船体结构开孔原则船体室编制1.适用范围本标准规定了船体结构开孔(含开口、切口)及管子、电缆在船体结构上开孔的规则和补强形式。
本标准适用于船长≥65m的钢质海船,其它类型的船舶可参照使用。
本标准适用于扬帆集团所有分公司2.引用规范或标准引用了中 国 船 级 社《钢质海船入级规范》〔2006〕中规定的条款;引用了中华人民共和国船舶行业标准《中国造船质量标准》〔2005〕中规定的条款;本文参照并引用了海外高桥造船有限公司Q/SWS 52-014-2003《船体强力构件开孔及补强》的企业标准;并结合本公司的实际施工情况编制而成。
上列规范和标准所包含的条款,通过在本文中引用,而构成为本文的条文。
本文出版时,所示版本均为有效。
但所有规范和标准都会被修订,因此在使用本文时,各方应探讨使用上列规范和标准最新版本的可能性。
3.开孔的类型在船体结构上常开有以下类型的孔:流水孔、透气孔、止漏孔、贯穿切口(或称贯穿孔)、人孔、减轻孔、过焊孔、止裂孔、工艺孔、舱口开孔、塞焊孔、锚穴孔、海底门开孔、电缆孔、管子孔4.结构类型在船体中,船体结构可以分为三类:次要类,主要类,特殊类,在主要类与特殊类结构上开孔需要注意, 且尽量少开孔.次要类⑴ 纵舱壁板,除主要类要求者外⑵ 露天甲板板,除主要类和特殊类要求者外⑶ 舷侧板次要构件: 一般是指板的扶强构件, 如肋骨、纵骨、横梁、舱壁扶强材、组合肋板的骨材等主要类⑴ 船底板,包括平板龙骨⑵ 强力甲板板,不包括特殊类要求的甲板板⑶ 强力甲板以上的纵向连续构件,不包括舱口围板⑷ 纵舱壁最上一列板⑸ 垂直列板( 舱口纵桁) 和顶边舱的最上一列斜板主要构件: 船体的主要支撑构件称为主要构件, 如强肋骨、舷侧纵桁、强横梁、甲板纵桁、实肋板、船底桁材、舱壁桁材等。
特殊类⑴ 强力甲板处的舷侧顶列板⑵ 强力甲板处的甲板边板⑶ 在纵舱壁处的甲板列板(不包括双壳船在内壳纵舱壁处的甲板板)⑷ 集装箱船和其他有类似舱口的船舶在货舱口角隅处与舷侧之间的强力甲板板⑸ 散货船、矿砂船、兼用船及其他有类似舱口的船舶在货舱口角隅处的强力甲板板⑹ 舭列板⑺ 长度超过0.15L 的纵向舱口围板(8) 纵向货舱舱口围板的端肘板和甲板室过渡5.开孔原则5.1 所有结构上的开口应尽量避开应力集中区域,如无法避开时应作相应的补偿,开口的角隅处均应有良好的圆角。
5.2 所有开孔应有光滑的边缘和足够大的圆角,圆角半径为开孔短轴的1/10,且不小于30mm。
开孔应远离切口和肘板趾部;高应力区禁止开孔或避免开孔;高强度钢构件(主要类与特殊类结构)尽量少开孔,若开孔应采用圆形或椭圆形;图15.4 凡船体结构上的开孔,都会影响船体结构的强度,因此尽可能不开孔。
若要在构件上开设超过规定的孔或在特殊部位(特殊类开孔,应事先与有关专业人员或船级社协商开孔位置,并应采取补强措施。
5.5 塞焊孔的长度应不小于90mm, 孔的宽度应不小于板厚的2 倍, 孔的端部呈半圆形, 孔的间距应不大于150mm 。
5.6 当船体构件采用挖孔间断焊时, 孔的两端应呈圆弧形, 并应光滑。
但在下列位置处, 不准开孔:(1) 在肘板趾端的应力集中区域内;(2) 与主支承构件相交时, 其主肋骨、纵骨及扶强材等的相交处两侧至少各230mm 区域内。
5.7 干舷甲板以下的防撞舱壁和货船干舷甲板以下的防撞舱壁,不应设置门、人孔、通风管道或其他开口(管子开孔与电缆开孔数量也受限制)。
5.8 船体各区域开孔的规定与要求.5.8.1 外板开孔5.8.1.1在船中部0.5L 区域内, 舭列板弯曲部分应尽量避免开口, 必需开口时,应开成长轴沿船长方向布置的椭圆形开口。
