2Корпус

2.1 Общие положения

2.1.1 На этапе технической части проекта разработаны принципиальные решения по конструкции корпуса плавучего крана, принятые на стадии технического предложения, реализующие заданный архитектурно-конструктивный тип плавкрана и обеспечивающие его эксплуатацию в течение заданного срока.

2.1.2 Выбор основных характеристик корпусных конструкций плавкрана выполнен исходя из условий:

- работоспособности и долговечности в течение заданного срока службы;

- максимальной степени унификации технических решений, с учетом их преемственности в корпусах других аналогичных объектов, ранее спроектированных ОАО ЦКБ «Коралл», обеспечивающей высокий уровень качества и оптимальную трудоемкость изготовления корпусных конструкций.

На основании анализа для принятых главных размерений, конкретных условий эксплуатации и назначения приняты элементы и выбраны марки стали основных конструкций корпуса плавкрана в зависимости от степени их ответственности и уровня напряженности, из условия прочности и работоспособности в течение всего срока эксплуатации при оптимальных массогабаритных показателях. При этом обеспечено удовлетворение техническим требованиям Правил Регистра.

При проектировании особое внимание уделено расчетному подтверждению прочности корпуса.

2.1.3 Основные конструктивные решения отражены в документах представленных в таблице 2.1.

Таблица 2.1

№п/п	Наименование	Обозначение
1	Мидель-шпангоут. Конструктивный чертеж.	50370.360061.001
2	Продольные сечения. Конструктивный чертеж.	50370.360061.002
3	Верхняя палуба. Конструктивный чертеж.	50370.360061.003
4	Днище. Конструктивный чертеж.	50370.360061.004
5	Продольные переборки. Конструктивный чертеж.	50370.360061.005
6	Поперечные переборки. Конструктивный чертеж.	50370.360061.006
7	Борта и транцы. Конструктивный чертеж.	50370.360061.007
8	Подкрепления под лебедки и стойку механизма изменения вылета стрелы. Конструктивный чертеж.	50370.360061.009

Продолжение таблицы 2.1

№п/п	Наименование	Обозначение
9	Фундаменты и подкрепления под шарниры стрелы и стойки. Конструктивный чертеж.	50370.360061.012

2.2 Конструкция корпуса

2.2.1 Конструктивные элементы корпуса плавкрана определены в соответствии с требованиями части II «Корпус» Правил Регистра и дополнительно проверены расчетом общей прочности.

2.2.2 Корпус каждого понтона плавкрана состоит из палубы, днища, бортов и транцев. В бортовых понтонах –10 поперечных переборок в т.ч 8 непроницаемых, а в среднем понтоне - 5 поперечных непроницаемых переборок. Продольные переборки, обеспечивающие жесткость конструкции, устанавливаются в ДП по всей длине корпусов всех трех понтонов и являются непроницаемыми только в оконечностях - в районах балластных отсеков. Корпуса имеют прямоугольную форму со скосами в носу и корме в бортовых понтонах и только в корме в среднем понтоне

2.2.3 Корпус плавкрана выполняется согласно требованиям к речным судам технического флота, с символом в классе букву «Р».

2.2.4 Корпуса понтонов стальные сварные. Верхняя палуба и днище понтона выполняются по продольной системе набора, а борта, переборки и конструкции в пиках – по поперечной.

Продольная шпация (расстояние между поперечными ребрами жесткости) равна 500мм в оконечностях, 550мм и 600 мм – в средней части корпусов. Такое решение обеспечивает местную прочность в оконечностях и оптимальный раскрой листового материала в процессе постройки плавкрана.

Поперечная шпация – 550 мм. Расстояние между рамными шпангоутами 2400 мм. На расстоянии 2000 мм и 3500мм от палубы располагаются бортовые стрингеры и шельфы поперечных и продольных переборок.

Расстояние между продольными рамными связями палубы и днища – 2750 мм.

2.2.5 Набор основного направления выполняется из .

Продольные и поперечные рамные связи палубы и днища выполняются из таврового профиля .

Рамные шпангоуты, рамные стойки поперечных и продольных переборок, бортовые стрингеры и шельфы переборок - .

Базовая толщина всех настилов и обшивок принимается равной s8 мм. В районе действия значительных изгибающих моментов и перерезывающих сил толщина палубного настила, обшивки днища, борта и переборок бортовых понтонов – s10, s12мм. Использование листового материала разной толщины и, при необходимости, повышенной прочности в зависимости от величины и характера нагрузок позволяет обеспечить минимальный вес корпусных конструкций плавкрана при максимальной прочности.

Толщина усиленного настила палуб бортовых понтонов (сталь РС А, кроме указанной марки):

43шп.-54шп. - s10мм

54шп.-84шп. – s12мм РС D40

84шп.-103шп. – s10мм

124шп.-144шп. - s12мм РС D40

Толщина усиленной обшивки днища бортовых понтонов в районе 53шп.-94шп. s10мм РС D40.

