船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)理念的探究

摘 要：在船舶建造過程中，船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)都是重中之重，同時(shí)也是我國近年來加大自主研發(fā)力度的重要項(xiàng)目之一，為了更好地服務(wù)于市場，船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要堅(jiān)持以現(xiàn)場施工為核心，緊密結(jié)合船廠資源狀況的設(shè)計(jì)理念，以達(dá)到提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短建造周期、降低船舶建造成本的目的，文章主要對船體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)以及設(shè)計(jì)理念提出了一點(diǎn)見解。

關(guān)鍵詞：船體；結(jié)構(gòu)；生產(chǎn)；設(shè)計(jì)理念；裝配

一、分析船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念

（一）圖紙?jiān)O(shè)計(jì)

1.船體結(jié)構(gòu)圖。是指導(dǎo)施工現(xiàn)場將船體零件逐步裝配成完整分段的圖紙，主要涵蓋了組立樹、裝配順序圖、外板展開圖、各水平剖面、縱剖面、橫剖面、局部剖面及節(jié)點(diǎn)詳圖、胎架二次劃線圖等等，組立圖上應(yīng)涵蓋各級組立名、零件號、構(gòu)件尺寸、構(gòu)件的定位尺寸、焊接工藝信息、網(wǎng)絡(luò)線、檢查線、余量、端補(bǔ)償、均勻加放補(bǔ)償、留焊區(qū)等工藝信息，還應(yīng)有密性試驗(yàn)工藝、PSPC鋼板自由邊打磨信息，型線數(shù)據(jù)、拼版保形數(shù)據(jù)、重量中心以及各舾裝專業(yè)的預(yù)舾裝件安裝圖等信息。同時(shí)還需要注意船體結(jié)構(gòu)中的各種切角、流水孔、透氣孔、截止孔以及過焊孔的反映，一定要保證各種開孔位置、大小及距離要符合船級社規(guī)范要求，避免在船體結(jié)構(gòu)應(yīng)力較大處開孔，對于不符合規(guī)范要求的開孔，應(yīng)采取移位或者補(bǔ)強(qiáng)等措施；而對于船體焊接，首先應(yīng)嚴(yán)格遵守船體結(jié)構(gòu)焊接工藝文件的要求，焊腳的規(guī)格以及全焊透、半焊透、深熔焊等焊接要求，應(yīng)嚴(yán)格按照船級社審批合格的船體結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙上注明的信息來注明。組立圖中，除沒有坡口和開孔的加強(qiáng)筋外，所有構(gòu)件均應(yīng)有所圖示，并注明開孔位置、大小以及坡口、焊腳等信息，尤其需要注意永久性的吊裝眼板，也一并視為船體結(jié)構(gòu)構(gòu)件在組立圖中清晰的表示出來，注明具體規(guī)格及焊接信息。組立圖還應(yīng)附有船體結(jié)構(gòu)分段零件明細(xì)表、焊材統(tǒng)計(jì)表和各舾裝專業(yè)的預(yù)舾裝件托盤表等。生產(chǎn)設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)嚴(yán)格核對零件明細(xì)表和組立圖，防止遺漏。

2.加工圖。是指導(dǎo)鋼料加工車間生產(chǎn)船體結(jié)構(gòu)零件的圖紙。船體分段加工圖包括板材加工圖、型材加工圖、曲型加工圖等等，由船廠根據(jù)本廠的施工條件靈活增減。加工圖中應(yīng)包含零件的零件號、枚數(shù)、材質(zhì)、規(guī)格、在船體結(jié)構(gòu)中的方位信息、流向信息、坡口信息、開孔信息以及曲加工信息等等。

3.套料圖。套料圖分板材套料圖和型材套料圖兩種，用于指導(dǎo)現(xiàn)場選擇制定規(guī)格鋼材，在指定位置加工指定零件的圖紙。科學(xué)合理地進(jìn)行板材、型材套料，可以節(jié)約大量鋼材，降低造船成本。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋼板的切割絕大多數(shù)由數(shù)控切割機(jī)完成，設(shè)計(jì)人員借助套料軟件生成鋼板的切割指令和套料圖。在套料圖中，所有的船體結(jié)構(gòu)零件都與組立圖中的零件編號、數(shù)量、尺寸規(guī)格、材質(zhì)、零件流向以及坡口信息相對應(yīng)，為船體的結(jié)構(gòu)施工提供科學(xué)指導(dǎo)。

（二）輔助設(shè)計(jì)

