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        1 000 t自航起重船設(shè)計

        2012-10-08 08:52:34張紋梅
        江蘇船舶 2012年3期
        關(guān)鍵詞:本船備品主甲板

        張紋梅,楊 輝

        (江蘇省船舶設(shè)計研究所有限公司,江蘇鎮(zhèn)江212003)

        1 主要量度

        本船為尾機(jī)型、雙機(jī)、雙槳、雙舵、柴油機(jī)推進(jìn)的自航起重船,采用單甲板、單底、全電焊、混合骨架形式結(jié)構(gòu),在其首部設(shè)一起重能力為1 000 t的桁架式非旋轉(zhuǎn)可變幅起重機(jī)構(gòu),航區(qū)為沿海、A級航區(qū)。本船在主鉤和副鉤不吊重時,可在臂架頭部安裝1個起重能力為200 t的副桿鉤,以滿足吊高要求;主鉤和副鉤滿負(fù)荷吊重時,副桿必須拆除。遠(yuǎn)距離航行時,臂架可變幅到較安全位置。船在長江內(nèi)航行時,要求能夠通過限高為45 m的潤揚長江公路大橋。

        船體結(jié)構(gòu)、穩(wěn)性、干舷、消防救生、航行信號設(shè)備等均按《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》(2006)、《非國際航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則》(2004)、《國內(nèi)航行法定檢驗技術(shù)規(guī)則修改通報》(2006、2008)、《起重船設(shè)備法定檢驗技術(shù)規(guī)則》(1999)、《船舶與海上設(shè)施起重設(shè)備規(guī)范》(2007)及其他現(xiàn)行規(guī)范對起重船的要求進(jìn)行設(shè)計。

        1 000 t自航起重船主要量度如下:

        2 總體布置

        1 000 t自航起重船的總布置圖如圖1所示。主甲板以下:主甲板以下共設(shè)3道縱艙壁和6道橫艙壁??v艙壁和橫艙壁將全船分為機(jī)艙、舵機(jī)艙、壓載艙、油艙、淡水艙、儲物艙、錨鏈艙和空艙等。

        主甲板以上:尾部主甲板面主要布置起升和變幅絞車,F(xiàn)r24至 Fr35.5布置寬度為14.4 m的甲板室。中部布置錨泊定位絞車、2臺10 t的甲板回轉(zhuǎn)吊等設(shè)備。首部主甲板為主要作業(yè)區(qū)域,在首中部布置1臺錨機(jī),用于收放航行錨。在主甲板的兩舷和首尾布置系泊設(shè)備,千斤柱位于主甲板中后部,龍門架位于主甲板首部,龍門架上布置起重用桁架式主臂架。在主臂架的頭部設(shè)置1個可拆卸的副桿,滿足副桿鉤200 t的起重能力。

        甲板室區(qū)域共設(shè)有3層甲板室。第1層的主甲板室布置機(jī)艙棚、空調(diào)機(jī)室、充放電間、儲物間、船員室、廚房、餐廳、盥洗間,梯道以及進(jìn)入消防泵艙的通道,通過機(jī)艙棚內(nèi)的梯道可進(jìn)出機(jī)艙。第2層的居住甲板布置盥洗間、儲物間、船員室、會議室,梯道等。第3層的駕駛甲板布置駕駛室、衛(wèi)生間,煙囪、梯道等。駕駛室內(nèi)布置駕駛臺,在駕駛臺的前部布置半沉降式的起重操縱控制臺,操縱臺的沉降高度必須滿足不進(jìn)行起重作業(yè)時駕駛?cè)藛T的視線不受影響的要求。

        圖1 1 000 t自航起重船總布置圖

        3 型線特點及性能

        本船為自航起重船,在充分保證起重船在各種工況下的穩(wěn)性和浮態(tài)的情況下,應(yīng)便于結(jié)構(gòu)施工。本船采用箱型船體外形,首尾部適當(dāng)起翹,舭部及首尾轉(zhuǎn)角處采用小半徑的圓弧過渡,以適當(dāng)減小阻力。

        本船在設(shè)計吃水、深水、風(fēng)力小于蒲氏2級及新漆時,航速約為14.5 km/h,續(xù)航力約為6 000 km,自持力為20天。

        4 船體結(jié)構(gòu)

