一种卡尔萨姆型散货船舱盖集装箱装载的布置方法及应用

技术领域

本发明涉及船舶集装箱运输技术领域，尤其涉及一种卡尔萨姆型散货船舱盖集装箱装载的布置方法及应用。

背景技术

随着近几年航运经济的发展，集装箱的运输需求日益高涨。集装箱更是达到一箱难求的地步。随之而来的就是集装箱运力不足，运费高涨。一般来说，散货船主要的装货区域是货舱内部，甲板及舱盖表面不作为装货区域。由于散货船装载集装箱的需求是近年才逐步显现，目前设计上无成熟的经验，没有形成完整的舱盖装载集装箱的布置方案。

公开号为CN113665731A《上层建筑移动结构及集装箱船》等专利均是对集装箱船的包含驾驶舱和居住区域在内的上层建筑进行设置，目前没有对舱盖集装箱装载进行研发的实例。在散货船舱盖上装载集装箱的方案鲜有应用。因此，如何研发出一种方便可行的舱盖上集装箱布置方案，既充分利用舱盖上原有结构、避免舱盖和舱口围的大范围修改，又能实现集装箱的装载，且满足相关规范的要求，成为目前急需解决的问题。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种卡尔萨姆型散货船舱盖集装箱装载的布置方法。本发明采用的技术手段如下：

一种卡尔萨姆型散货船舱盖集装箱装载的布置方法，包括如下步骤：

S1、获取散货船基本布置图；

S2、考虑舱盖上集装箱装载高度受驾驶室视野限制因素，确认各舱盖上集装箱层数上限；

S3、考虑舱盖上操作及通行空间的限制，确认各舱盖上集装箱的布置方式；

S4、基于步骤S2和步骤S3设计的数据进行集装箱的最大允许堆重的计算，根据计算的集装箱堆重校核舱盖和舱口围强度，如果集装箱堆重无法满足限制条件，则对集装箱堆重调整，直至满足要求为止。

进一步地，S4中，装载集装箱后，舱盖和舱口围的强度考虑舱盖的上浪载荷和集装箱的货物载荷，舱盖和舱口围强度校核时取大值。

进一步地，S4中，集装箱堆重满足以下限定条件：

确保舱盖的主结构不因集装箱装载而变更，仅局部增加补强；

确保舱盖结构重量增加后，舱盖动作的驱动液压马达能力不变；

确保舱盖对舱口围的作用力不因装载集装箱而增大，保持舱口围结构不变。

进一步地，S4后还包括S5、基于设计的舱盖集装箱布置方案设置临时照明装置及其布置方式，以实现夜间集装箱装载的照度要求。

本发明还公开了上述一种卡尔萨姆型散货船舱盖集装箱装载的布置方法的应用，在卡尔萨姆型散货船舱盖的非直升机降落平台用货舱均设置预设层数的集装箱，其中，1号货舱设置的集装箱层数上限为1层；2号货舱设置的集装箱层数上限为1层；3号货舱设置的集装箱层数上限为2层；5号货舱设置的集装箱层数上限为3层；6号货舱设置的集装箱层数上限为4层；7号货舱设置的集装箱层数上限为4层。

进一步地，基于现有舱盖的主尺寸和结构布置，舱盖上的集装箱采用每层2排、4列的布置形式。

进一步地，舱盖四周设置有便携栏杆底座，在装载集装箱时临时安装于舱盖上。

进一步地，每个舱盖上安装若干便携式灯杆底座，其上设有便携式灯杆。

目前散货船舱盖装载集装箱无成熟的技术方案，本发明针对卡尔萨姆型散货船舱盖，根据舱盖尺寸、结构限制，在考虑最小变更的前提下，从布置、操作、交通、照明等方面设计出一套完整的散货船装载集装箱的方案。通过对舱盖结构的局部改造，实现了卡尔萨姆型散货船舱盖装载集装箱的要求，而不影响舱口围的强度。解决了卡尔萨姆型散货船舱盖装载集装箱的关键技术问题。在付出最小成本的情况下，实现最大的装载量。通过增加便携栏杆和便携灯架，即不影响普通散货的装载，又能满足集装箱装载中交通、操作和照明的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明设计方法流程图。

图2为本发明实施例中舱盖上集装箱叠放层数示意图。

图3为本发明实施例中舱盖集装箱布置示意图俯视图。

图4为本发明实施例中舱盖集装箱布置示意图侧视图。

图5为本发明实施例中便携式灯杆底座示意图。

图6为本发明实施例中便携式灯杆示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例公开了一种卡尔萨姆型散货船舱盖集装箱装载的布置方法，包括如下步骤：

