作業となるので、ブロック建造時の自動溶接作業に比べて、危険で、かつ手間がかかる。しかも、溶接箇所が多いことから大幅な工数増となる。

本発明は、上記問題点に鑑み、ブロック建造時にロンジの根本を完全に溶接しても船体建造現場において隣接するロンジの位置調整が行える船体構造および船体建造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、皮材と、船の長さ方向に延在するように前記皮材に多数取り付けられたロンジと、を備えたブロックを複数接続して構成され、前記各ロンジは、前記皮材に溶接されて固定されるウェブ材と、該ウェブ材よりも長手方向外側の端部に位置するとともに、前記皮材に溶接によって固定されずに、前記皮材と間隔をあけるように切欠が形成された外端部とを有し、前記ロンジの前記外端部同士を突き合わせて溶接することによって隣り合う前記ブロックが互いに接合されて成る船体構造において、前記ロンジの前記ウェブ材には、該ウェブ材の溶接端である固定端部を残した状態で延長切欠が形成されていることを特徴とする。

このように、延長切欠の内側端部は、ウェブ材の固定端部より所定長さ内側に位置させているので、外端部の先端から延長切欠の内側端部までの距離は長くなる。外端部の先端から延長切欠の内側端部までの距離が長くなると、外端部の先端の回転半径が大きくなるので、外端部の先端の曲がり代が大きくなる。
曲がり代が大きくなると、隣接するブロックと接合する際に、隣接する外端部同士の位置調整が容易となるので、ブロック製造段階において接合精度を確保しつつ、ウェブ材を全長に亘り溶接することができる。このように、ブロック製造段階で、ウェブ材の溶接が完了すると、船体建造現場での危険で、手数のかかる溶接作業が大幅に減少するので、船体建造コストが低減される。

また、本発明にかかる船体構造は、前記延長切欠は、ソフトトウを有する半長円形とされていることを特徴とする。

このように、延長切欠の内側端部は、ソフトトウを有する半長円形をしているので、外端部の先端を位置あわせする際に位置を調整しても内側端部に応力集中が発生しない。したがって、外端部の先端から延長切欠の内側端部までの距離を長くしても強度は維持される。

さらに、本発明にかかる船体建造方法は、請求項１または請求項２に記載の船体構造を建造する船体建造方法であって、前記ロンジの前記ウェブ材を全長に亘り皮材へ溶接して各ブロックを製造した後、これらのブロックを船体建造現場に搬送して、隣接するブロックの前記皮材の端部同士と、前記ロンジの前記外端部同士とを溶接して接合することを特徴とする。

このように、ブロック製造段階で、ロンジのウェブ材を全長に亘り皮材へ溶接しているので、船体建造現場での危険で、手数のかかる溶接作業が大幅に減少する。したがって、船体建造コストが大幅に低減される。

請求項１に記載の発明によれば、延長切欠の内側端部は、ウェブ材の固定端部より所定長さ内側に位置させているので、ブロック製造段階において接合精度を確保しつつ、ウェブ材を全長に亘り溶接することができる。したがって、ブロック製造段階で、ウェブ材の溶接が完了すると、船体建造現場での危険で、手数のかかる溶接作業が大幅に減少するので、船体建造コストが低減される。

請求項２に記載の発明によれば、延長切欠の内側端部は、ソフトトウを有する半長円形をしているので、外端部の先端を位置あわせする際に位置を調整しても内側端部に応力集中が発生しない。したがって、外端部の先端から穴部の内側端部までの距離を長くしても強度は維持される。

請求項３に記載の発明によれば、ブロック製造段階で、ロンジのウェブ材を全長に亘り皮材へ溶接されるので、船体建造現場での危険で、手数のかかる溶接作業が大幅に減少する。したがって、船体建造コストが大幅に低減される。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。
図４は、本実施形態にかかる船体構造を適用したタンカーの中央部横断面から前方を見た状態を斜視的に示している。

タンカーの船体構造は、船体形状を構成する外板（皮材）１と、タンクを構成するタンク壁（皮材）３と、外板１内面とタンク壁３の片面に船体の長手方向に縦通して取り付けられたロンジ５と、外板１に船体の長手方向に対して垂直に取り付けられたトランス７と、を備えている。ロンジ５とトランス７によって、外板１とタンク壁３の強度が確保されている。