5.8.1.2 舷顶列板上的圆形孔, 如避开舷缘和舱口边线外的任何甲板开口, 且此孔的高度不超过舷顶列板高度的20% 或380mm( 以较小者为准) 时, 则一般不必补偿。
此项圆形孔应充分避开上层建筑端点。
圆弧形舷缘上不允许开口。
5.8.1.3舷顶列板与甲板边板的连接采用焊接时, 舷顶列板上缘应平整, 在船中部0.5L 范围内应避免焊接其他装置; 在此范围内或上层建筑间断处, 如舷顶列板高出甲板, 则在舷顶列板的甲板以上部分不应开流水孔。
5.8.1.4外板上的窗、舷窗、锚链孔、泄水孔和通海阀等开口,其角隅应有足够大的圆角。
对于船长L=65m或以下的船舶,如开口的宽度超过500mm,或对于船长L超过65m的船舶,如开口的宽度超过700mm,则开口的四周应用加强筋、加厚板予以加强。
5.8.1.5 舷门等开口角隅应采用足够大的圆角, 而且要避开上层建筑端点和货舱口边线外的甲板开口。
在船中部0.5L 范围内, 应完全补偿, 补偿可用加厚板或复板, 在船长方向应有足够长度。
5.8.1.6在干舷甲板以下大于450mm或夏季载重水线以上小于600mm的范围内设泄水孔和排水管时,均应设置止回阀。
5.8.1.7所有开口的布置应尽可能使肋骨、纵骨、舭龙骨的不连续性减至最小;5.8.1.8 外板开口的上述规定, 一般也适用于首、尾端部区域。
5.8.2 甲板开孔5.8.2.1当强力甲板上机炉舱、货舱开口的角隅是抛物线形或椭圆形时, 角隅处的甲板不需加厚板, 但应符合图2的规定。
5.8.2.2 当强力甲板上的机炉舱、货舱开口的角隅是圆形时, 角隅处要求加厚板,且角隅半径与舱口宽度之比不小于1/20, 但对于舱口围板处未设置甲板纵桁者不小于1/10。
如甲板伸进舱口围板内,圆形角隅的最小半径为300mm; 如舱口围板以套环形式与甲板内缘焊接时, 圆形角隅最小半径为150mm。
角隅处加厚板的尺寸应符合图3 的规定。
角隅处加厚板端接缝应与舱口围板的端接缝以及甲板骨架的角接焊缝错开, 加厚板的厚度应较强力甲板增加4mm。
图2 图35.8.2.3 在强力甲板舱口边线外的开口应尽量减少, 并应避开舱口角隅;所有开口角隅应有良好的圆角和光滑的边缘。
船中部桥楼和甲板室的端壁和货舱口角隅之间的强力甲板上应尽量避免开口。
5.8.2.4 在船中部0.5L 区域内, 强力甲板舱口线外的开口, 若开椭圆形孔,则要求开孔的长轴应沿船长方向布置;且在强力甲板甲板边板上开供管子等用的开口,其开口外缘与舷侧或舱口纵壁之间的距离应不小于该开口的直径。
5.8.2.5 下甲板开口应符合下述要求:(1) 第 2 甲板机舱、货舱开口角隅处要求加厚板, 厚度应较甲板增加2.5mm。
第 3 甲板及以下甲板( 包括平台甲板) 的舱口角隅处一般不要求加厚板;(2) 舱口线外的开口应尽量避开舱口角隅处和其他高应力区域5.8.2.6 集装箱船的甲板开孔要求如下表1:表1分类 角隅形式及尺度 备注集装箱 船对于强力甲板上的舱口,其开口角隅应为圆角。
近舷侧处的开口角隅半径应不小于(0.35+0.0005L)(m)(L 为船长,m);在强力甲板纵桁与横向甲板条相交处的角隅半径应不小于0.25m。
对于采用负半径的园角隅,设计方应提供技术依据。
对于邻接机舱的货舱,应尽可能加大其舱口的角隅半径,近似地可将其定为不小于0.04B(B 为船宽)。
在货舱区域内的舱口开口边线外的强力甲板上,一般不应设有任何开口。
