§ 42. Палуба наливных судов

Общие требования к палубе танкеров. Все наливные суда независимо от размеров имеют только одну палубу, опирающуюся на бортовые перекрытия, поперечные и продольные переборки. По ширине судна палуба танкеров, как и днище, разделяется продольными переборками на 2—3, а иногда даже на 4 перекрытия. По длине судна главными и отбойными поперечными переборками палуба разбивается на перекрытия по числу отсеков, включая пиковые по концам судна. Танкеры небольших размеров (длиной до 70—75 м) могут иметь ступенчатую по ширине корпуса палубу, когда ее средняя часть на полуширине корпуса приподнимается над боковыми на высоту около 1,2—1,5 м, образуя на длине танков так называемый тронк (ящик) — палубную надстройку, являющуюся расширительной шахтой для перевозимого жидкого груза.

Палуба наливных судов на большей своей части ограничивает отсеки (танки), предназначенные для перевозки жидких грузов, балласта, топлива. Ёо время качки судна перевозимая в танках жидкость действует на все конструкции, ограничивающие отсек. Расчетное давление груза на эти конструкции определяют в зависимости от размеров отсека, степени его заполнения и сил инерции при качке. Для палубы, ограничивающей отсек длиной l  0,15L и шириной b  0,75В, давление груза (в кПа) вычисляют при полной его загрузке по формуле

(10.1)

где а_z — расчетное ускорение, м/с²;  и  — расчетные углы соответственно дифферента и крена, рад. Нагрузку отсеков большей длины или ширины, а также когда отсеки частично заполнены, необходимо рассчитывать по специальной методике. Приближенно расчетная нагрузка в указанных случаях оценивается согласно приведенным в Правилах Регистра СССР специальным формулам. Расчетное давление на палубу наливных судов принимают равным не менее 25 кПа. Вертикальные составляющие нагрузки со стороны перевозимого жидкого груза используют для определения размеров элементов конструкции палубных перекрытий из условия местной прочности.

Палубы наливных судов длиной L  80 м в районе грузовых танков имеют подкрепление настила только по продольной системе набора. Расположение палубных балок основного и рамного набора аналогично и согласовано с расположением днищевых балок.

Продольная система набора палубы, как и днища, обеспечивает устойчивость настила при сжатии его напряжениями от общего изгиба, а также исключает негативное влияние (до 15%) деформаций настила (из-за поперечной усадки сварных швов в случае применения поперечной системы набора) на общую прочность.

Палубные продольные балки, установленные и приваренные к настилу, вовлекаются в общий изгиб судна и при условии их непрерывности полным своим сечением включаются в эквивалентный брус. Непрерывность палубных балок на длине грузовых танков, но не менее чем на 0,6L, конструктивно обеспечивается подобно непрерывности днищевых балок.

Продольные балки имеют промежуточные опоры на рамных бимсах, установленных в плоскости флоров, т. е. на расстоянии 2,8—5,0 м. При меньшем пролете катаных продольных балок толщина их стенки может оказаться меньше минимально допустимой для элементов конструкции в пределах грузовых танков.

На наливных судах длиной до 80 м для подкрепления палубы, как и днища, вместо продольной допускается применение поперечной системы набора. Опорами для балок основного набора (бимсов) кроме бортовых перекрытий являются продольные переборки: одна в ДП либо две боковые. При необходимости могут быть установлены и промежуточные опоры в виде карлингсов. Постановка отбойного листа не обязательна.

Сплошной непроницаемый стальной настил, сформированный из продольно ориентированных поясьев и подкрепленный балками набора, устанавливают на всей ширине и длине корпуса наливного судна. По технологическим соображениям по-гибь палубы теперь делают не криволинейной, а соответствующей ломаной линии, состоящей из трех прямолинейных участков. Седловатость палубы на танкерах с избыточным надводным бортом часто отсутствует или предусматривается ниже стандартной и тоже по ломаной линии.

В палубе наливных судов отсутствуют за ненадобностью большие вырезы. Для доступа в танки в палубе делают смещенные по длине судна небольшие люки, обычно овальной формы, огражденные комингсом с непроницаемым закрытием.

Поясья настила палубы размещают параллельно ДП, присоединяя к среднему, установленному симметрично ДП. Ширину поясьев выбирают с учетом шпации продольного набора, расположения продольных переборок, требований к расстоянию между ближайшими параллельными сварными швами и необходимости унификации размеров листов.

Размеры палубных связей. Толщина настила палубы наливных судов, как и ВП сухогрузных, принимается наибольшей из условия обеспечения общей прочности (требуемого момента сопротивления поперечного сечения корпуса на уровне палубы), устойчивости и минимально допустимых толщин. На танкере толщину настила палубы дополнительно проверяют на местную прочность при действии нагрузки, определяемой по формуле (10.1).

Минимальную строительную толщину находят по формуле s_min = 0,04L+5 мм. При выбранной шпации проверяют устойчивость палубных пластин с учетом износа, принимая сжимающие напряжения не менее допускаемых Правилами Регистра СССР. Обеспечение общей прочности проверяют по окончании определения размеров всех связей, включаемых в эквивалентный брус.

