[发明专利]一种集装箱外绑扎型式的绑扎强度的优化调整方法

说明书

本发明公开了一种集装箱外绑扎型式的绑扎强度的优化调整方法，包括：1)计算绑扎杆由于分离力而产生的垂向位移Δ₁；2)将垂向位移Δ₁与扭锁最小垂向间隙Δ₂进行比较，取小者作为实际垂向位移Δ；3)根据实际垂向位移Δ重新计算新的绑扎力SF_new；4)使用新绑扎力SF_new进行绑扎计算，根据绑扎计算结果调整当前集装箱堆装布置，使当前集装箱堆装布置满足实际规范衡准。本方法考虑乐垂向位移，从而通过迭代计算，实现横向与垂向的平衡，保证了外绑扎型式的安全。

技术领域

本发明属于船舶制造技术领域，具体涉及一种集装箱外绑扎型式的绑扎强度的优化调整方法。

背景技术

随着全球贸易和航运市场的发展，集装箱船的大型化趋势越发明显。目前全球最大的集装箱船的装箱量已达24000TEU，甲板集装箱的层数已达到12层，带来了集装箱绑扎方面的效率与安全问题。

传统的集装箱绑扎使用的是左右交叉型式的内绑扎，绑扎杆的头部连接到上下两层集装箱交界处的上层集装箱的底角件处，由于绑扎杆是倾斜的，所以绑扎杆对集装箱施加了抵御横向惯性力的载荷的同时，也施加了垂直向下的载荷。由于此时作用的绑扎杆是连接在集装箱重力和顶部集装箱惯性力矩正向叠加的一侧，因此绑扎力的垂向分力加剧了这一侧的向下压力，使得集装箱的压力首先达到衡准值，从而限制了总体装箱数量及重量。

而外绑扎使用的是八字型式，绑扎杆连接在集装箱重力和顶部集装箱惯性力矩反向叠加的一侧，也是可能会产生集装箱间分离力的一侧。这时绑扎力的垂向分力增加了向下的压力，抵消了分离力，因此具备了比内绑扎更高的绑扎效率。因此目前的大型集装箱船的甲板集装箱绑扎，普遍使用外绑扎取代了内绑扎。

对于外绑扎型式的绑扎强度计算，常规的做法是沿用了内绑扎型式的计算方法，只是将计算所得的绑扎力垂向分力加到有分离力的一侧。但这种计算方法存在其不足之处。

绑扎强度计算的原理，是基于弹性变形的平衡原理，集装箱和绑扎杆都被假定为具有一定弹性的弹簧，由于横向惯性力的作用产生变形，通过计算各层集装箱连接处横向位移的平衡方程，求解得到绑扎力的横向分量，再根据绑扎杆的倾斜角度计算得到总体的绑扎力和绑扎力的垂向分力。

在内绑扎型式下，绑扎杆连接在集装箱层间只有压力的一侧，集装箱在层与层之间是没有垂向运动的，因此绑扎杆只有横向的变形，或者说是位移，因此上述的计算方法是适用的。但对于外绑扎型式，由于绑扎杆连接在集装箱层间有分离力的一侧，集装箱在层与层之间是会产生垂向运动的，即分离运动。为了装配的需要，集装箱层间的扭锁在集装箱的箱角件中是灵活的，有一定垂向间隙的。因此在集装箱的分离运动过程中，上层集装箱的角件会连同绑扎杆的杆头向上运动，直到消除了间隙，扭锁开始作用，扭锁的拉伸就可以抵消部分的分离力。而这时绑扎杆由于产生了垂向拉伸，也将形成一定的绑扎力。

由于这部分绑扎力的产生，绑扎杆的强度将成为最先达到衡准值的部分，因此将决定了整个集装箱堆垛的装载量。而这部分绑扎力是仅考虑横向变形的常规算法所无法计算的，根据现有技术计算得到的绑扎力进行绑扎的调整会造成极大地安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集装箱外绑扎型式的绑扎强度的优化调整方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种集装箱外绑扎型式的绑扎强度的优化调整方法，包括：

1)计算绑扎杆由于分离力而产生的垂向位移Δ₁；

2)将垂向位移Δ₁与扭锁最小垂向间隙Δ₂进行比较，取小者作为实际垂向位移Δ；

3)根据实际垂向位移Δ重新计算新的绑扎力SF_new；