船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中生產(chǎn)工藝性問題及策略

李合林 高穎穎 楊鑫鋒

【摘?要】船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是為了保證船體在航行中的穩(wěn)定性與安全性，所以建造人員需要高度重視船體的優(yōu)良設(shè)計(jì)。但是由于船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及建造是一項(xiàng)非常復(fù)雜又繁多的過程，在進(jìn)行設(shè)計(jì)建造中涵蓋了許多專業(yè)性的問題，加上建造的工程量巨大，所以建造以及設(shè)計(jì)人員必須確保每一步的萬無一失。本文對船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究。

【關(guān)鍵詞】船體;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);生產(chǎn)工藝

1.船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求

船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，技術(shù)工程師在進(jìn)行船體的設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮各種各樣的因素，對涉及船體的所有影響因素都考慮全面，在保障船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能滿足要求的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對專業(yè)技術(shù)工程師專業(yè)能力的選拔，選擇出最具能力且具有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)工程師。只有這樣，才能保證在船體的架構(gòu)設(shè)計(jì)中將實(shí)際與理論知識有效結(jié)合，設(shè)計(jì)出有安全保障的船舶，發(fā)揮出船體的最優(yōu)效能。

1.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

每一項(xiàng)建筑設(shè)計(jì)建造時(shí)都有相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在船體的設(shè)計(jì)中，也有相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來確保綜合考慮到船體的所有因素，使技術(shù)工程師按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)出合理且功能最大的船體。具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有：安全性、置用性、整體性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性?？紤]安全性標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榇w在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)會受到許多力的作用，所以根據(jù)力的影響，技術(shù)工程師必須考慮到韌性條件，使船體的韌性達(dá)到最高以此來確保船體在航行中的安全性問題;考慮置用性標(biāo)準(zhǔn)，由于船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不相同，每個(gè)不同的船體或者航行在不同水域的船體所具備的硬性條件也不相同，所以不同船體的實(shí)際需求各不相同，在技術(shù)工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮每個(gè)船體的實(shí)際情況并按照具體的需求來進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保設(shè)計(jì)出來的船體符合基本要求，能夠凸顯出船體的獨(dú)立特點(diǎn)，提升船體的適用性;考慮整體性標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榇w在航行過程中并不是單一航行的，在實(shí)際的使用情況中，需要考慮船體之間相互的影響，使船體相互聯(lián)結(jié)發(fā)揮統(tǒng)一作用，因此在技術(shù)工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮船體功能的全面性，盡量讓所有船體在使用時(shí)提高相互的配合力，每個(gè)船體都發(fā)揮自己的優(yōu)勢來達(dá)到最終最優(yōu)的效果;考慮工藝性標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樵诖w的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)復(fù)雜，所以技術(shù)工程師需要把控設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，讓每個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)都保持合理性，在設(shè)計(jì)中保證有先進(jìn)的流程，盡量在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提升船體的整體效能，提高設(shè)計(jì)效率;考慮經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)，任何建筑設(shè)計(jì)都需要考慮到經(jīng)濟(jì)效益，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)是確保建筑能否順利建造的必然因素，在進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)會發(fā)生多方面因素的影響，比如人力、物力資源的利用，所以在設(shè)計(jì)的最初環(huán)節(jié)要充分考慮到經(jīng)濟(jì)效益，保證整個(gè)設(shè)計(jì)過程中經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性，并在有限的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出最實(shí)用的船體，保證船體的質(zhì)量。在加上船體在航行中最重要的是考慮安全性問題，基于此需要配套許多保障安全的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)工藝也有所提高，為了提升船體的整體水平，設(shè)計(jì)出符合預(yù)期的優(yōu)良船體，技術(shù)工程師要從整體出發(fā)，在設(shè)計(jì)初期考慮經(jīng)濟(jì)效益，將經(jīng)濟(jì)效益做為船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體的必然條件。

1.2設(shè)計(jì)理念

一個(gè)優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)理念可以引導(dǎo)技術(shù)工程師設(shè)計(jì)出最具影響力的、最有效用的船體。在進(jìn)行船體設(shè)計(jì)時(shí)，需要在設(shè)計(jì)前具備科學(xué)合理的設(shè)計(jì)理念，通過在先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念引導(dǎo)下，提高船體的質(zhì)量，優(yōu)化船體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要注重以下幾點(diǎn)：在設(shè)計(jì)船體時(shí)關(guān)注整個(gè)船體建造的工程量，由于船體的建造工程量巨大，所以在實(shí)際的分配中要科學(xué)合理，合理分配每部分的工作，做到一環(huán)扣一環(huán)，建造環(huán)節(jié)不脫節(jié)，加上每個(gè)部分所用到的專業(yè)知識也不同，所以要配備專業(yè)的人員進(jìn)行建造;船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)束后需要配備專業(yè)的人員在進(jìn)行船體建造時(shí)用專業(yè)化知識進(jìn)行檢驗(yàn)，考慮到實(shí)際的建造對設(shè)計(jì)方案提出改進(jìn)措施。不同專業(yè)領(lǐng)域的人對自己的專業(yè)有較強(qiáng)的認(rèn)識，所以在船體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，技術(shù)工程師未必能考慮到船體的方方面面，只能理論的進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，所以在建造時(shí)期，配備具有專業(yè)的建造人員來根據(jù)實(shí)際建造情況對已經(jīng)提出的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證，并提出合理的改進(jìn)措施，以此來保證船體的質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)，發(fā)揮關(guān)鍵的效能。而且，在船舶的建造過程中，相關(guān)的工作人員需要有較強(qiáng)的溝通能力，對自己所負(fù)責(zé)的領(lǐng)域進(jìn)行有效的溝通，探討相關(guān)的方案，管理者也需要在工作人員工作時(shí)做好協(xié)調(diào)工作，提供優(yōu)良的環(huán)境為工作者營造探討的機(jī)會，保證工作人員的系統(tǒng)性?？傊诖w的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要考慮全面，對船體的每一部分都配備相應(yīng)的專業(yè)人員，力求達(dá)到船體最優(yōu)的效能。

