内河集装箱船结构板厚加强方式的探讨

内河集装箱船结构板厚加强方式的探讨

发表时间：2019-07-03T08:52:38.087Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：王智鹏1 罗建宏2 胡攀3 [导读] 摘要：由于内河集装箱船具有宽大的货舱开口，船宽较大，长宽比比较小，船舶横向强度因扭转而发生结构破坏已经成为集装箱船结构破坏的主要因素。

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摘要：由于内河集装箱船具有宽大的货舱开口，船宽较大，长宽比比较小，船舶横向强度因扭转而发生结构破坏已经成为集装箱船结构破坏的主要因素。根据规范要求，内河集装箱船结构设计时，必须进行扭矩作用下的翘曲应力计算，以校核船舶弯扭组合计算下的合成应力。因此详细研究内河集装箱船的结构特点是很有必要的和有重要的实用价值。

关键词：内河集装箱；船结构；板厚加强

引言

集装箱船由于其装卸效率高、便于实现门对门运输，得到了迅速发展。这种运输方式大大提高了杂货的运输效率，同吨位的集装箱船舶每年运输量要比普通杂货船高一倍以上。目前在海运中，集装箱船舶已经取代杂货船，成为干货运输的主力。在内地，江河的沿岸作为集装箱集散的腹地，集散型内河集装箱船舶不断涌现，内河集装箱船舶运输的队伍迅速扩大。

1.内河集装箱船舶稳性

由于内河集装箱船是一种布置地位型船，积载因素较大，在通常尺度下排水量裕度较大，因此，在充分考虑稳性的前提下，可利用加大层数来增加载货量，从而提高船舶的经济性。集装箱船舶重心高、受风面积大，稳性是设计和检验中尤为重要的方面。在通常情况下，由于内河船舶的船宽和吃水比B/T很大，所以初稳性较高，即使增加一层箱体，初稳性还是有裕度的。但是，需要注意的是船舶大倾角稳性的衡准。

通常，在解决船舶初稳性不足时，采用的措施是增大B/T然而，对于内河集装箱船舶来讲，在大倾角稳性衡准中出现的稳性问题恰恰是由于B/T过大造成的。一般情况下无法通过改变B/T的值来达到目的，因为船宽B的值往往是由船舶所载运的集装箱列数和船舶的抗扭强度决定的。因此，一旦B值取得较大后，就不可能减小。从另一个方面来看，船宽B取决于航道条件，同时增加丁会使排水量增加，势必要加大压载水量，从而带来一些其他麻烦。因此，在分析了大量内河集装箱船舶后提出增加型深D的办法。这种方法对海船来说几乎是不可思议的，因为型深增加会提高重心高度，造成稳性下降。但是海船甲板上的集装箱通常垒放在舱口盖上，型深增加不仅使甲板重心提高，而且使货物重心上移，从而必然导致稳性急剧下降。而内河集装箱船舶通常是无舱盖型的，集装箱直接垒放在内底板上，型深的增加与集装箱重心无关，仅与船舶的甲板高度有关，因此船舶的重心提高量比较小。相反地，内河船舶型深D的增加反而提高了甲板边缘的入水角和进水角。当然，也可以通过提高舱口围板等措施来解决进水角过小的问题。一般情况下，增加B/T箱首先是对船舶初稳性有利，增加型深D值对船舶大倾角稳性有利。

2.集装箱船结构计算实例

2.1 900吨集装箱船概况

2.1.1主尺度及主要参数

2.1.2结构型式

全船采用混合骨架式结构，货舱区采用双壳双底，月首、舰、机舱区域为单壳单底，双层底、抗2.2整船强度直接计算分析 2.2.1有限元计算模型

1.坐标规定：

x—沿船长方向，向首为正；

y—沿横向，由纵中剖面向左为正；

z—沿垂向，向上为正。

2.有限元模型范围

整船三维有限元模型包括整个船长、船宽范围的船体结构，货舱区域的建模较为详细，首尾区域的建模进行了简化，对局部的支撑构件如肘板等不计入模型中，格材、肘板的开孔忽略不计。

3.有限元单位类型

板单元（四节点和三节点元）

甲板、舷侧外板、船底板、内底板、船底纵析、横舱壁、肋板、舷侧纵析等。

梁元

纵骨、横梁及扶强材等。

900吨集装箱船的整船有限元几何模型如图1所示。