半潜驳船型特点及检验要点分析

半潜驳船型特点及检验要点分析
刘海燕
【摘要】鉴于半潜驳船其船型的特殊性,该文对其结构特点进行了分析,并针对其结构布置的特殊性,对建造检验过程中一些试验方法及法规方面检验要点进行了分析,对该类船舶的建造与检验具有一定借鉴意义.
【期刊名称】《造船技术》
【年(卷),期】2015(000)005
【总页数】5页(P96-100)
【关键词】半潜驳;结构特点;试验方法;检验要点
【作者】刘海燕
【作者单位】中国船级社泰州办事处,江苏泰州225330
【正文语种】中文
【中图分类】U662
半潜驳是海洋开发过程中运载大型结构物的运输船舶，它的甲板承载作业面较大，具有较强的压载水系统，可使船舶在数小时内完成深沉作业。

近年来半潜驳在海洋领域的开发中得到越来越多的应用。

半潜驳结构并不复杂，其主要特点是有四个浮力塔楼。

浮力塔楼与主船体的连接处属于高应力区域，在建造过程中应给予关注。

这里以某一半潜驳沉浮工况为例做分析，讨论其受力情况，以了解半潜驳结构受力特点。

该船主船体由浮箱和四个箱形浮力塔楼构成，浮箱与塔楼为整体式，底部浮箱与上方浮力塔楼相连，相互贯通，
构成最大的NO.1、NO.5压载舱，主船体中部设有多个压载舱，总布置图如图1
所示。

从图2～图5中可以看出，船体结构大应力区域出现在船体与浮力塔楼的连接处，因此在建造过程中应当关注浮力塔楼与船体结构的对位情况，保证应力的有效传递。

另一方面要注意船体与浮箱连接焊缝焊接质量，避免这种大应力区域在船舶使用过程中出现疲劳裂纹，从而影响结构强度。

半潜船与常规船相比舱室强度试验有所差异，因此按常规船型来做强度试验有可能导致船体结构受损。

下面对半潜驳的舱室强度试验方法做详细论述。

该船设有四个箱型浮力塔楼，底部设有多个压载舱，底部压载水舱与上方浮力塔楼相连，相互贯通，构成最大的NO.1、NO.5压载舱，舱顶距舱底距离分别高达23.40 m、23.10 m。

若按常规船型处理，依据《国内航行海船入级规则》该船的压载舱结构试验水压头应取溢流管水压头或舱顶以上2.4 m(取大者)[1]，即：NO.1、NO.5压载舱水压头高度需取舱顶以上2.4 m。

试验时水位距压载舱底板
高达近26 m，有可能超过船体结构所能承受的压力。

《国内航行海船建造规范》中对半潜船局部强度要求如下所述，可以通过了解船体强度的设计要求来设定合理的试验压力。

3.1 半潜船局部强度计算要求[2]
《国内航行海船建造规范》第15章第2节对半潜船在沉浮作业工况下局部强度计算要求如下。

构成压载水舱、油舱、淡水舱、污水舱、空舱等舱壁周界的板材厚度t，应不小于按下式计算所得之值，且应不小于7.5 mm：
t=t0+2.5 mm
式中其中，当l/s<4时，t0还应乘以；s为扶强材间距，mm；h为计算压头，m，见表1，且从板列下缘量起；l为扶强材跨距，m。

