某特種船上建艙室圍壁板縫生產(chǎn)設(shè)計(jì)

劉方杰 周友 劉瑞連

（廣船國(guó)際技術(shù)中心）

0 前言

某特種船上層建筑層數(shù)較多，且絕大部分都具有梁拱，甚至帶有脊弧，房間數(shù)量即艙壁數(shù)量眾多，除外圍壁外，絕大部分都是輕圍壁（板厚為4mm～6mm，扶強(qiáng)材規(guī)格小，兩端一般離空削斜）。上建圍壁板縫編排需結(jié)合某特種船自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的同時(shí)，還需要兼顧美觀性、經(jīng)濟(jì)性等等。本文以某型船為例，對(duì)上層建筑生產(chǎn)設(shè)計(jì)中如何合理設(shè)計(jì)板縫，如何預(yù)估鋼材數(shù)量，如何提高鋼材利用率進(jìn)行了總結(jié)。

1 某特種船上層建筑特點(diǎn)

1.1 甲板特點(diǎn)

某特種船上層建筑具有甲板層數(shù)多、層高低、跨度長(zhǎng)的特點(diǎn)，每一層甲板一般均有橫向圓弧形梁拱，甚至帶有縱向脊弧。某特種船上層建筑最下層01甲板（僅外圍壁稍厚，內(nèi)圍壁全部為輕圍壁）長(zhǎng)度約93m，02甲板長(zhǎng)度約71.5m，03甲板長(zhǎng)度約64m，04甲板長(zhǎng)度約53m，05甲板長(zhǎng)度約30m，均帶有橫向曲線梁拱，其中還有67%甲板長(zhǎng)度帶有縱向曲線脊弧。

1.2 艙室圍壁特點(diǎn)

上建艙室非常多，每層甲板被圍壁分隔出許多用途不同的艙室。室內(nèi)通道在每層一般對(duì)稱布置，數(shù)量多，長(zhǎng)度長(zhǎng)。最長(zhǎng)的對(duì)稱通道位于02甲板下，長(zhǎng)達(dá)約40m，占了02甲板長(zhǎng)度的56%。上建甲板支撐構(gòu)架，絕大部分為縱向和橫向的桁材以及支撐點(diǎn)處的支柱。除了外圍壁和部分機(jī)艙開口上方的圍壁外，絕大部分為輕圍壁。輕圍壁典型結(jié)構(gòu)規(guī)格為板厚t=4～6mm，扶強(qiáng)材兩端離空削斜規(guī)格，并且常布置在兩柱子之間和頂部桁材下方。

2 薄鋼板訂貨特點(diǎn)

第一，鋼廠生產(chǎn)薄板時(shí)如果制造寬板，廢品率較高，價(jià)格偏貴，而且供貨商較少；第二，薄板較軟。在運(yùn)輸、吊運(yùn)過程中易發(fā)生變形，不宜采用較大規(guī)格的薄板，厚度應(yīng)為6mm及以下的鋼板，我們采用的規(guī)格寬度一般不超過1800mm，長(zhǎng)度一般不超過8000mm。

3 常規(guī)上建圍壁板縫生產(chǎn)設(shè)計(jì)方法以及存在的問題分析

一般船舶上建圍壁生產(chǎn)設(shè)計(jì)，都是在盡量提高鋼材利用率的基礎(chǔ)上，排列水平板縫。在生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中，普遍會(huì)存在如下問題：

（1）排縫隨意，不利于批量訂貨；

（2）前后相鄰分段的板縫高度不一致，特別是外圍壁和內(nèi)通道圍壁，影響美觀；

（3）上下分段外圍壁垂直縫分布混亂，影響美觀；

（4）放樣套料時(shí)，使用板材效率不高。

根據(jù)本船的布置和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，必須在常規(guī)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，理順板縫設(shè)計(jì)過程，并通過提前策劃來避免出現(xiàn)常規(guī)設(shè)計(jì)的不足之處。

4 本船上建圍壁板縫設(shè)計(jì)

4.1 基本原則

上建圍壁板板縫設(shè)計(jì)采取的基本原則是保證通道和外圍壁等裸壁的板縫一致和美觀，再綜合調(diào)整其他板縫。根據(jù)層高確定訂貨鋼板的寬度規(guī)格，每層壁板采用盡量采用1.5倍板寬或2倍板寬來設(shè)置板縫。

4.2 板縫編排程序

整層甲板室艙壁需要整體一起編排，并打開設(shè)計(jì)軟件的板縫符號(hào)顯示設(shè)置。在剖面圖中用云線框出特別要注意的位置，如“外圍壁”、“內(nèi)通道”等，參見圖1。優(yōu)先排外圍壁的板縫，然后排列通道圍壁的板縫，最后排列其他板縫。