2.船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及策略

船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含的范圍很廣，技術(shù)工程師需要對各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)都提出具體的要求。主要包含前期設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)等。

2.1 前期設(shè)計(jì)

前期設(shè)計(jì)主要是指在進(jìn)行船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃之前，對設(shè)計(jì)所需的原則，設(shè)計(jì)的相關(guān)要求進(jìn)行規(guī)劃。比如對設(shè)計(jì)的圖紙根據(jù)實(shí)際的條件進(jìn)行調(diào)整，對建造的材料和零部件進(jìn)行控制，對整體項(xiàng)目的建造所需的資金進(jìn)行預(yù)算控制，并且控制好各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)施，為能夠創(chuàng)造出滿足船體的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。

2.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)

詳細(xì)設(shè)計(jì)屬于船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初始階段，在這個(gè)階段的設(shè)計(jì)過程中，需要有一定的框架結(jié)構(gòu)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，要考慮實(shí)際的設(shè)計(jì)需求，根據(jù)專業(yè)的審批建議展開設(shè)計(jì)工作，綜合考慮建造和設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)，對建造所需材料進(jìn)行把控，確保建造符合設(shè)計(jì)的具體要求。對于船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案來說，需要確保設(shè)計(jì)方案的完整性和綜合性，保證設(shè)計(jì)方案已經(jīng)綜合考慮到船體的所有影響因素，并對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)實(shí)際建造過程修改設(shè)計(jì)方案，保證信息的一致性和及時(shí)性，在監(jiān)督管理部門的監(jiān)管之下，提高船體建造的效率，并將建造結(jié)果上報(bào)審核部門以確保船體的安全可靠性。

2.3引入先進(jìn)設(shè)計(jì)工藝，分層優(yōu)化船體結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員最好結(jié)合實(shí)際需求來對甲板厚度進(jìn)行調(diào)試，并結(jié)合船只應(yīng)用情況來提高其防水能力。在船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要確保各部位材料性能滿足設(shè)計(jì)要求，做好細(xì)節(jié)的檢查工作，以確保船只可以安全投入使用。同時(shí)，在進(jìn)行船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員還需要根據(jù)船舶結(jié)構(gòu)來確定設(shè)計(jì)順序，并立足實(shí)際情況來對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，以確保其處于最優(yōu)狀態(tài)。作為船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，要對負(fù)載部分的設(shè)計(jì)給予重視，并對其受力因素給予綜合考慮，在此基礎(chǔ)上找準(zhǔn)受力的關(guān)鍵部位，以確保每一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行。通常情況下，船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般會選擇雙層結(jié)構(gòu)，這就需要確保雙層船體結(jié)構(gòu)具有足夠大的存儲空間，然而其會對船舶運(yùn)行的航行和動力產(chǎn)生重要影響。而引入先進(jìn)設(shè)計(jì)工藝，分層優(yōu)化船體結(jié)構(gòu)，可以選擇高性能低碳鋼架來對整體船舶骨架進(jìn)行制作，并有效運(yùn)用各種科學(xué)原理來減少整個(gè)船只底部的負(fù)載以及鋼架承受的力，以免船舶結(jié)構(gòu)中鋼架出現(xiàn)受力問題，進(jìn)而提高船舶航行的速度。在船體結(jié)構(gòu)橫向架構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為了達(dá)到保護(hù)對折角的目的，一般需要增添相應(yīng)裝置，以免受到反作用力的影響，進(jìn)而確保船只運(yùn)行階段受較小的外部壓力。

3.總結(jié)

船體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)船舶的航行過程中，是起始也是最關(guān)鍵的步驟，技術(shù)人員對船體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不僅僅只從單一方面來進(jìn)行控制，還需要制定完整的船舶施工設(shè)計(jì)、建造流程計(jì)劃，從船體工藝的全面管理出發(fā)，從設(shè)計(jì)的多個(gè)步驟出發(fā)，對于船體的設(shè)計(jì)工藝，要先出具簡單明了的設(shè)計(jì)方案，在根據(jù)實(shí)際的建造過程進(jìn)行修整。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司）