海船集装箱柔性系固系统中绑扎杆及桥锁的受力研究

摘要

目前大型集装箱船舶的集装箱系固有效性的校核主要是通过参考船上的《货物系固手册》中提供的特定条件下有限几种系固范例和船员经验来实现。这对于船舶营运中不断变化的集装箱堆垛重量、堆装层数和船舶装载状态而言，是难以满足要求的。很多情况下一方面因为不能实时判定集装箱系固的有效性又不得不从安全考虑而减少航次装箱量，造成不必要的经济损失。另一方面也可能因为人为判定失误，采用不合理的系固方案，致使造成海损事故。因此，为大型集装箱船配备实时有效的系固有效性校核软件就显得十分必要。通过查阅多个国家船级社的规范发现：均未能提供不同集装箱系固方式下绑扎杆受力的通用计算公式，也未提供桥锁的受力计算方法。显然，对这些问题展开研究是开发软件的理论基础，具有重要的理论和实用价值。本文以导师开发的《海船舱面集装箱系固有效性校核系统》为基础，就集装箱的绑扎件(绑扎杆和花篮螺丝的组合)及桥锁的受力问题进行了深入研究。 本文首先从舱面集装箱在中国船级社CCS、美国船级社ABS和英国船级社LR规范下不同的受力模型出发，整理了几种特定系固方式下集装箱及其绑扎件受力的计算方法。在此基础上逐步分析各层集装箱及其绑扎件的受力情况，得出堆装于舱面的任意层数从任意层高开始系固的最多单侧4节点8道的绑扎件受力计算方法。本文根据绑扎件的系固情况和系固位置定义一个控制矩阵，利用控制矩阵对既定系数矩阵进行全零行的控制，由此推导出不同系固方式下计算绑扎件受力的通用计算公式，为编制不同系固方式下集装箱系固有效性校核软件提供了条件。在此基础上本文分析了加装桥锁后引起绑扎件的受力变化，给出了两堆垛集装箱加装桥锁进行最多4节点8道绑扎时的绑扎件和桥锁的通用计算公式。这为超过两个的集装箱堆垛采用桥锁系固时绑扎件和桥锁受力计算提供了思路。 文章随后结合实际船舶提供的《货物系固手册》，利用本文推导的通用公式进行了未设置桥锁条件下集装箱绑扎件的受力计算，并与设置桥锁后绑扎件的受力计算结果进行了比较。文章最后通过所编制软件完成的实例计算以验证前述所推导通用计算公式的正确性。

目录

文摘

英文文摘

论文独创性声明及论文使用授权声明

前言

第一章集装箱系固概述

第二章舱面集装箱受力分析

第三章舱面集装箱系固系统的受力分析

第四章计算实例

结论和展望

致谢

参考文献

附录