船體結構設計及建造研究論文

2021-04-12 論文

　　【摘要】本文論述了船體結構設計和建造中應注意的多個細節，并指出處理好這些細節的措施，這對于提高船舶的建造質量、縮短建造周期有著重要的意義。

　　【關鍵詞】船體;結構設計;建造細節;處理研究

　　1船體分段接口的優化處理工作

　　1．1有利于船體的裝配工作

　　圖1Ｒ型分段傳統，我公司建造的散貨船，在貨艙區域分段作業的時候，一般會選擇分離頂邊艙、底邊艙的處理辦法，使其各自成為獨立的分段。傳統的“P”型的分段方法會導致船體重心分布的不均勻。在后續的船臺裝配作業中，就需要額外的輔助設備加以支持，才能確保分段作業時船體的穩定性。現在，我們把對底邊艙框架的設計加以優化調整，重新設計船體框架的`斷開界節點，并加設面板。這樣的分段方法能夠使得部分底邊艙規劃到頂邊艙所在的段上，這樣船體就由“P”型分段轉變成了“Ｒ”型的分段，如圖1所示。這樣的處理方式大大簡化了底邊艙框架的分段合攏作業，只需施以填角焊即可。這樣的細節處理方式既提升了船體分段接縫的焊接速度，同時也保障了船臺裝配的安全穩定性。

　　1．2有利于船體的舾裝作業

　　以前本公司在分段劃分作業時，往往把機艙劃分為雙層底、下平臺、上平臺等。船體機艙雙層底分段的外板、前端壁往往會選擇高出雙層底100mm到150mm的設計。這樣的結構設計，對雙層底的舾裝設備的安裝作業帶來了很大影響。為了提高預舾裝的量，本公司把散貨船的機艙底分段進行了優化，轉變成了雙底盆形分段，這種結構設計在機艙前端壁的接口上增加了一個板列，大約高出機艙內底1000mm。這樣結構設計方法大大減少了舾裝的船臺工作量。

　　2改進通焊孔減少補板

　　以散貨船為例，其貨艙區域內雙層底的內底板與底邊艙斜坡板的相接處是應力危險區域。而在傳統的船體設計中，會在該處肋板以及肘板上開設半徑為50mm的通焊孔。這種通焊孔的具體工藝以及加工方法如圖2a所示。該通焊孔處的肋板以及肘板較多，所有檔肋部位均要加設補板，大量的補板需要，不但增加了現場的工作量，還增加了船舶建造的成本。這對這種狀況，將Ｒ50的通焊孔變為10×10切角，如圖2b所示，焊后堵死，這樣的細節設計在滿足規范要求的同時，減少了大量補板的作業，節約了船舶建造的材料成本以及人工成本。

　　3艙口圍板角隅處散貨防堆積板的細節處理

　　以散貨船為例，其艙口圍板的角隅處，往往是只有散貨落貨板，以防止散貨堆積的現象。貨艙艙口的角隅處屬于應力危險區域，所以此處主甲板的施工一定要做到光順圓滑。散貨落貨板在設計中，設計者要注意在甲板板口和落貨板間留下10mm到15mm的縫隙，如圖3a、圖3b所示。如果前期的船體結構設計中沒有留下間隙，如圖3a，圖3c所示，主甲板艙口角隅處就極易出現應力集中現象。

　　4艙口圍板縱向肘板端部的細節處理

　　在艙口圍板中，圍板側壁端部縱向肘板的設計往往會使用如圖4a所示的過渡形式。這種結構形式的過渡肘板非常容易會給開艙機的軸承底座結構產生沖突，從而導致此處填角焊縫產生裂縫。針對這種狀況，我們將圍板側壁端部縱向肘板的設計使用如圖4b所示的過渡形式。這樣既能夠避免其與開艙機的軸承底座出現沖突，又具備施工簡單、工藝性的特點。

　　5測深管底部沖擊板的設置

　　船舶驗收方非常在意測深管底部艙底板的測深墊板問題。傳統的船體設計中，本公司的測深墊板通常會使用如圖5a的形式。在這種類型設計下，測深墊板的安裝工序必須處在艙底板安裝工序之后，對于艙底板充當外底板的情形，必須在測深管就位后測深墊板具備定位的條件，因此具體的施工非常得困難。為改變上述難題，本廠將測深墊板提前定位在測深管的底部，見圖5b所示。這樣的結構設計下，僅需在測深管底部開一長孔就可滿足測深的需要。測深管可以事先地位組裝，不需要為了安裝測深墊板特意進艙，減輕了施工個隊伍的工作量。

　　6結語

　　上述5個問題，均是我公司在建造船體中所遇到的。要建造世界領先的船舶，就要在船體結構的設計和建造中，加強對船體結構細節問題重視程度，盡可能的把細節問題處理到最優。

　　參考文獻:

　　［1］竺一峰，胡嘉駿，張凡，丁軍，祁恩榮．船體結構典型節點疲勞模型試驗［J］．艦船科學技術，2013(09):24～30．

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