Elemente constructive principale ale corpului navei
A.
ARHITECTURA NAVEI
Arhitectura si constructia navei depind de forma exterioara a corpului,de pozitia compartimentului de masini(C.M.)pe lungimea navei,de dispunerea si forma suprastructurilor,de dispunerea instalatiilor de incarcare si a catargelor etc. Forma exterioara a corpului este determinate de forma extremitatilor prova si pupa (etrava ( etrava si etamboul),de etamboul),de selatura puntii si de linia chilei. Etrava navelor maritime de transport (fig. 3.1, a) este inclinata inspre pupa cu un unghi de 40-45 40-45 ; pentru remorchere remorchere si alte nave ce navigheaza in gheata inclinarea este mai pronuntata in portiunea imersa a etravei (fig. 3.1, b). In ultimii ani, etrava cu bulb (fig. 3.1, c)
Fig.3.1. Forme ale extremitatii prova a navelor maritime: a – nave de transport obisnuite; b – remorchere si nave ce navigheaza ingheturi; ingheturi; c – etrava cu bulb; d – nave de pescuit.
a capatat o larga raspandire: ea se foloseste nu numai la nave rapide,dar si la nave cu viteze mai reduse(petroliere,cereariele), reduse(petroliere,cereariele), prezenta bulbului asigurand o rezistenta la inaintare mai redusa si, in consecinta , o viteza sporita la aceeasi putere de propulsie.
Navele de pescuit mici au, de obicei, etrava rotunjita(fig.3.1,d rotunjita(fig.3.1,d ), ), Forma extremitatilor pupa etamboul depinde de numarul de elice,iar in portiunea imersa a corpului depinde de constructia etamboului. Navele maritime de transport au, in general, pupa tip crucisator(fig.3.2,a crucisator(fig.3.2,a).Unele nave au extremitatile pupa terminala cu oglinda ( peretele care margineste la pupa corpul navei) navei) (fig.3.2,c (fig.3.2,c). Selatura puntii este realizata prin ridicarea lina a puntii de la cuplul maestru catre extremitati.Selatura extremitati.Selatura are rolul de a asigura scurgerea rapida a apei de pe punti(la navigatia pe valuri),marind in acelasi timp, rezerva de flotabilitate a navei catre extremitati(acolo unde posibilitatea aparatia avariilor este mai mare).
Fig. 3.2. Forme tipice ale extremitatii pupa: a – pupa tip crucisator; b – pupa obisnuita; c – pupa cu oglinda.
Linia chilei navelor este , in general , dreapta si orizontala. Linia chilei inclinata este caracteristica doar impingatoarelor si navelor de pescuit. Numarul si dispunerea suprastructurilor determina urmatoarele tipuri arhitecturale de nave maritime (fig. 3.3) :
Nava cu trei suprastructuri (fig. 3.3, a) : teuga(in teuga(in prova),duneta prova),duneta (in pupa) si suprastructura centru; centru;
Nava cu doua suprastructuri,respec suprastructuri,respective tive cu teuga si duneta (fig. 3.3,b 3.3,b);
Nava cu o singura suprastructura,respectiv cu duneta (fig. 3.3,c 3.3,c);
Nava cu suprastructura continua de la prova la pupa pe toata lungimea navei (fig. 3.3,d 3.3,d ); );
Fig. 3.3. Tipuri arhitecturale de nave in functie de numarul si dispunerea suprastructurilor: a – nava cu trei suprastructuri;b – nava cu doua suprastructuri;c – nava cu o singura suprastructura(duneta);d – nava cu suprastructura continua;e – nava cu semiduneta.
Nava cu puntea avand o inaltare in regiunea pupa,cu semiduneta sau “quarter-deck” (fig. 3.3, e).
O influenta importanta asupra arhitecturii navei o are pozitia compartimentului de masini pe lungimea navei, forma suprastructurii aferente compartimentului de masini, cosul, forma decuparilor din bordaj in regiunea suprastructurii. Marea majoritate a navelor actuale au compartimentul de masini in pupa. Aceasta dispunere permite scurtarea liniei de arbori si imbunatatirea calitatilor de exploatare ale navei.
