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        赤水河節(jié)能航標(biāo)工作船設(shè)計

        2013-07-10 07:31:44韋清平
        交通科技 2013年3期
        關(guān)鍵詞:主甲板型線赤水河

        韋清平

        (貴州省赤水航道船廠 赤水 564700)

        赤水河系長江干線主要支流,是貴州黔北地區(qū)貨物出川重要通道。目前赤水河干流白楊坪至合江段248km 為通航河段,其中等級航道157 km。赤水河航道具有流急、灘多、長、窄、淺的特征,屬于典型的山區(qū)急流航道。

        赤水河航道處擔(dān)負(fù)整個航道的養(yǎng)護工作,設(shè)有二等航標(biāo),各類標(biāo)志達230余座,擁有航標(biāo)工作船6艘。近年來,為保護赤水河水環(huán)境,節(jié)能降耗,研發(fā)并建造了一批節(jié)能航標(biāo)工作船。本文基于船型研發(fā)的成果及實績,對赤水河節(jié)能航標(biāo)工作船的設(shè)計要點進行闡述,以期為山區(qū)淺水急流航道節(jié)能航標(biāo)工程船的設(shè)計提供借鑒。

        目前赤水河干流鰱魚溪至二郎段108km,為V 級航道,比降0.87‰,灘險150處,航深0.5~0.7m,航寬10~15 m,彎曲半徑80~150 m,最大流速5m/s,一般流速1~1.5m/s;鰱魚溪至合江段49km,為IV 級航道,比降0.3‰,灘險26處,航深0.8~0.9m,航寬25~30 m,彎曲半徑250m,最大流速3 m/s,一般流速0.5~1 m/s。赤水河節(jié)能航標(biāo)工作船設(shè)計應(yīng)滿足通航環(huán)境條件,其性能應(yīng)滿足C 級航區(qū)J2級航段的相關(guān)要求[1]。

        1 船舶主要要素的選擇

        赤水河航標(biāo)工作船主要承擔(dān)灘上作業(yè),急流航道灘上設(shè)標(biāo)、護標(biāo)、監(jiān)測水位的工作,工作環(huán)境較為惡劣。該類船主要要素選擇應(yīng)在滿足通航條件以及保證船舶性能的前提下,重點考慮船舶操縱性和經(jīng)濟性等[2]。

        結(jié)合航道現(xiàn)狀,基于工作需求,從提高安全生產(chǎn)操縱適用性及運行經(jīng)濟性出發(fā),經(jīng)多方案優(yōu)化評估,得到赤水河航標(biāo)工作船較佳的船舶主要要素取值范圍,見表1。

        表1 赤水河航標(biāo)工作船較佳的船舶主要要素范圍

        2 型線設(shè)計

        赤水河灘多、長、窄、水淺,為保證航標(biāo)工作船能常年航行,船體型線設(shè)計是關(guān)鍵。

        (1)船首型線。為確保航標(biāo)船工作時靠離岸邊可靠、方便、壓浪性能好,上下灘主甲板不易上浪,操作平穩(wěn),穩(wěn)定性能較好,建議采用平頭壓浪型。

        (2)船舯部型線。船舯部型線直接影響船舶的吃水、航速、上灘能力,建議采用圓舭型線,使船舶具有較高的快速性能和經(jīng)濟性能。

        (3)船尾部型線。尾部的選擇主要考慮船舶的推進性能,確保工作時船舶具有較好的倒車性能,通過優(yōu)化傳統(tǒng)的半隧道型線,采用敞開式隧道加壓水板船尾,可滿足船舶在灘上作業(yè)等有較好的操縱性能。

        3 總體布局設(shè)計

        赤水河航標(biāo)工作船總體布局重點考慮船舶的使用性能,船舶的浮態(tài)以及船員生活空間的舒適性等因素。航標(biāo)工作船的主要工作區(qū)域位于首甲板,必須保證有安全的工作環(huán)境,以及設(shè)標(biāo)、護標(biāo)主要器材可以施展的空間。經(jīng)論證主甲板長度選用5.5m 較為適宜。

        主甲板以下設(shè)置首、尾防撞艙、機艙、抗沉艙、船員艙、會議艙等,既滿足規(guī)范又滿足使用工況要求。主甲板上設(shè)配電房、廁所、駕駛室等。

        駕駛室布置在船首,機艙布置在船舯偏后區(qū)域,船員室(會議室)布置在駕駛室與機艙之間;會議室設(shè)在船首部,船舯部設(shè)駕駛室,之下設(shè)船員室,機艙布置在舯后,從而使生產(chǎn)、生活區(qū)域達到優(yōu)化組合。典型布置外觀見圖1。

        圖1 赤水河中游航標(biāo)工作船外觀

        4 結(jié)構(gòu)設(shè)計

        赤水河航標(biāo)工作船主要在枯水期航行,船舶吃水受到限制,因此船舶空船重量控制至關(guān)重要,必須開展結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計船結(jié)構(gòu)采用橫骨架式,全鋼質(zhì)電焊結(jié)構(gòu);在滿足現(xiàn)行規(guī)范[3]的前提下,選用可靠性能好的優(yōu)質(zhì)材料,以達到減輕船舶自重,控制吃水的目的。

        5 設(shè)備優(yōu)選

        赤水河節(jié)能航標(biāo)工作船應(yīng)選用節(jié)能設(shè)備。通過選型論證,該類船動力裝置、發(fā)電機組、液壓舵機等主要設(shè)備的配備情況如下:

        6 結(jié)語

        經(jīng)實船航行測試,赤水河節(jié)能航標(biāo)工作船相比于母型船,在相同功率下設(shè)計航速提高30%以上,每千瓦小時的耗油量降低,船舶操縱性高,節(jié)能效果明顯。赤水河節(jié)能航標(biāo)工作船的設(shè)計要點,可為國內(nèi)相似河流航道節(jié)能航標(biāo)工作船設(shè)計提供借鑒。

        [1]中華人民共和國海事局.船舶與海上設(shè)施法定檢驗規(guī)則:內(nèi)河船舶法定檢驗技術(shù)規(guī)則[M].北京:人民交通出版社.2011.

        [2]顧敏童.船舶設(shè)計原理[M].上海:上海交通大學(xué)出版社.2003.

        [3]中國船級社.鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范[J].北京:人民交通出版社.2009.

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