（1）外圍壁編排程序

因?yàn)閮上蟼?cè)縱向外側(cè)壁長(zhǎng)度很長(zhǎng)，而橫向外圍壁較短，因此優(yōu)先排縱向板縫，結(jié)合板厚分布要求確定板縫高度。因?yàn)楸敬v向帶有脊弧，考慮到弧度并不是很大，縱向板縫的排列沒有采用常規(guī)的水平板縫，而是采取了單個(gè)分段內(nèi)部排斜向直線縫，在相鄰分段接口處保持高度一致。前后端壁板縫，確保板縫投影為水平，并與縱向外圍壁板縫交點(diǎn)在同一高度。

（2）內(nèi)通道排縫程序

本船縱向內(nèi)通道也和縱向外圍壁一樣，在縱向排列的是斜直縫，參見圖2中所示內(nèi)通道縱壁板縫。如果縱向通道在兩側(cè)（不在船中附近），需要綜合考慮梁拱的因素。首先，縱向通道兩邊的板縫要平行的話，需要注意梁拱的影響。其次，因?yàn)闄M向通道內(nèi)板縫的高度設(shè)置會(huì)被梁拱限制。縱向通道的板縫，在與橫向通道內(nèi)的板縫對(duì)應(yīng)時(shí)應(yīng)避免錯(cuò)開。

（3）其他排縫程序

在其他艙室，因?yàn)椴挥绊懨烙^，在排縫時(shí)可以考慮盡量用足預(yù)訂貨的板件，例如設(shè)置斜直縫。

4.3 板縫美化的方法

（1）巧妙利用轉(zhuǎn)角或者轉(zhuǎn)圓板，避免橫向板縫和縱向板縫，在高度上的落差造成的視覺差異；

圖1 板縫編排準(zhǔn)備

圖2 縱向內(nèi)通道壁板縫

圖3 板縫美化

（2）可以適當(dāng)將板縫設(shè)置在門內(nèi)，因?yàn)殚T孔會(huì)使板縫大部分消失，會(huì)提高美觀度。

（3）可以在非通道艙室內(nèi)設(shè)置垂直縫，使通道內(nèi)部分的艙壁不存在板縫，最大效率地避免通道內(nèi)部板縫高度不一致，詳見圖3。

4.4 特別注意要點(diǎn)

（1）注意鋼鐵廠所能出產(chǎn)的鋼板規(guī)格；

（2）排縫前一定要明確區(qū)分內(nèi)通道、外圍壁的范圍，要提前考慮到梁拱和脊弧對(duì)板縫高度的影響；

（3）除通道和外圍平面壁等裸壁外，注意平面圍壁和曲面的壁板板縫一致性，即水平方向?qū)R，垂直方向?qū)R；

（4）注意上建寬度縮進(jìn)處，不在同一位置的縱向外圍壁，及其橫向連接的外圍壁的板縫一致性；

（5）要注意上下分段外圍壁的垂直縫的對(duì)正，最好是剖出全部外圍壁進(jìn)行觀察，確保板縫美觀；

（6）要注意大半徑轉(zhuǎn)圓板，需要設(shè)置拼接縫時(shí)，注意是否需要和橫向、縱向艙壁的板縫對(duì)正。

5 材料訂貨清單

根據(jù)本船上建的特殊性，在鋼材訂貨時(shí)，采取了非常規(guī)的訂貨方法。扶強(qiáng)材和甲板板較容易預(yù)估訂貨數(shù)量，因此預(yù)估鋼材清單的重點(diǎn)落在壁板數(shù)量預(yù)估上。之前的船舶，采用的是直接計(jì)算全部壁板的面積，得出總重量，估算鋼板的規(guī)格和數(shù)量。但是結(jié)合本船上建有梁拱、有極大的脊弧、艙壁被支柱間斷而不連續(xù)的特點(diǎn)，決定采用原始的直接按甲板層、按分段的方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)前先預(yù)套出每個(gè)分段的圍壁鋼材用量。該方法簡(jiǎn)單，但是放樣預(yù)套工作量大，今后可以考慮分配到分段相關(guān)的設(shè)計(jì)人員。

6 生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)施工階段的考慮

因施工階段經(jīng)常發(fā)生將壁板菱角切除的先例，在生產(chǎn)設(shè)計(jì)交底會(huì)時(shí)，特別強(qiáng)調(diào)了不允許隨意切割板縫。另外在生產(chǎn)設(shè)計(jì)圖紙中，對(duì)于斜排板縫，采取了在兩端注明具體高度的方式，避免板件被裝反或者誤切割。

7 經(jīng)濟(jì)效益

通過整體細(xì)致策劃，本船上建圍壁的板縫排列美觀，并且基本上無需設(shè)計(jì)者后續(xù)修改，避免了不必要的錯(cuò)誤。上建鋼材訂貨規(guī)格恰當(dāng)，指導(dǎo)設(shè)計(jì)和放樣充分，并使得現(xiàn)場(chǎng)施工錯(cuò)誤減少。隨著某特種船設(shè)計(jì)建造增加，面對(duì)海量的上建艙室圍壁，本文可以為以后的設(shè)計(jì)工作提供借鑒。