半潛船空船重量控制淺析

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1、半潛船空船重量控制淺析摘要：本文通過對半潛船空船重量的主要組成、結(jié)構(gòu)設(shè)計、船廠建造的空船重量控制研究，分析了某5萬噸半潛打撈船的結(jié)構(gòu)形式選取及材料選擇等因素對半潛船船體結(jié)構(gòu)設(shè)計，建造中施工工藝執(zhí)行及質(zhì)量監(jiān)控對空船重量控制的影響。對如何妥善處理好總體性能對空船重量的控制要求，又要保障船舶的強(qiáng)度，提出解決方法和措施。關(guān)鍵詞：半潛船船舶空船重量1.前言隨著海洋經(jīng)濟(jì)、海上資源開發(fā)工程的發(fā)展，市場對離岸石油設(shè)施及配套服務(wù)設(shè)施的需求增長，為海上工程提供服務(wù)的各種工程船舶已成為海上資源開采及勘探中不可缺少的組成部分。半潛船作為海上特種工程船在進(jìn)行海洋工程作業(yè)、重大件運輸項目及海上應(yīng)急搶險打撈的優(yōu)勢日益明顯

2、，在整個航運市場及海上應(yīng)急搶險打撈中扮演的角色也日益重要。半潛船是一種具有較大甲板面積，艏部和艉部有較高上層建筑（甲板室或浮箱），專門用于在甲板上裝/卸載體積或重量很大而又無法分割的超大型結(jié)構(gòu)物的船舶。在裝卸作業(yè)或操作需要時，半潛船除艏樓和浮箱外，主甲板以下船體均可潛入水下呈半潛狀態(tài)。由于半潛船半潛作業(yè)的要求，需要大量的壓載水艙來滿足完成下潛、起浮作業(yè)；又由于裝載運輸重大構(gòu)件貨物的要求，希望半潛船具有足夠大的裝載能力。因此，有效地控制和降低半潛船的空船重量，提高半潛船的載重量及其綜合性能指標(biāo)具有積極的現(xiàn)實主義。2.半潛船空船重量的組成半潛船的空船重量主要由船體結(jié)構(gòu)重量、舾裝重量、輪機(jī)重量、管

3、系重量以及電氣設(shè)備重量等組成，它們是固定重量，與裝載及作業(yè)工況無關(guān)。控制半潛船的空船重量要求必須在船舶設(shè)計時，船體、輪機(jī)、電氣、舾裝各專業(yè)就要給予充分考慮。空船重量輕了，則在最大壓載水裝載狀態(tài)下不能達(dá)到最大下潛深度；空船重量重了，則在航行運輸狀態(tài)不能達(dá)到規(guī)定的載重量指標(biāo)。半潛船船型與一般的普通貨船具有明顯區(qū)別，龐大的艏樓和主甲板上兩個高大的艉浮箱是半潛船船型的重要特征。半潛船的結(jié)構(gòu)重量占空船重量的比例較之一般的普通貨船要高，約占空船重量的80%，是構(gòu)成空船重量的主要部分。半潛船的工作狀態(tài)多、變化大，對重量重心控制的要求高。半潛船的空船重量及載重量之和構(gòu)成了滿載吃水時的排水量。合理有效地控制空

4、船重量，可最大限度地提高半潛船的裝載能力。另一方面，半潛船的作業(yè)特性要求以大量壓載水的裝載完成下潛作業(yè)任務(wù)，空船重量和壓載水的重量總和又是決定最大下潛深度的關(guān)鍵因素，增加空船重量又意味著可以減少壓載艙的艙容。因此控制半潛船的空船重量是一項非同于常規(guī)船舶的一項艱巨且關(guān)鍵的任務(wù)。3.半潛船空船重量控制分析空船重量重心的控制關(guān)系到半潛船設(shè)計、建造的成敗。半潛船設(shè)計時必須就空船重量對半潛船安全裝載和作業(yè)能力等方面進(jìn)行全面的分析與評估，制定空船重量重心的控制措施和指標(biāo)?？沾亓恐匦目刂频臏?zhǔn)確性和可靠性，可有力保證了半潛船載重量和下潛作業(yè)設(shè)計目的的順利實現(xiàn)。3.1主船體結(jié)構(gòu)重量的控制根據(jù)半潛船的作業(yè)特點

5、，其作業(yè)工況有：無限航區(qū)航行、半潛作業(yè)和甲板上貨（尾部或橫向）三種工況，每種工況又有許多種不同的裝載狀態(tài)。全船骨架形式的確定必須綜合考慮各工況及其不同狀態(tài)對強(qiáng)度的要求。3.1.1船體骨架形式的選取半潛船的骨架形式選取必須結(jié)合船舶主尺度以及其功能定位和用途?？紤]到搶險打撈和運營中重大型結(jié)構(gòu)件尾部上貨工況的情況（尾部上貨比橫向要求高，計算時考慮尾部上貨工況），某5萬噸半潛打撈船的主船體為雙甲板、雙底、單殼結(jié)構(gòu)，主甲板，平臺，縱壁（2道），舷側(cè)和船底均采用縱骨架式，主要構(gòu)件縱向連續(xù)構(gòu)件自船舯向艏、艉盡可能延伸并保持連續(xù)貫通，以保證船舶有足夠的總強(qiáng)度；同時又考慮到在打撈和運營中也存在橫向上貨的情況，

6、故甲板承載貨區(qū)沿船長方向每3個肋位（2400mm）設(shè)置橫向強(qiáng)框架用于支撐縱向構(gòu)件，全船設(shè)11道水密橫艙壁，水密橫艙壁扶強(qiáng)材垂向布置，以保證船體橫向強(qiáng)度。3.1.2中橫剖面結(jié)構(gòu)及材料船體中橫剖面是承受和傳遞船舶自身載荷、貨物載荷、靜水載荷和波浪載荷關(guān)鍵結(jié)構(gòu)；是空船重量重心控制、獲取較大剖面模數(shù)的主要方面；是提高船舶強(qiáng)度、確保半潛船功能（大裝載能力和下潛）實施的重要環(huán)節(jié)。中橫剖面上的結(jié)構(gòu)件布置會直接影響到總體結(jié)構(gòu)的合理性。以較簡單的結(jié)構(gòu)形式和較輕的結(jié)構(gòu)重量，獲取較大中剖面模數(shù)、傳承船舶的靜水彎矩和波浪彎矩，滿足總縱強(qiáng)度的要求，是船體結(jié)構(gòu)研究和設(shè)計的目標(biāo)，是半潛船空船結(jié)構(gòu)重量控制的關(guān)鍵。為此，中橫

7、剖面設(shè)計應(yīng)綜合考慮載荷（靜水彎矩和波浪彎矩）、骨架和骨材形式選取、材料選擇等因素影響。5萬噸半潛打撈船的結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件尺寸通過多種途徑對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸及形式優(yōu)化的結(jié)果為：（1）主船體（包括艏樓、艉浮箱）采用AH36、DH36或EH36高強(qiáng)度鋼，以盡量輕的鋼料重量獲取較大的剖面模數(shù)，使船體中橫剖面的設(shè)計既滿足總體性能對結(jié)構(gòu)重量的控制要求，又保障該船的總強(qiáng)度以及局部強(qiáng)度，使該船的結(jié)構(gòu)達(dá)到相對最優(yōu)化。（2）主甲板采用