在舱口的开口角隅处应设加厚板,其厚度应较强力甲板厚度增加15%。
对于邻接机舱的货舱,其舱口角隅处的加厚板厚度应较强力甲板增厚25%,且增厚值应不小于4mm,其材料应与强力甲板相同。
应将加厚板从开口边缘起前后各延伸1m 以上。
5.8.2.7 甲板开口的上述规定, 一般也适用于船中部0.5L 以外区域。
5.8.2.8 甲板开孔限制和要求: 管子和电缆穿过甲板的开孔,除应满足以下要求外,还应避开舱口角隅和高应力区;5.8.3 主要类结构(主要指实肋板,中桁材,旁桁材)开孔5.8.3.1所有肋板、旁桁材上均应开人孔; 除轻型肋板外,开孔的高度应不大于该处双层底高度的50%, 否则应予加强。
各肋板开孔位置在船长方向应尽量按直线排列, 以便利人员出入。
在肋板的端部和横舱壁处的1 个肋距内的旁桁材上, 不应开人孔和减轻孔, 否则开孔边缘应予加强。
且开孔要光滑。
在支柱下面的肋板及桁材一般不应开孔, 否则应作有效加强。
5.8.3.2 船中部0.75L 区域内, 中桁材上不应开人孔或减轻孔, 在个别特殊情况下一定要开孔时,应适当加强。
船中部0.75L 区域以外, 中桁材( 舱壁前后1 个肋距内除外) 上可以开孔, 但开孔的高度应不大于该处中桁材高度的40%。
5.8.3.3轻型肋板的开孔边缘至内外底距离应不小于中桁材高度(即开孔高度不大于桁材高度的0.6倍)的0.2倍。
5.8.4 主要构件的开孔5.8.4.1船体强力构件(主要构件)上的区域分类5.8.4.1.1 船体强力构件上的区域分类见表25.8.4.1.2 横向构件上的区域划分按图4a. 强横梁b. 横梁穿过纵桁图4 横向构件上的区域划分决定B区域方法见图5。
a). 定O、A点;b). ∠ OAB不大于45度时取C点,∠ OAB 大于45度时取B点;c). 按∠ OBE或∠ OCE’等于45度来定E或E’。
图5 决定B区域方法a. 纵骨b. 纵通制水板c. 纵通桁材图6 纵强度构件的区域划分5.8.4.1.4 5.8.4.1.2。
图8 支柱端部构件的区域划分5.8.4.1.6 防挠材、肘板构件的区域划分见图9。
a. 防挠材b. 肘板图9 防挠材、肘板构件的区域划分5.8.4.1.7 肋板端部的区域划分见图10。
a. 圆弧连接b. 肘板连接图10 肋板端部的区域划分图11 隔离舱内腹板的区域划分 5.8.4.1.9 中心线桁材端部的区域划分见图12。
图12 中心线桁材端部的区域划分5.8.4.2船体强力构件上的开孔5.8.4.2.1 甲板纵桁(或强横梁)的腹板高度应不小于横梁(或甲板纵骨)穿过处的切口高度的 1.6 倍。
对切口的设计,应使腹板上的应力集中为最小。
甲板纵桁(或强横梁)腹板的厚度应不小于其高度的1% 加4mm。
5.8.4.2.2 距甲板和距船底0.1D(其中D 为型深)范围内的纵向主要构件腹板上的开孔一般应作加强。
高腹板的纵向和横向桁材上所开设的通道孔,应提供适当补强以满足腹板抵抗局部变形和剪切屈曲。
5.8.4.2.5 腹板上开孔端至次要构件切口角隅的距离应相等,切口与开孔之间距离不要过近,应按5.8.4.3中规定设置。
开孔应有光滑的边缘和足够大的圆角;为通过次要构件而开的切口(贯穿孔),应使其产生的应力集中为最小。
切口的宽度应尽可能小,顶边应为弧形且具有尽可能大的角隅半径。
腹板直接连接的范围或(补板)搭接的尺寸应足以承受通过次要构件传递的载荷。
5.8.4.2.6 C区域应避免开孔,如必须开孔时,应对材料性质、周围状况、负荷大小作充分考虑,以决定开孔位置、尺寸和补强方法。