附录1 集装箱系固
1  一般规定
1.1  适用范围
1.1.1 本附录的集装箱堆装及系固要求基于符合国际标准化组织ISO 1496-1:2013所建造集装箱制定。
本附录为CCS船级的船舶上初次安装集装箱系固系统的检验要求。在此声明并不是所有集装箱都能承受其许用负荷。许用负荷是根据多年的使用经验制定,并且有可能会超过ISO标准的规定。船东或船舶操作者有义务确定在该系统中使用的集装箱可以承受加载于箱子之上的载荷。
1.1.2常用货运集装箱的外部尺寸、额定重量及角件定位尺寸见表1.1.2。
1.2  附加标志
1.2.1对非集装箱船舶,如其集装箱系固设备符合本附录1~5的要求,授予附加标志:Equipped with Container Securing Arrangements。
1.2.2 经船东申请,对船上配有集装箱绑扎计算程序,能按本附录1~4的要求进行集装箱系固强度评估,并按照本附录6的要求进行认可,授予附加标志:CLC。
1.2.3 在附加标志CLC的基础上,如同时考虑本附录7.1中特定航线的要求,授予附加标志:CLC(V)。
1.2.4 在附加标志CLC(V)的基础上,如同时考虑本附录7.2中特定航线的季节和天气因素,授予附加标志:CLC(V,W)。
1.3  图纸资料
1.3.1应将下列图纸资料提交批准:
(1) 集装箱排列和重量布置图;
(2) 箱格导轨结构图(如有时);
(3) 绑扎桥结构图(如有时);
(4) 甲板箱柱结构图(如有时);
(5) 非箱格导轨集装箱系固设备布置图(如有时);
(6) 系固设备详图(固定式及便携式设备,含安全工作负荷);
(7) 固定式系固设备布置图及其船体支撑结构图;
(8) 集装箱系固手册/布置方案(船上应配有经CCS批准的集装箱系固手册/布置方案)。
1.4  船舶操作限制
与航向、航速相关的不当操作或是极限情况(如大幅横摇),可能会对船舶及货物产生超过本附录4所确定的载荷中的不利载荷。船长有义务正确驾驶以避免过度的船舶运动,以减少作用在货物堆装系统上的载荷。
1.5  定义
1.5.1排位(Bay):集装箱堆垛的纵向位置标识。一个集装箱的横向堆垛,与舱口或舱口盖相关联,包含多垛(或排)集装箱。
1.5.2导轨(Cell Guides):由垂直角钢制成的刚性系固系统,在集装箱的长度和宽度方向留有间隙,为集装箱堆垛提供定位和水平约束作用。
1.5.3集装箱块(Container Block):一定数量的集装箱堆垛,之间通过双头堆锥和/或桥接件连接。
1.5.4集装箱堆垛(Container Stack):单独的垂直集装箱堆,可通过扭锁、扭锁加绑扎杆或导轨进行系固。
1.5.5角件(Corner Fitting):一种固定装置,典型为铸件,为集装箱搬运和系固提供连接用的标准开口和接触面。为集装箱端部框架结构的组成部分,通常符合ISO 1161标准的规定。类似的装置可能布置在距离端部框架结构有一定距离的内部角柱处,如45英尺箱的40英尺位置的角件。
1.5.6角柱(Corner Post):加强的垂向结构,位于集装箱端部的角件之间,用于承受起吊、堆装及系固时的压力和拉力。一些集装箱在距离端部一定距离的位置还有内部角柱,如40英尺的位置。
1.5.7设计破断负荷(Design Breaking Load):部件的设计破断负荷由原型试验确定。设计破断负荷不应超过试验中在发生破坏前最后记录的载荷数据。
1.5.8设计初稳性高度(Design GM Value):用于集装箱绑扎计算的GM值由设计方确定,并在集装箱系固手册/布置方案中标明。至少应包含最小值和最大值两个值。最小值应不小于装载最多集装箱数量工
况时的GM值,最大值应不小于所有预期装载集装箱工况时的最大值。在初始设计时,设计初稳性高度的最小值可取为0.025B,最大值可取为0.075B,其中B为船舶的宽度。
securing
1.5.9 ISO货运集装箱(ISO Freight Container) :设计尺寸和额定重量满足ISO集装箱标准的集装箱,如:
ISO 1496-1 系列1货运集装箱(ISO 1496-1 Series 1 freight containers)