S1、获取散货船基本布置图；

S2、考虑舱盖上集装箱装载高度受驾驶室视野限制因素，确认各舱盖上集装箱层数上限；具体地，舱盖上装载的集装箱层数主要由驾驶室的视野决定，集装箱装载后不应高于驾驶室的视野下限。在此条件的限制下，舱盖上集装箱层数的上限在1～4层之间。本实施例中，由于4号货舱舱盖作为直升机降落平台使用，无法安装集装箱箱角，4号货舱不装载集装箱。集装箱装载层数设计方案如图2所示。1号货舱设置的集装箱层数上限为1层；2号货舱设置的集装箱层数上限为1层；3号货舱设置的集装箱层数上限为2层；5 号货舱设置的集装箱层数上限为3层；6号货舱设置的集装箱层数上限为4 层；7号货舱设置的集装箱层数上限为4层。本实施例中所采用的集装箱为 20尺标准海运箱。

S3、考虑舱盖上操作及通行空间的限制，确认各舱盖上集装箱的布置方式；具体地，舱盖上装载集装箱时，需考虑人员在舱盖上的通行及对绑扎锁具的操作空间。根据现有舱盖的尺寸，考虑最小变更，集装箱不能铺满舱盖，否则需要额外增加操作平台，将涉及较大结构变更。因此，基于现有舱盖的主尺寸和结构布置，本实施例中，舱盖上的集装箱采用每层2排、4列的布置形式，如图2、图3所示。舱盖四周设置有便携栏杆底座，在装载集装箱时临时安装于舱盖上。每个舱盖上安装若干便携式灯杆底座，其上设有便携式灯杆。这种设置方式能够确保每个集装箱四周都留有足够的通行和维护空间，如图2中阴影区域所示，同时，借用原舱盖上已设置的直梯，方便到达舱盖顶部；舱盖四周设置便携栏杆底座，装载集装箱时临时安装。保护人员安全的同时有又不影响其他散货的装载。

在散货船舱盖设计时，现有的舱盖和舱口围的强度设计主要基于舱盖的上浪载荷。当装载集装箱后，舱盖的强度还需考虑集装箱的货物载荷。具体地，S4、基于步骤S2和步骤S3设计的数据进行集装箱的最大允许堆重的计算，根据计算的集装箱堆重校核舱盖和舱口围强度，如果集装箱堆重无法满足限制条件，则对集装箱堆重调整，直至满足要求为止。

S4中，装载集装箱后，舱盖和舱口围的强度考虑舱盖的上浪载荷和集装箱的货物载荷，本实施例中的上浪载荷是舱盖设计时基于规范计算得到，集装箱的货物载荷即为舱盖上装载集装箱的重量之和，根据规范要求，对集装箱载荷与上浪载荷分别计算，舱盖和舱口围强度校核时取大值。根据集装箱的布置位置，堆叠层数，集装箱的最大允许堆重可根据规范要求计算获得。之后再根据集装箱堆重，校核舱盖和舱口围强度。具体地，在不装载集装箱时，舱盖和舱口围的结构强度是基于上浪载荷计算校核的。以此结构作为基础，校核集装箱装载后的舱盖和舱口围强度是否依然满足。基于最小变更的目标，集装箱堆重需满足以下限定条件：集装箱堆重满足以下限定条件：

确保舱盖的主结构不因集装箱装载而变更，仅局部增加补强；确保舱盖结构重量增加后，舱盖动作的驱动液压马达能力不变；确保舱盖对舱口围的作用力不因装载集装箱而增大，保持舱口围结构不变。校核之后，如果集装箱堆重无法满足上述限制条件，将对堆重调整，直至满足上述要求为止。至此得到舱盖装载集装箱的最终方案。

散货船甲板和舱盖上的照明主要依靠前桅及驾驶室两侧翼桥上的投光灯，但照度无法满足集装箱装载的要求。为此，本发明还包括S5、基于设计的舱盖集装箱布置方案设置临时照明装置及其布置方式，以实现夜间集装箱装载的照度要求。具体地，根据舱盖上集装箱的操作面积和所选灯具的照度，每个舱盖上安装若干底座(一般6～8个为宜)，底座详图如图4所示，布置方案如图2所示。同时配置一定数量的便携式灯杆，详图如图5所示(其中灯杆高度H应根据照度分布情况选取)，并利用本船标配的移动式货舱灯实现舱盖上的照明。在白天或不需要集装箱操作时，灯杆可存储在储藏室。如需夜间操作，可将便携式灯杆和货舱灯安装在舱盖上满足照明要求。

在现有的卡尔萨姆型散货船的基础上，上述照明装置存在如下优点：仅需增加若干底座，所需材料很少，对主结构无影响；便携式灯杆的数量可根据船东需求配置，一般满足2～3个舱盖同时使用即可，无需每个货舱都配置灯杆；利用船上现有的移动式货舱灯即可满足使用要求，无需额外采购灯具；便携式灯杆及灯具不影响其他散货的装载。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。