船舶長(zhǎng)度適用問題及尺寸精度控制分析

楊林堅(jiān)

摘要：船舶長(zhǎng)度關(guān)及船舶的分類、性能和穩(wěn)定性，研究船舶長(zhǎng)度具有一定的學(xué)術(shù)價(jià)值。文章首先概述了船舶及船舶長(zhǎng)度的定義，并闡述了船舶長(zhǎng)度的不同理解，接著結(jié)合船舶標(biāo)準(zhǔn)要求，分析了船舶長(zhǎng)度的計(jì)算與穩(wěn)定性，最后提出了船舶尺寸精度的控制方法。

關(guān)鍵詞：船舶長(zhǎng)度；適用問題；尺寸精度控制

中圖分類號(hào)：U671 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2014）17-0062-01

1船舶概述

各種船只的總稱叫船舶，它能航行或停泊于水域，或者作為運(yùn)輸工具，或者作為交通工具，往往因?yàn)橛猛静煌憩F(xiàn)出不同的裝備和結(jié)構(gòu)型式和技術(shù)性能。一種主要在地理水中運(yùn)行的人造交通工具。另外，民用船一般稱為船，軍用船稱為艦，小型船稱為艇或舟，其總稱為艦船或船艇。船舶內(nèi)部主要包括容納空間、支撐結(jié)構(gòu)和排水結(jié)構(gòu)，具有利用外在或自帶能源的推進(jìn)系統(tǒng)。外型一般是利于克服流體阻力的流線性包絡(luò)，材料隨著科技進(jìn)步不斷更新，早期為木、竹、麻等自然材料，近代多是鋼材以及鋁、玻璃纖維、亞克力和各種復(fù)合材料。

2船舶長(zhǎng)度的定義

船型尺度是表示船舶大小的一個(gè)性能指標(biāo)，通常是指船長(zhǎng)、型寬、型深。船型尺度是船舶的一個(gè)重要性能指標(biāo)。沿夏季載重水線，船長(zhǎng)是兩柱長(zhǎng)，表述為自首柱前緣量至尾柱后緣的水平距離。船長(zhǎng)不能和全長(zhǎng)概念混淆, 全長(zhǎng)是最大尺度中的指標(biāo)，是指船舶最前端與最后端之間（包括外板和兩端永久性固定突出物在內(nèi)）水平距離，即最大長(zhǎng)度。船長(zhǎng)和登記長(zhǎng)度不同, 無尾柱時(shí)，則量至舵桿中心；而登記長(zhǎng)度是指在上甲板的上表面上，自首柱前緣到尾柱后緣的水平距離。

3關(guān)于船舶長(zhǎng)度的不同理解

關(guān)于船舶尺度問題，不同的口徑有不同的理解，主要包括以下幾個(gè)方面：①最大尺度：全長(zhǎng)是包括外板和兩端永久性固定突出物在內(nèi)的最大長(zhǎng)度，指船舶最前端與最后端之間水平距離，也被稱作全部尺度或周界尺度，它可以決定是否可以從橋下通過，進(jìn)某一船塢，是否停靠碼頭泊位的長(zhǎng)度。②登記長(zhǎng)度：無尾柱時(shí)，則量至舵桿中心；在上甲板的上表面上，自首柱前緣到尾柱后緣的水平距離。③兩柱間長(zhǎng)：一些資料提供的船長(zhǎng)即指此登記長(zhǎng)，故“兩柱間長(zhǎng)”與“船長(zhǎng)”可能混，登記長(zhǎng)度是指水線面處船頭舵桿中間點(diǎn)首柱——尾柱之間的長(zhǎng)度。

4按照船舶長(zhǎng)度的分類

區(qū)分船舶所屬大小并沒有一個(gè)明確的界限，一般以下列稱謂區(qū)分船舶大小。

①靈便型船（Handysize carrier）：多配有起卸貨設(shè)備，營(yíng)運(yùn)方便靈活，因而被稱之為“靈便型”，是相對(duì)較小的船舶，具有較強(qiáng)的對(duì)航道、運(yùn)河及港口的適應(yīng)性，載重噸量適中，應(yīng)該劃歸為散貨船舶的一種，指載重量在2~5萬(wàn) t左右的船，其中超過4萬(wàn) t的船舶又被稱為大靈便型船。②巴拿馬型散貨船（Panamax bulk carrier）：載重量一般在6~7.5萬(wàn) t之間，滿足船舶總長(zhǎng)不超過274.32 m，型寬不超過32.30 m的運(yùn)河通航有關(guān)規(guī)定，在滿載情況下可以通過巴拿馬運(yùn)河的最大型散貨船。③海岬型船（Capesize）：是指在遠(yuǎn)洋航行中可以通過好望角或者南美洲海角最惡劣天氣，載重在10萬(wàn) t以上的干散貨船，被視為礦砂主要船種，是干散貨船的一種，也叫好望角型船。目前世界上最大的海岬型船約載重30萬(wàn) t。④海岬型船也屬于超大型船VLCC的一種。

