梁拱

甲板的横向曲度

梁拱（beam camber）是甲板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，亦称为：甲板的横向曲度。梁拱可增加甲板强度，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。

梁拱的设计背景

甲板是用于对船体内部空间进行上下分隔的结构。甲板板和其下的纵横支撑结构所组成的整体，称为甲板板架。船体可以看成是由板和骨材组成的空心薄壁梁，梁的上翼板是纵向连续水密结构，称为强力甲板或上甲板，内部各层甲板称为内部甲板或平台甲板。强力甲板是所有甲板中最为重要的甲板结构，它承担着船体总纵强度和横向强度的作用，同时还是机械装置、系泊设备的固定平台和工作场所，也是人员出入船体的通道。船体内部甲板不仅起着舱室分隔的作用，也起着船体横向加强的作用，另外还可作为舱壁竖向构件的支撑。对于大型油船和散货船，强力甲板骨架一般采用纵骨架式，内部甲板采用横骨材式。但散货船上甲板中位于两个货舱之间的甲板，为了增加船体横向强度，常采用横骨架式结构。甲板横梁（或肋板）、舷侧肋骨（或肋板）和船底肋板组成框架，共同保证船体的横向强度。

因露天甲板长期遭受日晒雨淋和海浪冲刷，应该特别考虑其结构设计。这类甲板面一般设计成中间高两边低的结构型式，但上层建筑（或甲板室）的露天甲板也有设计成两边高、中间低的型式。

甲板梁拱的型式和作用

为了能够迅速排除甲板上的积水和减少甲板上浪，船舶最上层露天甲板通常做成中间高两边低的拱形，露天上层建筑或甲板室露天部分也设置较小的梁拱（有正梁拱也有负梁拱），而内部的甲板或平台则无需设置梁拱。梁拱的形状有抛物线型，也有折线型。折线型既有单折线型，也有双折线型。对于普通商用船舶，标准梁拱高度为型宽的1/50。甲板梁拱还可提供一定的浮力储备，也可以增加一定的舱容，但也存在不利的一面，即它给甲板机械和设备安装带来了不便。图1为几种常见的甲板梁拱形状。图1中，B为型宽，H为梁拱高度，K.L为折点，C.L为中心线。

（1）抛物线型或圆弧型梁拱。优点：可以承受较大的甲板面载荷，而且线型光顺美观，排水快捷。缺点：分段制造前需要事先提供胎架数据，胎架检查需要定制样板，骨材安装定位较麻烦。适用船型：军用舰船和中小型船舶。

（2）直线型梁拱。优点：线型简单，加工方便，分段制造时无需定制样板，甲板骨材安装定位也很方便。缺点：美观性稍差。适用船型：油船和其他液舱船。

（3）直线圆弧组合梁拱。优点：兼具抛物线型梁拱和直线型梁拱的优点。缺点：对于圆弧部分梁拱，分段制造时需要事先提供胎架数据，检验时需要定制样板，圆弧部分骨材安装定位麻烦。适用船型：散货船和液货船。

（4）双折线型梁拱。优点：左右两侧甲板的倾斜角加大，有利于排水，且增加了一定的货舱舱容。缺点：中间部分甲板倾角较小，容易积水。适用船型：常规商用船舶。

甲板梁拱的设计

甲板梁拱形状对船厂分段制造有较大影响。20世纪90年代以前，船舶尺寸较小，甲板梁拱大都选择抛物线型或圆弧型。随着船舶尺度的大型化和分段制造加工的提速，抛物线型和圆弧型的梁拱设计已不受船厂欢迎，采用直线型或双折线型梁拱已成为一种趋势。图2为近年来设计的几型散船货和油船（或VLCC）采用的梁拱形状。

对于常规船舶，上甲板设计梁拱主要是为了排除甲板上的积水。如果仅从有利于甲板排除积水的角度考虑，甲板板与水平面的夹角越大越有利于排水，但过大的夹角会带来很多问题，如甲板强度、设备安装、人员安全等一系列问题。一般来说，甲板板与水平面的夹角在2.0°～3.5°为宜，但最大不得超过5°。参照PMA（永久安全通道）的相关要求，如果通道斜度大于等于5°，那么通道表面需增加防滑设施以防止甲板上有水时给船上人员造成危险。

综合上面的分析，对于油船来说，上甲板采用人字型（直线型）梁拱较好，双折线型梁拱次之。如果采用双折线型梁拱，则应特别注意中间部分的甲板梁拱。这部分甲板的梁拱设计应充分考虑以下两点：1）油船甲板板较薄，甲板骨材（纵骨和强横梁等）焊接会引起甲板板发生筒形弯曲变形；2）甲板板拼板板缝和分段对接接缝存在一定的焊缝余高，纵横焊缝余高将会形成很多的“浅围堰”。因此，中间部分的甲板梁拱不宜取得太小，更不要采用水平设计。图2(d)所示的某31.8万吨VLCC就出现了这种积水积盐的情况。

对于散货船，宜采用双折线型梁拱，且中间部分的甲板保持平直。散货船甲板板较厚，即使是位于货舱开口中间的甲板，其板厚也大于同等尺度的液货船的，况且中间甲板采用的是横骨材式，板格长宽比值比油船的大，因此甲板板因骨材焊接引起的筒形弯曲变形小。在货舱间的中间甲板上，一般都安装了不少设备，此部分的甲板采用较小角度或平直的设计有利于设备安装。从结构强度和实用性两方面考虑，中间部分甲板的梁拱折点，宜设置在中间甲板与货舱开口角隅处主甲板板的一列过渡板上，如图2(a)和图3所示。对于中间平直部分的甲板，为了防止出现不平现象，在分段建造时可加放一定的反变形。

对于其他船舶甲板梁拱的设计，需要根据船舶的用途、甲板是否有承载、航行区域等多种因素综合考虑决定。甲板梁拱的高度以标准梁拱高度为宜。根据几型散货船和油船的推算，梁拱高度最大不得超过B/35，否则将对船体梁总纵强度计算产生影响。

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