中小型船舶船体结构的缺陷补偿
摘 要：扼要分析和阐述了中小型船舶船体结构在装配过程中的缺陷,对难于采取返修的典型缺陷,提出了可以采取补强的可行性方案。
关键词：船体结构；结构强度；缺陷；补偿
船舶下水之前，造船厂检验部门将对船体结构（包括线型）进行全面的测量以及完整性的验收，以便将可靠的数据及有关资料提供给船级社和验船机构备查审核。鉴于船体是一个复杂的结构体，尽管在各道工序中实施了严格的管理措施以及按照工艺规程操作，由于工作量大，结构复杂，局部处施工条件差，因此仍免不了还会存在一定数量的缺陷。在这种情况下，采取适当的补强乃是保证船体结构局部强度的一种有效手段。下面就以实例来探讨缺陷的补强方法。
1 分段或总段对接处肋距超差
按照船体建造精度要求，对于已完成的分段或总段对接大接缝，心须测量其间的肋骨间距，并规定了极限误差值。因为一旦超差，将在一定程度上影响船体强度。一般可在大接缝区域适当位置增加中间肋骨或在相邻两肋骨间增设数道纵桁予以补强，对于局部偏差的，可在局部增设纵桁，但纵桁两端必须作必要延伸，以防止产生应力集中。
2 船体外表变形超差
船体外板线型平顺与否是衡量一艘船舶船体建造质量的标志之一。根据船体建造精度要求，规定了在一个肋距内或在一米长度范围内外板的不平度误差。船体外板的变形超差，最常见于线型变化曲率较大的艏艉部及相邻分段对接的大接缝区域。当然应首先考虑尽量利用工装夹具及冷热加工等措施矫正外板超差处的不平度。对于不平顺面积较小的外板，可按图1所示补强，图中表示了分段接缝处外板的缺陷及补强办法，如采用扁钢补强，则扁钢尺寸可取比肋骨型号略小的型材进行补强。
对于相邻肋骨间不平顺面积较大的外板，在不平顺处采用纵横向十字交叉结构的型材补强，纵横向型材的两端应分别削斜过渡。
3 外板上肋骨腹板与理论平面超差
对于中小型船舶的艏艉段，一般在胎架上以甲板为基准面采用反造法进行建造。这样在吊装肋骨框架定位时，如若肋骨框架稍有扭曲或定位时未与甲板上的中心线相垂直，这样就会造成肋骨腹板与外板连接后所形成的角度不符要求，焊后就称为肋骨腹板变形，对于由此形成的缺陷，由于结构空间狭窄，特别是在焊后很难矫正。所以选用肘板进行补强就显得既方便又实际。
4 船体结构节点构件连接尺寸超差
船体是一个复杂的结构体，船体内部构架密集，各种型式的构件纵横相交，形成了所谓结构节点。例如纵骨与肋板相交、龙骨与舱壁相交、横梁与纵桁相交等等。这些相交的结构节点，若在施工中因技术不熟练或稍有疏忽大意，就会造成节点处相交构件连接尺寸间隙过大，致使无法施焊，直接影响结构的刚度和强度。
A 横梁与肋骨相交处间隙过大
如图2所示，横梁与肋骨间间隙安装后为30mm。对于中小型船舶，船体建造精度要求中间间隙应在10~20mm之间，最大不得超过20mm。针对上述缺陷，可以考虑用割换一段肋骨来处理。但由于肋骨与舷侧板焊接已结束，动用割炬切割会使该区域舷侧板因受热而产生局部变形，同时由于肋骨多了一条对接缝，将影响肋骨本身的强度。故可考虑图2中适当加大肘板尺寸的办法予以补强,使肘板与肋骨相交的焊缝长度能满足原有焊缝长度的要求。
B 纵骨穿过构件处割空超差
对于中小型船舶，纵骨架式结构的底部和甲板，当纵骨穿过实肋板或横梁时，规范要求该节点处的纵骨腹板与实肋板或横梁应进行焊接。但往往因装配时划线有误，使切割后间隙过大，难于施焊，如图3a所示，为了弥补该缺陷，一般可采用与实肋板或横梁等厚度的补板予以补强，见图3b所示。补板尺寸可据该处纵骨大小而定。
C 龙骨与横舱壁相交处间隙过大