ELEMENTELE STRUCTURALE ALE CORPULUI NAVEI 4.1. NOTIUNI GENERALE
Partile principale ale structurii unei nave sunt:
Invelisul exterior;
Una sau mai multe platforme asezate in zona superioara a corpului,denumite punti;
Puntea dublului fund;
Scheletul sau osatura transversal,formata din grinzi dispuse transversal sub punti,pe bordaje si pe fund si din pereti transversali;
Suprastructurile si rufurile;
Parapetul si balustradele.
In functie de tipul navei,de modul cum sunt dispuse elementele de osatura,la constructiile navale,se intalnesc trei sisteme de constructie: transversal,longitudinal si mixt.
Sistemul de constructie transversal este alcatuit din elemente de osatura transversal:coaste, varange, dispuse la fiecare coasta,iar traversele la 1-2 intervale de coasta. Coastele, varangele, traversele rigidizeaza bordajul si invelisul puntii, fapt care
influenteaza rezistenta longitudinala a navei, mentinand in acelasi timp si forma corpului navei. Elementele longitudinal de osatura se dispun la distante mult mai mari si sunt constituite din:
Carlinga centrala din P.D.;
Carlingile laterale din dublul fund,numarul lor fiind in functie de latimea navei;
Curentii de punte;
Curentii de bordaj.
Sistemul de constructive longitudinal (fig. 4.1) se cumpune din urmatoarele elemente:
Grinzile 1, dispuse in sens longitudinal pe fund la distante una de alta ce variaza de la 710 la 960mm pentru nave a caror lungime este cuprinsa intre 70 si 180m , denumite longitudinale de fund;
Grinzile 2, dispuse in sens longitudinal sub puntea dublului fund la aceleasi distante ca si longitudinalele de fund denumite longitudinalele dublului fund ;
Carlinga centrala 3;
Carlingile laterale 4;
Varangele 5, dispuse la o distant mult mai mare decat in cazut sistemului transversal de osatura;
Grinzile 6, dispuse in sens longitudinal pe bordaje la distante una de alta apropiate de distantele intercostale din sistemul tranfversal de osatura, denumite lognitudinale de bordaj;
Coastele intarite 7, dispuse la distante mult mai mari decat distant intercostala din cazul sistemului transversal de osatura;
Grinzile 8, dispuse in sens longitudinal pe bordaje la distante una de alta apropiate de distantele intercostale din sistemul transversal de osatura, denumite longitudinal de punte;
Traversele intarite 9, asezate la distante mult mai mari decat traversele commune din sistemul transversal de osatura;
Curentii de punte 10 in dreptul sirurilor de pontili 11;
Nervurile de rigidizare 12, 13, 14 pentru intarirea varangelor coastelor si traverselor.
Sistemul de constructive mixt . In acest system de osatura, elementele de osatura pentru punte si fundul navei sunt imbinate in sistemul longitudinal de constructie, iar elementele de osatura pentru bordaje in sistem transversal, Se realizeaza astfel o mai buna rigidizare a tablelor puntii si a tablelor fundului navei.
4.2. STRUCTURA PUNTILOR 4.2.1. OSATURA PUNTILOR
4.2.1.1. Osatura puntilor in sistem transversal de constructie la navele destinate transportului de marfuri uscate se compune din:
Traverse;
Semitraverse;
Curenti de punte.
Traversele(fig. 4.2)sunt executate din cornier cu aripi egale, profile T si profile cu bulb.
Traversele se extend din bord in bord,se sudeaza de invelisul metalic al puntii iar la capete se imbina cu coastele prin gusee(fig. 4.3). Traversele de la capetele gurilor de magazine se extind din bord in bord sau se intrerup la colturile acestora si se sudeaza la rame. Prinderea ramelor longitudinale de traversele de la capetele gurilor de magazie se consolideaza prin gusee orizontale. Semitraversele se extind din borduri pana la ramele longitudinal ale gurilor de magazie si se sudeaza de invelisul metallic al puntii.Semitraversele se imbina la un capat cu coastele prin gusee, iar la celalalt capat cu ramele longitudinale ale gurilor de magazie prin sudura. Curentii de punte constituie osatura longitudinal a puntilor si au rolul de reazeme intermediare pentru traverse si semitraverse. Curentul de punte este constituit dintr-o inima de table sudata de invelisul puntii si dintr-o platbanda sudata la marginea libera a inimii(fig. 4.4). 4.2.1.2. Osatura puntilor in sistem longitudinal de constructie la navele de transportat marfuri uscate se compune din:traverse si semitraverse intarite,longitudinale de punte si curenti de punte. Traversele si semitraversele intarite sunt constituite dintr-o inima de tabla, sudata de invelisul puntii si o platbanda sudata de muchia libera a inimii. Inima din tabla a traverselor si semitraverselor intarite este consolidate prin nervuri de rigidizare si bracheti,la fel ca inima curentilor de punte(fig. 4.4). Imbinarea intre traverse si curentii de punte se face cu ajutorul nervurilor de rigidizare sau a brachetilor.
