船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及建造研究論文
【摘要】本文論述了船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建造中應(yīng)注意的多個(gè)細(xì)節(jié)，并指出處理好這些細(xì)節(jié)的措施，這對(duì)于提高船舶的建造質(zhì)量、縮短建造周期有著重要的意義。
【關(guān)鍵詞】船體;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);建造細(xì)節(jié);處理研究
1船體分段接口的優(yōu)化處理工作
1．1有利于船體的裝配工作
圖1Ｒ型分段傳統(tǒng)，我公司建造的散貨船，在貨艙區(qū)域分段作業(yè)的時(shí)候，一般會(huì)選擇分離頂邊艙、底邊艙的處理辦法，使其各自成為獨(dú)立的分段。傳統(tǒng)的“P”型的分段方法會(huì)導(dǎo)致船體重心分布的不均勻。在后續(xù)的船臺(tái)裝配作業(yè)中，就需要額外的輔助設(shè)備加以支持，才能確保分段作業(yè)時(shí)船體的穩(wěn)定性。現(xiàn)在，我們把對(duì)底邊艙框架的.設(shè)計(jì)加以優(yōu)化調(diào)整，重新設(shè)計(jì)船體框架的斷開界節(jié)點(diǎn)，并加設(shè)面板。這樣的分段方法能夠使得部分底邊艙規(guī)劃到頂邊艙所在的段上，這樣船體就由“P”型分段轉(zhuǎn)變成了“Ｒ”型的分段，如圖1所示。這樣的處理方式大大簡(jiǎn)化了底邊艙框架的分段合攏作業(yè)，只需施以填角焊即可。這樣的細(xì)節(jié)處理方式既提升了船體分段接縫的焊接速度，同時(shí)也保障了船臺(tái)裝配的安全穩(wěn)定性。
1．2有利于船體的舾裝作業(yè)
以前本公司在分段劃分作業(yè)時(shí)，往往把機(jī)艙劃分為雙層底、下平臺(tái)、上平臺(tái)等。船體機(jī)艙雙層底分段的外板、前端壁往往會(huì)選擇高出雙層底100mm到150mm的設(shè)計(jì)。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)雙層底的舾裝設(shè)備的安裝作業(yè)帶來了很大影響。為了提高預(yù)舾裝的量，本公司把散貨船的機(jī)艙底分段進(jìn)行了優(yōu)化，轉(zhuǎn)變成了雙底盆形分段，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在機(jī)艙前端壁的接口上增加了一個(gè)板列，大約高出機(jī)艙內(nèi)底1000mm。這樣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法大大減少了舾裝的船臺(tái)工作量。
2改進(jìn)通焊孔減少補(bǔ)板
以散貨船為例，其貨艙區(qū)域內(nèi)雙層底的內(nèi)底板與底邊艙斜坡板的相接處是應(yīng)力危險(xiǎn)區(qū)域。而在傳統(tǒng)的船體設(shè)計(jì)中，會(huì)在該處肋板以及肘板上開設(shè)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(shè)補(bǔ)板，大量的補(bǔ)板需要，不但增加了現(xiàn)場(chǎng)的工作量，還增加了船舶建造的成本。這對(duì)這種狀況，將Ｒ50的通焊孔變?yōu)?0×10切角，如圖2b所示，焊后堵死，這樣的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)在滿足規(guī)范要求的同時(shí)，減少了大量補(bǔ)板的作業(yè)，節(jié)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(xì)節(jié)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(xiàn)象。貨艙艙口的角隅處屬于應(yīng)力危險(xiǎn)區(qū)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(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。
4艙口圍板縱向肘板端部的細(xì)節(jié)處理
在艙口圍板中，圍板側(cè)壁端部縱向肘板的設(shè)計(jì)往往會(huì)使用如圖4a所示的過渡形式。這種結(jié)構(gòu)形式的過渡肘板非常容易會(huì)給開艙機(jī)的軸承底座結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖突，從而導(dǎo)致此處填角焊縫產(chǎn)生裂縫。針對(duì)這種狀況，我們將圍板側(cè)壁端部縱向肘板的設(shè)計(jì)使用如圖4b所示的過渡形式。這樣既能夠避免其與開艙機(jī)的軸承底座出現(xiàn)沖突，又具備施工簡(jiǎn)單、工藝性的特點(diǎn)。
5測(cè)深管底部沖擊板的設(shè)置
船舶驗(yàn)收方非常在意測(cè)深管底部艙底板的測(cè)深墊板問題。傳統(tǒng)的船體設(shè)計(jì)中，本公司的測(cè)深墊板通常會(huì)使用如圖5a的形式。在這種類型設(shè)計(jì)下，測(cè)深墊板的安裝工序必須處在艙底板安裝工序之后，對(duì)于艙底板充當(dāng)外底板的情形，必須在測(cè)深管就位后測(cè)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(cè)深墊板提前定位在測(cè)深管的底部，見圖5b所示。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下，僅需在測(cè)深管底部開一長(zhǎng)孔就可滿足測(cè)深的需要。測(cè)深管可以事先地位組裝，不需要為了安裝測(cè)深墊板特意進(jìn)艙，減輕了施工個(gè)隊(duì)伍的工作量。
6結(jié)語
上述5個(gè)問題，均是我公司在建造船體中所遇到的。要建造世界領(lǐng)先的船舶，就要在船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和建造中，加強(qiáng)對(duì)船體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)問題重視程度，盡可能的把細(xì)節(jié)問題處理到最優(yōu)。
參考文獻(xiàn):
［1］竺一峰，胡嘉駿，張凡，丁軍，祁恩榮．船體結(jié)構(gòu)典型節(jié)點(diǎn)疲勞模型試驗(yàn)［J］．艦船科學(xué)技術(shù)，2013(09):24～30．
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