科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

船东美国 CG Railway LLC 公司是美国纽交所两家上市公司的合资公司，主营美国、加拿大、墨西哥之间的木材、金属、啤酒、纸品等货物运输。随着美国和墨西哥贸易复苏，全球对于货运产品的需求强劲回暖，在陆运因疫情原因仍未全面开放的前提下，两国货运码头异常繁忙，船东现有两条船在运营，BALI SEA和BANAN SEA。首先，这两条船船龄均已超过30年，急需更新换代。其次，这两条船在扩容改建后单航次载运火车车厢最多115节，无法满足两港之间日益增加的货运需求。此外，船航速慢，单航次需航行4天，火车运输效率低。此外，这两条船排放较高，对周围环境影响大，不符合碳达峰碳中和的趋势，因此新一代火车滚装船的建造需求应运而生。

需解决的主要技术难题

船在码头停泊时，受水波影响，会产生各方向位移运动

舾装件及加强构件，在轨道平直部分，尚可以有序排布。但是在火车轨道进入曲线轨道的变轨区域，甲板下的加强构件就不再平行，相互之间发生冲突

本船火车轨道间间距较小，布置紧凑。由于受火车变轨和车辆通行限界线的制约影响，不少位置的支柱，尤其在火车变轨处，如果按常规设计，支柱尺寸会较大，可能与车辆通行发生冲突

期望实现的主要技术目标

为了保持火车上下船时，船桥连接部位的稳定，需设计船舶固定装置

火车在船上的装卸、停放，需要布置众多的相关舾装件，及舾装件加强

通过不同部位、不同形式支柱的 设计，缩小了支柱的规格尺寸，避免支柱阻碍车辆的通行

在支柱与纵桁、强横梁连接处，利用有限元做细网格模型重点分析。保证支柱不仅满足空间上的布置要求，应力水平也能满足强度要求

需求解析

解析单位：“科创中国”船舶与海洋工程装备产业科技服务团（中国造船工程学会） 解析时间：2022-10-19

李龙

702所

高级工程师

综合评价

本船计算时，利用 BV 的HydroStar水动力计算软件，基于三维辐射绕射势流理论，根据选定工况的主要载荷控制参数，对计算的该载荷参数的频率响应函数，在浪向和波频范围搜索，获取幅频响应最大值对应的浪向和波频，从而得到设计波的浪向和波频，对波浪载荷进行长短期预报，进一步提高了计算精度。滚装船首部还有外飘的线型，因此，本船在计算船舶总纵强度时，还计算了本船外飘的形状参数，以及它对船体梁的垂向弯矩和剪力影响。具有一定的可行性，未来可规模化发展。

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