Takaisin sisällysluetteloon

LUKU 40. LISÄVAATIMUKSET JÄISSÄ KULKEVILLE ALUKSILLE

1. Tavoite
2. Dokumentaatio

3. Määritelmät

4. Jääkuorma
5. Rakenne

6. Propulsio ja peräsin
7. Muut lisävaatimukset

1. Tavoite

Tämän luvun sääntöjen tavoitteena on varmistaa rajoitetuissa jääolosuhteissa kulkevien alusten rungon ja ulokkeiden riittävä lujuus. Lisäksi huomioidaan eräitä muita talvimerenkulkuun liittyviä vaatimuksia.

Rajoitetuilla jääolosuhteilla tarkoitetaan tässä enintään 20 cm paksuista kiintojäätä tai valmiiksi murrettua jäätä.

Sivun alkuun

2. Dokumentaatio

  • Selvitys kohdan 3.1 mukaisista jääolosuhteista, joissa aluksen on tarkoitus operoida
  • Linjapiirustus, rakennepiirustukset jäävyöhykkeeltä sekä potkuri- ja peräsinjärjestelyistä, piirustus tai muu selvitys jäähdytysveden sisäänotosta, lisäkkeiden ja keulapotkurin suojauksesta sekä ohjaamon ikkunoiden jäänpoistojärjestelmästä
  • Laskelmat jääkuormasta ja rakenteen lujuudesta

3. Määritelmät

3.1. Jääolosuhteet
Jäissäkulku rajoitetaan hyväksynnässä kolmeen vaihtoehtoiseen tapaukseen:

  1. Enintään 10 cm paksuisessa tasaisessa jääkentässä operointi
  2. Enintään 20 cm paksuisessa tasaisessa jääkentässä operointi
  3. Pelkästään valmiiksi murretussa jäässä operoivat alukset. Jäälauttojen paksuus enintään 20 cm.

3.2. Jäävyöhyke
Laidoituksen alue, joka ulottuu keulasta perään 300 mm lastivesilinjan yläpuolelta 300 mm kevyen veneen vesilinjan alapuolelle. Jäävyöhyke käsittää tämän lisäksi:

  • uppoumakulkuisissa veneissä koko pohjan 0.2 × Lwl pitkällä alueella lastivesiviivan keulanpuoleisesta päästä laskien.
  • liukuvissa veneissä koko pohjan 0.6 × Lwl pitkällä alueella lastivesiviivan keulanpuoleisesta päästä laskien.

Kuva: IceZone.dwg

Kuva 1. Jäävyöhyke

3.3. Jääkuormaan vaikuttavat tekijät

Jään murtamisessa syntyvien globaalien jääiskujen oletetaan olevan riippuvaisia seuraavista tekijöistä:

  • Vesiviivakulma α
  • Kaarikulma b
  • Jään paksuus h
  • Jään taivutuslujuus σ
  • Aluksen nopeus v

Kulmien α ja b selviää kuvasta 2. Jään taivutuslujuuden oletetaan tässä olevan 500 MPa (ohut jää). Vesiviivakulman vaihteluväli on 20º-40º ja  kaarikulman 20º-40º. Muut tapaukset arvioidaan erikseen.

Kuva 1. Vesiviivakulma ja kaarikulma

Veneen oletetaan kulkevan uppoumanopeudella, maksiminopeus 5 solmua. Mikäli kyseessä kuitenkin on liukuva vene ja valmiiksi murrettu jää, voi vene kulkea kohtuullisella liukunopeudella. Tällöin kuitenkin oletetaan, että kaarikulma on suuri (>70º) sillä alueella, jolla jääpaloihin törmätään.

Sivun alkuun

4. Jääkuorma

4.1 Maksimijjäkuorma P

Vesiviivakulma α ja kaarikulma b kuvaavat laidoituksen ja jään välisen kontaktikohdan geometrian. Niiden avulla määritellään laidoitusta vastaan kohtisuora kulma bn, sekä aluksen nopeus horisontaalitasossa vn:


Aluksen geometriasta riippuva maksimijääkuorma P saadaan kuvasta 3:
 

Kuva 3. Jääkuorma P

Sivun alkuun

 

5. Rakenne

Jäävahvistus käsittää seuraavat vahvistavat rakenneosat:

  • Keula
  • Köli
  • Terävät palteet
  • Laidoitus jäävyöhykkeellä
  • Kaaret jäävyöhykkeellä
  • Potkuriakseli
  • Peräsin

5.1. Keula
Keularangassa tulee olla metallinen keularauta, jonka paksuus on vähintään 10 mm ja joka ulottuu vähintään 300 mm lastivesilinjan yläpuolelta pisteeseen, joka on 1 m keulan ja kölin leikkauskohdasta perään päin.

