上甲板

船舶上最高的露天甲板

上甲板(upper deck)指船舶上最高一層露天甲板。船上有多層甲板和平台。強力甲板是在總縱彎曲時受到拉力或壓力最大的一層甲板,它一般就是最上一層連續甲板,即上甲板或主甲板。所以上甲板是保證船體總縱強度的重要結構,其他各層甲板在總縱彎曲時受力相對較小。甲板結構由甲板板、橫樑、強橫樑、艙口端梁、甲板縱桁、甲板縱骨、艙口圍板舷邊立柱等構件組成,也分橫骨架式和縱骨架式兩種。

簡介


甲板一般是單層板架結構,按骨架設置形式可分為縱骨架式和橫骨架式甲板結構。甲板上有貨艙口、機艙口等大開口及相關的建築,結構比較複雜。作用在甲板骨架上的力主要有船體總縱彎曲引起的拉伸或壓縮應力,甲板上貨物、人員、設備及湧上甲板的波浪等橫向載荷。連續的上甲板主要承受總縱彎曲應力,所以大型船舶普遍採用縱骨架式結構;下甲板主要承受橫向載荷,因此大多採用橫骨架式結構。

結構類型


甲板板

甲板板的長邊大多數沿船長方向布置,只有在首尾端和大艙口之間,才做橫向布置。為保證強度,板的端接縫都避開艙口端部。
有多層甲板時,主甲板在保證船體總縱強度中作用最大,其板最厚。在同一層甲板中,由於縱彎時受力大小不同,中部甲板厚於首尾部甲板。主甲板上與舷側相連接的板列稱甲板邊板,常是甲板中最厚的一列板,要求保持一定的寬度,不允許有較大的開孔,即使小的開孔也應予以加強。
甲板上常有各種大大小小的開口,如機艙口、貨艙口、人孔、梯口等。開口破壞了甲板縱向的連續性,並且易於在轉角處造成應力集中,導致甲板產生裂縫。所以,角隅處的結構要適當加強,並將艙口四角做成拋物線形或橢圓形。

橫骨架式甲板結構

圖1
圖1
橫骨架式甲板結構由甲板板、橫樑、強橫樑、甲板縱桁和肘板組成,有艙口時則設艙口端梁和半橫樑(圖1)。橫樑與肋骨在同一肋骨剖面內,由球扁鋼不等邊角鋼製成,橫樑與肋骨用梁肘板連接。在甲板開口處,橫樑中斷於艙口縱桁處,並與之可靠連接。甲板縱桁由焊接丁字梁製成,在橫艙壁處間斷,並用肘板或加大尺寸與橫艙壁牢固連接。甲板縱桁的腹板上開孔供橫樑貫通,強橫樑和艙口端均為焊接丁字梁,艙口端梁設在艙口橫向圍板的位置,其下方有時設置支柱。

縱骨架式甲板結構

圖2
圖2
縱骨架式甲板結構由甲板板、甲板縱桁、甲板縱骨、強橫樑、艙口端梁和肘板組成(圖2)。
數量較多的甲板縱骨為球扁鋼或不等邊角鋼,沿船長方向設置,連續通過強橫樑腹板上的開口,間斷於橫艙壁處,並用肘板與之連接。縱骨縱向強力構件,直接承受縱彎時的拉力和壓力。同時,縱骨支持甲板板,承受甲板上貨物、設備的重量及甲板上浪時的水壓力。每隔幾檔肋距設置強橫樑,並用梁肘板連接於肋骨。在無強橫樑的肋骨上端,設舷側加強肘板。甲板縱桁及艙口端梁的結構與橫骨架式相同。
圖3
圖3
為了防止在風暴天氣航行時海浪衝上甲板,並保障船上人員的安全,通常在上甲板舷邊設置舷牆(圖3)。舷牆由舷牆板、支撐肘板及扶手等構件組成。舷牆板安裝在舷頂列板的上方,但不能與舷頂列板堅固連接。它用支撐肘板固定在甲板上,不是抵抗總縱彎曲的結構,其下部開有一系列長孔,以便迅速泄除甲板積水。在橫樑位置,每隔幾檔肋距設置支撐肘板,上部扶手由扁鋼、球扁鋼或不等邊角鋼製成。

甲板結構件


縱向構件

①甲板縱桁。甲板縱桁是甲板結構中,沿船長方向布置的縱向強構件,常用剖面尺寸較大的組合T形材製成。甲板縱桁作為橫樑的支點,可以減小橫樑的尺寸,同時起著保證甲板縱向強度和力的傳遞作用。
沿艙口邊的縱桁稱為艙口縱桁。為了避免裝卸貨物時磨損起貨吊索,艙口縱桁通常採用組合角鋼,縱桁面板應偏向舷側一邊,並在腹板與面板的交角處焊一圓鋼
②甲板縱骨。甲板縱骨是縱骨架式甲板結構中採用的縱向構件,通常用球扁鋼或不等邊角鋼製成。甲板縱骨參與總縱強度,能增加甲板板的穩定性,同時承受甲板上的橫向載荷。

橫向構件

甲板結構中的橫向構件統稱為橫樑。橫樑除了支持甲板,承受甲板上貨物、機器與設備的重力及上浪時水壓力外,同時還支撐舷側,並與肋骨及肋板組成橫向框架共同抵抗船體的橫向變形。
橫樑按其設置位置和剖面尺寸大小分為:
①普通橫樑(deck beam)。普通橫樑是橫骨架式甲板結構中的主要構件,常用不等邊角鋼製成,也有用球扁鋼的。
②半梁(half beam)。舷側至艙口邊的橫樑稱為半梁,半梁的剖面尺寸與橫樑相同,因此也稱為普通半梁。它的一端與艙口縱桁用肘板相連,另一端用梁肘板與主肋骨連接。
③強橫樑(web beam)。強橫樑是在縱骨架式甲板結構中採用的主要橫向構件,用於支持甲板縱骨,保證橫向強度。在縱骨架式甲板上,一般每隔3~5個肋距裝置一強橫樑。在機艙和尾尖艙區域內,強橫樑應設置在舷側強肋骨的肋位上。強橫樑常用組合T形材,它不僅保證橫向強度,而且還作為甲板縱骨的支點。強橫樑的腹板上開切口讓縱骨穿過,並設防傾肘板。
④艙口端橫樑(hatch end beam)。布置在艙口前後端的強橫樑稱為艙口端橫樑。

肘板(knee)

圖4
圖4
橫樑與肋骨和甲板縱桁必須用肘板牢固連接,以便相互傳遞作用力,並增加節點處的剛性。橫骨架式甲板結構中有許多處肘板,有連接橫樑與肋骨的梁肘板(beam knee)、連接橫樑與甲板縱桁的防傾肘板等。
當舷側為橫骨架式時,在不設強橫樑的肋位上,肋骨上端須裝置達到最靠邊一根甲板縱骨的肘板,如圖4所示,其中,圖(a)為肘板與肋骨對接;圖(b)為肘板與肋骨搭接。