なお、符号９はブロック継ぎ手部であり、この部分で隣接するブロックが接合されている。
本実施形態では、輪切り状のブロック１１が、船体の長手方向に多数接合されて船体を形成している。

図３は、図４のブロック１１接合部の一部を拡大して示している。
ロンジ５は、船側の外板１に取り付けられているので、サイドロンジと称されている。このロンジ５のブロック継ぎ手９部分には、スカラップと称する切欠１３が設けられている。切欠１３は、外板１をブロック継ぎ手部９のところで溶接する時、裏当て材を設置するために設けられている。
ロンジ５は、断面がＴ字型であり、Ｔ字型の下端が、外板１に溶接されて固定されている。

図１は、図３のロンジ５の端部構造を拡大して示している。
ロンジ５には、外板１に溶接されて固定されるウェブ材１５と、ウェブ材１５より外側に位置する外端部１７と、外板１に対して反対側に位置するフェイス材１８とを備えている。ウェブ材１５の外端に固定端部１９がある。外端部１７の外板１側にはスカラップを構成する切欠１３が形成されている。切欠１３の固定端部１９より内側に延長切欠２１が形成されている。延長切欠２１の内側端に延長切欠端部２３がある。なお、延長切欠端部２３は歪みを緩和するためソフトトウ形状にしている。

本実施形態におけるロンジ５の各部の寸法は次のとおりである。ウェブ材１５の高さは４００ｍｍ、隣接する固定端部１９の間隔は２００ｍｍ、隣接する延長切欠端部２３の間隔は３５０ｍｍ、切欠１３の高さは９５ｍｍ、延長切欠２１の高さ方向長さは７０ｍｍ、フランジ部１８の幅は１５０ｍｍである。延長切欠２１の内側端は、半径３５ｍｍの半長円形のえぐり部が内側に入りこんだ状態で形成されている。

本実施形態では、切欠１３の大きさが従来と比べて大きくなったことに伴い、強度面での検討を行った。
モデルとしては、上記寸法を持つロンジ５を長手方向中央に位置させて、外板１の寸法が５２３０ｍｍ×９９０ｍｍとし、切欠１３をロンジ５の中央に位置させたものを、モデル２（本発明）とした。モデル１（比較例）としては、切欠以外はモデル２と同じ条件とし、切欠は、長さが１６０ｍｍで、高さが７５ｍｍの略長方形で、上辺両端部分が半径３５mmの四分の一円となっているものを使用した。

検討したケースは次の３ケースである。ケース１は、モデルの一端を固定して他端を一平方ミリメートル当たり１０キログラムの力で引っ張る。ケース２は、モデルの一端を固定して、かつ他端も支持した状態で、上方から１０ｍ水柱の圧力をかける。ケース３は、モデルの一端を固定して他端を下方に１０ｍｍ移動させる。

応力が高くなると想定される場所として、図５および図６に示す各点を抽出して、その結果を表１に示している。
表１を見ると、モデル１とモデル２の間に有意な差はなく、本実施形態のロンジは十分使用できることが判明した。

以上説明した本実施形態にかかる船体構造の組立手順について、図２を参照して説明する。
図２は、図１のＡ−Ａ矢視図であり、ロンジ５を接合する際、隣接するロンジの位置がずれている状態を、理解の容易のために極端に示している。
ブロック１１建造段階において、ロンジ５のウェブ材１５を完全に外板１に溶接にて固定する。この状態で、ブロック１１を船体建造現場に搬入する。そして、隣接ブロック１１との間で位置決めをして、ブロック１１を搭載する。
その後、隣接ブロック１１の外板１同士を自動溶接にて接合する。このとき、ウェブ材１５の外端部１７の下部に設けられた切欠２１を利用して、自動溶接の裏当て材を設置する。

外板１同士の接合が完了すると、隣接するブロック１１のロンジ５の接合作業に入る。このとき、図２に示すように隣接するロンジ５がずれていた場合、双方のウェブ材１５の外端部１７を、それぞれ移動させる。すなわち、油圧ジャッキ、チェーンブロック等の機器を使用して、延長切欠端部２３を基点として、各外端部１７を移動して、点線で示すように位置を一致させる。

ロンジのウェブ材１５が、外板１に溶接されていても、移動の基点となる延長切欠端部２３は、固定端１９より相当内側に位置しているので、従来と変わらずに位置合わせができる。また、延長切欠２１の内側端はソフトトウを有する半長円形をしているので、延長切欠端部２３に応力集中が起こることもない。
このように、両方の外端部が一致したら、その突合せ部を溶接して固定する。

