护舷材(fenderbeam)是指安装于船舶甲板两旁船壳板上左右两侧,以减少船舶在靠岸停泊或两船靠拢时舷侧撞击河岸而产生的结构冲击的木质或金属防护型材。
护舷材主要是承受船舶靠、离码头和其他形式(如船舶绑拖时)的撞击力,并将其传递给较大区域的船体结构。木质护舷材有缓冲作用,钢质护舷材虽缓冲作用较差,但强度较好,且可计入船体梁的剖面(必须保证焊接强度),特别对大开口的甲板驳,可弥补甲板有效剖面积的不足,有利于纵向强度。油驳和小型油船的护舷材不能使用钢质材料。
大型海船通常不设护舷材。江河船、工作船,常设双道护舷材,其一道位于上甲板处,另一道位于比设计水线略高处。
船舶靠岸或船舶相互靠近时产生冲击力,护舷材就是为缓冲这种冲击保护船舶和码头所用的橡胶产品,需要量大,在缓冲用橡胶产品中是一种独立的商品。从弹性曲线的形状分类:有的如图1(a),其载荷挠度曲线大致呈直线或简单下弯形式;有的如图1(b),其载荷挠度曲线呈屈折形,在一定行程内吸收的能量大,有的如图1(c),冲击速度不同,吸收能量的特性也变化。护舷材的载荷挠度曲线如图1(a)那样时,其缺点是行程增大,吸收能量不能相应增大,优点是灵活适应次数多、冲击较轻的情况。图1(b)属于高吸收能量型,研制时考虑了在给定的冲击能量和最大容许载荷下,最经济地发挥缓冲功能。图1(c)具有水压式护舷材的特性。一般的护舷材是由橡胶的弹性来吸收大部分冲击能量(冲击时护舷材吸收的大部分能量再一次变成推压船体的回弹力释放出来),水压式护舷材则是在冲击时,通过节流孔将水喷出,将大部分吸收能量变成热能,以减小其回弹力。载荷挠度曲线随冲击速度变化,冲击速度不同,行程的变化很大,这种特性和一般利用弹性型的护舷材完全不同。
图2是圆形护舷材,其弹性曲线属于前图的(a)形,图2中列出了它的载荷挠度曲线和载荷吸收能量曲线。
安装这种产品时一般是用管子或锁链穿在中空部,吊装在码头或船舷侧。图3也是属于(a)形弹性曲线的护舷材,利用空气起弹性作用,即所谓空气式护舷材。压缩时的面压小,能浮在水面上,船舶相互间在海中靠近接舷时是不可缺少的一种护舷材。 所以可以说,一般的护舷材都是从码头设计即从土木工程的观点来研究利用的,而空气式护舷材则是从船舶方面的观点来研究利用的。图4是弹性曲线为(b)形的护舷材,两脚部的压曲变形构成第1弯曲部,全体的压缩变形构成第2弯曲部。这种护舷材现在作为码头用的护舷材得到最广泛的应用。图5也是弹性曲线为(b)形的护舷材,在圆筒状橡胶的两端粘接有安装板,通过轴向压缩可用较少的橡胶材料获得图5的弹性曲线。本例介绍的是缓冲容量为世界最大级的护舷材,用于巨型船舶靠岸系船浮筒等方面。图5的弹性曲线是橡胶硬度为64°,提高橡胶硬度可使吸收能量比图5增加60%。这种方式的护舷材单个使用的很少,都是装在钢结构的受冲板前,以2~6个为一组使用。为保护船舶外板,受冲板的表面一般都放置橡胶垫板或合成树脂垫板。另外为了限制受冲板上下左右位移和角位移,一般在受冲板与码头之间安装锚链。水压式护舷材,它的弹性曲线是图1的c形。这种护舷材是日本国营铁路为了节约轮渡码头的维修费用而研制的,以后推广应用到民间的渡轮码头上。这种护舷材将船舶的大部分运动能变为消耗能(热能),回弹力小,在码头上连续安装受冲板,可采用滑入的方式靠岸(回弹力大时难于做到这一点),从而缩短靠岸时间,大幅度减小对码头的冲击,也能降低码头的维修费用。另外,如图1(c)所示,低速时的行程也大,所以在靠岸次数多、靠岸速度低时,比其它任何护舷材的回弹力都小,这对于客运渡轮来讲,可以说是最适合的护舷材。图6是水压式护舷材的橡胶袋部断面形状,图7是它的组装结构。在受冲板的上部有水箱,橡胶袋中充满水,受冲板受到冲击时,橡胶袋内产生很大的水压,水经节流孔从联络水管喷入水箱,将能量吸收。选择节流孔的面积时,不同的船舶,节流孔面积的最佳值也不同,所以制造厂要根据具体情况而定。