1 000 t自航起重船设计

张纹梅，杨 辉

(江苏省船舶设计研究所有限公司，江苏镇江212003)

1 主要量度

本船为尾机型、双机、双桨、双舵、柴油机推进的自航起重船，采用单甲板、单底、全电焊、混合骨架形式结构，在其首部设一起重能力为1 000 t的桁架式非旋转可变幅起重机构，航区为沿海、A级航区。本船在主钩和副钩不吊重时，可在臂架头部安装1个起重能力为200 t的副杆钩，以满足吊高要求;主钩和副钩满负荷吊重时，副杆必须拆除。远距离航行时，臂架可变幅到较安全位置。船在长江内航行时，要求能够通过限高为45 m的润扬长江公路大桥。

船体结构、稳性、干舷、消防救生、航行信号设备等均按《国内航行海船建造规范》(2006)、《非国际航行海船法定检验技术规则》(2004)、《国内航行法定检验技术规则修改通报》(2006、2008)、《起重船设备法定检验技术规则》(1999)、《船舶与海上设施起重设备规范》(2007)及其他现行规范对起重船的要求进行设计。

1 000 t自航起重船主要量度如下:

2 总体布置

1 000 t自航起重船的总布置图如图1所示。主甲板以下:主甲板以下共设3道纵舱壁和6道横舱壁。纵舱壁和横舱壁将全船分为机舱、舵机舱、压载舱、油舱、淡水舱、储物舱、锚链舱和空舱等。

主甲板以上:尾部主甲板面主要布置起升和变幅绞车，Fr24至 Fr35．5布置宽度为14．4 m的甲板室。中部布置锚泊定位绞车、2台10 t的甲板回转吊等设备。首部主甲板为主要作业区域，在首中部布置1台锚机，用于收放航行锚。在主甲板的两舷和首尾布置系泊设备，千斤柱位于主甲板中后部，龙门架位于主甲板首部，龙门架上布置起重用桁架式主臂架。在主臂架的头部设置1个可拆卸的副杆，满足副杆钩200 t的起重能力。

甲板室区域共设有3层甲板室。第1层的主甲板室布置机舱棚、空调机室、充放电间、储物间、船员室、厨房、餐厅、盥洗间，梯道以及进入消防泵舱的通道，通过机舱棚内的梯道可进出机舱。第2层的居住甲板布置盥洗间、储物间、船员室、会议室，梯道等。第3层的驾驶甲板布置驾驶室、卫生间，烟囱、梯道等。驾驶室内布置驾驶台，在驾驶台的前部布置半沉降式的起重操纵控制台，操纵台的沉降高度必须满足不进行起重作业时驾驶人员的视线不受影响的要求。

图1 1 000 t自航起重船总布置图

3 型线特点及性能

本船为自航起重船，在充分保证起重船在各种工况下的稳性和浮态的情况下，应便于结构施工。本船采用箱型船体外形，首尾部适当起翘，舭部及首尾转角处采用小半径的圆弧过渡，以适当减小阻力。

本船在设计吃水、深水、风力小于蒲氏2级及新漆时，航速约为14．5 km/h，续航力约为6 000 km，自持力为20天。

4 船体结构

主船体在 Fr18、Fr33、Fr40、Fr50、Fr56．5、Fr63设延伸到两舷的横舱壁;在中纵、距中10．2 m左右两舷分别设纵舱壁;在龙门架、千斤柱的底座位置设短的横舱壁和纵舱壁进行局部加强或舱室分隔，在其他需要加强的部位设纵向、横向框架或桁架进行加强。

本船主船体主要结构用钢均采用CCSB级，普通构件和甲板室采用CCSA级，千斤柱结构、臂架底座及龙门架部位结构主要采用DH32高强度结构钢。龙门架、千斤柱等部位的主船体甲板和船体结构作局部加强，以保证足够的强度和刚度。主甲板在布置绞车的部位也作相应加强。普通钢结构间的焊接用结422普通酸性焊条进行焊接，高强度结构钢部位的构件以及绞车座、系缆柱、滚柱导缆器、机座的焊接用结506碱性焊条进行焊接。船体结构的焊缝检查和密性试验等应严格按规范的规定执行以保证船舶的可靠性。

在船体结构的总强度及龙门架承受载荷部分，按照《船舶及海上设施起重设备规范》(2007)要求，采用ANSYS有限元软件对1 000 t自航起重船的起重情况等各种载荷工况下的船体及龙门架进行三维模型计算与分析。强度计算结果表明，船体及龙门架在各种组合载荷下能安全运行，但起重船在过桥工况下船体和龙门架局部应力接近许用应力值，因此起重船要注意在该工况下的运行安全。

5 稳性及干舷

1 000 t起重船属于法规规定的起重船范畴，法规对起重船的稳性要求包括航行、避风和作业状态下稳性高度、稳性衡准数和稳性力臂曲线等。本船稳性满足中华人民共和国海事局《国内航行海船法定检验规则》(2004)对沿海航区船舶的稳性要求，并且按《国内航行海船法定检验规则》(2004)对起重作业、调遣状态稳性的要求校核:

(1)全部燃料和备品调遣航行状态。

(2)10%燃料和备品调遣航行状态。

(3)全部燃料和备品吊重1 000 t作业状态。

(4)10%燃料和备品吊重1 000 t作业状态。

(5)全部燃料和备品避风状态。

(6)10%燃料和备品避风状态。

(7)全部燃料和备品加副杆吊重200 t作业状态。

(8)10%燃料和备品加副杆吊重200 t作业状态。

经计算，本船上述各种状态经自由液面修正后，稳性均满足法规的要求。

本船干舷满足中华人民共和国海事局《国内航行海船法定检验规则》(2004)的干舷要求。

6 机电设备

本船为自航起重船，配备的主机及辅机如下:

主机型号及台数:6320ZCd-4(广州柴油机厂)×2台

最大持续功率:1 324 kW×2

额定转速:500 r/min

齿轮箱型号及名义速比:GWC45．49(杭州前进)i=2:1

辅机发电机组及台数:800 kW船用发电机组(8200配)×2台

本船根据使用情况，为了满足船舶停泊时的用电需要，还配备了1台停泊发电机组。

7 船舶建造与安装

本船船体结构和臂架、千斤柱等均采用分段建造的方式进行施工。臂架和千斤柱在平台上合拢后，利用浮吊起吊到船舶上进行定位安装，然后完成变幅和起重用钢丝绳的安装，完成安装整船的组装。