王燕

摘 要：船舶在海上航行時(shí)經(jīng)常受到外力矩的作用，如陣風(fēng)的吹襲、海浪的沖擊等，船舶在水動(dòng)力作用下，極易造成舭龍骨變形、撕裂等，嚴(yán)重情況下會(huì)造成船體結(jié)構(gòu)破壞。下面對(duì)某型公務(wù)船舭龍骨及舭部外板開(kāi)裂滲漏事故進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并對(duì)舭龍骨的改裝及設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：舭龍骨；破壞；改裝；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U66 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）25-0173-02

1 某型公務(wù)船舭龍骨及舭部外板開(kāi)裂滲漏事故分析

1.1 概述

該型船總長(zhǎng)102m，寬度10.6m，型深6.2m，航速26kn，全船主船體為縱骨架式的鋼質(zhì)全焊接結(jié)構(gòu)。其舭龍骨為平板結(jié)構(gòu)，為減小船體阻力采用間斷形式，舭龍骨寬度0.42m，外緣設(shè)置圓管，以增大鋼性。舭龍骨端部逐漸削斜并終止于內(nèi)部構(gòu)件處，在舭龍骨與外板之間增設(shè)墊板。具體如圖1所示：

1.2 舭龍骨產(chǎn)生破壞情況

該型公務(wù)船在執(zhí)行任務(wù)遠(yuǎn)海航行中，曾多艘多次發(fā)生舭龍骨開(kāi)裂、脫落，甚至造成墊板處外板開(kāi)裂，導(dǎo)致海水從裂縫處向艙內(nèi)輕微滲漏。如圖2所示：

1.3 舭龍骨破壞原因分析

主要從兩方面進(jìn)行分析：

（1）從該型船的船型特點(diǎn)進(jìn)行分析，由于該型船航速高，方形系數(shù)小，因此舭龍骨設(shè)計(jì)寬而短，在單位長(zhǎng)度內(nèi)所受的外力矩大而集中；同時(shí)為控制船體重量，主船體設(shè)計(jì)為縱骨架式，外板較薄，橫向結(jié)構(gòu)間距較大，舭龍骨內(nèi)部對(duì)位處沒(méi)有結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，導(dǎo)致舭龍骨與船體舭部連接處結(jié)構(gòu)薄弱。

（2）從航區(qū)及作業(yè)環(huán)境進(jìn)行分析，由于該型船長(zhǎng)期航行于近海及遠(yuǎn)海航區(qū)執(zhí)行任務(wù)，其作業(yè)條件比較惡劣，經(jīng)常在大浪大風(fēng)中航行（有時(shí)浪高超過(guò)3m），船舶產(chǎn)生頻繁的橫搖、縱搖及升沉運(yùn)動(dòng)，舭龍骨根部及墊板與船體連接處長(zhǎng)期受水動(dòng)力作用的交變應(yīng)力影響，導(dǎo)致疲勞破壞，舭龍骨根部撕裂，甚至脫落，其墊板與舭部外板連接處產(chǎn)生開(kāi)裂，導(dǎo)致艙內(nèi)滲漏。

1.4 改裝方案

根據(jù)舭龍骨產(chǎn)生破壞的原因分析得出，由于該船航區(qū)及作業(yè)環(huán)境決定了舭龍骨受外力復(fù)雜，其平板式結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足它的受力要求，因此將舭龍骨由單板式結(jié)構(gòu)改為V型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部增設(shè)筋板，兩端傾斜過(guò)渡，減少阻力的影響，并對(duì)舭龍骨安裝區(qū)域的船體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)。改裝后經(jīng)航行驗(yàn)證，舭龍骨及船體舭部區(qū)域結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均滿足使用要求，且快速性基本不受影響。具體如圖3所示：

