章 銳，陳斌軍

（舟山長宏國際船舶修造有限公司，浙江舟山 312000）

如何簡易監(jiān)控散貨船建造的關(guān)鍵區(qū)域節(jié)點(diǎn)

章 銳，陳斌軍

（舟山長宏國際船舶修造有限公司，浙江舟山 312000）

以舟山長宏國際船舶修造有限公司在建LR船級的63.5K散貨船為例，講述船廠如何采取簡單有效的監(jiān)控方法控制散貨船建造的關(guān)鍵區(qū)域節(jié)點(diǎn)，以期在別的散貨船建造中能參考借鑒，舉一反三，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

散貨船；關(guān)鍵區(qū)域；建造公差監(jiān)控

0 引言

船舶在航運(yùn)時(shí)，由于受力情況復(fù)雜，局部會產(chǎn)生較大的應(yīng)力，這些區(qū)域被稱為“關(guān)鍵區(qū)域”，這些區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)該得到有效的傳遞和釋放，這就涉及關(guān)鍵區(qū)域的節(jié)點(diǎn)的控制問題，建造公差監(jiān)控（Construction Monitoring，CM）由此而來。散貨船是三大主流民用船型之一，國內(nèi)散貨船的設(shè)計(jì)與建造水平已逐步接近行業(yè)先進(jìn)水平，其關(guān)鍵區(qū)域節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控也具有較強(qiáng)的代表性。選擇合適的監(jiān)控方法，能大幅提高生產(chǎn)效率，減少節(jié)點(diǎn)返修工作量，且能提高報(bào)驗(yàn)速度。

1 一般散貨船的CM控制點(diǎn)

通常散貨船的CM控制點(diǎn)位于以下幾個(gè)區(qū)域[1]，圖1中，A為底邊艙斜板下口與內(nèi)底板處；B、C為舷側(cè)肋骨上、下趾端處；D為艙口端梁趾端處；E為艙口圍縱圍壁板端部趾端處；F、G為橫艙壁底墩前后壁板與內(nèi)底肋板處；H、I為橫艙壁與底墩前后壁板處；J、K為橫艙壁與頂墩前后壁板處。

2 CM點(diǎn)的控制方法

船廠對CM點(diǎn)的控制通常采用檢驗(yàn)線法、內(nèi)卡樣板法和外卡樣板法。

2.1 檢驗(yàn)線法

在裝配前向理論線一側(cè)偏移定量的數(shù)據(jù)（通常是100 mm），做一條參照線，并敲上樣沖點(diǎn)，再用尺將該線反映到結(jié)構(gòu)的另一側(cè)，并敲上樣沖。待反面構(gòu)架安裝時(shí)，先根據(jù)樣沖彈出清晰的粉線，結(jié)合換算過的理論數(shù)據(jù)進(jìn)行裝配安裝。

2.2 內(nèi)卡樣板法

按照理論對齊的狀態(tài)，做出1:1的樣板，在端部可測量的地方，直接通過調(diào)整樣板間隙來進(jìn)行裝配，理論對位時(shí)，樣板三邊無間隙。為了保證準(zhǔn)確，樣板通常采用薄合金板（2 mm～3 mm），并需經(jīng)過船檢的檢驗(yàn)認(rèn)可。

圖1 控制點(diǎn)布置

2.3 外卡樣板法

按照理論對齊的狀態(tài)，做出1:1的樣板，在相交但不可接觸的地方，結(jié)合樣板上的標(biāo)記與鋼板的檢驗(yàn)線（通常距理論線100 mm）間隙來進(jìn)行裝配，理論對位時(shí)，樣板的標(biāo)記與基板理論線對位，且樣板與零件無間隙。材質(zhì)同內(nèi)卡樣板。

3 各CM點(diǎn)的最佳方法

通過實(shí)船驗(yàn)證，在A、H、I、J、K節(jié)點(diǎn)處，由于其節(jié)點(diǎn)端部均可接觸測量，所以采用內(nèi)卡樣板法最為簡便，可避免繁瑣的劃線程序及換算過程。裝配時(shí)直接調(diào)整為樣板三邊接觸無間隙即視為中心對齊。以A節(jié)點(diǎn)為例。圖2為換算依據(jù)（θ=45°）。

