關于長江黃金系列游輪船體分段劃分方法的研究

秦承輝 萬良 劉剛

摘 要： 船體分段劃分是船舶建造過程中的一個關鍵工藝步驟，本文以長江黃金系列游輪為研究對象，基于船廠現有的技術條件和生產條件，對長江黃金系列游輪的分段劃分方案進行了研究。

關鍵詞： 分段劃分；變形；精度；質量

引言：長江黃金系列游輪主要用于接待國內外賓客游覽長江三峽，也可用于政務和商務接待，是長江干線重慶至上海移動的超五星級水上酒店。本船建造過程中分段劃分對造船生產效率的影響至關重要。它是控制船體分道建造法的基礎，是平衡各條作業線的作業流量、協調各線生產的手段。同時分段劃分也影響區域舾裝和涂裝。所以船體分段的劃分是船舶建造的一項極為重要的工作。

一、分段劃分的基本原則

我國造船工作者認為，分段劃分應遵循以下原則：生產資源最大利用率原則；原材料最佳利用率原則；保證船體結構強度的原則；合理分段裝配和船體合攏的工藝原則；提高預舾裝率、保證涂裝的完整性?；谏鲜隹紤]，分段劃分時主要應考慮以下因素：①舾裝后分段的重量和尺寸；②分段的剛性和穩定性；③分段預舾裝率；④分段裝配作業的方便性和安全性；⑤作業量的均衡性；⑥鋼板的規格。

二、黃金系列游輪分段劃分的方案

1、主船體結構劃分整體介紹

主船體長度149.95m，寬度24m，型深4.4m。船體底部為雙層底結構，雙層底高900mm，設有一道中內龍骨，6道旁內龍骨，每6檔肋位設一個強肋位，采用混合縱骨/橫骨架式結構形式。舷側設計有縱艙壁與外板組成防撞邊艙，形成三角形的強結構，防撞邊艙兼作壓載水艙和清水艙使用。主甲板與上甲板為平直甲板結構，無梁拱，甲板下以鋼質圍壁為主。針對船體結構的特點，全船主船體劃分為19個分段，上建劃分為41個分段。

2、分段劃分的方案

（1）雙層底結構的劃分。雙層底以內底板為基面反造，對于船體雙層底平行中體部分，縱橫骨架混合式結構能夠保證分段剛度，結構變形易控制。劃分時充分考慮鋼材的長度和寬度。本船使用的鋼材規格主要是10mX2m，因此分段最佳長度設置為19.97米，留有30mm余量，分段內部有一道兩張鋼板縱向對接的對接焊縫；對于雙層底劃分時存在一個需要考慮的問題，就是壓載艙下的雙層底劃分到雙層底分段上好還是劃分到舷側分段上好。分段的寬度一直延續到舭部縱艙壁，屬于跨中分段，分段為矩形或梯形形式，以利于控制分段制造精度、提高平臺周轉率和管系預舾裝的開展。

（2）舷側結構的劃分。以平直縱艙壁為基面進行建造，舷側外板帶有線型，可以通過舷側肋骨線型進行控制。縱艙壁與外板夾角施工空間小，結構應力大，變形難以控制，需要盡可能減少這一區域的船臺合攏工作量，同時考慮工人在這一區域工作的空間可能性。經過詳細的討論研究，我們選擇將舭部縱艙壁下的外板劃分在舷側分段上，首先保證舷側分段的完整性，外板合攏縫設置在縱艙壁向中移動200mm處，則外板與縱艙壁的角焊縫可以在分段上船臺之前焊接完畢，這樣就大大減少了船臺合攏工作量。內底合攏縫設置為內底與縱艙壁的角焊縫，這樣就可以利用好空間焊縫，避免多開刀多設焊縫造成結構變形，這道角焊縫可以在內底上方施工，避免狹小空間作業，提高作業質量與速度。對于縱艙壁與雙層底的連接肘板可以不被破壞，將其裝焊在內底板上，待合攏時在雙層底內焊接與縱艙壁和外板的角焊縫。

