Борт судна состоит из бортовых перекрытий, которые представляют собой участки борта, заключенные между поперечными переборками, палубой и днищем. На бортовые перекрытия действуют гидростатическое давление воды, усилия от общего продольного изгиба, удары волн, удары при швартовках, ледовые нагрузки, давление груза, лежащего на палубе. В зависимости от условий эксплуатации, размеров и назначения судна бортовые перекрытия могут набираться по поперечной, продольной, клетчатой и комбинированной системам набора.
Бортовое перекрытие, набранное по поперечной системе набора (рис. 39).
Данная система набора применяется на сухогрузных судах, ледоколах и низкобортных танкерах. Бортовая обшивка поддерживается обыкновенными шпангоутами. При наличии нескольких палуб различают трюмные и твиндечные шпангоуты. Для увеличения местной прочности бортовые перекрытия могут быть усилены рамными шпангоутами и бортовыми стрингерами. Такие усиления чаще необходимы в МО и носовой части судна. Рамные шпангоуты ставят через четыре шпации; количество бортовых стрингеров колеблется от одного до трех, что зависит от высоты борта. Рамные шпангоуты ставят в плоскости рамных бимсов и сплошных или водонепроницаемых флоров, а бортовые стрингеры устанавливают в плоскости мощных горизонтальных ребер жесткости переборок — шельфов. Таким образом, рамный набор образует мощные рамы, расположенные в поперечно-вертикальных и продольно-горизонтальных плоскостях.
В трюмах сухогрузных судов применяют так называемую монотонную систему набора бортовых перекрытий. В этом случае высоту стенок всех трюмных шпангоутов делают одинаковой, что обеспечивает удобство укладки грузов, а в некоторых случаях и увеличение грузовместимости трюмов. У судов ледового плавания между основными шпангоутами устанавливают промежуточные шпангоуты, что увеличивает местную прочность перекрытия. В носовой и кормовой частях судна могут устанавливаться поворотные шпангоуты. Стенки их профиля располагаются перпендикулярно к обшивке, что также увеличивает местную прочность, но несколько усложняется технология постройки.
Крупнотоннажные контейнеровозы и нефтерудовозы имеют, как правило, двойной борт. Внутренний борт ставится вертикально и в совокупности с переборками образует трюм, имеющий форму параллелепипеда. Это улучшает условия погрузки и перевозки контейнеров и других грузов, повышает безопасность плавания, создает бортовые емкости для жидких судовых запасов и балласта. Наружный борт при этом может иметь в поперечном сечении развал, что улучшает поперечную остойчивость судна. Между наружным и внутренним бортами вместо рамных шпангоутов и бортовых стрингеров на всю ширину межбортного пространства устанавливают вертикально-поперечные и горизонтально-продольные диафрагмы. В межбортном пространстве под главной палубой с какого-либо борта, по всей длине судна устанавливают коридор для прохода людей вдоль судна и прокладки инженерных сетей (трубопроводов, электрокабеля и т. и.).
Бортовое перекрытие, набранное по продольной системе набора (рис. 40).
Такая конструкция применяется на крупнотоннажных танкерах и нефтерудовозах. Сравнительно небольшое расстояние между рамными шпангоутами позволяет поставить бортовые продольные ребра жесткости меньшей длины, чем обыкновенные шпангоуты. Короткая балка при необходимой прочности способствует уменьшению площади поперечного сечения профиля балки. Таким образом, можно получить выигрыш в грузоподъемности судна. Рамные шпангоуты могут иметь переменную высоту стенки: большую у скулы и меньшую у палубы. Это обусловлено изменением гидростатического давления воды по высоте борта. Бортовые продольные ребра жесткости также могут иметь переменную прочность по высоте борта. Иногда на высокобортных крупнотоннажных сухогрузных судах продольную систему набора борта применяют в верхней части борта у палубы. Это улучшает устойчивость листов обшивки борта при сжимающих усилиях во время продольного изгиба судна. Остальную часть борта набирают по поперечной системе. В данном случае борт получается набранным по комбинированной системе набора. В тяжело нагруженных бортовых перекрытиях применяют клетчатую систему набора.
Особенностью бортовых перекрытий промысловых судов является то, что они должны воспринимать большие местные нагрузки при швартовках на волнении, при работе с орудиями лова, в ледовой обстановке. В то же время бортовые перекрытия незначительно участвуют в общем продольном изгибе, поэтому в большинстве случаев имеют поперечную систему набора (рис. 1.13,а).
