船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)理念相關(guān)分析

王成偉

摘? 要：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)作為造船中重要組成部分，其設(shè)計(jì)科學(xué)性和生產(chǎn)規(guī)范性直接影響到船體結(jié)構(gòu)性能發(fā)揮和造船行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。文章聯(lián)系船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)理念，對(duì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)主要要求、基本內(nèi)容和實(shí)施過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)闡述，并著重對(duì)船體結(jié)構(gòu)加以分析，希望所闡述內(nèi)容能夠?yàn)榇w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提供參考。

關(guān)鍵詞：船體結(jié)構(gòu);生產(chǎn)設(shè)計(jì);理念;相關(guān)分析

中圖分類號(hào)：U671 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2020）18-0099-02

Abstract： As an important part of shipbuilding， structural design and production have a direct impact on the performance of hull structure and the steady development of shipbuilding industry. In this paper， the main requirements， basic contents and implementation process of the production design are described in detail， and the hull structure is analyzed emphatically， so thatthe elaborated content can provide reference for the design and production of the hull structure.

Keywords： hull structure; production design; concept; correlation analysis

船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)包含初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)3部分內(nèi)容，并且3個(gè)環(huán)節(jié)之間存在十分緊密的聯(lián)系，任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都會(huì)對(duì)最終船體生產(chǎn)質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。再加上船體生產(chǎn)設(shè)計(jì)本身就具有復(fù)雜程度高、工作量大、種類繁多等特征，為保證船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)高效安全，使用性能能夠滿足實(shí)際市場(chǎng)需要，就要對(duì)船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)高度重視，并在實(shí)際操作中嚴(yán)格遵循生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求和把控好各環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)，使設(shè)計(jì)水平和生產(chǎn)質(zhì)量得到進(jìn)一步提高[1]?；诖耍恼聦?duì)船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)理念相關(guān)內(nèi)容展開(kāi)分析和探討。

1 船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)理念

1.1 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)

在船體結(jié)構(gòu)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中涉及到的模塊有：（1）套料圖，套料圖需要與結(jié)構(gòu)圖相關(guān)信息進(jìn)行對(duì)應(yīng)，以發(fā)揮科學(xué)指導(dǎo)船體結(jié)構(gòu)施工的積極作用，涉及內(nèi)容有零件變化、尺寸標(biāo)注、組立流向等等;（2）結(jié)構(gòu)圖，在結(jié)構(gòu)圖中包含平面圖、局部圖、詳解圖等，執(zhí)行中要對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)了解，并對(duì)其進(jìn)行良好銜接，針對(duì)圖紙存在問(wèn)題也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并采取有效措施進(jìn)行優(yōu)化，所制定的結(jié)構(gòu)實(shí)施方案也會(huì)更加科學(xué)合理，針對(duì)船體結(jié)構(gòu)中的透氣孔、各切角、通焊孔也要引起注意，需要保證其一一對(duì)應(yīng)，而涉及到的船體焊接方法、厚度、坡口等內(nèi)容需要提前進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注;（3）加工圖，針對(duì)船體設(shè)計(jì)加工圖主要包含板材和型材兩方面內(nèi)容，也要在實(shí)際開(kāi)展工作之前對(duì)生產(chǎn)制造所需板材加以明確，以防止錯(cuò)誤使用情況發(fā)生[2]。

1.2 輔助設(shè)計(jì)

