大型集装箱船船体结构设计分析_金卫东.pdf
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1、第 31 卷 第 3 期2023 年 3 月Vol.31 No.3Mar.,2023船 舶 物 资 与 市 场 MARINE EQUIPMENT/MATERIALS&MARKETING0 引言现如今,不同国家和地区之间的商品及经济贸易往来日益频繁,各类商品的交易数量日益增加。各国家对大型集装箱船舶的需求量也迅速增加,对该类型船舶的质量要求持续增高。利用大型集装箱船舶运载货物,可以最大限度地实现重量大、数量多的商品在不同国家和地区之间的货物运输。作为货物运输的重要形式,海上运输的船舶具有多种类别,大型集装箱船舶作为使用率较高的运输工具,已经成为了海上运输的首要方式,是许多国家开展海上贸易的首选。
2、大型集装箱船舶还可称为布置性船舶,该类船舶中集装箱分布较多,且具有较高的装载量,可以负载更多不同种类的商品,按照实际情况对货品进行最优化布置,能够一次性运输更大重量的货物,为相关企业带来较大的经济效益1。虽然我国集装箱船舶研究的起步时间较晚,但是研发步伐持续加快,在关键技术方面也取得了一些重大突破,各方面都在快速赶超日韩等世界先进造船国家的步伐。1 大型集装箱船设计的主要特征随着世界经济融合步伐的持续加快,各国贸易对集装箱船舶的需求量更大。因为集装箱船所具备的独特优势,使其利用频次不断地增加,成为各国海洋运输的主要形式。大型集装箱船的制造对专业技术的要求比较高,大型集装箱船船体结构设计分析金卫
3、东(招商局金陵船舶(南京)有限公司,江苏 南京 210015)摘 要:经济全球化的加速,使海洋运输产业快速发展,也为集装箱运输提供了良好的发展环境。在此背景下,建造大型集装箱船已成为趋势。与普通的杂货船相比,集装箱船的货品运输主要是以单元形式展开,具有航速快、运输便捷、以及安全性高的特点,需要以较强的结构稳定性作为保障。为了保证大型集装箱船舶的建造质量与效率,必须要全面做好前期的船体结构设计。本文主要从船体结构的专业角度出发,分析大型集装箱船船体结构设计所具备的主要特征,以期为大型集装箱船的建造提供理论参考,同时为相关人员的工作开展提供一些助益。关键词:大型集装箱船;船体结构;箱形梁设计;疲劳
4、强度中图分类号:U674.13+1 文献标识码:A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2023.03.010引用格式 金卫东.大型集装箱船船体结构设计分析 J.船舶物资与市场,2023,31(3):28-30.但制造成果的附加值也非常高,对此大型集装箱船的制造方式受到更多船舶生产制造企业的关注。相关企业在控制成本的同时,生产出更多优质的大型集装箱船产品,极大程度地提升了船舶企业在市场中的竞争能力。据相关调查分析可得,大型集装箱船的设计特点主要包含以下方面:1)一般来说,大型集装箱船的货舱开口通常都会比较大,这也是满足现实需要。为了从根本上提高集装箱船的整体容量,往往在开展货舱设计
5、的过程中,将货舱的开口设计的比较大2。根据相关数据统计,大部分大型集装箱船舶的货舱都占到船体本身宽度的 80%以上,甚至有些货舱的开口占船体宽度的比例达到了 90%以上。因此,在这样的情况下,船体纵向甲板条所占据的空间就非常有限,纵向甲板条十分狭窄。船体总强度的问题值得相关人员深入研究,以此寻找出较为合理的优化方式,提升船舶运行过程中的稳定性能。2)为了保证船舶运行过程中的稳定性和安全性,大型集装箱船舶的速度并不快,船速通常保持在较为适中的数值。而以往大型集装箱船的装卸速度都非常快,港口停靠的时间比较短,船体的航速大约在 24 km/h 以上,稳而快的船速可以加强水动力对船体的助推作用。但是近
6、年来大型集装箱船制造企业出于经济方面的考虑,为了节省更多的能源,将大型集装箱船的航速控制在 18 kn 左右的数值。收稿日期:2022-12-15作者简介:金卫东(1984-),男,本科,工程师,研究方向为船舶工程(船体)技术及项目管理。第 3 期 29 3)大型集装箱船对稳定性要求比较高。和一般的干杂货船不同,大型集装箱船是出于结果稳定性的考虑,需要重点保证箱船运输稳定。为了实现稳性目标,大型集装箱船往往会装载大量的压载水,以此提升船舶在航行过程中的安全性,减小在货物和财产方面产生损失的可能性,维护船上人员的生命安全3。4)大型集装箱船的船体刚性一般来说都比较弱。因为集装箱船自身结构的特殊性
7、,大型集装箱船的货舱开口非常大,甲板的纵向条相对来说比较狭窄,船体的刚性不能得到完全的保证。因此,设计人员需要把船体的结构、舱口盖及其他构件发生形变的可能性考虑在内。2 大型集装箱船结构分析在海洋产业迅速发展与船舶制造技术水平不断提升的背景下,大型集装箱船的设计建造将会更加频繁,将会有更多产品投入运行,并且为海洋运输产业的发展提供保障。为了提升大型集装箱船的设计质量,需要对其船体结构的设计制造进行深度分析,进而提出优化方案。但大型集装箱船船体结构设计本身具有复杂性,在研究的过程中可能会产生许多问题,进而阻碍研究进程。对此需要设计者更加熟悉每一处的结构细节,并且以新理念和新手段去加大研究力度,进
8、而获得有效成果。下面主要是对大型集装箱船的结构展开分析,分别从整体结构、疲劳强度、总纵强度、扭转强度、箱形梁设计等方面展开论述。2.1 整体结构分析提升大型集装箱船舶总纵强度的方法,主要是通过在舰侧设立抗扭箱与双壳舰侧结构,在舱口设计舰口纵向围板。为了保证双壳舰侧结构的稳定性,还需要在双壳舰侧结构内部使用极具稳定性的纵骨架结构4。在装箱数一定的情况下,要根据集装箱的布置、导轨的设置和板材局部强度的要求来设置纵桁以及确定纵骨间距。另外,依据弯曲扭转应力与外载荷分布特征,在管弄处将间距设为两档肋距,在抗扭箱与舱口围板处则设为八档肋距,其余部分都设置为四档肋距。从大型集装箱船内部各组成部分的相对位置
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