浅谈船体结构设计及建造的关键处理

浅谈船体结构设计及建造的关键处理

施建 明娜

江苏扬子鑫福造船有限公司

摘要：随着交通领域的不断进步，船舶已然成为目前社会生活中主要的交通设备，优良的航行能力是确保船舶发挥效用的关键所在，这取决于设计方案是否可靠，其中最为重要的一环便是船体结构。本文就针对于船体结构进行深入剖析，并结合实际建造过程中的具体问题进行研究，给出相应的解决方案和参考意见。

关键词：结构设计；细节优化；要点

伴随航运领域的进一步完善，船舶逐步成为人们海上出行的重要途径，发挥出至关重要的作用，同时船舶设计更是受到广泛关注。从当前发展来说，各个国家在船舶设计和船体建造方面的技术均日趋完善，但仍有一些关键之处难以有效把控，致使船舶建造和实际使用的过程中存在不足。船舶质量和性能是由结构设计直接决定的，尤其是在细节方面的处理需要重点注意。本文就船舶结构进行深入论述，按照各个生产阶段的特点进行研究，结合具体影响总结设计方案的关键点并给出相应的解决方案，通过实际测试判定方案可行度。

1船体结构设计的关键处理

1.1船体设计中结构重量控制

船体结构的重量指标同载重性能、航行速度等有着直接关联，具体的结构设计中需要尽可能降低船体重量，从而保证货运量和航行速度满足预期要求。利用合理的方案设计以及优良的设计技术来提高船体性能，在保证基本参数达标的情况下，尽量优化重量指标并实现经济收益最大提升。

1.1.1严格按照规范计算及设计构件尺寸

对于船体零部件的尺寸选型来说，应当充分结合船体特性、规定标准等影响因素进行具体计算。由于尺寸选型的差异较大，所以就需要在计算过程中尽可能保证操作的规范化，同时还要在规范的基础上考量选材区域、精确把控。例如说：计算规定中对于外板位置以及上层区域的零部件尺寸计算均是通过划区域、分类型完成，各个区域零部件尺寸不尽相同，无法采用取最大值的方式。即使同一区域中的零部件，如果类别不同计算结果往往也有所差异，要结合具体情况，具体类别进行针对计算，确保零件选型合理，保证项目的经济性。

1.1.2选择船体结构材料

对于某些船舶设计来说，存在一定的额外要求。如果普通材料无法满足设计方案要求，就需要借助专用材料确保强度性能达标的基础上尽可能降低重量指标。例如说：航行速度较高的船舶由于速率要求就应当在船体各个位置或关键位置选用铝合金结构，由此便可以满足航速和质量需求。

1.2船体结构设计中型材和肘板的细节处理

船体龙骨位置和横梁结构大多使用角钢等材料，针对这些区域设计建造方案时需要重点关注连接位置和端口状态。比如说：普通骨架和舭部的连接位置需要在搭接的基础上尽量避免二次加工操作，这是由于二次加工会导致材料出现形变，且切割时很难保证结果符合要求。此外，对于部分区域中需要切割的平面板材来说，借助机器设备会简化工作量。

从船体结构方案来说，最为核心的一环便是肘板位置的细节把控。在确定具体肘板结构时，需要保证背部区域存在支撑材料，否则要消除该位置零部件的应力集中问题。肘板端口区域要避免和甲板以及缝隙处连接，由此便可以防止船舶运行时出现开裂问题。而折边肘板需要尽可能参照工艺简便的理念，尤其是在技术水平无法满足要求的条件下更应当减少弯曲操作，采用焊接处理。特别需要注意的是，把控肘板细节时，要充分遵循规范性和标准度，对设计要求中的细节全面落实，保证船体质量达到预期标准。

1.3船体设计中主要构件的布置及连接形式

1.3.1主要构件的布置

船体中最重要的区域就是龙骨、甲板以及横梁等，确定具体方案时要保证可靠稳定，保证在符合规范设计的基础上尽可能优化布局结构，使得主要零件位于相同水平面中，有助于判断核心零部件的均衡程度，防止发生冗余问题。而针对部分开口较大的区域，诸如甲板机舱孔洞位置，核心零部件要避免放置在这些区域内。预期方案设计中需要站在整体角度进行把控，协调各个零部件的位置，防止断裂问题发生。

