船體結(jié)構(gòu)設(shè)計及建造研究
時間:2022-05-31 02:53:30
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【摘要】本文論述了船體結(jié)構(gòu)設(shè)計和建造中應(yīng)注意的多個細節(jié),并指出處理好這些細節(jié)的措施,這對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;建造細節(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(tǒng)的“P”型的分段方法會導(dǎo)致船體重心分布的不均勻。在后續(xù)的船臺裝配作業(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)時船體的穩(wěn)定性。現(xiàn)在,我們把對底邊艙框架的設(shè)計加以優(yōu)化調(diào)整,重新設(shè)計船體框架的斷開界節(jié)點,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。這樣的細節(jié)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(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,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(shè)計。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計,對雙層底的舾裝設(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艙底分段進行了優(yōu)化,轉(zhuǎn)變成了雙底盆形分段,這種結(jié)構(gòu)設(shè)計在機艙前端壁的接口上增加了一個板列,大約高出機艙內(nèi)底1000mm。這樣結(jié)構(gòu)設(shè)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(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)力危險區(qū)域。而在傳統(tǒng)的船體設(shè)計中,會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)補板,大量的補板需要,不但增加了現(xiàn)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?yōu)?0×10切角,如圖2b所示,焊后堵死,這樣的細節(jié)設(shè)計在滿足規(guī)范要求的同時,減少了大量補板的作業(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)計中,設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)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(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。
4艙口圍板縱向肘板端部的細節(jié)處理
在艙口圍板中,圍板側(cè)壁端部縱向肘板的設(shè)計往往會使用如圖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給開艙機的軸承底座結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖突,從而導(dǎo)致此處填角焊縫產(chǎn)生裂縫。針對這種狀況,我們將圍板側(cè)壁端部縱向肘板的設(shè)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(xiàn)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(shè)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(tǒng)的船體設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)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(lǐng)先的船舶,就要在船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計和建造中,加強對船體結(jié)構(gòu)細節(jié)問題重視程度,盡可能的把細節(jié)問題處理到最優(yōu)。
作者:顧天一 楊明敏 單位:1.上海江南長興重工有限責任公司 2.上海外高橋造船海洋工程設(shè)計有限公司
參考文獻:
[1]竺一峰,胡嘉駿,張凡,丁軍,祁恩榮.船體結(jié)構(gòu)典型節(jié)點疲勞模型試驗[J].艦船科學(xué)技術(shù),2013(09):24~30.