根據(jù)圖2中公式可求得公差范圍，同一節(jié)點(diǎn)不同位置的公差范圍可以在《建造公差監(jiān)控圖》[2]中查得，如表1所示。

圖2 換算步驟

表1 節(jié)點(diǎn)A公差范圍

現(xiàn)場裝配時(shí)通過內(nèi)卡樣板控制a的±值在公差范圍內(nèi)即視為滿足要求，理論對齊狀態(tài)a為0，各狀態(tài)如圖3所示。

圖3 樣板狀態(tài)

節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收時(shí)，將節(jié)點(diǎn)的實(shí)際測量數(shù)據(jù)填寫至記錄表中，記錄表樣式見圖4。

圖4 測量記錄表

通過實(shí)船驗(yàn)證，在B、C、D、E、G節(jié)點(diǎn)處，由于其節(jié)點(diǎn)為十字接頭，且端部無法接觸，不能使用內(nèi)卡樣板，所以推薦采用檢驗(yàn)線法。裝配時(shí)，結(jié)合準(zhǔn)確劃制的參照線，自參照線量取經(jīng)過計(jì)算的數(shù)

值L以確定結(jié)構(gòu)的裝配位置，以B節(jié)點(diǎn)為例。圖5為換算依據(jù)（L=100±a1）。

圖5 十字接頭換算

同樣，公差范圍可以在《建造公差監(jiān)控圖》中查得，如表2所示。

表2 節(jié)點(diǎn)B公差范圍

節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收時(shí)，將節(jié)點(diǎn)的實(shí)際測量數(shù)據(jù)L填寫至記錄表中，記錄表樣式見圖6。

圖6 測量記錄表

通過實(shí)船驗(yàn)證，在F節(jié)點(diǎn)處，由于端部不可接觸且不是十字節(jié)點(diǎn)，內(nèi)卡樣板和檢驗(yàn)線法均不能適用此處，最好的方法是采用外卡樣板，通過樣板結(jié)合檢驗(yàn)線的方法來確定結(jié)構(gòu)的對位。

換算依據(jù)同A節(jié)點(diǎn)，公差范圍在《建造公差監(jiān)控圖》中查得，如表3所示。

表3 節(jié)點(diǎn)F公差范圍

現(xiàn)場裝配時(shí)通過外卡樣板結(jié)合檢驗(yàn)線，控制a的±值在公差范圍內(nèi)即視為滿足要求，理論對齊狀態(tài)a為0，各狀態(tài)如圖7所示。

圖7 樣板狀態(tài)

節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收時(shí)，將節(jié)點(diǎn)的實(shí)際測量數(shù)據(jù)填寫至記錄表中，記錄表樣式如圖8所示。

圖8 測量記錄表

4 不對位的處理方法

本文所述的各類CM監(jiān)控方法重點(diǎn)關(guān)注各節(jié)點(diǎn)的裝配階段，即在裝配時(shí)嚴(yán)格按照對位要求進(jìn)行裝配，這樣在后續(xù)焊接、翻運(yùn)等施工環(huán)節(jié)結(jié)束后，在報(bào)驗(yàn)船檢時(shí)，其準(zhǔn)確度才有保證。一旦出現(xiàn)有不對位的情況，應(yīng)結(jié)合對應(yīng)船型的《建造公差控制圖》，按照其節(jié)點(diǎn)的對位方式，計(jì)算相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際偏差距離。按照規(guī)范[3]，如果在公差范圍內(nèi)，可不必處

理。如果超出公差范圍，但中心線偏差a在（tmin/3, tmin/2）時(shí)，可增加15%的焊腳高度，但如果a＞tmin/2時(shí)，需重新開刀裝配，開刀距離不小于50a。

5 其他注意事項(xiàng)

