船舶气囊下水的理论与实践.pdf

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1、中外船舶科技2015年第1期气(接上期)船舶气囊下水的理论与实践朱珉虎(江苏省船舶设计研究所，江苏镇江212003)3．1．8实例：4350DWT多用途货船起墩计算是用钢缆拴住船体，不让它下滑，图62就是用钢缆1)主尺度和下水参数拴住船体舭龙骨的一种安全措施。本船是一艘单桨、单舵、球尾和前倾首柱，航行钢缆的牵引力计算非常重要。已经发生的气囊于无限航区的多用途货船。具有首侧推装置、首尾下水失败案例中有相当一部分是因钢缆断裂引起连续干舷甲板。尾甲板、二甲板略有升高，短首楼，的。分析其原因，一是对牵引力估算不足，选用了过机舱和甲板室布置在船尾。细的钢缆，一是采用了不合格的钢缆或使用已久的总长L

2、OA／m约99．96磨损钢缆造成，所以起墩前应对钢缆牵引力进行核垂线间长PP／m96．00算。船宽／m16．00舯部船底平直部分宽度L／m12．9O型深D／m7．35吃水T／m4．88／5．1O方形系数／C0．8载重量／t约4350／4650吨位／GT3900集装箱数／TEU货舱150／舱盖75肋距，in0．7下水质量G／t1736．76图62用钢缆拴住船体(现场拍摄)如图63所示，钢缆上的牵引力F主要由两部下水质量纵向重心位置LCG／In一4．61分组成：一是倾斜的船体产生的平行于龙骨线的分2)计算起墩所需气囊数量力，它是使船体沿坡道下行的主要作用力；二是本船建造时墩木高度为0．8In

3、，拟采用“昌林”气囊滚动的阻力R，它能阻止船体下行的趋势，其牌CL5型高承载力船用橡胶气囊，其直径D=1．5方向与相反。in，长度L=15rn，额定使用压力Pe=0．11MPa，求起墩所需的气囊数量。本船起墩时，要求气囊工作高度H大于0．8m，气囊压缩量Z=D—H=1．5一O．8=0．7ITI■本船起墩所需的气囊数量按式(41)计算图63牵引力计算船底对气囊的正压力P垂直于船底平面，与重凡=0．001百韪百=．0．0．0．8．0．．x．1O．x．1．1．．71．．x．3．O．6．7．7．．x6．．x1．．29．98．—0—1力方向形成OZ角，其值等于：21．4只(实际起墩时，取整数22只

4、)。P=W·cos(43)3．1．9钢缆的牵引力核算引起船舶运动的下行力，其值应等于：在船舶气囊起墩作业中，最重要的安全措施就W=W·sina(44)作者简介：朱珉虎，男，高级工程师，研究方向为游艇设计与制造及船舶气囊下水技术。水中外船舶科技2015年第1期钢缆上的牵引力F等于这两部分之和：的许用拉力只有破断拉力的几分之一。F=W一R^=W·sint~一RA(45)钢丝绳的许用拉力按式(49)计算：尽管船底基平面与水平面的夹角Ot与坡道角【刀=，K(49)不同，但起墩时其差别很小，因此可用坡道角来式中：【7]为钢丝绳许用拉力；为钢丝绳的破断拉取代Ot，由此式(45)可写成：力；K为安全系

5、数。F=W·sinJB—R(46)文中列出了不同用途钢丝绳的安全系数，供参影响气囊滚动阻力的机理十分复杂，目前还没考：1)系船、拖拉用的大绳，K=3．5—4；2)卷扬有足够精确的计算方法和测试数据，但根据掌握的机、滑轮组用牵引钢丝绳，K=5～6；3)捆绑吊实践资料表明，可以用滚动阻力系数对其进行描索用钢丝绳，K=8～10。述，即滚动阻力可表达为船底正压力乘以滚动阻力3-2气囊运动学系数的值：气囊运动学研究了气囊的滚动机理、滚动速度RA=·P=·W·c0s(47)和滚动阻力。式中：为气囊滚动阻力系数，其数值与坡道坡度、3．2．1气囊运动速度地面质材、气囊充气压力大小以及气囊摆放等因素气囊在

6、船底下被压成扁平的形状，其不接触船有关。关于的计算将在下一节中讨论。底或地面的自由表面由于内部压力(垂直于囊壁)同样，式中船底基平面与水平面的夹角用坡和表面张力的作用而呈圆弧形。道角JB来取代，其误差不会太大。因此，起墩时钢缆当船体相对于地面移动一个微量的距离s时，的牵引力可按式(48)核算：如果气囊的外表面与船底或地面的摩擦力足够大，F≥·sin卢一／z·W·COS(48)大到不产生相对运动，则气囊上下表面会产生一个上述内容核算的是一根钢缆的受力，当采用二相对位移s，气囊产生剪切变形。在图64中，黑色轮根钢缆拴住船体时，则每根钢缆的许用拉力应大于廓是气囊未变形时的形状，产生剪切变形后的

7、瞬间m。形状用虚线表示。在钢缆牵引力的计算中存在许多不确定因素，力如：1)钢缆牵引力的方向与船体下滑力的方向不一移的力致；2)船体下水时估算的重量存在偏差；3)坡道的角度测量存在偏差；4)用坡道角取代船体的实际“倾斜角0c会引起误差；5)环境影响，如风力的影簪响；6)采用二根钢缆牵引时，会产生不平衡力。为了珠平媲降低这些不确定因素，可在选用钢丝绳时引进安全图64气囊在滚动时的形状变化系数。钢丝绳的安全系数是破断拉力与许用拉力由于气囊