因此考虑半潜船设计强度，舱室强度试验水压头应当参照其沉浮过程中舱壁内外最大压差来选取试验水压头高度。

这一点与常规船型做法有异，在建造过程中应全面考虑，以免试验对船体结构造成破坏。

3.2 试验方法
依据上述分析，该船舱室强度试验水压头高度选取应根据舱壁内外形成的最大液位差来选取，要找到沉浮过程中最大液位差，这里就要引入沉浮曲线相关概念。

为了直观地反映半潜驳在沉浮过程中排水量和压载水量随吃水的变化情况，就需要绘制一张沉浮曲线图。

该图不仅是对常规的静水力曲线图的一种补充和完善，更重要的是能反映出各种状态下舱室内外的水压差[3]。

该船压载舱采用水泵抽排水，不采用压缩空气排压载水。

依据规范中表1的要求，试验压头高度取该处最大水位差对应的水压头高度。

该船沉浮曲线图如图6所示。

从该船沉浮曲线上可以看出，船体内外最大压差出现在船舶吃水5.8 m时，此时NO.1、NO.5压载舱内外压差为4.2 m水柱高。

空舱、通道等的水密周界试验水压头取到最大沉升水面的垂直距离，且不小于3.5 m。

根据该船最大沉升情况，取该船达到最大潜深时水压头高度。

该试验可在该船进行沉浮试验时同时来做，以验证舱壁强度。

依据表1的要求，试验水压头应取舱壁两侧之间可能出现的最大压差，且不小于3.5 m。

考虑到该船在沉浮作业时各舱室同时打压载水的情况，相连压载舱公共舱壁两侧之间几乎不存在压力差，因此依据表1要求，试验水压头取3.5 m。

中间舱室的舱强试验可在船舶下水后各舱室单独压水来做。

半潜驳船开口位置高度的设定也有别于常规船型，特别是通风筒、小舱口、门槛高度的要求与常规船有所不同。

《国内航行海船法定技术规则》中对通风筒、小舱口、门槛高度要求主要根据该关闭设备所处的位置来定的。

这里就涉及到位置1、和位置2的概念。

《国内航行海船法定技术规则》第3篇第2章对“位置1”定义为：在露天的干舷甲板上和后升高甲板上，以及位于从首垂线起1/4 船长以前的露天上层建筑甲板上；“位置2”定义为：在位于从首垂线起1/4 船长以后，且在干舷甲板以上至少一个标准上层建筑高度的露天上层建筑甲板上[4] 。

《国内航行海船法定技术规则》第3篇第5章对半潜船上通风筒、小舱口等开口要求如下：最大沉深水线以上第1 层甲板为露天甲板时，其上的开口应满足本篇第2 章有关位置1 处开口的规定。

最大沉深水线以上第2 层甲板为露天甲板时，其上的开口应设有合适的关闭装置，其高度应满足本篇第2 章有关位置2 处开口的规定 [4] 。

该船最大沉升线以上第一层甲板为顶甲板，距干舷甲板高20.8 m，故按法规对半潜船的要求，该船顶甲板上的开口需满足“位置1”的要求。

因此布置在顶甲板上的通风筒围板高度至少900 mm，而不能按照常规船型来取，这一点与常规船型要求有所区别。

小舱口舱口围板高度、风雨密门门槛高度等开口要求与此类似。

透气管高度选取是按照其所在位置是否为干舷甲板来决定的，干舷甲板上空气管高度至少为760 mm，上层建筑甲板上空气管高度至少为450 mm。

该船干舷甲板为举升甲板，相关空气管位于顶甲板，因此其高度至少为450 mm。

半潜驳在船舶建造完毕后需进行沉浮试验，这一点类似于浮船坞。

沉浮试验的目的主要有三方面，一是验证船舶能否达到最大下潜深度，二是验证下潜及上浮所需时间，三是验证上述的舱室强度。

船舶在下沉阶段后期，在压载舱顶部会逐渐形成一层气垫以确保船舶安全及控制船舶最大下沉量。

空气透气管的下端延伸至压载水舱一定深度，在沉浮试验时，外部水流进入压载舱，当水位高于空气管下口时，压载水舱内空气无法排出，从而在压载水舱顶部形成气垫，当舱内气垫压力与与外部压力达到平衡时船舶不再下潜。

因此半潜驳的最大下潜深度可以通过调节压载水舱空气透气管下端开口位置来实现船
舶最大下潜深度。

船舶建造时最大下潜深度是理论设计得出的，建造时会留有一定的量，初次沉浮试验时一般不会刚好达到下潜最大深度。

通过试验将半潜驳实际最大下潜深度与设计最大下潜深度比较，根据实际差值，通过计算来调整空气透气管下端开口位置,从而控制水流进入压载舱的流量，达到控制半潜驳最大下潜深度的目的。

结合上述舱室强度的要求可知，在船舶下潜吃水达到5.8 m时压载舱舱壁内外形成最大压力差，此时可验证压载舱的结构强度；在船舶达到最大下潜深度时空舱舱壁达到最大受压状态，此时可验证空舱的结构强度。

因半潜驳船员舱室所处位置较高，救生筏存放位置距水面相对常规船型来说会高出很多，该船救生筏存放位置距轻载水面高达20多m，因常规救生筏最大存放高度为18 m，因此在检验过程中需关注船舶配备的救生筏允许的最大存放高度能否满足要求。

此外，相对常规船型，半潜驳有最大沉深吃水标识，检验过程中应关注其勘划的准确性。

半潜驳船有别于常规船型，本文就其船型的特殊性，对该船型在建造过程中的结构装配要点、舱室强度试验方法、沉浮试验方法及法规要求等几个方面做了探讨，对该类船舶建造及现场检验有一定的借鉴意义。

【相关文献】
[1] 中国船级社.国内航行海船入级规则[M].北京:人民交通出版社，2012.
[2] 中国船级社.国内航行海船建造规范[M].北京:人民交通出版社，2012.
[3] 董韩扬.浮船坞的沉浮曲线图[J].造船技术，1999,1：28-29.
[4] 中华人民共和国海事局.国内航行海船法定技术规则[M].北京：人民交通出版社，2011.。