        主船體在 Fr18、Fr33、Fr40、Fr50、Fr56.5、Fr63設(shè)延伸到兩舷的橫艙壁;在中縱、距中10.2 m左右兩舷分別設(shè)縱艙壁;在龍門架、千斤柱的底座位置設(shè)短的橫艙壁和縱艙壁進(jìn)行局部加強(qiáng)或艙室分隔,在其他需要加強(qiáng)的部位設(shè)縱向、橫向框架或桁架進(jìn)行加強(qiáng)。

        本船主船體主要結(jié)構(gòu)用鋼均采用CCSB級,普通構(gòu)件和甲板室采用CCSA級,千斤柱結(jié)構(gòu)、臂架底座及龍門架部位結(jié)構(gòu)主要采用DH32高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。龍門架、千斤柱等部位的主船體甲板和船體結(jié)構(gòu)作局部加強(qiáng),以保證足夠的強(qiáng)度和剛度。主甲板在布置絞車的部位也作相應(yīng)加強(qiáng)。普通鋼結(jié)構(gòu)間的焊接用結(jié)422普通酸性焊條進(jìn)行焊接,高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼部位的構(gòu)件以及絞車座、系纜柱、滾柱導(dǎo)纜器、機(jī)座的焊接用結(jié)506堿性焊條進(jìn)行焊接。船體結(jié)構(gòu)的焊縫檢查和密性試驗等應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行以保證船舶的可靠性。

        在船體結(jié)構(gòu)的總強(qiáng)度及龍門架承受載荷部分,按照《船舶及海上設(shè)施起重設(shè)備規(guī)范》(2007)要求,采用ANSYS有限元軟件對1 000 t自航起重船的起重情況等各種載荷工況下的船體及龍門架進(jìn)行三維模型計算與分析。強(qiáng)度計算結(jié)果表明,船體及龍門架在各種組合載荷下能安全運行,但起重船在過橋工況下船體和龍門架局部應(yīng)力接近許用應(yīng)力值,因此起重船要注意在該工況下的運行安全。

        5 穩(wěn)性及干舷

        1 000 t起重船屬于法規(guī)規(guī)定的起重船范疇,法規(guī)對起重船的穩(wěn)性要求包括航行、避風(fēng)和作業(yè)狀態(tài)下穩(wěn)性高度、穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù)和穩(wěn)性力臂曲線等。本船穩(wěn)性滿足中華人民共和國海事局《國內(nèi)航行海船法定檢驗規(guī)則》(2004)對沿海航區(qū)船舶的穩(wěn)性要求,并且按《國內(nèi)航行海船法定檢驗規(guī)則》(2004)對起重作業(yè)、調(diào)遣狀態(tài)穩(wěn)性的要求校核:

        (1)全部燃料和備品調(diào)遣航行狀態(tài)。

        (2)10%燃料和備品調(diào)遣航行狀態(tài)。

        (3)全部燃料和備品吊重1 000 t作業(yè)狀態(tài)。

        (4)10%燃料和備品吊重1 000 t作業(yè)狀態(tài)。

        (5)全部燃料和備品避風(fēng)狀態(tài)。

        (6)10%燃料和備品避風(fēng)狀態(tài)。

        (7)全部燃料和備品加副桿吊重200 t作業(yè)狀態(tài)。

        (8)10%燃料和備品加副桿吊重200 t作業(yè)狀態(tài)。

        經(jīng)計算,本船上述各種狀態(tài)經(jīng)自由液面修正后,穩(wěn)性均滿足法規(guī)的要求。

        本船干舷滿足中華人民共和國海事局《國內(nèi)航行海船法定檢驗規(guī)則》(2004)的干舷要求。

        6 機(jī)電設(shè)備

        本船為自航起重船,配備的主機(jī)及輔機(jī)如下:

        主機(jī)型號及臺數(shù):6320ZCd-4(廣州柴油機(jī)廠)×2臺

        最大持續(xù)功率:1 324 kW×2

        額定轉(zhuǎn)速:500 r/min

        齒輪箱型號及名義速比:GWC45.49(杭州前進(jìn))i=2:1

        輔機(jī)發(fā)電機(jī)組及臺數(shù):800 kW船用發(fā)電機(jī)組(8200配)×2臺

        本船根據(jù)使用情況,為了滿足船舶停泊時的用電需要,還配備了1臺停泊發(fā)電機(jī)組。

        7 船舶建造與安裝

        本船船體結(jié)構(gòu)和臂架、千斤柱等均采用分段建造的方式進(jìn)行施工。臂架和千斤柱在平臺上合攏后,利用浮吊起吊到船舶上進(jìn)行定位安裝,然后完成變幅和起重用鋼絲繩的安裝,完成安裝整船的組裝。

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