受造船工藝復(fù)雜性影響，為使該項(xiàng)工作順利、高效和高質(zhì)量開(kāi)展，就需要輔助設(shè)計(jì)在其中發(fā)揮指導(dǎo)作用，涉及到的內(nèi)容包括：（1）腳手架安裝，船體結(jié)構(gòu)建造需要運(yùn)用腳手架的地方比較多，但是在對(duì)腳手架進(jìn)行安裝時(shí)比較復(fù)雜，這時(shí)候就要求在生產(chǎn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，結(jié)合船體實(shí)際狀況及特點(diǎn)，確保其作用在船體結(jié)構(gòu)最佳位置;（2）永久性吊環(huán)，在較為狹窄位置需要對(duì)永久性吊環(huán)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如：在船體甲板下表面和雙層底中設(shè)置吊環(huán)，并將其安裝在不顯眼的位置上，可以提升美觀性和實(shí)用性，同時(shí)考慮吊環(huán)安裝是否會(huì)對(duì)其他系統(tǒng)造成不良影響，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)也要采取分段處理方法，不僅可以避免開(kāi)展二次作業(yè)，還能夠方便施工完畢后進(jìn)行拆除[2-3]。

1.3 準(zhǔn)備工作

在準(zhǔn)備工作階段，需要將船體結(jié)構(gòu)劃分為若干個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)備，并對(duì)各環(huán)節(jié)具體準(zhǔn)備情況進(jìn)行管理，如：從工廠出發(fā)包含起重能力、運(yùn)輸條件、預(yù)裝要求等階段，在做好相關(guān)準(zhǔn)備工作的同時(shí)，對(duì)吊環(huán)程序加以設(shè)計(jì)，以便于能夠在船體結(jié)構(gòu)分段中找尋到較佳接頭位置，而在分段制造環(huán)節(jié)中需要對(duì)各項(xiàng)工作要點(diǎn)加以明確，尤其是在進(jìn)行船臺(tái)制造中，要對(duì)各自吊裝順序進(jìn)行確定，以保證船體能夠得到較好銜接。

1.4 管理施工

在管理工作中主要是對(duì)圖表實(shí)施科學(xué)管理，涉及到的項(xiàng)目包含工藝項(xiàng)目、密性試驗(yàn)、拍片數(shù)量等等，在船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)這些內(nèi)容管理加以重視，可以使施工設(shè)計(jì)與工藝聯(lián)系更加緊密，并在相輔相成中確保船體結(jié)構(gòu)施工工藝設(shè)計(jì)科學(xué)合理，針對(duì)實(shí)際操作中可能存在的技術(shù)問(wèn)題也能得到很好解決，船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)水平也會(huì)大大提高。

2 船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)主要要求和基本內(nèi)容

2.1 主要要求

開(kāi)展船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作最為主要的目的是保障船體使用性能得到充分發(fā)揮，因此在進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先就需要確保船體具備較強(qiáng)的安全性能，并在此基礎(chǔ)上對(duì)船體外觀進(jìn)行美化，同時(shí)保證船體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，在設(shè)計(jì)建造時(shí)要使船體結(jié)構(gòu)各方面均達(dá)到力學(xué)要求，并對(duì)實(shí)際使用情況加以考慮，防止航海條件、自然氣候等因素對(duì)船體穩(wěn)固性造成不良影響[3]。另外，對(duì)船體實(shí)用性也要加強(qiáng)關(guān)注，在設(shè)計(jì)時(shí)需要將各項(xiàng)參數(shù)納入到甲板、船艙等參考體系中，并結(jié)合實(shí)際裝載選擇適合船體設(shè)計(jì)方案，在保障船體承載力的同時(shí)，創(chuàng)造更加安全舒適使用環(huán)境。

2.2 基本內(nèi)容

進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，基本內(nèi)容有：

（1）初步設(shè)計(jì)，在該環(huán)節(jié)中需要對(duì)船體結(jié)構(gòu)規(guī)劃方案加以細(xì)化，在做好設(shè)計(jì)框架構(gòu)建的同時(shí)，對(duì)涉及到的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，并使用基本圖紙將其展現(xiàn)出來(lái)，然后結(jié)合預(yù)案對(duì)材料、部件等預(yù)算進(jìn)行制定，最后以報(bào)告形式體現(xiàn)。

（2）詳細(xì)設(shè)計(jì)，在前期設(shè)計(jì)階段，主要是對(duì)船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框架進(jìn)行預(yù)設(shè)，并對(duì)需要注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，使其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，所得設(shè)計(jì)方案也會(huì)更加貼合實(shí)際，實(shí)際操作也更高效。