In inima curentilor de punte se practica decupari pentru trecerea traverselor si a semitraverselor. Sub punti, ramele longitudinale care indeplinesc si rolul de curenti, conform prevederilor Registrului Naval Roman, se intaresc din doua in doua traverse prin bracheti.Acestia se sudeaza de traverse si inima curentului de punte. Traversele si semitraversele intarite sunt dispuse la distante mai mari decat cele obisnuite.
Traversele intarite se sudeaza la capete de coaste, iar imbinarea lor se completeaza prin gusee (fig. 4.5). Longitudinalele de punte sunt formate din corniere cu aripi inegale,profile T sau platbanda cu bulb,sudate de invelisul puntii(v. fig. 4.2). Pentru a se realiza imbinarea intre longitudinalele de punte si traversele intarite, se executa la traverse decupari pentru trecerea longitudinalelor, care se sudeaza de primele fie direct,fie prin intermediul nervurilor de rigidizare sau al brachetilor. Longitudinalele de punte pot fi intrerupte in dreptul peretilor transversali etansi.In acest caz, capetele longitudinalelor trebuie sa fie prinse de perete prin gusee flansate (fig. 4.6). Curentii de punte au aceeasi structura ca si in cazul puntilor in sistem transversal de constructii.
Osatura puntilor la petroliere in zona tancurilor de incarcare (fig.4.7)este formata din:longitudinal de punte 3,traversele de punte intarite 2 si curentul de punte dispus in planul diametral(table de ruliu) 1. Longitudinalele de punte sunt formate din corniere cu aripi inegale,profil T sau platbanda cu bulb si se extind pe toata lungimea puntii. Longitudinalele de punte se pot intrerupe la peretii transversali si, in acest caz, se prind de pereti prin gusee. Traversele intarite sunt formate dintr-o inima de tabla sudata de invelisul puntii si o platbanda, sudata de muchia libera a inimii. Inimile traverselor trebuie intarite cu nervuri de rigidizare, care se prevad din doua in doua longitudinale. Curentul de punte denumit si tabla de ruliu trebuie prevazut la navele cu doi pereti longitudinali in planul diametral.
4.2.2.PONTILII Pontilii sunt grinzi verticale care fac legatura intre punti sau intre puntea inferioara si structura fundului. Acestia au rolul de a mai rezistenta locala si stabilitatea puntilor. Din punct de vedere constructive, se deosebesc: pontili tubular si pontili din profile. Pontilii tubulari sunt constituiti din tuburi de otel ale caror capete se ajusteaza la fata locului si se sudeaza la capatul de sus de curentii de punte pe care pontilii ii sustin in mod direct,iar la capatul de jos de puntea imediat inferioara, sau de puntea dublului fund,sau de varange (cand nu exista dublu fund). Imbinarile de la capetele pontililor trebuie sa asigure prelucrarea si transmiterea sarcinii de catre pontili, cat si stabilitatea curentului de punte.
Aceste imbinari se pot realiza fie prin gusee (fig. 4.8,a), fie fara gusee (fig.4.8,b). Pontilii constituiti din profile compuse (fig.4.9) se executa din profil U , profil I , profil chesonat.
4.2.3.INVELISUL PUNTILOR
Din punt de vedere constructive, puntile pot fi cu invelis metalic, cu invelis de lemn, sau cu invelis metalic acoperit cu captuseala de lemn. Invelisul puntilor metalice este format din siruri de table dispuse, de obicei, longitudinal. La petroliere, invelisul puntii superioare este intotdeauna metalic. Invelisul puntilor de lemn se executa din dulapi de lemn de pin, de teak(tic) sau de stejar.
4.3.STRUCTURA BORDAJELOR
Osatura bordajelor la navele de transportat marfuri uscate (cu exceptia navelor care transporta minereu) se executa in mod obisnuit in sistem transversal de constructie. Alegerea acestui sistem se datoreste faptului ca asigura mai bine rezistenta locala a structurii la actiunea diferitelor sarcini (lovituri de chei, socurile blocurilor de gheata).