5船舶標(biāo)準(zhǔn)要求

目前，有關(guān)船舶建造的精度標(biāo)準(zhǔn)得到了許多國(guó)家的重視與認(rèn)可，都先后頒布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)在符合有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、滿足船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與船舶性能的前提下，充分考慮生產(chǎn)廠家的實(shí)際工藝水平及檢測(cè)水平，注意了精度標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)上的先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性，先后制訂了《中國(guó)造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（CSQS 1998年版）、GB 3195-83《中小型船舶船體建造精度標(biāo)準(zhǔn)》及GB 3163-83《船體建造標(biāo)準(zhǔn)》（L≥90 m）等。 2005年國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)根據(jù)造船工業(yè)的發(fā)展與工藝的進(jìn)步程度，發(fā)布了中國(guó)造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)CB/T 4000-2005，該標(biāo)準(zhǔn)的第三篇第1章的內(nèi)容覆蓋并替代了CB/T 3195-1995《中國(guó)小型船舶船體建造精度標(biāo)準(zhǔn)》和CB/T 3136-1995《船體建造精度標(biāo)準(zhǔn)》，替代了《中國(guó)造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（1998年版）。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)各船廠各不相同，而且項(xiàng)目和內(nèi)容一般比行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有所增加，作為公差等級(jí)的“標(biāo)準(zhǔn)范圍”和“允許界限”的要求亦有所提高。

6船舶長(zhǎng)度的計(jì)算與穩(wěn)定性

要保證船舶的各項(xiàng)技術(shù)性能和正常的生產(chǎn)過程，現(xiàn)代造船的每一道工序都很有講究，都必須控制有效的尺寸精度。大型船舶、特種船舶和工作條件比較惡劣的船舶對(duì)于尺寸精度的控制意義更加重視，對(duì)此，關(guān)于船舶尺寸的要求也相應(yīng)地更嚴(yán)格。更重要的是，目前內(nèi)河造船對(duì)于精度的控制相對(duì)比較困難，基本上很少有比較深刻的意識(shí)，很少有船廠在精度的控制上采取積極的態(tài)度。

新船型的出現(xiàn)，世界各國(guó)就船舶尺度的增大、航速的提高等方面在不斷尋找新的關(guān)于船舶設(shè)計(jì)方式方法，逐漸出現(xiàn)了通過船舶的結(jié)構(gòu)來直接計(jì)算的方法，這樣的方法主要包含以下內(nèi)容：①波浪彎矩和定靜水彎矩，波浪彎矩采用切片理論建立運(yùn)動(dòng)方程，通過譜分析得到不規(guī)則波中的短期晌應(yīng)，以便合理地計(jì)及它們不同的變異特性。最后再依據(jù)海浪的統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行長(zhǎng)期分析，算出給定概率水平下的最大波浪彎矩。②直接計(jì)算船舶結(jié)構(gòu)的應(yīng)力依靠利用現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析方法。③對(duì)照規(guī)定的許用應(yīng)力及屈曲等標(biāo)，準(zhǔn)校核船舶結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。顯然，該方法不僅可以彌補(bǔ)了按規(guī)范設(shè)計(jì)的約束，考慮船舶實(shí)際的營(yíng)運(yùn)條件和特殊要求，并可對(duì)超規(guī)范的大型及新型船舶結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步減輕船體重量，在無章可循的情況下給出正確的強(qiáng)度評(píng)定。因而該方法現(xiàn)已成為有效手段并成為當(dāng)今船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方向。

7船舶尺寸精度的控制

預(yù)留收縮余量。在生產(chǎn)中，為了彌補(bǔ)焊接后尺寸的縮短，無論采用何種措施，焊接結(jié)構(gòu)的收縮變形總是要發(fā)生的。收縮余量的大小根據(jù)船廠的建造工藝以及焊接量的大小而定。往往在備料中預(yù)先考慮加放收縮余量。坡口的裝配間隙不可過大，否則會(huì)增多了熔敷金屬量，加大變形。減少和控制結(jié)構(gòu)的焊接變形不僅焊接工序應(yīng)注意，而且還需要求各工序都應(yīng)按技術(shù)條件保證加工零、部件的尺寸和質(zhì)量。嚴(yán)格對(duì)加工、裝配工序的要求。加強(qiáng)船舶程序檢驗(yàn)，對(duì)結(jié)構(gòu)的預(yù)制件要焊接完畢復(fù)樣后再裝船定位安裝，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的壓縮穩(wěn)定性。合理的焊接次序。因此，在施工設(shè)計(jì)中，應(yīng)按照建造方法、分段結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及裝配的主要順序，預(yù)先制訂出焊接程序。當(dāng)結(jié)構(gòu)裝配后，焊接程序?qū)附幼冃蔚拇笮『秃附討?yīng)力分布有很大影響。剛性固定法。在薄板四周焊上臨時(shí)點(diǎn)固焊縫，剛性固定的方法很多，薄板焊接時(shí)，在接縫兩側(cè)放置壓鐵，就可以減少焊接后產(chǎn)生的波浪變形。在鋼板拼接時(shí)，可以采用“馬板”的方法控制焊接變形。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭基,王興國(guó).北太平洋中部漁場(chǎng)魷魚釣漁具漁法的初步研究[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,(1).

[2] 陳慶義,賈復(fù),朱瑞源,等.深冷型遠(yuǎn)洋金槍魚延繩釣船的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào),2003,(1).

[3] 陳慶新,賈復(fù).魷魚釣船產(chǎn)量與船長(zhǎng)的關(guān)系[J].大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào),1999,(1).

[4] 陳永茂,賈復(fù).魷魚釣船集魚燈功率配置的經(jīng)濟(jì)性分析[J].大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào),1999,(3).

[5] 羅福才,賈復(fù),劉金鳳.遠(yuǎn)洋魷魚釣船營(yíng)運(yùn)成本分析[J].水產(chǎn)科學(xué),2001,(1).

[6] 陳慶義,賈復(fù).金槍魚延繩釣船船長(zhǎng)及服務(wù)航速與釣鉤數(shù)量的匹配[J].大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào),2002,(4).