船體建造中的分段變形及處理措施分析

許大鵬 薛文平 楊洪鵬??

摘要：文章中深入探究船體建造過程中分段變形處理的措施，與實踐經驗相結合，積極采用具有針對性的變形預防手段與分段放置反變形的措施，希望有所幫助。

關鍵詞：船體建造；分段變形；處理措施；分析

一、船體建造中常見的分段變形

對船體建造效益產生影響的因素主要有外力作用與分段放置的方式。受外力作用的影響，船體異常變形的幾率明顯提高，甚至還會轉變船體的結構。在不同的分段放置狀態，還會受自身重力的影響引發變形。而分段變形對于船體建造的質量影響程度較大，直接制約了船體分段精度的提高[1]。

第一，單底分段變形。在外力作用與材料因素影響之下，船體分段很容易有縱橫向的收縮情況，致使分段結構有所變化并出現變形。在發生這種分段變形以后，船體分段的長度與寬度隨之縮小，且在分段的邊緣位置存在細微波浪，而在底部則存在中錘的情況。而引發單底分段變形的最主要原因就是構件的焊接與結構設計。

第二，雙層底分段變形。在放置船體分段的過程中，因放置的位置與方式存在差異，所以自重作用效果存在差異，而分段變形也有所不同，一般情況下有倒裝形式與正裝形式兩種。前者分段長度與寬度有所減少，而且分段邊緣的位置存在細微的波浪，同時底部會向上拱起。而在船體建造中，如果內底材料結構引發的縱橫收縮亦或是翻身焊接等情況，會引發倒裝雙層底分段變形，最終使得結構明顯改變。而后者和前者的形式大致相同，然而底部則是中錘，和前者中拱存在一定的區別。其中，船體板縫與結構焊腳縫以及焊接不對稱等因素都會因其正裝雙層底分段變形的問題，最終使得結構有所變化[2]。

第三，橫向收縮變形。因其這種變形的主要原因就是縱橫向的焊接與結構角的焊接。其中，橫向收縮變形的長度以及寬度會有不斷縮小，且在邊緣位置出現波浪，表面的拱起情況較為明顯，同時甲板梁拱隨之下降。

二、船體建造分段變形處理措施研究

（一）船體建造分段變形預防措施

通常情況下，處理分段變形的時候，需要充分考慮分段變形的基本特征，并深入分析分段的工藝與方法，根據引發結構變形的因素才具有針對性的反變形控制措施，進一步增強分段的精準度。在此過程中，可以選擇使用加強、支撐以及保距橫擔等多樣化的方式，針對船體分段施加外力亦或是在分段胎架中增加反變形量，確保增強變形預防的實際效果。其中，處理單殼分段的過程中，應借助擱凳位置的增加有效地調節，盡可能減少擱墩作用力的累積，確保作用效果的均衡性。而對于橫向結構分段而言，在處理外板的時候，應盡可能選擇結構縱向加排技術，針對縱向結構采取加強處理的方式，以達到變形效果合理控制的目標。

處理常規結構的時過程中，可以借助臨時支撐的方式對變形問題予以控制。借助臨時支撐，可以與分段焊接的需求相適應，而且分段裝配的過程中，使得操作更加簡單，結構的可靠性也明顯強化[3]。作為裝配工作人員，需要始終遵循裝配的需求對臨時支撐進行合理地設計：

第一，肋骨框架。一般來講，裝配加強的對象是船體部件，能夠使其結構性能不斷強化，更好地控制變形的情況。而在實際裝配的時候，應根據肋骨框架結構與吊裝施工狀況，對角鋼的位置進行確定，盡可能減少施工中肋骨框架焊接變形亦或是吊運擱置變形情況的發生幾率。

第二，組合T型材。針對組合T型臺結構的臨時支撐，需要借助最佳的支撐材料，同時有效控制其間距，盡量處于500800毫米范圍之內。而在焊接材料的整個過程中，也需要按照具體要求進行，確保結構角度和設計的要求保持一致。

第三，舷側分段。在舷側分段裝配加強方面，應對加強槽鋼進行合理地設置，實現舷側分段結構質量的提高，盡可能規避吊運所引發的分段變形情況發生。而在設置槽鋼的時候，需要有效分析分段的橫向與縱向構建，并綜合考慮其結構狀況完成槽鋼添加的任務。

第四，上層建筑。上層建筑的反變形控制需要科學合理地選擇使用分段加強鋼槽規格，并保證位置選擇的有效性。與此同時，槽鋼應當與焊接、支撐以及吊運需求相吻合，以免在外力因素的影響之下產生大幅度的變形問題。

（二）反變形處理的常見措施

在處理分段放置反變形處理的過程中，應根據分段放置的具體情況展開計算，在考慮放置方式區別的情況下，合理地構建相對應的計算體系，以保證變形計算科學性與合理性得以提升，實現處理質量的有效強化[4]。

首先，在計算雙底層分段的過程中，針對橫向形變需選擇相應的經驗公式來估算。以下圖為例，在b大于7500毫米且h大于9500毫米的情況下，變形的程度則可以通過y=（2[]1000～3[]1000）以及x=（2[]1000～3[]1000）h公式展開計算。在公式當中，b所代表的是底半寬，而h則是高度，x代表了放樣尺度，y則是反變形數值。如果b與h數值都超出以上規定范圍，最終所選擇的數值應該是計算值的0.8倍。

正裝法與倒裝法圖

其次，計算甲板分段的時候，需要嚴謹地計算出甲板梁拱，并根據梁板的反向計算公式展開有效地處理措施。如果寬度小于10米，則無需進行計算，也可以省略反變形處理措施[5]。而在寬度處于1016米范圍內，即可通過公式a=2/1000×分段寬度進行計算。如果寬度超過16米的情況下，需借助公式a=1.5/1000×分段寬度來計算。在實際處理的過程中，應當充分考慮分段的長度與控制長度，寬度的方向來構建有效的控制結構，確保甲板梁拱的反變形得到全面控制。

三、結語

綜上所述，在國內船舶發展的過程中，船體建造分段形變的合理控制，實際的效果與船舶建造的質量存在緊密的聯系。在對船體分段形變進行控制的過程中，應當綜合考慮分段的實際情況，科學合理地采取控制方式，確保加強結構設計的合理性，從根本上實現分段反變形處理效果的提升，全面完善船體的建造體系。

參考文獻：

[1]林昱.船體建造中的分段變形及處理措施研討[J].福建農機，2014（4）：3638.

[2]袁剛，向祖權.日照溫度對船體分段變形的影響研究[J].船舶標準化工程師，2016，49（1）：6568.

[3]黃孟.船體建造中焊接收縮計算研究[J].中國水運（下半月），2014，14（9）：2526，54.

[4]郭會平.船體曲面分段建造過程中的精度控制研究[D].江蘇科技大學，2013.

[5]陳昌駿.船體分段裝配焊接工藝流程以及變形的預防與矯正[J].中國水運（下半月），2013，13（1）：122123.