Шпангоуты обычно разрезают на палубах и крепят к палубам и крайнему междудонному листу кницами. Иногда применяют бескничное соединение нижних концов междупалубных шпангоутов с палубой. В районах действия больших сосредоточенных нагрузок бортовой набор усиливают установкой бортовых стрингеров и рамных шпангоутов с интервалом в несколько шпаций. У судов ледового плавания в районах, оговоренных Правилами, между основными шпангоутами размещают промежуточные. Бортовые стрингеры устанавливают, как правило, в плоскости мощных горизонтальных ребер жесткости поперечных переборок, образуя рамы в продольно-горизонтальной плоскости.
Одновременно в районах усиленного бортового набора для уменьшения повреждений при швартовках увеличивают толщину наружной обшивки. В бортовых стрингерах делают разрезы на рамных шпангоутах и поперечных переборках, предусматривают соответствующие вырезы для прохода обыкновенных, усиленных и промежуточных шпангоутов.
При продольной системе набора (рис. 1.13,6) продольные бортовые балки проводят через соответствующие вырезы в стенках рамных шпангоутов и разрезают на поперечных переборках, усиливая крепление к последним, так же как и бортовых стрингеров, кницами. Размеры профиля продольных бортовых балок набора в связи с изменением гидростатического давления увеличивают по высоте борта.
В целях уменьшения повреждений узла крепления шпангоутов и бимсов при швартовках их торцы приваривают соответственно к настилу палубы или бортовой обшивке. Если из технологических соображений приварка торцов невозможна, то свободные концы полок шпангоутов и бимсов у бимсовых книц подкрепляют, соединяя их плоской стороной продольной стальной полосы (рис. 1.13,в) или стенки шпангоутов и бимсов соединяют попарно ребрами жесткости (рис. 1.13,г). При шпангоутах, имеющих развал, верхний участок борта делают вертикальным.
Концы промежуточных шпангоутов закрепляют на палубах, платформах или специально установленных продольных связях. Изгиб шпангоутов в плоскости наименьшей жесткости предотвращают за счет установки разносящих бортовых стрингеров, разрезаемых на шпангоутах и привариваемых к ним. У судов с бортовой схемой траления толщина бортовой обшивки и ширстрека между траловыми дугами увеличивается на 1 мм по сравнению с требуемой, в районе размещения траловых дуг устанавливают промежуточные шпангоуты, ширстрек, фальшборт и бортовую обшивку выше уровня балластной ватерлинии (БВЛ) защищают от износа, так же как обшивку транца траулеров кормового траления, прутковой сталью сегментного сечения, приваренной наклонно (см. рис. 1.4,6).
При одинарном борте наименьшие потери объемов на изоляцию и наиболее простой ремонт бортовых перекрытий достигаются установкой основных и промежуточных шпангоутов одинакового профиля или уменьшением шпации, позволяющим уменьшить высоту набора и соответственно толщину изоляции. Однако значительно снизить объемы повреждений бортов без существенного увеличения высоты набора не удается. Поэтому в последние годы все чаще на крупных обрабатывающих и приемно-транспортных судах применяют двойной борт, образуемый продольными переборками, используя пространство между переборкой и бортом для размещения запасов жидких грузов. При этом, кроме того, упрощается форма трюмов, что улучшает условия погрузочно-разгрузочных работ, повышается безопасность мореплавания, упрощается конструкция и уменьшается толщина изоляции трюма за счет установки набора внутри двойного борта.
Распространение получили две конструктивные схемы двойного борта: внутреннее перекрытие полностью изолировано от внешнего борта (рис. 1.14,а); внутренний и внешний борт соединены горизонтальными платформами (диафрагмами) и вертикальными поперечными диафрагмами, устанавливаемыми через несколько шпаций (рис. 1 14,б). На ПБ „Спасск”, где в надводной части борта внутреннее и внешнее бортовые перекрытия не соединены связями (рис. 1.14,в), характер повреждений внешнего борта при швартовках оказался таким же, как и в районе одинарного борта, а на ПБ „Рыбак Балтики”, где бортовые перекрытия по всей высоте борта соединены платформами и диафрагмами, частота повреждений набора и остаточные стрелки прогибов примерно в два раза меньше, чем в районах с одинарным бортом.
Однако установка платформ и диафрагм при ремонтах — трудоемкое и дорогостоящее мероприятие. Поэтому в последние годы стали применять пространственно-стержневые конструкции, образуемые стойками (раскосами) между шпангоутами двойных бортов, превращающих два соседних шпангоута в раскосную ферму. Такие конструкции обеспечивают совместную работу перекрытий двойного борта, увеличивая прочность внешнего перекрытия за счет разнесения нагрузок на большое число ненагруженных связей.
Литература
Устройство и основы теории морских судов - Горячев А.М., Подругин Е.М. [1983]
Устройство и основы теории судна - Бронштейн Д.Я. [1988]
