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近些年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)以及陸上資源的日漸枯竭，資源開(kāi)發(fā)向海洋進(jìn)軍已成必然趨勢(shì)。目前水深300m以內(nèi)淺海域的海上固定式平臺(tái)通常采用樁基式導(dǎo)管架平臺(tái)形式，駁船是大型導(dǎo)管架滑移下水及組塊“浮托”安裝的主力工程船，其設(shè)計(jì)、建造也越來(lái)越多的受到人們的關(guān)注。在進(jìn)行浮托安裝時(shí)，組塊結(jié)構(gòu)通常被固定在駁船舷部，且需要滿足導(dǎo)管架樁腿的間距，導(dǎo)管架下水時(shí)，船體尾部近1/3沒(méi)入水中，需要尾部增加浮箱，以提供足夠的穩(wěn)性和強(qiáng)度，因此將駁船設(shè)計(jì)成舷昵船寬不同的T型，可以同時(shí)滿足二者的使用要求。T型駁船舷昵不同寬度及沿船長(zhǎng)方向的分布需要根據(jù)導(dǎo)管架下水以及浮托的噸位要求進(jìn)行確定。船寬過(guò)渡區(qū)域通常集中在船體中部，船中區(qū)域恰恰為總縱強(qiáng)度最大彎矩以及剪力出現(xiàn)的位置，因此對(duì)于船中區(qū)域的合理設(shè)計(jì)，是避免應(yīng)力集中，保證駁船安全及滿足使用要求的重要因素。本研究通過(guò)一艘新建的18000噸級(jí)T型駁船的過(guò)渡區(qū)域的設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度分析，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行探討總結(jié)，可以為今后類似駁船的設(shè)計(jì)提供有效的參考。
目前已經(jīng)建成的幾艘T型駁船均為普通駁船對(duì)船寬進(jìn)行處理改造而成，而本研究的是一艘直接設(shè)計(jì)建造的T型駁船。該船船長(zhǎng)180m，船寬為52.5m/36.0m，可滿足18000t導(dǎo)管架下水及18000t組塊浮托安裝的需求，同時(shí)可完成30000t貨物及設(shè)備的運(yùn)輸。與改造船舶相比，新建駁船可以不受原有船體結(jié)構(gòu)及分艙布置的約束，在過(guò)渡區(qū)域的選擇上更容易取長(zhǎng)補(bǔ)短，使設(shè)計(jì)更加合理。在過(guò)渡區(qū)的設(shè)計(jì)上采用以下幾種方式：
1)首先通過(guò)不同長(zhǎng)度及位置的過(guò)渡區(qū)域?qū)Ρ�，在滿足使用需求下，優(yōu)化確定FR36至FR40為過(guò)渡段(過(guò)渡區(qū)如圖所示，橫框架FR間距為2.5m。
2)同時(shí)為了保證縱向構(gòu)件的連續(xù)性，距縱中剖面18m縱艙壁設(shè)計(jì)成連續(xù)結(jié)構(gòu)，即船首為舷側(cè)外板、船尾為水密縱艙壁的結(jié)構(gòu)。
3)過(guò)渡區(qū)與36m寬舷部船體連接處，甲板及舷列板不僅承受總縱彎曲帶來(lái)的較大的拉壓應(yīng)力，同時(shí)由于線型變化會(huì)帶來(lái)很強(qiáng)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)中局部合理范圍采用50mm以上抗層狀撕裂的Z向陛能鋼材可以有效的保證船體強(qiáng)度(厚度區(qū)域見(jiàn)圖)。
4)爪部及舷側(cè)處50以上的鋼板采用直角形式，而其他位置毗部采用圓弧形狀，在毗部過(guò)渡區(qū)設(shè)置一定長(zhǎng)度的“圓轉(zhuǎn)方”結(jié)構(gòu)，便于載荷傳遞。
5)結(jié)構(gòu)件的布置及尺寸滿足中國(guó)船級(jí)社(以下稱“CCS”)《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》(以下稱《鋼規(guī)》)的要求，并通過(guò)下文的詳細(xì)有限元分析最終確定結(jié)構(gòu)尺寸。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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