1.支柱窩的設(shè)計(jì)。由于船體型線復(fù)雜，尤其艏、艉及舭部，型線變化較大，建造過程中需要合理布設(shè)支柱及支撐構(gòu)件，在艏艉甲板外漂部位，船體結(jié)構(gòu)外板上，相對應(yīng)地，應(yīng)預(yù)先設(shè)計(jì)支柱窩，以限制并固定支柱和支撐構(gòu)件的位移，防止建造過程中發(fā)生分段傾覆的事故。支柱窩應(yīng)與船體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的強(qiáng)結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，以防止在建造過程中將船體外板支頂變形而導(dǎo)致的船體構(gòu)件位移，避免建造精度超限甚至分段傾覆等事故的發(fā)生。

2.永久性吊環(huán)及吊裝眼板的設(shè)計(jì)。在船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，之所以設(shè)計(jì)永久性吊環(huán)，主要原因是處于仰視和狹窄的位置，吊環(huán)及吊裝眼板不易拆卸，例如在甲板下表面和雙層底內(nèi)，除此之外，從美觀的角度考慮，吊環(huán)和吊裝眼板位置應(yīng)該安裝在不太顯眼的位置或者是一個(gè)帶有密閉性質(zhì)的位置上，例如在絕緣層或者是結(jié)構(gòu)比較密集的地方，從實(shí)用性角度考慮，吊環(huán)和吊裝眼板的棱角要盡可能打磨光圓，以防止調(diào)運(yùn)和翻身過程中吊環(huán)或吊裝眼板以及吊具的損傷導(dǎo)致的危險(xiǎn)事故發(fā)生。另外，吊環(huán)的位置選擇，應(yīng)該盡量避免影響各管路、電氣以及其他設(shè)備的安裝，還需充分考慮到各系統(tǒng)設(shè)備卸載和維修等方面的問題。

（三）準(zhǔn)備工作階段

在此階段，需要做一個(gè)科學(xué)合理的總組裝配計(jì)劃，將整個(gè)船體結(jié)構(gòu)劃分為幾大部分，然后結(jié)合各部分實(shí)際情況進(jìn)行施工管理。例如起重能力、加工條件、運(yùn)輸條件以及預(yù)裝要求等等。除此之外，還需合理劃分船體結(jié)構(gòu)分段，設(shè)計(jì)預(yù)合攏分段和總組段，制定合理的吊運(yùn)裝配順序，船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮分段的吊運(yùn)裝配順序，合理地制定合攏縫焊接工藝和裝配余量等。

（四）管理施工工作

管理施工方面的主要工作是施工圖表等文件管理以及施工現(xiàn)場的設(shè)計(jì)配合工作，包括圖紙的存檔、下發(fā)與后續(xù)船的修改，以及對施工現(xiàn)場的設(shè)計(jì)交底、答疑和工藝問題的處理等。由于設(shè)計(jì)過程中不可避免地出現(xiàn)一些修改：如設(shè)備移位導(dǎo)致設(shè)備加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的修改；管路移位或管徑發(fā)生變化導(dǎo)致管路開孔的修改；以及設(shè)計(jì)失誤導(dǎo)致或船東船檢現(xiàn)場提出的一些意見等，都將不可避免地導(dǎo)致結(jié)構(gòu)修改，而修改方案的制定取決于分段的施工狀態(tài)，例如分段處于鋼料加工階段和分段處于大組施工階段的修改方案就有很大差別，如果分段處于鋼料加工階段，則直接重新下料即可，而分段處于大組階段，則需要具體問題具體分析，因?yàn)榱慵母鼡Q有可能導(dǎo)致附近結(jié)構(gòu)的破壞，所以，設(shè)計(jì)修改應(yīng)緊密結(jié)合施工現(xiàn)場，在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求的同時(shí)，盡可能減少因修改導(dǎo)致的現(xiàn)場工作量增加。

二、結(jié)語

綜上所述，船體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)需要一個(gè)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)理念，本文所述是圍繞船體設(shè)計(jì)、管理以及現(xiàn)場的建造工藝等方面展開，論述船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要以施工現(xiàn)場為核心，緊密結(jié)合船廠資源狀況的理念，使船體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)計(jì)高度集成化、信息化，從而指導(dǎo)船體的生產(chǎn)設(shè)計(jì)向更加科學(xué)更加合理的方向發(fā)展，旨在降低船舶生產(chǎn)成本、提高造船生產(chǎn)質(zhì)量、縮短船舶建造周期，從而達(dá)到提高造船企業(yè)市場競爭力和生存能力的目的。

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