1）對于A節(jié)點(diǎn)采用內(nèi)卡樣板法時(shí)，在旁桁材在艏艉貨艙有收縮時(shí)，注意樣板的擺放要與中橫剖面平行（即平行于肋板）。

2）對于需要采用檢驗(yàn)線法的節(jié)點(diǎn)，須在裝配劃線時(shí)劃制并反撥到光面，敲好洋沖點(diǎn)。

3）建造時(shí)可以用新做的木頭樣板裝配，報(bào)驗(yàn)時(shí)用鋁合金。樣板的種類由CM控制點(diǎn)數(shù)量決定，而同一節(jié)點(diǎn)樣板的數(shù)量由板厚差異決定，設(shè)計(jì)人員應(yīng)特別注意。制作樣板時(shí)可對差異小于2 mm的樣板進(jìn)行合并（須經(jīng)驗(yàn)船師認(rèn)可），以減少管理難度和制作成本。

4）設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意，為簡化現(xiàn)場監(jiān)控難度，CM記錄數(shù)據(jù)盡量設(shè)置為現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)，盡量避免角度換算等，實(shí)在需要換算的，考慮實(shí)測值乘以（或除以）固定數(shù)值，便于現(xiàn)場作業(yè)人員記錄。

6 結(jié)論

根據(jù)節(jié)點(diǎn)形式選擇合適的CM控制方法，即有利于提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率，又能減少返修成本。以上僅做拋磚引玉作用，供廣大船人參考。

[1]中國船級社.船體結(jié)構(gòu)建造監(jiān)控指南[S].2008.

[2]章銳.64KBC《建造公差監(jiān)控圖》[Z].2014.

[3]LR.Shipright Construction Monitoring[S].2004.

對照ABS規(guī)范公式，會發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)公式和ABS的一個(gè)公式是一樣的。

ABS沒有規(guī)定端部受剪面積，但是規(guī)定了腹板高度和厚度的比例要求，以及腹板高度和跨距要求。在駁船的規(guī)范中規(guī)定了腹板端部允許的最大剪切應(yīng)力[8]不允許超過8.65 kN/cm2。實(shí)際上這些規(guī)定就已經(jīng)把允許的最小剪切面積和剛度的要求隱含在其中了。由于篇幅所限，這里不再推導(dǎo)。

4 結(jié)論

綜上所述，無論是DNV的計(jì)算公式還是ABS的計(jì)算公式，僅僅是計(jì)算了屈服強(qiáng)度，只有DNV的強(qiáng)梁的公式校核了剪切強(qiáng)度。因此，還需要通過其他手段來校核屈曲強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)時(shí)，僅僅滿足規(guī)范的公式是不夠的，還需要使用其他有效的手段，比如有限元，來做進(jìn)一步的校核。但是，船級社的

公式為提供了初始設(shè)計(jì)的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳可越.船舶設(shè)計(jì)手冊 結(jié)構(gòu)分冊[M].北京: 中國交通科技出版社, 2007.

[2]DNV.DNV Rules for Classification of Ships-ts301[S].2012.

[3]劉志剛.GM-Lift半潛式平臺立柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析研究[D].上海交通大學(xué).2006.

[4]馮國慶.船舶結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度評估方法研究[D].哈爾濱工程大學(xué).2006.

[5]胡學(xué)明, 嚴(yán)剛.船體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)的實(shí)踐[J].湖南交通科技, 2008(3): 143-146.

[6]ABS.ABS Rules for Building and Classing Steel Vessels[S].2012.

[7]吳漪.基于共同規(guī)范的散貨船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究[D].上海交通大學(xué).2008.

[8]ABS.ABS Rules for Building and Classing Steel Barges[S].2012.

How to Easily Monitor Critical Areas of Bulk Carrier Construction

Zhang Rui, Chen Bin-jun
(Zhoushan Changhong International Shipyard Co., Ltd., Zhejiang Zhoushan 312000, China)

The paper illustrates how the shipyard monitors the critical areas of bulk carrier construction by taking the LR 63.5K bulk carrier built in Zhoushan Changhong International Shipyard as an example.Hope the paper provide a good reference for building other bulk carriers, which can draw

for other cases from the paper.It is help for improving the production quality and efficiency.

bulk carrier; critical area; construction monitoring

TP31

A

10.14141/j.31-1981.2016.02.011

章銳（1986—），男，工程師，研究方向：生產(chǎn)設(shè)計(jì)。