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赤水河节能航标工作船设计

2013-07-10韦清平

交通科技 2013年3期
关键词:主甲板型线赤水河

韦清平

(贵州省赤水航道船厂 赤水 564700)

赤水河系长江干线主要支流,是贵州黔北地区货物出川重要通道。目前赤水河干流白杨坪至合江段248km 为通航河段,其中等级航道157 km。赤水河航道具有流急、滩多、长、窄、浅的特征,属于典型的山区急流航道。

赤水河航道处担负整个航道的养护工作,设有二等航标,各类标志达230余座,拥有航标工作船6艘。近年来,为保护赤水河水环境,节能降耗,研发并建造了一批节能航标工作船。本文基于船型研发的成果及实绩,对赤水河节能航标工作船的设计要点进行阐述,以期为山区浅水急流航道节能航标工程船的设计提供借鉴。

目前赤水河干流鲢鱼溪至二郎段108km,为V 级航道,比降0.87‰,滩险150处,航深0.5~0.7m,航宽10~15 m,弯曲半径80~150 m,最大流速5m/s,一般流速1~1.5m/s;鲢鱼溪至合江段49km,为IV 级航道,比降0.3‰,滩险26处,航深0.8~0.9m,航宽25~30 m,弯曲半径250m,最大流速3 m/s,一般流速0.5~1 m/s。赤水河节能航标工作船设计应满足通航环境条件,其性能应满足C 级航区J2级航段的相关要求[1]。

1 船舶主要要素的选择

赤水河航标工作船主要承担滩上作业,急流航道滩上设标、护标、监测水位的工作,工作环境较为恶劣。该类船主要要素选择应在满足通航条件以及保证船舶性能的前提下,重点考虑船舶操纵性和经济性等[2]。

结合航道现状,基于工作需求,从提高安全生产操纵适用性及运行经济性出发,经多方案优化评估,得到赤水河航标工作船较佳的船舶主要要素取值范围,见表1。

表1 赤水河航标工作船较佳的船舶主要要素范围

2 型线设计

赤水河滩多、长、窄、水浅,为保证航标工作船能常年航行,船体型线设计是关键。

(1)船首型线。为确保航标船工作时靠离岸边可靠、方便、压浪性能好,上下滩主甲板不易上浪,操作平稳,稳定性能较好,建议采用平头压浪型。

(2)船舯部型线。船舯部型线直接影响船舶的吃水、航速、上滩能力,建议采用圆舭型线,使船舶具有较高的快速性能和经济性能。

(3)船尾部型线。尾部的选择主要考虑船舶的推进性能,确保工作时船舶具有较好的倒车性能,通过优化传统的半隧道型线,采用敞开式隧道加压水板船尾,可满足船舶在滩上作业等有较好的操纵性能。

3 总体布局设计

赤水河航标工作船总体布局重点考虑船舶的使用性能,船舶的浮态以及船员生活空间的舒适性等因素。航标工作船的主要工作区域位于首甲板,必须保证有安全的工作环境,以及设标、护标主要器材可以施展的空间。经论证主甲板长度选用5.5m 较为适宜。

主甲板以下设置首、尾防撞舱、机舱、抗沉舱、船员舱、会议舱等,既满足规范又满足使用工况要求。主甲板上设配电房、厕所、驾驶室等。

驾驶室布置在船首,机舱布置在船舯偏后区域,船员室(会议室)布置在驾驶室与机舱之间;会议室设在船首部,船舯部设驾驶室,之下设船员室,机舱布置在舯后,从而使生产、生活区域达到优化组合。典型布置外观见图1。

图1 赤水河中游航标工作船外观

4 结构设计

赤水河航标工作船主要在枯水期航行,船舶吃水受到限制,因此船舶空船重量控制至关重要,必须开展结构优化设计。设计船结构采用横骨架式,全钢质电焊结构;在满足现行规范[3]的前提下,选用可靠性能好的优质材料,以达到减轻船舶自重,控制吃水的目的。

5 设备优选

赤水河节能航标工作船应选用节能设备。通过选型论证,该类船动力装置、发电机组、液压舵机等主要设备的配备情况如下:

6 结语

经实船航行测试,赤水河节能航标工作船相比于母型船,在相同功率下设计航速提高30%以上,每千瓦小时的耗油量降低,船舶操纵性高,节能效果明显。赤水河节能航标工作船的设计要点,可为国内相似河流航道节能航标工作船设计提供借鉴。

[1]中华人民共和国海事局.船舶与海上设施法定检验规则:内河船舶法定检验技术规则[M].北京:人民交通出版社.2011.

[2]顾敏童.船舶设计原理[M].上海:上海交通大学出版社.2003.

[3]中国船级社.钢质内河船舶建造规范[J].北京:人民交通出版社.2009.

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