5.5万吨化学品船甲板走桥设计研究_徐超.pdf

-39-作者简介：徐超（1984-），男，高级工程师，船舶舾装设计。5.55.5 万吨化学品船甲板走桥设计研究万吨化学品船甲板走桥设计研究徐超（广船国际技术中心）摘要：在研究载重线公约对甲板走桥舾装设计要求的基础上，结合目前公司标准化和轻量化的推行，对 5.5万吨化学品兼成品油船的走桥及其附属舾装件，进行了介绍和研究，提出了标准化设计的思路。在合理利用甲板空间的同时，提高了舾装件的标准化及轻量化，对类似船型的设计工作有一定的借鉴作用。关键词：化学品船；甲板走桥；轻量化；标准化DOI：10.3969/j.issn.2095-4506.2023.01.0110前言5.5 万吨化学品成品油系列船（以下简称 5.5 万吨船）是 IMO II 型 MR 化学品船，该船船长 183 米，型宽 35 米，设计吃水 10.5 米，服务航速 14 节，能够装载 22 种不同类的化学品，同时该船还安装了开放式除硫系统及 SCR 系统，满足国际海事组织(IMO)最新排放要求，并为后续进行 LNG 双燃料改装预留了空间，取得了 LR GR（A）的入级符号，是公司品牌系列里的精品船舶。化学品船的甲板走桥通道在船舶运营过程中扮演着极其重要的角色，一般位于船舶中心线附近，该处管路布局密集，同时考虑 LNG 双燃料改装，空间狭小，对于综合走向及支撑稳固等有比较高的要求，因此合理的设计显得格外重要。本文基于载重线公约的要求，对 5.5 万吨船甲板区域的走桥及其附属舾装件的设计方法和布置要求进行论述，从公司目前推行的规范化标准化轻量化的设计角度来分析 5.5 万吨船设计过程中的亮点，以便新船设计借鉴。1载重线公约要求为保护船员安全，船上应提供相应措施，使船员即使在恶劣气候条件下也能安全从上建生活区通往船艏，此安全措施通常是甲板面的安全通道或在上建 A 甲板水平面的坚固走桥。目前化学品船的货舱甲板多采用反向结构的设计，其一是为了减少舱内结构,更容易保证内部舱壁的特涂质量，同时舱内无结构遮挡，使液货舱的洗舱更便捷，因此化学品船的甲板安全措施通常采用固定式走桥，载重线公约的具体要求如下：（1）位于上层建筑甲板面或以上；（2）位于船舶中心线处或尽实际可能靠近船舶中心线处；（3）其位置不会妨碍穿过甲板工作区域的方便通道；（4）提供一个至少宽 1 m 的连续平台；（5）由防火和防滑材料构成；（6）在其全长范围内两侧装设栏杆，栏杆应至少高 1 m，并由间距不大于 1.5 m 的撑柱支持；（7）每侧设置挡脚板；（8）走桥上需设有侧桥通往甲板，并配备梯道，前后侧桥开口的间距应不大于 40 m；（9）如横跨露天甲板的长度超过 70 m，在走桥上应设置前后间距不超过 45 m 的防浪亭。每个防浪亭应至少能容纳一人，且其结构应能在前部、左舷和右舷提供风浪防护。2上甲板走桥设计5.5 万吨船在上甲板中心线布置了一条从居住处所 A 甲板通往艏楼系泊甲板的永久性走桥，其上设置栏杆扶手和玻璃钢格栅，并与集管区平台、侧桥、防浪亭、泡沫炮平台、PV 阀平台等相互衔接，形成了船员在甲板区域操作行走的主要通道。2.1走桥设计遵循载重线公约的要求，同时考虑人员通行的舒适度，我司常规化学品船走桥宽度一般设计在1200mm1300mm 之间。5.5 万吨船在降本优化考虑后，将中间走桥的净宽取值 1000mm，相关节点如图1 所示。不仅舾装重量减轻，而且玻璃钢格栅的面积也减少约 20%，节省成本。在设计交底阶段，告知相关制作方和质检部门，控制好走桥宽度尺寸的精度，以保证最终布置满足规范要求。2.2侧桥设计在走桥上需布置有通向上甲板的横向通道（侧桥），布置时可兼顾甲板机械的操作检修，但前后间距跨度需保证不超过 40m。规范中对侧桥的通行宽度没有强制要求，我司常规自主设计液货船设计宽度基本与中间走桥等宽，本船在考虑减重降本方面进行了适当优化，将侧桥的宽度选定在 750mm，使其与 700mm 宽的下甲板斜梯匹配通行，节点如图2 所示。在不影响舒适度的前提下，不仅减轻了舾装件重量，同时也减少了框架面铺设的格栅面积，降本效果显著。GSI SHIPBUILDING TECHNOLOGY广船科技2023 年第 1 期(总第 164 期)-40-2.3防浪亭设计按照规范要求，在上甲板中间走桥通道上需设置防风雨遮蔽装置，至少能容纳 1 人，由钢板结构组成，内部设计风暴扶手，且其左舷、右舷、船艏方向均能受到风浪防护，相邻防浪亭的前后间距不能超过 45 m。