Detaljert design og hensyn til marint gummiskjermsystem

Detaljert design og hensyn til marint gummiskjermsystem

For valg av en gummiskjerm kreves utformingen av deler som fenderpaneler, kjeder og fester for fendersystemet. Spesielt når det gjelder gummiskjermer med paneler, er utformingen av disse delene et verdifullt aspekt som bestemmer den endelige størrelsen, gummikvaliteten og kostnadene. Etter valget, basert på den effektive fortøyningsenergien, hvis utformingen av et fenderpanel eller kjetting for den valgte gummifenderen ikke er egnet, kan designeren overse de iboende farene ved systemet. Det er nødvendig å utføre designet riktig i samsvar med ingeniørprinsippet og bekrefte resultatene med kjøperen. De faktiske designberegningene kan overlates til produsenter fordi detaljene i disse designprosedyrene varierer etter type, størrelse og produsent. Derfor presenteres de grunnleggende begrepene om den grunnleggende balansen av krefter og momenter her.

(1) Tillatt skrogtrykk

Fenderpanelet skal kunne sammenføyes med gummiskjermkroppen, og størrelsen skal være større enn det nødvendige kontaktområdet for det tillatte gjennomsnittlige skrogtrykket. Det gjennomsnittlige skrogtrykket P på panelet bestemmes ved å dele designreaksjonskraften med det effektive panelområdet, som vist i ligningen (nedenfor), for å bestemme størrelsen på fenderpanelet  . 

hvor

P : Gjennomsnittlig skrogtrykk (kN/m2 = kPa)

R : Design reaksjonskraft (kN)

A: Effektivt kontaktområde til fenderpanelet (A = WFe x HFe：m2)

Hp : Tillatt skrogtrykk (kN/m2 = kPa)

WF: Bredde på fenderpanel (WFe = Effektiv bredde：m)

HF: Høyde på fenderpanel (HFe = Effektiv høyde：m)

Ovenfor presenterer verdiene for det maksimalt tillatte skrogtrykket anbefalt for hver type fartøy i PIANC-retningslinjene endret med et eksempel på innenlandsresultater. I henhold til tekniske standarder og kommentarer for havner og havneanlegg er det anbefalte skrogtrykket 200 til 400 kN/m2 på forutsetningen av rammen (ribbene) som kommer i kontakt på fartøyssiden. Den effektive bredden og effektive høyden til fenderpanelet inkluderer kanskje ikke den skrå avfasede delen av enden i området, men kan inkludere gapene mellom harpiksputene. Denne konfigurasjonen er vist i figuren nedenfor (effektiv størrelse på fenderpanelet).

Selv om skrogtrykket begrenses av styrken på fartøyssiden, er skrogtrykket ikke jevnt fordi forsterkningen på skroget ikke er jevn. Det tillatte skrogtrykket er det gjennomsnittlige ansiktstrykket, brukt som standard for å bestemme størrelsen på fenderpanelet. På visse steder er imidlertid trykket høyere enn det gjennomsnittlige skrogtrykket ved den forsterkende ribben på fartøyssiden. Videre er kontakttrykket null på det innrykkede området. I tillegg, når det gjelder vinkelfortøyning, er kontakten til panelet i det innledende stadiet av fortøyning en punkt- eller linjekontakt, og kontaktarealet kan ikke beregnes. Selv om skrogtrykket vanligvis blir referert til som kontakttrykket, kalles det her det gjennomsnittlige skrogtrykket for å skille det fra det lokale kontakttrykket. Siden dette trykket har en stor verdi i en gummiskjerm uten panel, er panelet ofte nødvendig når skrogtrykket er begrenset. 

(2)Lastkasser for fenderpanel

Bøyemomentet som påføres fenderpanelet bør vurderes nøye i henhold til måten køyekraften påføres på, som vist i fig. nedenfor.

1) Punktlast: Hjørnekontakt ved startstadiet av kai, etc.

2) Linjebelastning: Vinkelfortøyning, kontakt med skrogflaks, etc.

3) To linelaster: Kontakt av fartøy med beltede skrog

4) Sentrallinjebelastning: Kontakt med midten av to eller flere vertikale fendere

5) Fordelt last: Full kontakt eller delvis kontakt med fenderpanel

(3) Designhensyn

Ved utforming av fenderpaneler og kjettinger kan fortøynings- og lasthåndteringsoperasjoner påvirke holdbarheten til fendere og sikkerheten ved operasjoner. Noen representative eksempler er som følger:

①Forebygging av brudd på grunn av kroking av fortøyningstau

②Forhindrer kroking på skrogbeltet

Som vist i den høyre figuren i figuren nedenfor, hvis fartøyet har et belte som strekker seg fra skroget, er det effektivt å installere en vinge for å forhindre kroking ved å produsere en skrå del ved øvre og nedre ende av fenderpanelet. I tillegg, hvis et slikt fremspring er tilstede på karsiden, kan harpiksputen på overflaten av panelet raskt bli skadet; derfor bør en harpikspute ikke brukes når du konstant mottar last som for eksempel en ferge