H-851輪舷頂列板圓弧轉直角板設計優化

單炳田 友聯船廠（蛇口）有限公司

1.概述

為了調整適應性，以便更靈活地整體運輸海洋工程結構，船東決定對其進行升級改造。今次升級改造主要包括船艏100米左右邊艙整體割除、原船結構改造和加強、快速壓載系統升級等工程。本文所介紹的圓弧轉直角板就是位于舷頂列板處一塊從圓弧過渡到直角的板，此板一端與原船的圓弧對接，另一端則與甲板與外板形成的直角相連。如圖1所示。

圖1 圓弧轉直角板位置圖

2.原型線設計圖

如圖2所示。

圖2 原設計型線圖

2.1 按設計圖放樣展開的加工圖

如圖3所示。

2.2 按設計圖將此塊板展開后加工和裝配存在的問題

由圖2和圖3可知，此塊板一端需要加工成R825的圓弧，另一端需要加工成R82.5的圓弧，由于此塊板厚55mm，材質為EH36，壓型加工時加熱溫度不能超過650℃，因此，想要加工成如圖3所示的形狀幾乎是不可能的，而且將圖紙發給了幾個加工能力特別強的外協廠家都表示不能加工。另外，即使此塊板能加工，裝配時也存在一定問題，如圖4所示。

圖3 原設計放樣展開圖

由圖4很容易發現，此塊板在和甲板與外板形成的直角部位對接時有一定程度的錯位，見圖4陰影部分，而且最大錯位量達33.5mm，這很不利于此部位力的傳遞。由于此板在加工和裝配時存在上述問題，因此必須改變此塊板的設計。綜合考慮加工和裝配的因素，并通過三維建模，決定對此過渡板的設計作如圖5修改。

圖4 原設計裝配錯位圖

3.修改后的設計

由圖5與圖2比較后發現，原設計的圓弧是由大到小逐漸過渡到接近直角，而修改后的圓弧則是逐漸過渡到平直板，此過渡板與甲板板和外板均是對接相連，消除了裝配錯位的問題，使結構更加合理，同時，板的加工也變得容易實現。

圖5 優化設計后建模及型線圖

3.1 修改設計后展開加工圖（圖6）

圖6 優化設計后展開加工圖

修改設計后此過渡板加工時要保證以下幾點：

（1）與原船對接的圓弧端半徑為R825，并與提供的樣板吻合。

（2）AB、BC、CD三個邊均為直線，并拉線檢驗，而且三個邊在同一平面內，通過拉對角線檢驗對角線是否相交，目的是保證此過渡板與甲板平直對接。

3.2 加工后狀態

加工后通過檢驗，成型及外觀均滿足船級社要求。

4.裝配、焊接節點（圖7）

圖7 優化設計后焊接節點圖

由于此過渡板與外板在對接縫處的夾角是漸變的，因此，為了提高焊接的可操作性和保證焊接質量，將此過渡板與外板對接縫設計為如圖7中的DE T-2 所示，即對接縫的坡口型式從后往前也是漸變的，從B3-B3型式，僅上部過渡板開坡口，而下部的外板不開坡口，到在板縫向甲板過渡的150mm范圍內，采用B2-B2的坡口型式，而在過渡板與外板成直角處，坡口開成B1-B1的型式。另外，為了保證過渡板與甲板橫向對接縫端部的焊接質量，同時避免在外板上開過焊孔，所以必須在過渡板與甲板橫向對接縫焊接完畢后才能安裝外板。

5.總結

通過對設計方案的修改優化，使原來很難加工成型的板變得容易加工，同時從施工角度設計裝配、焊接節點，使裝配、焊接得以順利實施。以上設計方案的修改，裝配、焊接節點的設計均得到了船東、船檢和設計公司的一致認可和好評，為項目的順利開展提供了堅實的技術保障。