Толщина усиленной обшивки борта бортовых понтонов:

43шп.-54шп. - s10мм

54шп.-104шп. - s10мм,

s12мм, s14мм РС D40

124шп.-144шп. - s10мм

Толщина усиленной обшивки продольных переборок бортовых понтонов

в районе 54шп.-95шп. s10мм.

Толщина усиленной обшивки поперечных переборок бортовых понтонов s12мм РС D 40 для переборок на 75шп. и 83шп, и s10мм для переборок на 135шп. и 143шп.

В процессе рабочего проектирования будет проведена унификация элементов и узлов корпуса - вырезов в наборе, соединительных узлов, книц, подкрепляющих планок на стенках высоких балок путем установления ограниченного количества типовых узлов.

2.3 Материал

2.3.1 Материалы корпусных конструкций выбраны согласно Правилам Регистра из условия эксплуатации плавкрана в межледовый период и отстоя в зимний период в нерабочем состоянии при заданных диапазонах температур.

В качестве основного материала для постройки корпуса принимается углеродистая судостроительная сталь марки РС А по ГОСТ 5521-93 с пределом текучести R_eH = 235 МПа, а для корпусных конструкций в районах действия значительных нагрузок, фундаментов грузоподъемных устройств и подкреплений под них –легированная судостроительная сталь марки РС D40 по ГОСТ 5521-93 с пределом текучести R_eH = 390 МПа.

2.4 Прочность

2.4.1 Учитывая сложность напряженного состояния корпусных конструкций плавкрана и высокий уровень напряжений, особенно от действия сосредоточенных нагрузок в местах установки фундаментов под элементы грузоподъемного устройства, на этапе разработки технической части проекта выполнен расчет общей и местной прочности для выбора прочных размеров конструктивных элементов и полноты использования механических характеристик материала.

Определение внутренних усилий корпусных конструкций выполнено с использованием метода конечных элементов, реализованного в ПК «COSMOS M/ 2.8.5».

2.4.2 На стадии технического проектирования реализованы конструктивные решения, предполагающие недопущение наступления следующих предельных состояний конструкций корпуса:

- экстремального предельного состояния (при перегоне);

- эксплуатационного предельного состояния.

К экстремальным предельным состояниям относятся:

- потеря ответственными элементами металлоконструкций несущей способности вследствие превышения действующими напряжениями предела текучести материала;

- потеря устойчивости формы конструкции;

- усталостные повреждения.

2.4.3 Конструктивные элементы сварных соединений основных несущих конструкций и сварочные материалы обеспечивают равнопрочность сварного шва основному металлу, а предусмотренные конструкторской документацией методы и объемы контроля гарантируют надлежащее качество сварных соединений.

Основные результаты расчетов представлены в документах указанных в таблице 2.2.

Таблица 2.2

№ п/п	Наименование	Обозначение документа
1	Набор корпуса по Правилам Регистра	50370.360061.013
2	Общая прочность .Расчет.	50370.360061.015РР

2.5 Учет коррозионного износа

2.5.1 Для обеспечения прочности корпуса плавкрана в течение всего эксплуатационного периода проектные толщины всех корпусных конструкций включают надбавку на коррозионный износ на срок эксплуатации 25 лет с учетом рекомендаций Правил Регистра.

При выполнении расчетов для корпусных конструкций приняты следующие величины коррозионного износа: конструкции палубы-1,25мм, конструкции днище-1,75мм, набор борта и переборок-1мм, обшивка борта-1,5мм, обшивка переборок-1,25мм.

Применяемые марки стали, назначенные проектные толщины конструкций с учетом принимаемых расчетных надбавок на коррозионный износ и гарантированные запасы прочности при действии расчетных нагрузок, обеспечат надежную эксплуатацию плавкрана

2.6 На среднем понтоне в районе бортов предусматривается установка четырнадцати одинаковых узлов стыковки понтонов, каждый из которых включает в себя цилиндрический штырь, устанавливаемый подвижно в цилиндрической втулке стационарного корпуса. Аналогичные корпуса с двумя втулками предусматриваются также по бортам боковых понтонов.

Соединение понтонов осуществляется следующим образом. После постановки понтонов для стыковки цилиндрический штырь при помощи ручного гидравлического переставного домкрата и проставок переменной длины перемещается в направлении бокового понтона до упора его буртом в корпус, при этом взаимное выравнивание уровней верхних палуб стыкуемых понтонов осуществляется за счет задавливания бокового понтона конусной частью штыря. После этого штырь фиксируется шайбой и болтами, предотвращающими взаимное перемещение понтонов в поперечном направлении. Для предотвращения расхождения бортов понтонов при перемещении штыря используются монтажные болты. Удаление штыря при рассоединении понтонов осуществляется также с помощью домкрата и проставок переменной длины.

Для восприятия горизонтальных прижимных нагрузок в нижней части между понтонами (в зазор 150 мм) устанавливаются приварные упоры.

На рисунке 2.1 показаны узлы стыковки понтонов.

Конструкция узлов стыковки понтонов будет уточнена проектантом плавкрана при последующем проектировании.

Рисунок 2.1 - Узлы стыковки понтонов