龙骨包括中内龙骨与旁内龙骨。龙骨与横舱壁均属主船体的主要结构，它们对一艘船舶的纵横向强度起着重要的作用，特别是中内龙骨，是纵向连续构件。在中内龙骨与横舱壁相交的节点处，由于偶然操作不慎在装配时将中内龙骨多割了一部分，使该处腹板及面板与横舱壁无法施焊，见图4a所示，此时，如果因此而将一段连续的中内龙骨割换，则不论对重新装焊还是在外观乃至质量上都将留有不足，如果该处多割的间隙不超过12~15mm，则采用加装垫板的方式进行补强就显得既方便又可行。见图4b所示，垫板厚度可比间隙小3~5mm，其尺寸视该处中内龙骨尺度具体选用。如若多割的间隙较大，那么就不能随意增加垫板厚度，否则该节点将形成为“硬点”。此时应考虑采用割换或其它工艺措施来消除其缺陷。
D 上层建筑扶强材根部与甲板间空隙过大
中小型船舶的上层建筑结构，一般在胎架上制成整体分段后，再在主甲板上进行定位吊装。施工中常见围壁上的扶强材根部与甲板间隙过大，见图5a所示，此时，可在扶强材根部与甲板间加装肘板来补强，见图5b所示。
以上列举的几例，是中小型船舶船体装配中比较典型的常见缺陷。当然，缺陷的形成也有工序间联系不够、管理不善、未遵循工艺要求，有时也有违章作业等原因所致。对船体建造中的各种缺陷必须针对具体问题作具体分析，对不同船型、不同结构型式的船舶提出不同的方案，决不能一概而论。同时在实际工作当中，要多积累经验，改进造船工艺，不断提高船舶的建造质量。
参考文献
[1]船舶设计实用手册[M].北京：国防工业出版社.1998，（12）.
[2]华乃导主编.船体修造与工艺[M].大连：大连海事大学出版社，2000，（
《现代化船舶的适用性》供你参考吧。这方面的论文很少，不行你自己再找一找吧。 地球的表面70%是蓝色的海洋，地球上的生物约有80%在海洋之中，海洋为人类的生存和发展提供了丰富的宝藏和无穷的资源。航海是人类认识、利用、开发海洋的基础和前提，现代化船舶自然应运而生。 在人类社会发展的进程中，欧洲国家率先从封建主义进入资本主义时代，各门类科学技术取得突飞猛进的发展。新的材料、机械、电气、电子、控制、铆焊等技术逐步应用于航海，形成了近代和现代航海科学技术。18世纪炼铁业的发展导致1787年制造出第一艘铁木船，1841年建造出第一艘铁质船。1858年出现了钢，1866年开始用钢造船。1769年双向蒸汽机研制成功，1783年制成蒸汽动力轮船。1876年内燃机研制成功，1903年则制成内燃机船。18世纪机械制造业发展与天文学结合，于1730年发明六分仪，1888年发现电磁波，1895年发明无线电报，尔后船舶采用无线电通信；1935年发明雷达，随即于1937年开始用于船舶探测目标、定位、导航与避碰；1957年发射第一颗人造地球卫星，1964年研制出卫星导航系统。航海科学技术的不断进步，使航海从技艺逐步发展成为科学技术，从帆船时代进入机动船时代，从地文航海和天文航海时代进入现代电子航海时代。目前，现代化船舶按其用途主要有如下种类： （一）干货船（Dry Cargo Ship） 根据所装货物及船舶结构、设备不同，可分为： 1．杂货船（General Cargo Ship） 定期航行于货运繁忙的航线，以装运零星杂货为主的船舶。这种船航行速度较快，船上配有足够的起吊设备，船舶构造中有多层甲板把船舱分隔成多层货柜，以适应装载不同货物的需要。 2．干散货船（Bulk Cargo Ship） 装载无包装的大宗货物的船舶。依所装货物的种类不同，又可分为粮谷船（Grain Ship）、煤船（Collier）和矿砂船（Ore Ship）。