2 對(duì)舭龍骨設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考

舭龍骨是根據(jù)流體動(dòng)力的作用而產(chǎn)生穩(wěn)定力矩的一種減搖裝置，安裝在船體舭部?jī)蓚?cè)，是減少船舶搖擺的簡(jiǎn)便而有效的裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、效果好，且容易維護(hù)，因此，幾乎被所有海船所采用。但在設(shè)計(jì)時(shí)，必需根據(jù)船舶種類、船型特點(diǎn)、設(shè)計(jì)航區(qū)等要求選擇合適的結(jié)構(gòu)型式。

2.1 舭龍骨設(shè)計(jì)原則要求

舭龍骨在一舷的總面積S，一般為L(zhǎng)×B的1%～4%之間（L為船長(zhǎng)，B為船寬）。舭龍骨的寬度根據(jù)船型及結(jié)構(gòu)型式的不同，一般取0.2m～1.2m之間，平均約為船寬的2%～5%，通常方形系數(shù)較大的船舭龍骨寬度宜取小些，方形系數(shù)較小的船舭龍骨寬度宜取大些；連續(xù)舭龍骨，可取小些，間斷舭龍骨可取大些。舭龍骨越寬，減搖效果越好，但舭龍骨的寬度不得超出一定范圍。面積和寬度確定后，即可得出舭龍骨的長(zhǎng)度，一般約為船長(zhǎng)的1/4～3/4之間，一般航速較低，方形系數(shù)較大的船可取長(zhǎng)些，航速快，方形系數(shù)小的船可取短些。舭龍骨不能過(guò)分伸向首尾端，因?yàn)榇w線型首尾變化大，舭龍骨到橫搖中心的距離減小，所能提供的穩(wěn)定力矩很小，而且該處流線變化復(fù)雜，會(huì)增加航行時(shí)的阻力，同時(shí)船體的升沉運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)舭龍骨產(chǎn)生較大沖擊力矩，影響其強(qiáng)度。

2.2 舭龍骨分類及其特點(diǎn)

舭龍骨按結(jié)構(gòu)型式分為剛性結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)，剛性結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)為組合型式，如前面提到的V型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較好，但安裝時(shí)如密性不良，易于腐蝕；而柔性結(jié)構(gòu)采用平板形式，外緣通常設(shè)置圓鋼、半圓鋼或扁鋼，以增大剛性，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但強(qiáng)度較弱，對(duì)常期航行于環(huán)境惡劣的船舶不適用。兩種結(jié)構(gòu)型式的舭龍骨都有間斷或連續(xù)兩種形式。所有舭龍骨板與船體外板連接處需增設(shè)墊板過(guò)渡；在端部與外板相連處，航行中易受損傷，因此端部應(yīng)逐漸削斜，且首端的削斜部分長(zhǎng)度需更長(zhǎng)，與外板夾角需更小，且終止在船體內(nèi)部構(gòu)件的位置。

2.3 舭龍骨選型建議

平板式舭龍骨，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，生產(chǎn)成本低，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱，因此更適用于航速低，內(nèi)河及沿海航區(qū)船舶，作業(yè)海區(qū)風(fēng)浪較小，如貨船、交通艇、港內(nèi)拖船等，其舭龍骨受外力矩小，且相對(duì)比較穩(wěn)定，不容易造成損壞。

組合型式舭龍骨，通常采用V型結(jié)構(gòu)型式，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，缺點(diǎn)是制作復(fù)雜，生產(chǎn)成本相對(duì)較高。主要適用于航速高，近海及遠(yuǎn)海航區(qū)船舶，長(zhǎng)期作業(yè)于風(fēng)浪大、海況差海域的船，如遠(yuǎn)洋捕撈船、海軍艦艇、海警公務(wù)船等。

3 結(jié)束語(yǔ)

舭龍骨作為船體的一種被動(dòng)式減搖裝置，受力復(fù)雜，在一般船舶上廣泛采用。設(shè)計(jì)選型時(shí)沒(méi)有固定的模式，必需根據(jù)船舶的特點(diǎn)及作業(yè)環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，同時(shí)可參照相關(guān)母型船或相似船型的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行合理選型，盡量做到在提高適航性的同時(shí)，又能保證快速性。

參考文獻(xiàn)：

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