甲板结构(deckconstruction)须承受总纵弯曲应力,货物的负载和波浪的冲击力等外力的作用,是保证船体总纵强度、横向强度、保持船体几何形状及保证船体上部水密的重要结构。由于营运、安装设备和进出人员的需要,在甲板上设置了各种不同的开口,这些开口破坏了甲板的连续性,减弱了结构的强度、刚度和稳定性,并在开口的角隅处易造成应力集中现象,因此在开口处都要对结构进行加强,从而使甲板结构显得比较复杂。
按骨架结构形式的不同,甲板结构可分成横骨架式(图1-2-23)和纵骨架式(图1-2-24)两种,其主要组成部分有甲板板(deck plating)、横梁(beam)、甲板纵桁(deck Sirder)、甲板纵骨(decklonSitudinal)、舱口围板(hatchcoaming)及支柱(pillar)等。
1.甲板板
甲板板按其作用可分成:强力甲板、遮蔽甲板、舱壁甲板、于舷甲板和量吨甲板等。当船铀受总纵弯曲应力时,受力最大的一层甲板叫强力甲板(strengthdeck),一般上甲板(upperdecl强力甲板。60年代建造的某些船舶,在其甲板上设有吨位舱口的开口,并在舱口设暂时性非水密封闭装置,这种甲板间舱(.tweendeckspace)既可装货又不计人总吨位和净吨位的甲板叫遮蔽甲板(shelterdeck)。水密横舱壁所达到的最高一层甲板叫舱壁甲板(bulkheaddeck)。计量干舷高度用的甲板称干舷甲板(freeboarddeck),通常是上甲板。丈量船舶吨位时的基准甲板叫量吨甲板(tonnagedeck),通常也是上甲板。遮蔽甲板不可作为干舷甲板和量吨甲板。
上甲板是各层甲板中最厚的一层,且规范规定在船中部0.4L区域内强力甲板的厚度应保持相同。甲板边板是上甲板中受力最大的,且容易被甲板积水腐蚀,因此必须连续,厚度也是上甲板中最厚的一列板。在船中0.4L区域内的甲板比首尾两端和大开口线以内区域的甲板厚。为防止甲板开口角隅处因应力集中而产生裂缝,该处应为抛物线形、椭圆形或圆形,并应采取加强措施。
2.横梁
横梁(beam)是甲板结构中的横向构件,起着承受甲板货、机器设备和甲板上浪时的水压力作用,同时还支撑舷侧,保证船体的横向强度。横骨架式结构中,横梁一般用尺寸较小的不等边角钢制成,并装设在每一肋位上用肘板与肋骨连接。位于货舱口横围板下的横梁叫舱口端梁(hatchendbeam),货舱开口范围内的横梁称半横梁(halfbeam),半横梁的尺寸与横梁相同,它一端由肘板与肋骨连接,另一端与舱口围板连接。在纵骨架式结构中一般每隔3~5档肋位装一强横梁(webbeam),作为甲板纵骨的支架,在其上开切口让甲板纵骨穿过。
3.甲板纵桁与甲板纵骨
在横骨架式结构中,甲板纵桁(decksirder)用尺寸较大的T型组合材制成,主要用来支撑横梁。甲板纵骨(decklon由tudinal)是纵骨架式甲板结构中的重要构件,一般用不等边角钢制成,其间距与船底纵骨相同,主要用来保证总纵强度,此外,还有主要用来支撑横梁的甲板纵桁。
4.舱口围板
舱口围板(hatchcoaming)是指设置于露天甲板(上甲板)货舱开口四周的纵向和横向并与甲板垂直的围板。其作用是保证工作人员安全,防止海水灌人舱内和增加甲板开口处的强度。
一般舱口围板在甲板上面的高度应不小于600min。舱口围板上缘一般用半圆钢加强,围板的外侧还有水平加强筋(horizontalstiffener)和防倾肘板(trippingbracket),以增加围板的刚性和防倾,纵向围板的下部与甲板纵桁处于同一直线上,兼作甲板纵桁的一部分。
舱口角隅处的加强方法有两种:一种是将舱口围板下伸超过甲板;另一种是将围板分成两块,分别焊在甲板开口边缘的上下面,在下面用菱形面板加强,如图1-2-25所示。
5.支柱
支柱(pillar)是舱内的竖向构件,其作用是支撑甲板骨架,承受轴向压缩力,保持船体竖向形状。
支柱的上端应位于甲板纵桁和横梁的交叉节点处,下端应在船底纵桁与肋板的交叉节点处。多层甲板船上下层甲板间的支柱一般应设置在同一垂直线上。对需载运大件货的舱,为不妨碍装卸货,通常采用悬臂梁(cantileverbeam)的结构形式来代替支柱。
6.梁拱和舷弧
梁拱(camber)是甲板板在两舷与舷顶列板交点的连线与纵中剖面线的交点,至横剖面中线与甲板板交点的垂直距离,简称为甲板的横向曲度,如图1-2-26所示。梁拱可增加甲板的强度,便于排泄甲板积水和增加储备浮力。梁拱的取值范围一般在船宽(B)的1/100—1/50之间,干货船的梁拱通常取B/50,客船的梁拱取B/80。
在甲板的纵向上,首尾高而中间低所形成的曲线叫舷弧线(sheerCHIVe)。在船长中点处舷弧线最低,从该点画一条与基线(basehne)平行的直线,则舷弧线上任一点量至该线的垂直距离就称为该点的舷弧(sheer),如图1—2-26所示。舷弧可增加储备浮力,便于甲板排水,减少甲板上浪和使船体外形更美观。舷弧的数值见表1—2-4,其中位于首垂线处的舷弧叫首舷弧(foresheer),位于尾垂线处的舷弧叫尾舷弧(aftersheer),首舷弧是尾舷弧的2倍。
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