4.3.1. OSATURA BORDAJELOR Osatura bordajelor pentru navele de transportat marfuri uscate este compusa din: coaste simple,intarite si stringheri de bordaj(curenti de bordaj). In functie de pozitia pe inaltimea navei, coastele simple pot fi:
Coaste de cala sau de magazie 5(fig.4.13), care se extind intre guseele de gurna(pornite de la puntea dublului fund 4) si puntea inferioara 3;
Coaste de interpunti 6, care se extind intre puntile turnate sub puntea superioara 2 de rezistenta;
Coaste de suprastructuri 7, care se extind de la puntea superioara de rezistenta pana la puntea suprastructurilor 1.
Coastele sunt formate din aceleasi profile ca si traversele:corniere cu aripi inegale, profile T sau profile cu bulb. Imbinarea intre coastele de cala si structura fundului se face prin guseele de gurna, care sunt prevazute cu platbande sudate sau flansate pe muchia lor libera. Coastele se imbina cu traversele prin gusee.
Osatura bordajelor in sistem de constructie transversal la petroliere se compune din: coaste si stringheri.
Coastele sunt formate din corniere cu aripi inegale, platbande cu bulb sau profile T, ca si in cazul navelor care transporta marfuri uscate. Imbinarea coastelor cu varangele se face prin bracheti care se extind pana la stringherul inferios de bordaj (fig.4.14). Stringherii de bordaj sunt formati dintr-o inima de table si dintr-o platbanda aplicata pe muchia libera a inimii. Inima stringherului se prevad decupari prin care trec coastele de la inceputul randului. Imbinarea coastelor cu stringherii de bordaj se face direct, sau prin intermediul unor nervuri de rigidizare. Stringherii de bordaj se prin de peretii transversali sau de stringherii de pe acesti pereti prin gusee. Osatura bordajelor in sistem de constructie longitudinal este constituita din: longitudinal de bordaj si coaste intarite. Longitudinalele de bordaj sunt executate la fel ca si coastele, din cornier cu aripi inegale, platbante cu bulb sau profile T. Toate longitudinalele de bordaj se intrerup in dreptul peretilor transversali si se prind de acestia sau de intariturile lor orizontale prin gusee. Coastele intarite sunt formate dintr-o inima de table si o platbanda aplicata pe muchia libera a inimii.
4.4.STRUCTURA FUNDULUI
Navele de transportat marfuri uscate pot avea fundul executat in doua moduri: simplu sau dublu. La navele de lungimi mici (sub 50 m) se adopta fund simplu (fig.4.15), iar navele de lungimi mai mari se adopta dublul fund (fig.4.16). Dublul fund are urmatoarele roluri:
Impierdica inundarea magaziilor de marfuri sau a compartimentuluimasini, in cazul cand s-ar produce avarii la fundul navei;
Participa la rezistenta longitudinala totala a corpului navei si la rezistenta locala a structurii fundului;
Limiteaza un volume tans intre el si fundul navei, volum care compartimentat prin elemente longitudinale si transversal de
structura etanse (carlingi etanse si varange etanse) formeaza tancuri pentru depozitarea combustibilului lichid, a uleiului a rezervelor de apa pentru caldari, a apei potabile si a apei de balast.
Pentru a-si indeplini rolul de siguranta, dublul fund trebuie sa aiba o inatime in planul diametral cat mai mare si sa se extinda cat mai aproape de bordaje, depasind cat mai mult gurna. Aceasta conditie este indeplinita in special in cazul dublului fund cu marginala orizontala sau inclinata in sus (fig.4.17).