ISO 668 外部尺寸和额定重量(ISO 668 External dimensions and ratings)
ISO 1161 集装箱角件和规格(ISO 1161 Corner fittings and specifications)
1.5.10绑扎装置(Lashing Assembly):由杆、钢丝绳或链制成的拉力元件、张紧装置以及绑扎点,用于系固集装箱堆垛。
1.5.11绑扎点(Lashing Point):焊接在甲板、舱口盖、箱柱及绑扎桥上,用于绑扎装置与船体结构或舱口盖连接的装置,包括D形环、绑扎眼板等。
1.5.12绑扎桥(Lashing Bridge):甲板上的横向升高平台,舱口盖和甲板上的集装箱可通过绑扎装置绑扎到绑扎桥上。
1.5.13安全工作负荷(SWL):系固设备的安全工作负荷为设计破断负荷除以一个合适的安全系数。部件上作用的最大剩余载荷不能超过其安全工作负荷。
1.5.14验证负荷(Proof Load):集装箱系固设备在生产试验中使用的试验负荷。最小验证负荷按表
2.2.1确定。
1.5.15排/垛(Row/ Stack):集装箱堆垛的横向位置标识。
1.5.16扭变(Racking):水平力产生的集装箱端壁和侧壁的变形。
1.5.17系固设备(Securing Device):所有用于系固和支持集装箱的固定式和便携式装置的总称。
1.5.18层(Tier):集装箱堆垛的垂向位置标识。堆垛最下层位置的集装箱为第一层。
1.5.19花篮螺丝(Turnbuckle):一种形式的张紧装置,用于连接绑扎杆和绑扎点。
1.5.20扭锁(Twistlock):安装在角件中的设备,用于系固上层的集装箱,可承受拉力、压力和剪切力。
1.6  特殊考虑
1.6.1对于ISO1496-1标准以外的集装箱以及特殊的集装箱装载方式,其集装箱的系固应根据其参数、许用负荷按本附录4.8中的方法考虑。
2  材料与试验
2.1  材料
2.1.1制造箱格导轨结构及与船体相连接的固定式系固设备所用钢材,应符合CCS《材料与焊接规范》的有关规定。
2.2  原型试验
2.2.1除箱格导轨外,对系固设备均应进行原型试验以确定其破断负荷。至少应在每种部件中抽取2件进行原型试验。表2.2.1为破断负荷与许用负荷之间的关系。当试验负荷达到表列验证负荷时,试件应无永久变形(夹头部分除外)。
②若不用钢材而采用其他材料,则对其破断负荷和验证负荷,将另行考虑。
③SWL为安全工作负荷,kN。
2.2.2若两个试件中有1个试件在试验负荷未达到设计破断负荷之前发生破坏,则应增加1个试件。如符合下列3个条件,则仍可认为原型试验合格:
(1)发生破坏的试件的实际破断负荷不小于设计破断负荷的95%;
(2)对所增加的1个试件进行的原型试验合格;
(3)包括所增加的1个试件在内,3个试件的实际破断负荷的平均值不小于设计破断负荷。
2.2.3系固设备可按表2.2.3的模式进行试验。
2.3  产品试验
2.3.1当制造厂按照原型试验合格的系固设备的图纸资料进行成批生产时,对其产品还应按下列两者之一的要求进行产品试验:
(1)批量试验:对于除绑扎装置用的链或钢丝绳以外的系固设备,在每50件(不足50件仍按50件计)中应抽取1个试件,并对其进行验证负荷试验。验证负荷为其安全工作负荷的1.5倍。对于绑扎装置用的链或钢丝绳,在每50件(不足50件仍按50件计)中应抽取1个试件,并对其进行破断试验;
(2)逐件试验:对系固设备应按其相应的安全工作负荷逐件进行试验。但对绑扎装置用的链或钢丝绳,在每批产品出厂前,从中抽取1个试件,并对其进行破断试验。
2.3.2当按本附录2.3.1(1)的要求对批量产品进行试验时,如在下述试验负荷范围内,试件产生永久变形,则认为该试件不合格:
(1)1.5×SWL,当SWL<250 kN时;
(2)SWL+125,当SWL≥250 kN时。
2.3.3当1个试件过早地出现破坏或严重的塑性变形时,则需另抽取2个试件并对其进行复试。如复试结果均合格,则可以验收该批产品。
2.3.4当按本附录2.3.1(2)进行产品试验时,若试件产生永久变形,则应不予验收。
3  集装箱的堆装与系固
3.1  一般要求