（3）生產(chǎn)設(shè)計(jì)，作為將設(shè)計(jì)方案付諸于實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)要求，并對(duì)具體實(shí)踐中需要使用的材料和注意事項(xiàng)加以明確，確保整個(gè)建造施工與設(shè)計(jì)圖紙方案相契合[4]。

3 船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)具體實(shí)施和細(xì)節(jié)處理

3.1 具體實(shí)施

依靠當(dāng)前設(shè)計(jì)水平實(shí)現(xiàn)船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化目標(biāo)還存在困難，因此在實(shí)際操作中多會(huì)采用分段的方式進(jìn)行處理，在充分考慮各要素組合和連接相關(guān)問(wèn)題以后，船體中小規(guī)模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)較容易實(shí)現(xiàn)，而針對(duì)結(jié)合中分段設(shè)計(jì)，需要對(duì)首尾、上下結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分和組建，并對(duì)涉及到的工藝技術(shù)進(jìn)行完善和優(yōu)化，以達(dá)到船體總體結(jié)構(gòu)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)目的。同時(shí)，對(duì)船體結(jié)構(gòu)負(fù)荷性能與船體之間重量、構(gòu)造等性能關(guān)系也要加強(qiáng)考慮，并通過(guò)做好船體結(jié)構(gòu)銜接和加工工作，確保船體結(jié)構(gòu)荷載能力和整體質(zhì)量。此外，在船體結(jié)構(gòu)型式方面，需要根據(jù)船體結(jié)構(gòu)位置及作用進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，尤其是針對(duì)大型船舶設(shè)計(jì)，需要結(jié)合結(jié)構(gòu)承重要求對(duì)船體架構(gòu)方式進(jìn)行有效調(diào)整，如：進(jìn)行甲板及底部設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用縱向架式，以起到提高船體安全性能的作用，若是工程船上甲板更加適合橫骨架式結(jié)構(gòu)。

3.2 細(xì)節(jié)處理

在對(duì)船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行處理之前，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和準(zhǔn)則對(duì)相關(guān)任務(wù)進(jìn)行確定，這些內(nèi)容主要有：

（1）分段接口合理化，采用以往分段設(shè)計(jì)方式主要是將艙體劃分為獨(dú)立段落，而P型分段會(huì)導(dǎo)致船體中心不夠均勻，在對(duì)分段接口進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，可以采取面板加設(shè)至船體斷開(kāi)節(jié)點(diǎn)處措施，使之成為R型分段，既能夠保證船體安全性，又能夠使焊接效率提升。

（2）改善通焊孔，通焊孔設(shè)計(jì)需要符合船舶使用要求，在設(shè)計(jì)之初就要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求確定其半徑和切角，促使其達(dá)到應(yīng)力要求，在對(duì)通焊孔進(jìn)行改善時(shí)可以采取增加墊板措施，整個(gè)操作中也要防止出現(xiàn)補(bǔ)板過(guò)多情況。

（3）底部沖擊板設(shè)置，在艙底板安裝完畢以后，對(duì)測(cè)深墊板進(jìn)行安裝，考慮到艙底板為外底板，為降低整體施工難度，可以對(duì)測(cè)深墊板進(jìn)行提前安裝，并在其底部開(kāi)設(shè)長(zhǎng)孔以更好滿足測(cè)深要求[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)具有工作量大、涉及內(nèi)容多、復(fù)雜程度高等特點(diǎn)，因此需要在實(shí)際生產(chǎn)建造之前，對(duì)船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)和細(xì)節(jié)工作加以把握，并對(duì)各環(huán)節(jié)工作進(jìn)行科學(xué)合理安排，不僅可以確保船體結(jié)構(gòu)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，還能夠使船舶生產(chǎn)質(zhì)量得到提升。

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