一种艏侧推外部加强结构研究

李 松，符 洋，刘 佳，刘旭东

（烟台中集来福士海洋工程有限公司，山东烟台 264000）

一种艏侧推外部加强结构研究

李 松，符 洋，刘 佳，刘旭东

（烟台中集来福士海洋工程有限公司，山东烟台 264000）

文章描述了一种艏侧推管端部外板外部船体的加强结构。艏侧推外部加强结构对应于船舶的艏侧推管开口的外部设置，艏侧推开口内设置有侧推管。该艏侧推外部加强结构包括包笼板和包围艏侧推开口，并与侧推管以及船舶的主船体外板焊接，形成一腔式密闭空间，并具有与船舶艏部流线型一致的光顺线型体外型；还包括过渡板和内部加强肋板等。该新型艏侧推外部加强结构可有效地降低艏侧推开口对船体结构的削弱。

艏侧推开口；加强结构；扇贝形；包笼板

0 引言

对于具备卫星定位功能的球鼻艏型船舶，需要在船首布置多个艏侧推。最前端的艏侧推通常布置在船体结构较弱的位置，并且艏侧推的圆形开口对船舶总体强度削弱很大。加强方法可以采用增强船体本身强度的方法，但因艏部空间有限，难以实现理想的设计结构形式并达到有效的加强效果。单纯地增加构件本身的尺寸会急剧增加艏部重量。本文介绍了一种外部加强结构，创造了一种实用有效的艏侧推管外部加强结构型式，实现生产和船舶设计之需。

1 技术方案

为有效地对艏侧推开口进行结构增强，本加强结构采用船体外部结构增强的形式。因为是在外部增加结构，需要考虑船舶航行时的液体流向，减小航行阻力，进行外壳结构光顺，所以包笼开口的外部结构做成类似扇贝的凸出外形[1]。一方面达到增加船体强度的目的，另一方面，不影响船体流线外型，保证船舶具有正常的航行性能。

艏侧推开口加强结构由包笼外板、方格框架和过渡板三部分组成。其中，前述的包笼外板采用流线型结构外型，厚度一般采用PL17左右，等级为A级的船舶结构钢。所述的方格框架设置在包拢外板内部，主要起支撑包笼外板的作用，它由船用钢板焊接而成，钢板一般采用厚度PL14左右，等级为A级的船舶结构钢。进一步地，在包笼外板内部布置的方格状结构框架与主船体外板焊接，方格框架与包笼的外板采用塞焊的方式焊接[2-3]。为保证焊接质量，通常在塞焊的地方，方格框架与包笼外板之间衬以扁钢条来增强焊接强度。前述的过渡板，通常采用厚度为PL25左右，等级为A级船用结构钢。由于侧推管要向外侧延伸至可以和包笼外板相衔接的位置，为避免侧推管和包笼外板直接连接形成锐角，因此在它们之间设置一斜坡过渡板连接[4]。进一步地，过渡板与包笼外板之间，根据焊接工艺可行性，可辅以直径50 mm左右、等级为Q345D的圆钢过渡焊接[5]。

最终，包笼板、过渡板、侧推管与主船体外板之间，由方格框架支撑形成一个腔式密闭空间。此腔式外形则为包笼板的外型，呈凸出的扇贝光顺外型[3]。

2 设计方案附图及附图说明

设计方案详见图1～图8。

如图1～图8所示，艏侧推管沿两端向船体外延伸，加强包笼部分布置结构网格[6]。包笼外板2采用流线型结构外型，其厚度用PL17左右，等级用船舶结构钢A级。包笼外板2内部布置方格状结构框架5与主船体外板1焊接，方格框架5与包笼的外板2采用塞焊的方式焊接。方格框架厚度用PL14左右，等级为A级的船舶结构钢。在塞焊的地方，方格框架5与包笼外板2之间衬以FB50×12扁钢条8增强焊接质量。将艏侧推管4向外侧延伸至可以和包笼外板2相衔接的位置。为避免艏侧推管4和包笼外板2直接连接形成锐角，在它们之间设置一斜坡过渡板3连接。过渡板3厚度用PL25左右，等级为A级的船舶结构钢，过渡板3与包笼外板2之间，根据焊接工艺可行性，可辅以直径50 mm左右的焊接过渡圆钢6过渡焊接。最终，包笼板2、过渡板3、艏侧推管4与主船体外板1之间，由方格框架5支撑形成一个腔式密闭空间。此腔式外形则为包笼板的外型，呈凸出的扇贝光顺外型。

3 结论

本结构可以有效地加强艏侧推开口对船体结构的削弱。外型凸出而且美观，适用于各种艏部安装有侧推管的钢质船舶。此结构已经在30 000 t自卸式柔性管铺石船Van Oord上应用，并取得良好效果。

[1]王承权, 代海波, 廖银波.高速船舶船体构件的稳定性[J].船海工程, 2005(5): 19-24.

[2]ABS.Rules for Building and Classing Steel Vessels (Part 3 Hull Construction and Equipment)[S].2009.

[3]IACS.No.47 Shipbuilding and Repair Quality Standard[S].2012.

[4]林洪玲, 郑素青.船体构件裂纹的分析与修理[J].中国修船, 2009, 22(5): 33-34.

[5]杨佑宗, 王明君, 孟志扬, 等.船艉整流鳍在实船上的应用与研究[J].中国造船, 2001, 42(2): 12-18.

[6]王逸英, 刘文斌, 黄巍巍, 等.全回转推进器底座安装工艺[J].黑龙江科技信息, 2012(7): 78.

Study of an External Strengthening Structure of Bow Thruster

Li Song, Fu Yang, Liu Jia, Liu Xudong
(Yantai CIMC Raffles Offshore Ltd., Shandong Yantai 264000, China)

The article shows a kind of external strengthen structure of bow thruster.The external strengthen structure corresponds to an external device of bow thruster opening.The thruster pipes are set in the opening.Encircling the bow thruster opening, the surrounded plates are welded with the shell plates of the main hull and the bow thruster pipe which is set in internal strengthening structure.A cavity enclosed space is formed with fairing shape consisting with bow of hull body lines.The transition plate and internal strengthening rib are also included.The new type of external strengthening structure can effectively reduce the weakening of the bow thruster opening to the hull structure strength.

bow thruster opening; strengthening structure; scallop shape; surrounded plate

U664.3

A

10.14141/j.31-1981.2017.01.006

李松（1983—），男，工程师，研究方向：船舶海洋工程结构设计。