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【学术探讨】大型集装箱船船体结构设计分析

发布时间:2023-10-04 01:52人气:

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,建造大型集装箱船在船舶制造领域已较为普遍。与普通的杂货船相比,集装箱船的货品运输主要是以单元的形式展开,具有航速快、运输便捷、以及安全性高的特点,需要较强结构稳定性作为保障,现已成为各国海洋运输的主要工具。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。

0 引 言

现如今,不同国家和不同地区之间的商品和经济贸易往来日益频繁,各类商品的交易数量在日益增加。为运输主要商品,各个国家对大型集装箱船舶的需求量迅速增加,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。

1 大型集装箱船设计的主要特征

1)一般来说,大型集装箱船的货舱开口通常都会比较大,这也是其功能的现实需要。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的过程中,将货舱的开口设计得比较大。根据相关的数据统计,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,纵向甲板条面积十分的狭窄。船体总强度的问题值得有关工作人员深入研究,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不是非常的快,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,船体的航速大约在每小时24 km以上,保持稳而快的船速可以加强水动力对船体的助推作用。但是近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 n mile左右的数值。

3)制造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的过程中的安全性,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。

4)大型集装箱船的船体刚性一般来说都是比较弱的。因为集装箱船自身结构的特殊性,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,在开展设计的过程中,设计人员就需要把船体的结构、舱口盖及其他构件发生形变的可能性悉数考虑在内,一定要考虑周全和妥当。

2 大型集装箱船的结构分析

2.1  整体的结构分析

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。其次,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纵骨架这样极具稳定性的结构。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。

2.2  疲劳强度的分析

疲劳强度是大型集装箱船舶结构设计中需要仔细考虑的一项内容。当船舶本体出现裂纹等现象时,这些现象很可能就是由于船舶使用率超过疲劳强度所引起的,使船舶在运行的过程中产生一系列安全问题。出现这种情况的船舶应该立刻停止运行,并由相关人员负责排查问题原因,找出问题点,进行及时的维修,并让工作人员对船舶出现问题的原因进行高效处理。

2.3  总纵强度问题

在前面的章节已经提到,船舶制造企业受经济因素影响,舱口的开口设计往往比较大,大型集装箱船舶的总纵强度安全问题成为了相关设计工作者需要去探究并解决的难点问题。就笔者的认知,大型集装箱船舶抗扭箱的上部甲板会比较厚,材质也比较好,并且一般的厚度是在50~60 mm之间。船其他部位的厚度大体上具有一致性。例如,大型集装箱船的甲板,纵舱壁上列板等,这些部件的钢板厚度具有较高的一致性。

3  结 语

船体设计人员需要深刻理解并掌握大型集装箱船舶结构,对大型集装箱船舶的制造技术进行较全面地了解,基于此才能更高效地投入到设计工作当中。虽然我国的大型集装箱船舶技术的实际水平与发达国家还存在一定差距,但我国研究人员通过了解船舶结构的基本知识,对大型集装箱船舶中可能存在的问题进行深度的分析,同时使船舶企业能够及时跟进相应人才的培养。由此我国的大型集装箱船舶技术水平将会显著提升,彰显出较强的综合技术创新能力。

来源:《船舶物资与市场》

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