这种船大都为单甲板、大统舱。 二、冷藏船（Refrigerated Ship） 专门用于装载冷冻易腐货物的船舶。船上设有冷藏系统，能调节多种温度以适应各舱货物对不同温度的需要。 三、木材船（Timber ship） 专门用以装载木材或原木的船舶。这种船舱口大，舱内无梁柱及其它妨碍装卸的设备。船舱及甲板上均可装载木材。为防甲板上的木材被海浪冲出舷外，在船舷两侧一般设置不低于一米的舷墙和用于绑扎木材的立柱。。 四．集装箱船（Container Ship） 集装箱船可分为部分集装箱船、全集装箱船和可变换集装箱船三种。 （1）部分集装箱船（Partial container ship）。仅以船的中央部位作为集装箱的专用舱位，其他舱位仍装普通杂货。 （2）全集装箱船（Full Container Ship）。指专门用以装运集袋箱的船舶。它与一般杂货船不同，其货舱内有格栅式货架，装有垂直导轨，便于集装箱沿导轨放下，四角有格栅制约，可防倾倒。集装箱船的舱内可堆放三至九层集装箱，甲板上还可堆放多层。 （3）可变换集装箱船（Convertible Container Ship）。其货舱内装载集装箱的结构为可拆装式的。因此，它既可装运集装箱，必要时也可装运普通杂货。 集装箱船航速较快，大多数船舶本身没有起吊设备，需要依靠码头上的起吊设备进行装卸。这种集装箱船也称为吊上吊下船。 五、滚装船，又称滚上滚下船（Roll on/Roll off Ship） 滚装船主要用来运送汽车和集装箱。这种船一般在船侧或船的首、尾有开口斜坡连接码头，装卸货物时，或者是汽车，或者是集装箱（装在拖车上的）直接开进或开出船舱，其优点是不依赖码头上的装卸设备，装卸速度快，可加速船舶周转。 六、载驳船（Barge Carrier） 又称子母船。是指在大船上搭载驳船，驳船内装载货物的船舶。载驳船的主要优点是不受港口水深限制，不需要占用码头泊位，装卸货物均在锚地进行，装卸效率高。目前较常用的载驳船主要有“拉希”型（Lighter Aboard Ship，缩写为LASH）和“西比”型（Seabee）两种。 七、客船 又称邮轮，主要用于旅客运输，一般亦可承载少量货物。 八、特种船 用于原油、化工、天然气等特殊运输要求的船舶。 20世纪下半叶，伴随整个科学技术的迅猛发展，航海科学技术的进步日新月异，其重要标志为： 1) 船舶大型化 在20世纪60年代，1万载重吨的船就可称为“万吨巨轮”，目前最大的散货船为30多万载重吨，特大型的油轮已达50万载重吨（ULCC）。集装箱船近年来也越来越大，我国已有11000标准箱的集装箱船（中远亚洲号）投入营运，大型豪华客轮达到14万吨级。 2) 船舶专业化 长期以来海洋运输船舶主要是客船、普通货船和油船。二十一世纪的今天，集装箱船、滚装船（Roll-Roll）、液化气船（LNG、LPG）等专业化特种船舶迅速增多。 3) 船舶高速化 为了与高速公路、高速铁路运输竞争，近20年来，30节（1节为每小时航行1海里，1海里等于1.852公里）以上的小型高速气垫船、水翼船、水动力船、喷气推进船快速研制并大量投入使用。当前的集装箱船速度可达25-30节，大约比过去的普通货船快一倍。 4) 船舶自动化 20世纪70年代计算机在船上广泛应用，从船舶在机舱设置集中控制室到出现无人值班机舱和驾驶台对主机遥控遥测，船舶机舱自动化成为趋势。随着驾驶台的自动化仪器设备不断研发和应用，近10年来建造的新型船舶基本上都可称之为驾机合一的自动化船舶，其中一部分自动化程度高的船舶被称之为“高技术船舶”。 