Момент сопротивления палубных продольных балок вычисляют из условия местной прочности по формуле (8.10), принимая m = 12; k_ = 0,45; нагрузку находят по формуле (10.1), а момент инерции — из условия устойчивости (см. § 25). Целесообразно продольные балки подбирать из катаных профилей (несимметричных или симметричных полособульбов, полосовой стали и т. п.), обеспечивая толщину стенки не менее минимально допустимой в пределах грузовых танков (s_min = 0,025L + 6,5 мм).

Момент сопротивления рамных бимсов в центральных танках при установке в ДП отбойного листа вычисляют (в см³) по формуле

где a₁ — расстояние между рамными бимсами, м; В₁ и L₁ — ширина и длина танка (отсека), м; т = 40 при четырех бимсах или менее на длине отсека; k_ = 0,50.

Необходимый момент сопротивления рамных бимсов получен расчетом на местную прочность палубного перекрытия с учетом соотношения жесткостей рамного бимса и отбойного листа в ДП. Размеры рамных бимсов, найденные из условия прочности палубного перекрытия, гарантируют его жесткость и устойчивость.

Для рамных бимсов бортовых танков момент сопротивления определяют (в см³) по формуле

полученной из условия местной прочности бимса как изолированной, жестко заделанной на опорах балки (m=12), при k_ = 0,50. Длину бимса в бортовых танках принимают равной расстоянию между свободными поясками рамного шпангоута и рамной стойки продольной переборки. Площадь поперечного сечения стенки рамных бимсов, полученных из условия местной прочности, проверяют дополнительно на срез, а чтобы исключить потерю устойчивости, стенку в плоскости продольных балок подкрепляют ребрами жесткости.

Конструкция палубы танкеров. Наиболее распространены наливные суда с двумя продольными переборками, расположенными симметрично ДП. Типовой конструкцией палубы является палубное перекрытие центральных танков. В ДП устанавливают в виде высокой тавровой балки отбойный лист, ограничивающий воздействие жидкого груза на продольные переборки при качке судна. Одновременно отбойный лист служит опорой для трех-четырех рамных бимсов, установленных на длине танка. В составе продольной вертикальной рамы в ДП, включающей вертикальный киль и рамные стойки поперечных переборок, отбойный лист вместе с продольными переборками вовлекает палубу в общий изгиб корпуса судна. Наконец, отбойная рамная балка обеспечивает с рамными бимсами устойчивость палубного перекрытия при сжатии его напряжениями общего изгиба. Высота отбойного листа обычно равна удвоенной высоте рамного бимса. Устойчивость его стенки обеспечивают вертикальными ребрами жесткости на малых танкерах или более эффективными продольными ребрами жесткости на средних и больших танкерах (рис. 10.11).

В плоскости флоров и рамных шпангоутов палуба имеет рамные бимсы, обеспечивающие опоры для продольных балок, местную прочность

	Рис. 10.12. Балки рамного набора палубного перекрытия танкера. 1 — отбойный лист; 2 — рамны{ бимс; 3 — карлингс.
	 Рис. 10.11. Конструкция и подкрепление отбойного листа вертикальными (а) и горизонтальными (б) ребрами.

и устойчивость перекрытий палубы. Рамные бимсы разрезают на продольных переборках и отбойном листе.

На палубе танкеров длиной более 200 м в бортовых и центральных танках посередине пролета рамных бимсов устанавливают обычно равные им по высоте карлингсы (рис. 10.12). Основное назначение карлингсов, как и днищевых стрингеров в их плоскости, — заделывать концы рамных стоек на поперечных переборках и дополнительно обеспечивать плоскую форму изгиба рамных бимсов.

Для уменьшения концентрации напряжений предпочтительно плавное (скругленное) соединение рамных бимсов, шпангоутов и рамных стоек с непрерывным пояском по свободным кромкам балок (см. рис. 3.16). Допускается как более технологичное соединение рамных балок в составе шпангоутных рам при помощи приставных книц требуемых размеров с перепуском свободных поясков балок по катетам кницы. Свободная кромка кницы может быть прямолинейной или, что лучше, криволинейной (см. рис. 3.17).

Палубные продольные балки устанавливают в вертикальной плоскости соответствующих днищевых продольных балок. На судах длиной L  150 м продольные балки при пересечении с поперечными переборками не разрезаются, т. е. сохраняется их физическая непрерывность. Одно из конструктивных решений этого условия показано на рис. 10.8, г. Возможны и другие варианты конструкции этого узла. На наливных судах длиной менее 150 м палубные продольные балки на поперечных переборках могут быть разрезаны, если обеспечена их конструктивная непрерывность, подобно палубным балкам сухогрузных судов (см. рис. 10.8, а, б и в). При пересечении со стенкой рамных бимсов, с поперечной отбойной переборкой палубные продольные балки не разрезают. Как и в днище, соединение палубных балок с поперечным рамным набором может быть в зависимости от формы поперечного сечения непосредственным или с помощью соединительных элементов — планок, ребер жесткости (см. рис. 3.16 и 10.12). Вертикальные ребра жесткости рамных бимсов являются не только опорой для палубных балок, но одновременно повышают устойчивость стенки этих бимсов. Возможные варианты конструкции пересечения и соединения палубных балок предусмотрены в отраслевых стандартах и альбомах типовых конструкций.