對某型公務船舭龍骨及舭部外板開裂滲漏事故的分析和思考

王燕

摘 要：船舶在海上航行時經(jīng)常受到外力矩的作用，如陣風的吹襲、海浪的沖擊等，船舶在水動力作用下，極易造成舭龍骨變形、撕裂等，嚴重情況下會造成船體結構破壞。下面對某型公務船舭龍骨及舭部外板開裂滲漏事故進行簡要分析，并對舭龍骨的改裝及設計進行探討。

關鍵詞：舭龍骨；破壞；改裝；設計

中圖分類號：U66 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0173-02

1 某型公務船舭龍骨及舭部外板開裂滲漏事故分析

1.1 概述

該型船總長102m，寬度10.6m，型深6.2m，航速26kn，全船主船體為縱骨架式的鋼質(zhì)全焊接結構。其舭龍骨為平板結構，為減小船體阻力采用間斷形式，舭龍骨寬度0.42m，外緣設置圓管，以增大鋼性。舭龍骨端部逐漸削斜并終止于內(nèi)部構件處，在舭龍骨與外板之間增設墊板。具體如圖1所示：

1.2 舭龍骨產(chǎn)生破壞情況

該型公務船在執(zhí)行任務遠海航行中，曾多艘多次發(fā)生舭龍骨開裂、脫落，甚至造成墊板處外板開裂，導致海水從裂縫處向艙內(nèi)輕微滲漏。如圖2所示：

1.3 舭龍骨破壞原因分析

主要從兩方面進行分析：

（1）從該型船的船型特點進行分析，由于該型船航速高，方形系數(shù)小，因此舭龍骨設計寬而短，在單位長度內(nèi)所受的外力矩大而集中；同時為控制船體重量，主船體設計為縱骨架式，外板較薄，橫向結構間距較大，舭龍骨內(nèi)部對位處沒有結構加強，導致舭龍骨與船體舭部連接處結構薄弱。

（2）從航區(qū)及作業(yè)環(huán)境進行分析，由于該型船長期航行于近海及遠海航區(qū)執(zhí)行任務，其作業(yè)條件比較惡劣，經(jīng)常在大浪大風中航行（有時浪高超過3m），船舶產(chǎn)生頻繁的橫搖、縱搖及升沉運動，舭龍骨根部及墊板與船體連接處長期受水動力作用的交變應力影響，導致疲勞破壞，舭龍骨根部撕裂，甚至脫落，其墊板與舭部外板連接處產(chǎn)生開裂，導致艙內(nèi)滲漏。

1.4 改裝方案

根據(jù)舭龍骨產(chǎn)生破壞的原因分析得出，由于該船航區(qū)及作業(yè)環(huán)境決定了舭龍骨受外力復雜，其平板式結構無法滿足它的受力要求，因此將舭龍骨由單板式結構改為V型結構，內(nèi)部增設筋板，兩端傾斜過渡，減少阻力的影響，并對舭龍骨安裝區(qū)域的船體內(nèi)部結構進行加強。改裝后經(jīng)航行驗證，舭龍骨及船體舭部區(qū)域結構強度均滿足使用要求，且快速性基本不受影響。具體如圖3所示：

2 對舭龍骨設計的幾點思考

舭龍骨是根據(jù)流體動力的作用而產(chǎn)生穩(wěn)定力矩的一種減搖裝置，安裝在船體舭部兩側，是減少船舶搖擺的簡便而有效的裝置，其結構簡單、造價低、效果好，且容易維護，因此，幾乎被所有海船所采用。但在設計時，必需根據(jù)船舶種類、船型特點、設計航區(qū)等要求選擇合適的結構型式。

2.1 舭龍骨設計原則要求

舭龍骨在一舷的總面積S，一般為L×B的1%～4%之間（L為船長，B為船寬）。舭龍骨的寬度根據(jù)船型及結構型式的不同，一般取0.2m～1.2m之間，平均約為船寬的2%～5%，通常方形系數(shù)較大的船舭龍骨寬度宜取小些，方形系數(shù)較小的船舭龍骨寬度宜取大些；連續(xù)舭龍骨，可取小些，間斷舭龍骨可取大些。舭龍骨越寬，減搖效果越好，但舭龍骨的寬度不得超出一定范圍。面積和寬度確定后，即可得出舭龍骨的長度，一般約為船長的1/4～3/4之間，一般航速較低，方形系數(shù)較大的船可取長些，航速快，方形系數(shù)小的船可取短些。舭龍骨不能過分伸向首尾端，因為船體線型首尾變化大，舭龍骨到橫搖中心的距離減小，所能提供的穩(wěn)定力矩很小，而且該處流線變化復雜，會增加航行時的阻力，同時船體的升沉運動會對舭龍骨產(chǎn)生較大沖擊力矩，影響其強度。

2.2 舭龍骨分類及其特點

舭龍骨按結構型式分為剛性結構和柔性結構，剛性結構較復雜，其結構為組合型式，如前面提到的V型結構，結構強度較好，但安裝時如密性不良，易于腐蝕；而柔性結構采用平板形式，外緣通常設置圓鋼、半圓鋼或扁鋼，以增大剛性，其結構簡單，但強度較弱，對常期航行于環(huán)境惡劣的船舶不適用。兩種結構型式的舭龍骨都有間斷或連續(xù)兩種形式。所有舭龍骨板與船體外板連接處需增設墊板過渡；在端部與外板相連處，航行中易受損傷，因此端部應逐漸削斜，且首端的削斜部分長度需更長，與外板夾角需更小，且終止在船體內(nèi)部構件的位置。

2.3 舭龍骨選型建議

平板式舭龍骨，其優(yōu)點是結構簡單，制作方便，生產(chǎn)成本低，缺點是結構強度較弱，因此更適用于航速低，內(nèi)河及沿海航區(qū)船舶，作業(yè)海區(qū)風浪較小，如貨船、交通艇、港內(nèi)拖船等，其舭龍骨受外力矩小，且相對比較穩(wěn)定，不容易造成損壞。

組合型式舭龍骨，通常采用V型結構型式，其優(yōu)點是結構強度好，缺點是制作復雜，生產(chǎn)成本相對較高。主要適用于航速高，近海及遠海航區(qū)船舶，長期作業(yè)于風浪大、海況差海域的船，如遠洋捕撈船、海軍艦艇、海警公務船等。

3 結束語

舭龍骨作為船體的一種被動式減搖裝置，受力復雜，在一般船舶上廣泛采用。設計選型時沒有固定的模式，必需根據(jù)船舶的特點及作業(yè)環(huán)境進行綜合考慮，同時可參照相關母型船或相似船型的設計經(jīng)驗，進行合理選型，盡量做到在提高適航性的同時，又能保證快速性。

參考文獻：

[1]船舶設計實用手冊（結構分冊）[M].

[2]武漢水運工程學院.船舶原理[M].endprint