（3）機艙底部結構的劃分。機艙區是船舶的心臟，是船舶動力所在之處，本船配備了非常先進的設備，機艙內的設備數量與種類比同類型船舶要多出一倍以上，管舾裝的工作量巨大。兩舷軸系區域是雙層底結構，中間部分為單底結構，單底結構全部是由T型材組成的框架形式，并且帶有弧度線型，與雙層底結構不在同一高度上。機艙區域的劃分就無法劃分成為一個整體，考慮到建造的主機座的完整性，底部分段總組后能進行機艙舾裝，將機艙區域劃分為3部分，中間單底部分為一個分段，兩舷的雙層底各分為一個分段。中間單底分段直接在船臺搭胎架建造，相當于建造與合攏同時進行，建造中可以隨時修正尾部線型的誤差，避免單底結構因剛度不足造成吊裝結構變形，保證尾部區域的建造精度。雙層底以內底為基面反造，翻身吊運合攏，區域分開建造也提供了預舾裝的空間，使得管系工作能夠在分段建造時鋪展開來，避免了工人鉆整艙、長艙來進行鋪管的繁重工作，提高了機艙區域的建造進度。管系預舾裝工作的展開也同時減少了艙內進管的臨時工藝孔的開設。

（4）尾部結構的劃分。尾部區域船體結構復雜，空間狹小，既是船舶軸舵系的所在處又是船體建造精度和輪機作業精度的交匯點，建造精度直接影響到后續輪機安裝的精度。所以，尾部區域劃分的重點是考慮制造的簡潔可行和精度控制的可操作性。考慮到本船的尾部僅13米長，將尾部分段在機艙橫艙壁處劃分出來，橫艙壁劃分在尾部分段上，以主甲板為基面進行反造，在分段胎架上控制結構變形。

（5）首部結構的劃分。本船艏部區域設有側推裝置，側推裝置橫貫艏部船體，所以艏部區域的分割應以有利于側推安裝施工為主。首先要保證側推區域的完整性，分段縫避免開在側推區域內部，以免造成船臺合攏時精度要求極高的對接工作。其次要考慮首部線型的控制，保證首部型線精度及船舶性能，偏差太大對船舶靜水力和阻力性能都有影響，需要嚴加把關。再次艏部分段應有利于錨系結構件安裝完整，在分段上進行錨系底座加強結構的安裝。

在滿足150噸轉運車和225噸船臺龍門吊允許的起重前提下，首部分段劃分為前后2個分段，采取多層分段建造，集中吊裝的建造方案。以主甲板為基面進行反造，以首部橫艙壁為分隔，肋骨框架控制首部線性，側推包含于靠尾部分段中部，盡量將側推周圍的工作做完整，錨系結構位于靠艏部分段中部，甲板反面的錨系加強結構也在分段上完成，按此方案計算首部分段重量分別為靠尾部85噸和靠艏部80噸，分段可一次成形吊裝，施工實踐證明對結構變形的控制效果較好。

（6）主甲板、上甲板及其圍壁結構的劃分。主甲板、上甲板及兩層甲板下圍壁，這一區域的結構雖然都是平直結構，但是缺乏足夠的剛度進行翻身吊裝，原因主要在于寬度大且未形成封閉的框架結構，均為開敞式，受力薄弱點比較多，翻身吊點難以布置，可能會造成集中受力以及剪切變形，但是甲板及圍壁厚度均比上部各層要大，比較適合分段建造，整體吊裝。經過工藝研究和實施，主甲板、上甲板及其下圍壁部分采用分段正造的建造方法達到了滿意的效果。首先在車間對甲板和圍壁結構進行預制，再轉運至船臺附近的組裝平臺，在平臺上正向組裝焊接，然后按合攏順序吊運上船臺安裝，主甲板及其下圍壁結構吊裝尤其需要注意合攏順序在舷側分段吊裝之前，這樣就不會產生舷側分段合攏后，主甲板分段需要向下插裝的比較困難的合攏情況。整個平面甲板結構避免了翻身吊裝可能產生的變形。

結束語：船體分段建造是現代造船模式的重要突破，它的實施極大的提高了船舶建造的經濟效益。本文以船廠建造的長江黃金系列游輪為研究對象，探討了船體分段劃分的方法，生產實踐證明劃分方案是行之有效的，大大縮短了船臺建造周期并提高了相應的經濟效益?！?/p>

參考文獻

[1]鐘宏才、向東、譚家華、船體分段劃分研究概述、《造船技術》2002（2）、1-4.

[2]鐘惠明、1714TEU船的船體分段劃分和建造特點、《造船技術》1999（1）、9-11.

作者簡介：秦承輝（1989.12.21）男，籍貫：湖北孝感，現職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：船舶與海洋工程設計與制造。