船舶長度適用問題及尺寸精度控制分析

楊林堅

摘要：船舶長度關及船舶的分類、性能和穩定性，研究船舶長度具有一定的學術價值。文章首先概述了船舶及船舶長度的定義，并闡述了船舶長度的不同理解，接著結合船舶標準要求，分析了船舶長度的計算與穩定性，最后提出了船舶尺寸精度的控制方法。

關鍵詞：船舶長度；適用問題；尺寸精度控制

中圖分類號：U671 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）17-0062-01

1船舶概述

各種船只的總稱叫船舶，它能航行或停泊于水域，或者作為運輸工具，或者作為交通工具，往往因為用途不同表現出不同的裝備和結構型式和技術性能。一種主要在地理水中運行的人造交通工具。另外，民用船一般稱為船，軍用船稱為艦，小型船稱為艇或舟，其總稱為艦船或船艇。船舶內部主要包括容納空間、支撐結構和排水結構，具有利用外在或自帶能源的推進系統。外型一般是利于克服流體阻力的流線性包絡，材料隨著科技進步不斷更新，早期為木、竹、麻等自然材料，近代多是鋼材以及鋁、玻璃纖維、亞克力和各種復合材料。

2船舶長度的定義

船型尺度是表示船舶大小的一個性能指標，通常是指船長、型寬、型深。船型尺度是船舶的一個重要性能指標。沿夏季載重水線，船長是兩柱長，表述為自首柱前緣量至尾柱后緣的水平距離。船長不能和全長概念混淆, 全長是最大尺度中的指標，是指船舶最前端與最后端之間（包括外板和兩端永久性固定突出物在內）水平距離，即最大長度。船長和登記長度不同, 無尾柱時，則量至舵桿中心；而登記長度是指在上甲板的上表面上，自首柱前緣到尾柱后緣的水平距離。

3關于船舶長度的不同理解

關于船舶尺度問題，不同的口徑有不同的理解，主要包括以下幾個方面：①最大尺度：全長是包括外板和兩端永久性固定突出物在內的最大長度，指船舶最前端與最后端之間水平距離，也被稱作全部尺度或周界尺度，它可以決定是否可以從橋下通過，進某一船塢，是否停靠碼頭泊位的長度。②登記長度：無尾柱時，則量至舵桿中心；在上甲板的上表面上，自首柱前緣到尾柱后緣的水平距離。③兩柱間長：一些資料提供的船長即指此登記長，故“兩柱間長”與“船長”可能混，登記長度是指水線面處船頭舵桿中間點首柱——尾柱之間的長度。

4按照船舶長度的分類

區分船舶所屬大小并沒有一個明確的界限，一般以下列稱謂區分船舶大小。

①靈便型船（Handysize carrier）：多配有起卸貨設備，營運方便靈活，因而被稱之為“靈便型”，是相對較小的船舶，具有較強的對航道、運河及港口的適應性，載重噸量適中，應該劃歸為散貨船舶的一種，指載重量在2~5萬 t左右的船，其中超過4萬 t的船舶又被稱為大靈便型船。②巴拿馬型散貨船（Panamax bulk carrier）：載重量一般在6~7.5萬 t之間，滿足船舶總長不超過274.32 m，型寬不超過32.30 m的運河通航有關規定，在滿載情況下可以通過巴拿馬運河的最大型散貨船。③海岬型船（Capesize）：是指在遠洋航行中可以通過好望角或者南美洲海角最惡劣天氣，載重在10萬 t以上的干散貨船，被視為礦砂主要船種，是干散貨船的一種，也叫好望角型船。目前世界上最大的海岬型船約載重30萬 t。④海岬型船也屬于超大型船VLCC的一種。

5船舶標準要求

目前，有關船舶建造的精度標準得到了許多國家的重視與認可，都先后頒布了相應的標準，我國在符合有關規范和標準、滿足船體結構強度與船舶性能的前提下，充分考慮生產廠家的實際工藝水平及檢測水平，注意了精度標準技術上的先進性與經濟性，先后制訂了《中國造船質量標準》（CSQS 1998年版）、GB 3195-83《中小型船舶船體建造精度標準》及GB 3163-83《船體建造標準》（L≥90 m）等。 2005年國防科學技術工業委員會根據造船工業的發展與工藝的進步程度，發布了中國造船質量標準CB/T 4000-2005，該標準的第三篇第1章的內容覆蓋并替代了CB/T 3195-1995《中國小型船舶船體建造精度標準》和CB/T 3136-1995《船體建造精度標準》，替代了《中國造船質量標準》（1998年版）。企業標準各船廠各不相同，而且項目和內容一般比行業標準有所增加，作為公差等級的“標準范圍”和“允許界限”的要求亦有所提高。

6船舶長度的計算與穩定性

要保證船舶的各項技術性能和正常的生產過程，現代造船的每一道工序都很有講究，都必須控制有效的尺寸精度。大型船舶、特種船舶和工作條件比較惡劣的船舶對于尺寸精度的控制意義更加重視，對此，關于船舶尺寸的要求也相應地更嚴格。更重要的是，目前內河造船對于精度的控制相對比較困難，基本上很少有比較深刻的意識，很少有船廠在精度的控制上采取積極的態度。

新船型的出現，世界各國就船舶尺度的增大、航速的提高等方面在不斷尋找新的關于船舶設計方式方法，逐漸出現了通過船舶的結構來直接計算的方法，這樣的方法主要包含以下內容：①波浪彎矩和定靜水彎矩，波浪彎矩采用切片理論建立運動方程，通過譜分析得到不規則波中的短期晌應，以便合理地計及它們不同的變異特性。最后再依據海浪的統計資料進行長期分析，算出給定概率水平下的最大波浪彎矩。②直接計算船舶結構的應力依靠利用現代結構分析方法。③對照規定的許用應力及屈曲等標，準校核船舶結構的強度和穩定性。顯然，該方法不僅可以彌補了按規范設計的約束，考慮船舶實際的營運條件和特殊要求，并可對超規范的大型及新型船舶結構，從而進一步減輕船體重量，在無章可循的情況下給出正確的強度評定。因而該方法現已成為有效手段并成為當今船舶結構設計的方向。

7船舶尺寸精度的控制

預留收縮余量。在生產中，為了彌補焊接后尺寸的縮短，無論采用何種措施，焊接結構的收縮變形總是要發生的。收縮余量的大小根據船廠的建造工藝以及焊接量的大小而定。往往在備料中預先考慮加放收縮余量。坡口的裝配間隙不可過大，否則會增多了熔敷金屬量，加大變形。減少和控制結構的焊接變形不僅焊接工序應注意，而且還需要求各工序都應按技術條件保證加工零、部件的尺寸和質量。嚴格對加工、裝配工序的要求。加強船舶程序檢驗，對結構的預制件要焊接完畢復樣后再裝船定位安裝，以增強結構的壓縮穩定性。合理的焊接次序。因此，在施工設計中，應按照建造方法、分段結構特點及裝配的主要順序，預先制訂出焊接程序。當結構裝配后，焊接程序對焊接變形的大小和焊接應力分布有很大影響。剛性固定法。在薄板四周焊上臨時點固焊縫，剛性固定的方法很多，薄板焊接時，在接縫兩側放置壓鐵，就可以減少焊接后產生的波浪變形。在鋼板拼接時，可以采用“馬板”的方法控制焊接變形。

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