防浪亭的设计型式目前已形成企业标准，可参考 Q/GSIJ0207010-2012 船用休息亭。该型式在化学品船基本通用，可标准化制作，与走桥框架相邻设置，如图 3 所示。2.4集管区通道设计根据化学品船的性能特点，中部加油站的集管区尽量考虑设计成大平台，使其通道与走桥衔接，除了能方便进行集管区阀件的操作维护之外，还可用于货油软管、通岸接头、洗舱药剂等船东物品的存放，为船员使用提供便利。另外化学品船的中部集管区附近还设计有取样间、除湿机间等处所，船员装卸货中需频繁出入，从走桥通往相关处所的便捷通道在设计中也需综合考虑，以方便船员的装卸货操作。化学品船的货油软管吊通常都布置在加油站区域中间，5.5 万吨化学品船也是在船中布置有 1 台软管吊，走桥通道在设计时需围绕吊机筒体布置，保证筒体周围有至少 1m 宽的通行空间，如图 4 所示。另外，甲板泡沫也是化学品船常规配置的灭火系统,在甲板上需配置消防炮和消防枪，具体数量由设备厂家按规范要求计算提供，以保证整个货舱甲板消防的全面覆盖。为便于船员操作，常规将泡沫炮平台设计在走桥旁，以便于应急操作。因此，在甲板走桥的综合构思时，也需一并考虑，保证有适当的消防操作空间。徐超：5.5 万吨化学品船甲板走桥设计研究图 1走桥典型图图 2侧桥典型图图 3防浪亭典型图-41-2.5PV 阀操作平台设计对于化学品船液货舱的 PV 阀，其布置位置应尽可能高于上甲板，且不低于走桥平台之上 3m，同时需相应设置操作平台，便于船员后期的检修和维护，液货舱越多，匹配设计的操作平台也就越多。在常规液货船设计过程中，PV 阀操作平台的形式多种多样，经常发生由于设计强度不够，在试航过程中振动较大的情况，需要现场增加大量的支撑。5.5万吨船在设计初期，与船东方咨询其成熟应用经验，将 PV 阀操作平台与走桥框架设计成组合式，如图 5所示。此型式的 PV 阀操作平台可轻易从走桥面上下，且一个平台可兼顾左、右舱的 PV 阀检修，不仅减少了平台的数量，其重量也相对常规船有所减轻，另外其结构十分稳固，在试航过程中得到了船东船检的一致好评。因这种型式的 PV 阀操作平台尺寸与走桥宽度一致，以后类似的新船可参考形成标准化设计。3走桥标准化探讨综上所述，甲板走桥的整体布置涉及范围较广，对货舱区域甲板面的综合布置有较大影响。在设计初期，应考虑最大化减轻舾装重量，将走桥主体宽度选定为规范要求的最小值 1000mm，纵向以甲板强肋骨间距作为其支撑立柱布置的基准，同时辅以甲板面大型管支架横梁作为支撑调节。设计人员还应考虑走桥构件的强度，固化框架型材和支撑材料的选择，通过合理地单元划分，走桥框架主体部分是可以进行标准化模块设计的。同样道理，横桥的框架构件也可固定宽度 750mm 后标准化设计。作为走桥通道面防护的栏杆，除去在横桥、泡沫平台、防浪亭等干涉区间需进行特殊处理外，其余长距离连续区间也可以考虑制作成栏杆片体标准化设计。另图 5PV 操作平台外，结合上文提到的可考虑标准化设计的防浪亭和PV 阀操作平台，以及目前已标准化普及的甲板梯道，走桥单元的标准化设计将指日可待。当然，对于干扰走桥设计标准化的主要因素，设计人员要提前考虑，及时进行沟通协调化解，并大胆推行，若是能协同船体专业将 5 万吨 MR 船型的结构肋骨间距固化为标准值，整个甲板走桥舾装的标准化设计也将取得质的飞跃。船舶舾装标准化和轻量化是公司目前强力推行的设计理念，它不仅能提高设计人员的工作效率，同时还能有效提高设计出图质量。另外，对舾装件实施标准化，可以简化舾装件的采购类型，提高舾装件通用性，有利于外协厂家的批量制作，也便于物资部的舾装配套管理，减小库存物资积压，进一步节省成本。4结束语化学品船的走桥单元是甲板舾装设计的重难点，实现对其标准化、轻量化设计，不仅可以在整体上减少冗余设计，减轻重量，还可以有效的提高设计质量，节省采购成本，提高现场施工效率，进而提升企业综合竞争力。希望以后的新船型能集思广益，在设计中多考虑舾装标准化设计，为提高公司效益做贡献。投稿日期：2021-5-6图 4软管吊区域走桥布置图GSI SHIPBUILDING TECHNOLOGY广船科技2023 年第 1 期(总第 164 期)