4.4.1.OSATURA FUNDULUI
Osatura fundului la navele fara dublu fund pentru transportat marfuri uscate se executa in sistem transversal de constructive si se compune din: varange, carlinga central si carlinga lateral. Varangele sunt elemente de osatura transversal a fundului: ele sunt asezate la fiecare coasta. Structura varangelor se compune dintr-o inima vertical 1 (fig. 4.18,a) si o platbanda 2, sudata de muchia libera a inimii.Inima este din table de otel sudata de invelisul fundului 3 si de carlinga central. Carlinga centrala este o grinda longitudinala asezata in planul diametral si compusa dintr-o inima de tabla 2, sudata de invelisul fundului 1 si de varanga 4,5.De muchia superioara a acestei inimi este sudata o platbanda 3(fig.4.18,b). Carlinga centrala se extinde pe toata lungimea navei si poate fi continua,sau intercostala.In cazul cand carlinga este intercostala, varangele trebuie sa fie continue in planul diametral.Platbandele varangelor se sudeaza pe platbanda carlingei centrale. Carlingile laterale sunt grinzi longitudinal asezate pe fund la o distanta intre ele de cel mult 2,5m in zona de mijloc a navei. Carlingile laterale se extind pe cea mai mare parte din lungimea navei.Structura lor este compusa din inimi intercostale din tabla de otel, sudate de invelisul fundului si de varange. De muchia superioara a inimii caringilor laterale este sudata o platbanda(fig.4.18,c).
Osatura fundului in sistem transversal de constructive la navele cu dublu fund pentru transportat marfuri uscate este alcatuit din: carlinga centrala, carlingi laterale si varange(fig.4.19). Carlinga central are o inaltime minima egala cu inaltimea din planul diametral al dublului fund, conform prescriptiilor registrului. Carlingile laterale se prevad in mod obligatoriu la navele cu latime de cel putin 10 metri, in zonele de la mijloc si de la extremitatea pupa.Carlingile laterale sunt intercostale, iar numarul lor variaza intre 1 si 3, in functie de latimea navei. Carlingile laterale se executa din inima de tabla de otel sudate de invelisul fundului si de invelisul dublului fund.
Varangele sunt de 3 tipuri: cu inima, etanse si schelet.
Varangele cu inima (fig.4.19,a) sunt formate din inimile 3, din tabla de otel sudate de invelisul fundului, de invelisul dublului fund, de tablele marginale, de calinca centrala 1 si de carlingile laterale 2. Pentru vizitarea dublului fund, in varangele cu inima se prevad guri de vizitare ovale si guri de usurare. Pentru compensarea micsorarii rezistentei datorita gurilor de vizitare, intre aceste guri se prevad nervuri de rigidizare 4 a varangelor, constituite din platbante avand aceasi grosime ca si varanga. Varangele etanse 3 (fig.4.19,b) sunt executate din table consolidate cu nervuri de rigidizare 4asezate la o distant de cel mult 0,9 m una de alta. Varangele schelet (fig.4.19,c)au structura compusa din corniere inferioare 3 si corniere superioare 4, sudate de invelisul fundului, respective de invelisul dublului fund.Legatura dintre cele 2 corniere, cat si legatura acestora cu carlinga centrala 1, cu carlingile laterale 2 si marginalele dublului fund se realizeaza prin brachetii 5 introdusi in structura.
La jumatatea distantei dintre brachetii varangelor schelet se pot introduce montanti de intarire 6 intermediari, din corniere cu aripi egale, care se sudeaza de ambele corniere ale varangei schelet. Varangele etanse se prevad acolo unde este necesar a se realize compartimente etanse in dublu fund(de regula, se orevad varange etanse in dreptul peretilor transversali etansi). Osatura fundului in sistem longitudinal de constructie la navele cu dublu fund pentru transportat marfuri uscate se compune din: carlinga centrala, carlingile laterale, varange cu inima, varange etanse, longitudinal de fund si longitudinal de dublu fund(fig.4.20). Carlinga centrala 1, carlingile laterale2 si varangele 3 au aceasi structura ca in sistemul transversal de constructie. In sistemul longitudinal de constructive nu exista varange schelet. Longitudinalele de fund 4 si de dublu fund 5 sunt grinzi constituite din corniere,cu aripi inegale, din profile T sau din platbande cu bulb sudate de invelisul, fundului, respective al dublului fund. Osatura fundului la petroliere in zona in care se extind tancurile de incarcare este de tipul fara dublu fund si este construit intotdeauna in sistem longitudinal de constructive. Elementele osaturii fundului la petroliere sunt: longitudinalele de fund, varangele si carlinga central.Carlinga central poate fi:carlinga centrala intarita(fig.4.21,a)sau carlinga centrala de tip obisnuit(fig.4.21,b). Longitudinalele de fund la navele care depasesc lungimea de 180m trebuie sa treaca prin peretii transversali fara a se intrerupe.
In cazurile in care longitudinalele se intrerup in dreptul peretilor transversali, continuitatea lor se va asigura cu ajutorul unor gusee(fig.4.22).