5.2. Köli ja terävät palteet
Kölin ja mahdollisten terävien palteiden taivutusvastuksen tulee olla kaksinkertainen verrattuna kohdassa 4.4 pitkittäiskaarille esitettyyn taivutusvastusvaatimukseen verrattuna.

5.3. Laidoitus jäävyöhykkeellä
Poikittaiskaarijärjestelmässä laidoituksen paksuusvaatimus lasketaan seuraavan kaavan mukaan:

           [mm]

missä

 

pPL = 2/3(Ñ1/6)p/h/1000 [N/mm2]

sy =  materiaalin myötöraja  [N/mm2];

tc = kulumis- ja korroosiolisä [mm], normaalisti tc on 1 mm.

Ñ = Uppouman tilavuus täyskuormatilanteessa

Pitkittäiskaarijärjestelmässä laidoituksen paksuusvaatimus lasketaan seuraavan kaavan mukaan:

missä

 

3.4. Kaaret jäävyöhykkeellä
Poikittaiskaarien taivutusvastusvaatimus lasketaan kaavalla

 

missä mt = 8

Kaarien tulee tukeutua riittävän jäykkiin rakenne-elementteihin (köli, palle, kansi, jäykkääjä).

Pitkittäiskaarien taivutusvastusvaatimus lasketaan kaavalla

ja leikkauspinta-alavaatimus kaavalla

 

missä f3 = (1 - 0,2 h/s), f4 = 0,6 ja reunaehtotekijä m = 13,3.

Pitkittäiskaarien tulee tukeutua riittävän jäykkiin rakenne-elementteihin (kehyskaari, laipio).

6. Propulsio ja peräsin

6.1. Propulsiolaitteet

Perävetolaitetta tai vesisuihkua ei hyväksytä propulsiojärjestelmäksi kiintojäähän. Valmiiksi murretussa jäässä kulkuun tällaiset propulsiolaitteet voidaan hyväksyä kaksoiasennuksina, mikäli niissä ei katsota olevan erityisesti jääkuormille alttiita osia, kuten esillä olevia hydrauliletkuja tms.

6.2. Potkuriakseli
Vaatimus potkuriakselin halkaisijalle Luvun 23 mukaan tulee kertoa kertoimella 1.2.

6.3. Peräsin
Peräsin tulee varustaa jääkynnellä. Hydraulipaineen rajoitusventtiilien on oltava tehokkaat. Peräsinkoneen osat on mitoitettava kestämään peräsinvarren myötörajaa vastaavat kuormitukset. Jos mahdollista, on asennettava peräsinkulman rajoittimet. Peräsinakselin halkaisijalle luvussa 20 esitetty vaatimus tulee laskea vähintään nopeudella 18 solmua, ja lisäksi halkaisija tulee kertoa kertoimella 1.15.

Sivun alkuun

7. Muut lisävaatimukset

7.1. Jäänpoistojärjestelmä
Aluksen ohjaamon ikkunoita varten tulee olla jäänpoistojärjestelmä (esim. lämpölasit).

7.2. Jäähdytysvesijärjestelmät

Jäähdytysvesijärjestelmä on suunniteltava siten, että jäähdytysveden saanti on turvattu jäissä liikuttaessa. Tämä voidaan toteuttaa kölijäähdytyksellä, riittävän korkealla jääkaivolla, johon johdetaan jäähdytysveden poistoputki, tai kahdella vaihtoehtoisella jäävyöhykkeen alapuolella sijaitsevalla jäähdytysveden sisäänotolla.

7.3. Rungon muoto

Mikäli kiintojäässä operoivaksi tarkoitetun veneen peräpeili ulottuu vesiviivan alapuolelle, tulee sen vertikaalikulman olla vähintään 30 astetta.

7.4. Lisäkkeet ja keulapotkuri
Pallekölien, trimmitasojen tai muiden lisäkkeiden kiinnitys aluksen runkoon on suunniteltava siten, että rungon vahingoittumisen vaara on mahdollisimman pieni, jos kyseinen lisäke repeytyy irti rungosta jäiden vaikutuksen alaisena.

Keulapotkuri tulee suojata jäältä sopivien kalterien avulla.

Sivun alkuun