このように、ブロック建造時にウェブ材１５の溶接を自動溶接等により効率よく実施しても、ブロック接合時に、ロンジ５のずれを容易に調整できる。
したがって、隣接するウェブ材１５の外端部１７を接合すれば、ロンジ５の接合は完了することになる。そのため、従来必要であった、ウェブ材の未溶接部分を溶接する作業が不要となる。
これにより、船体建造現場での危険で、手数のかかる溶接作業が大幅に減少するので、船体建造コストが低減される。

以下、本実施形態の作用効果について説明する。
延長切欠２１の内側端部である延長切欠端部２３は、ウェブ材１５の固定端部１９より所定長さ内側に位置させているので、外端部１７の先端から延長切欠の延長切欠端部２３までの距離は長くなる。外端部１７の先端から延長切欠の延長切欠端部２３までの距離が長くなると、外端部１７の先端の回転半径が大きくなるので、外端部１７の先端の曲がり代が大きくなる。
曲がり代が大きくなると、隣接するブロック１１と接合する際に、隣接する外端部１７同士の位置調整が容易となるので、ブロック１１製造段階において接合精度を確保しつつ、ウェブ材１５を全長に亘り溶接することができる。このように、ブロック１１製造段階で、ウェブ材１５の溶接が完了すると、船体建造現場での危険で、手数のかかる溶接作業が大幅に減少するので、船体建造コストが低減される。

延長切欠（スカラップ）の延長切欠端部２３は、半長円形をしているので、外端部１７の先端を位置あわせする際に位置を調整しても延長切欠端部２３に応力集中が発生しない。したがって、外端部１７の先端から延長切欠２１の延長切欠端部２３までの距離を長くしても強度は維持される。

このように、ブロック１１製造段階で、ロンジ５のウェブ材１５を全長に亘り皮材へ溶接されるので、船体建造現場での危険で、手数のかかる溶接作業が大幅に減少する。したがって、船体建造コストが大幅に低減される。

なお、本実施形態では、ロンジ５の接合位置がスカラップの中央に位置（接合するロンジ５の切欠１３の大きさが同じ）していたが、これに限定されるものではない。すなわち、相互に切欠１３の大きさを変えて、接合位置を一方のロンジ５の固定端１９に近づけてもよい。こうすると、一方のウェブ材１５の外端部１７は曲がりにくくなるが、他方のウェブ材１５の外端部１７は反対に曲がり易くなる。したがって、他方のロンジ５の外端部１７を移動して接合位置の調整を行うことになる。

本発明の一実施形態のロンジ接合部を示す側面図である。 図１のＡ−Ａ視図である。 本発明の一実施形態のロンジ組み付け状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態のタンカーの船体構造を示す斜視図である。 従来構造における強度検討の解析位置を示す説明図である。 本発明の一実施形態のロンジ接合部における強度検討の解析位置を示す説明図である。 従来のロンジ接合部を示す斜視図である。

符号の説明

１ 外板
３ タンク壁
５ ロンジ
１１ ブロック
１３ 切欠
１５ ウェブ材
１７ 外端部
１９ 固定端部
２１ 延長切欠

Claims (3)

1. 皮材と、船の長さ方向に延在するように前記皮材に多数取り付けられたロンジと、を備えたブロックを複数接続して構成され、
   前記各ロンジは、前記皮材に溶接されて固定されるウェブ材と、該ウェブ材よりも長手方向外側の端部に位置するとともに、前記皮材に溶接によって固定されずに、前記皮材と間隔をあけるように切欠が形成された外端部とを有し、
   前記ロンジの前記外端部同士を突き合わせて溶接することによって隣り合う前記ブロックが互いに接合されて成る船体構造において、
   前記ロンジの前記ウェブ材には、該ウェブ材の溶接端である固定端部を残した状態で延長切欠が形成されていることを特徴とする船体構造。
2. 前記延長切欠は、ソフトトウを有する半長円形とされていることを特徴とする請求項１記載の船体構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の船体構造を建造する船体建造方法であって、前記ロンジの前記ウェブ材を全長に亘り前記皮材へ溶接して各ブロックを製造した後、これらのブロックを船体建造現場に搬送して、隣接するブロックの前記皮材の端部同士と、前記ロンジの前記外端部同士とを溶接して接合することを特徴とする船体建造方法。

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