3.1.1对集装箱应用下述一种装置或几种装置的组合进行系固。这些装置是锁紧装置、绑扎装置、箱格导轨、撑柱、单压撑柱或其他等效的支撑结构。
3.1.2对集装箱的系固方式应按本附录4的规定经受力计算后予以确定,并应能保证集装箱和系固设备的强度。
3.2  集装箱露天甲板上的堆装和系固
3.2.1将集装箱堆装在露天甲板上应符合下述要求:
(1)露天甲板上应设置可供人员进行工作用的安全通道,并设有供安装和检查系固设备用的足够通道;
(2)对于甲板上和舱口盖上的集装箱,一般应纵向排列;
(3)不应使集装箱伸出船边,对伸出舱口围板或其他舱面结构物的集装箱须提供适当的支承;
(4)当将集装箱堆装在舱口盖上时,应装设能防止舱口盖滑动的制动器或其他等效装置。
3.2.2 堆装在露天甲板上的集装箱的系固应符合下述要求:
(1) 应使用扭锁和(或)绑扎装置进行系固;
(2) 为提高绑扎效率,可将固定系固点布置在绑扎桥上。此种情况下,绑扎力的计算应考虑绑扎桥结构与集装箱堆垛间的相对位移;
(3) 通常情况下,应使用内绑扎型式进行系固,如图3.2.2(a)所示。图3.2.2(b)所示的外绑扎形
式,在绑扎杆连接的角件承受拉力时,由于扭锁与集装箱角件之间存在间隙,扭锁在该间隙没有关闭之前将不承受拉力,此时绑扎杆可能将承受过大的拉力而被破坏。如选用外绑扎形式,则上述情况需在系固计算中予以考虑。如无实际数据,半自动扭锁考虑12mm的垂向间隙,全自动扭锁考虑20mm的垂向间隙。
(a)内绑扎(b)外绑扎
图3.2.2内绑扎与外绑扎
3.2.3可以采用箱格导轨装置。
3.2.4当计算所得分离力不超过375kN时,可增加垂向绑扎进行系固。
3.3  集装箱在舱内的堆装系固
3.3.1无箱格导轨装置
(1)对于货舱内和甲板间舱内的集装箱,一般应纵向排列;
(2)对集装箱可仅用锁紧装置或用锁紧装置、撑柱、单压撑柱或绑扎装置的组合,并参照本附录3.2的规定进行系固;
(3)若经计算表明在集装箱层之间出现分离力,则应在该层设扭锁。对其他位置可考虑使用双头定位锥;
(4)若经计算表明各层集装箱均无分离力出现,则对于锁紧装置可考虑全部由双头定位锥替代;
(5)撑柱与船体结构须牢固连接,若有可能,撑柱与船体结构的连接方式应适合于不同高度的集装箱堆;
(6)单压撑柱与船体结构的连接可为固定式、铰接式或可拆式3种,对该处的船体结构应作必要的加强。安装单压撑柱时,应使其紧靠箱角件并保持最小间隙;
(7)为了传递横向载荷,相邻集装箱堆之间的连接构件的位置和强度均应与撑柱或单压撑柱的位置和强度相一致;
(8)如有必要,对支持撑柱和单压撑柱的船体结构应作加强。
3.3.2箱格导轨装置
(1)箱格导轨装置不应与船体构件形成整体结构,设计时应使其不受船体主应力的影响;
(2)箱格导轨装置应为坚固结构,设计时应能使其将船舶运动时产生的集装箱负荷传递到船体结构,并能承受由集装箱装卸时产生的负荷以及阻止集装箱移动,导轨的厚度应不小于12mm;
箱格导轨装置的许用应力如下(R eH为材料的屈服应力,N/mm2):
τ=
许用剪应力:[]0.4eH R
σ=
许用正应力:[]0.67R eH
(3)箱格导轨装载一般应有钢板和型钢构成,对箱格导轨的上端应作有效的支撑。
(4)在箱格导轨之间要设置横撑材,对其间距应按作用在导轨上的载荷而定。但一般不超过5m,并尽可能将其布置在集装箱角的同一水平面上。在舱的全宽内,对横撑材至少应设有两个支撑点,以防止其纵向移动,但如横撑材在纵向的最大位移不超过20mm,仅设1个支撑点;
(5)在箱格导轨与横撑材之间的连接处应有足够的抗扭转强度;
(6)在箱格导轨上应设置适当间距的中间肘板;
(7)当由结构受力计算表明需要安装纵向拉杆时,对其间距和位移的要求同本附录3.3.2(4);
(8)如位于货舱两边和两端的导轨与纵、横舱壁相连接,则该舱壁要作局部加强,以承受附加负荷;
(9)每只集装箱和导轨之间的横向间隙之和应不超过25mm,纵向间隙之和应不超过40mm。应注意箱格导轨的安装精度,以确保对集装箱的顺利吊装;
(10)引导集装箱进入箱格导轨的导箱构件应是坚固设备,一般应将其安装在导轨的顶部。

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