5) 导航定位电子化 当前，传统的陆标定位、天文定位方法已成为特殊情况下的补充手段，无线电导航定位方法经过了无线电测向仪（1921）、雷达（1935）、劳兰A（1943）、劳兰C（1958）、卫星导航系统（1964）、全球定位系统（1993）的发展历程，进入高精度卫星导航定位时代。全球定位系统(GPS)可在全球范围内全天候为海上、陆上、空中和空间用户提供连续的、高精度的三维定位、速度和时间信息，使船舶、飞机和汽车等运载工具的导航与定位发生了划时代的变革。 6) 避碰自动化 为在能见度不良情况下发现来船而进行避碰，船用雷达发挥很大作用。20世纪70年代研制出的自动雷达标绘装置（APPA）和雷达的结合被称之为自动避碰系统。该系统可自动采取和跟踪目标，自动显示来船的位置、航向、航速、相对运动和碰撞危险数据。20世纪末开发了船舶自动识别系统（AIS），可连续向其他船舶传送船舶自身数据并接收其他船舶的数据，有利于减少因船舶识别和避碰决策失误引起的船舶碰撞事故。 7) 海图电子化 传统的纸质印刷海图已不适应船舶自动化和航海智能化的发展要求，电子海图显示与信息系统在近十几年研发成功并不断完善。该系统不但能很好地提供纸质印刷海图的有用信息，而且取代了传统的手工海图作业，综合了GPS、APPA、AIS等各种现代化的导航设备所获得的信息，成为一种集成式的航海信息系统，被称为是航海领域的一场技术革命。 8) 航海资料数字化 航海所需的各种图书资料原都采用纸质印刷形式。随着计算机技术和互联网技术的发展，航海通告潮汐表、灯标表等出现了电子版和网络版，有利于航海图书资料内容的迅速更新，使用上也更加便捷。 9) 通信自动化 无线电报、无线电话、电传和传真在船上采用，比船舶采用手旗与灯光进行通信已是很大的进步。1957年第一颗人造卫星升空，拉开了卫星通信的序幕。1979年国际海事卫星组织（Inmarsat）宣告成立，1982年开始提供全球海事卫星通信服务，Inmarsat可以为海陆空提供电话、电传、传真、数据、国际互联网及多媒体通信业务。船舶使用了全球海上遇险与安全系统（GMDSS），使船与船、船与岸台全方位和全天候即时沟通信息。GMDSS还能提供紧急与安全通信业务和海上安全信息的播发，以及进行常规通信。GDMSS在船上的使用导致了驾驶与通信合一，传统的船舶报务员已被取消。 10) 航行记录自动化 为了在船舶发生海上事故后查明事故原因，从中吸取教训，采取针对性防范措施，俗称为船舶“黑匣子”的航行数据记录仪（Voyage Data Recorder，VDR）已在船舶普遍配置，有利于海上事故原因分析。 11、航海服务与支持系统 自从无线电报开始用于船岸之间的通信，船公司、岸基航海服务机构和管理部门就开始通过无线电通信影响、协助和控制船舶的航海活动，采用了无线电航行警告系统（Radio Navigational Warning） 、 船舶定线制（Ship Routing）、 船舶报告系统（Ship Report System） 、 船舶交通服务（Vessel Traffic Services）等支持并服务于船舶安全航行的保障系统，极大地提高了船舶的安全系数。 21世纪是海洋世纪，海洋已成为人类第二大生存和发展空间，世界各国未来的竞争将在海洋上展开，充分开发和综合利用海洋资源是世界各国进一步发展的必然要求。国际贸易和大宗货物运输以及未来维护国家权益和安全的领域将主要是海洋。在我们对现代化的船舶有了一定了解的基础上，笔者愿意在下一篇拙文中同您一起登上现代化的巨轮，感受一下船舶的具体工作。