1.3.2主要构件的连接形式

船体结构方案中需要重点注意的是连接方式，这也是船体强度性能和零部件发挥作用的基础。大多数零部件采用的连接方式为T型肘板以及端部增强等模式。根据实际测定和计算结果不难看出，最为优秀的连接方式为腹板倒圆模式，所以在保证条件满足的前提下，尽可能选用腹板倒圆模式保证零部件受力效果符合要求。如果无法达到建造条件，就需要对其他连接方式进行应力消除，保证船体性能。

1.4空间狭窄区域的结构设计细节

1.4.1双层底区域的结构设计

双层底设计是保证船体强度指标、稳定性能的关键所在。如果设计方案的可靠性要求船体结构选用双层底设计，但实际航道中河流、海域位置的范围较窄就会影响到双层底发挥效用，存在难以把控的狭窄区间，特别是在舭部等位置形成尖角无法正常施工。所以要优化方案设计来改善性能，将舭部位置的双层底结构调整为倾斜模式。

1.4.2艏尖舱区域的结构设计

艏尖舱位置在设计过程中常常会出现由于型线问题导致空间不足，影响到实际施工，通常采用的技术手段为调整零部件的连接方式、增大孔位、对指定区域进行铸钢操作等。但特别需要注意的是，要对减轻孔扩增位置的零部件进行性能强化；同时艏尖舱容易承受撞击，必须要保证焊接质量，满足防水性和可靠性。

2船体结构建造中的细节处理

2.1做好肘板端部处理

对于船体结构方案来说，最先需要把控的细节便是肘板端部处理。技术人员在处理肘板过程中首先需要分析原有的肘板结构会同机轴位置的部分结构产生冲突，普遍会在肘板端部和甲板接缝位置产生断裂问题。所以要求技术人员对舱口侧壁位置的肘板进行过渡处理，防止冲突产生不良影响，进而减轻技术难度并提高船体性能。不仅如此，技术人员在实际操作过程中还需要严格遵守相关规定，保证操作规范化，达到预计的处理目标。

2.2强化防堆积板处理

船体设计的细节把控最核心之处就在于加强防堆积板性能。技术人员加强防堆积板性能时，首先需要安放落货板保证不出现堆积问题。其次，技术人员还需要进一步提高思想认知，明确应力较大的位置区域，对其采用平滑过渡的方式进行处理。

2.3优化断梁问题处理

对于船体结构的细节位置把控还应当考量断梁区域。技术人员进行断梁处理时首先需要确定具体的位置区域，尤其是针对连接处要重点把控。整个处理环节要求技术人员尽可能规避由于中截梁造成的工作量提高等问题，技术人员还需要在保证性能强度的前提下将肘板区域的连接方式调整为搭接模式。由此便可以在性能达标的基础上尽量降低工作量。此外，技术人员在处理断梁细节时，还需要在考量不变更结构性能以及基本理论设计的前提下，消除用户对再接梁的顾虑。

2.4合理设置底部冲击板

船体结构设计的细节之处不能忽略底部冲击板结构。技术人员确定冲击板具体的放置区域时首先需要注意测深垫板的装设要以底板安装完成为基础。整个装设环节需要严格注意，由于舱底板属于外部区域，同时板材结构存在线型工艺，这就要求装设测深垫板之前必须要保证底板安装完成，由此就会提高施工的技术难度。所以技术人员在解决这一问题时，需要先装设测深管底，保证基础区域的设计符合要求，从而再完成其他细节把控，不仅能够优化技术难度还可以获取用户的满意度。

3结语

船体结构设计中细节问题的探讨与处理意义重大，尤其是对建造施工和运营使用阶段的影响。因此，必须在设计阶段对此类细节加以总结和研究，采取有效措施进行细节优化和改进，避免因此产生的加工困难和设计缺陷，从而提升船体结构设计的技术水平。

参考文献

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