甲板结构须承受总纵弯曲应力,货物的负载和波浪的冲击力等外力的作用,是保证船体总纵强度、横向强度、保持船体几何形状及保证船体上部水密的重要结构。由于营运、安装设备和进出人员的需要,在甲板上设置了各种不同 的开口,这些开口破坏了甲板的连续性,减弱了结构的强度、刚度和稳定性,并在开口的角隅处易造成应力集中现象,因此在开口处都要对结构进行加强,从而使甲板结构显得比较复杂。
按骨架结构形式的不同,甲板结构可分成横骨架式和纵骨架式两种,其主要组成部分有甲板、横梁、甲板纵桁、甲板纵骨舱口围板及支柱等。
!" 甲板
甲板按其作用可分成:强力甲板、遮蔽甲板、舱壁甲板、干舷甲板和量吨甲板等。
当船体受总纵弯曲应力时,受力最大的一层甲板叫强力甲板,如上甲板及在船中部0.5L 区域内长度不小于0.15L 的上层建筑甲板和此上层建筑区域以外的上层连续甲板均为强力甲板。20 世纪60 年代建造的某些船舶,在其甲板上设有吨位舱口的开口,并在舱口设暂时性非水密封闭装置,这种甲板间舱既可装货又不计人总吨位和净吨位的甲板叫遮蔽甲板。水密横舱壁上伸到达的连续甲板叫舱壁甲板。按《1966 年国际载重线公约》量计干舷高度的甲板称干舷甲板,通常是上甲板。按《1969 年国际船舶吨位丈量公约》丈量船舶吨位时的基准甲板叫量吨甲板,通常也是上甲板。遮蔽甲板不可作为干舷甲板和量吨甲板。上甲板是各层甲板中最厚的一层,规范规定在船中部0.4L 区域内强力甲板的厚度应保持相同,并逐渐向端部甲板厚度过度,强力甲板(包括端部甲板)的最小厚度应 不小于6MM。甲板边板是上甲板受力最大的,且容易被甲板积水腐蚀,因此必须连续,厚度也是上甲板中最厚的一列板。在船中0.4L 区域内的甲板比首尾两端和大开口线以内区域的甲板厚。为防止甲板开口角隅处因应力集中而产生裂缝,该处应为 抛物线形、椭圆形或圆形,并应采取加强措施。
横梁
横梁是甲板结构中的横向构件,起着承受甲板货、机器设备和甲板上浪时的水压力作用,同时还支撑舷侧,保证船体的横向强度。横骨架式结构中,横梁一般用尺寸较小的不等边角钢制成,并装设在每一肋位上用肘板与肋骨连接。位于货舱口横围板下的横梁叫舱口端梁,货舱开口范围内的横梁称半横梁,半横梁的尺寸与横梁相同,它一端由肘板与肋骨连接,另一端与舱口围板连接。在纵骨架式结构中一般每隔3-5档肋位装一强横梁,作为甲板纵骨的支架,在其上开切口让甲板纵骨穿过。
甲板纵桁与甲板纵骨
在横骨架式结构中,甲板纵桁用尺寸较大的T 型组合材制成,主要用来支撑横梁。甲板纵骨是纵骨架式甲板结构中的重要构件,一般用不等边角钢制成,其间距与船底纵骨相同,主要用来保证总纵强度,此外,还有主要用来支撑横梁的甲板纵桁。
舱口围板
舱口围板是指设置于露天甲板(上甲板)货舱开口四周的纵向和横向并与甲板垂直的围板。其作用是保证工作人员安全,防止海水灌入舱内和增加甲板开口处的强度。舱口围板在甲板上面的高度是依据《1966年国际载重线公约》来确定的,其最低要求是不小于450mm。舱口围板上缘一般用半圆钢加强,围板的外侧还有水平加强筋和防倾肘板,以增加围板的刚性和防倾,纵向围板的下部与甲板纵桁处于同一直线上,兼作甲板纵桁的一部分。
舱口角隅处的加强方法有两种:一种是将舱口围板下伸超过甲板;另一种是将围板分成两块,分别焊在甲板开口边缘的上下面,在下面用菱形面板加强。
支柱
支柱是舱内的竖向构件,其作用是支撑甲板骨架,承受轴向压缩力,保持船体竖向形状。支柱的上端应位于甲板纵桁和横梁的交叉节点处,下端应在船底纵桁与肋板的交叉节点处。多层甲板船上下层甲板间的支柱一般应设置在同一垂直线上。对需载运大件货的舱,为不妨碍装卸货,通常采用悬臂梁的结构形式来代替支柱。
梁拱和舷弧
梁拱是甲板在两舷与舷顶列板交点的连线与纵中剖面线的交点,至横剖面中线与甲板板交点的垂直距离,简称为甲板的横向曲度。梁拱可增加甲板的强度,便于排泄甲板积水和增加储备浮力。梁拱的取值范围一般在船宽(B)的( ) 1/100~1/50之间,干货船的梁拱通常取B/50,客船的梁拱取B/80。
在甲板的纵向上,首尾高而中间低所形成的曲线叫舷弧线。在船长中点处舷弧线最低,从该点画一条与基线平行的直线,则舷弧线上任一点量至该线的垂直距离就称为该点的舷弧。舷弧可增加储备浮力,便于甲板排水,减少甲板上浪和使船体外形更美观。其中位于首垂线处的舷弧叫首舷弧,位于尾垂线处的舷弧叫尾舷弧,首舷弧是尾舷弧的2 倍