船舶主尺度测量方法与精度控制

何 广 韬

（中国船级社天津分社，天津 300457）

0 引 言

船舶主尺度是图纸设计、合同谈判以及相关计算的基础。在船舶建造检验中，主尺度测量交验是一项很重要的检验项目，这些工作都需要在船舶下水之前完成，以便为后续工作打好基础，并能提早发现相关问题。本人分析和总结了项目的交验及测量方法。

1 主尺度理论基准线

确保主船体建造精度，就要保证船体分段能在船台上正确定位，见图1。在分段上船台合拢之前，划线工要在船台设置船台中线、水线检验线、肋骨检验线、龙骨检验线等船台基准线，其精度是测量主尺度和载重线标记的基础。

图1 基线制作基本模型

船体的艏端、艉端、艏垂线、艉垂线及底部分段合拢口在船台上的位置，通常用“三角形铁板”作为标记，焊在位于船台中心线的铁板上，这就是分段在船台上用来定位的基准位置线。施工时需要注意的是，艉端点的设置一定要考虑理论船长，否则可能造成后期船首分段布置超出船台长度的事故。

随后，在测量船体总长和垂线间长时，就根据船体的艏艉端和艏艉垂线在船台上的位置来测量，从而得出船体的实际总长和垂线间长。船台半宽线是从船台中心线向船台两侧量至一定数值的半宽线，作出明显标记。同时在船首、船尾理论位置上设置角铁作为标记。

在船体基准分段上船台前，由船厂向船东及船检部门申请检验，通常，根据船舶基本数据及《船台划线图》核对，检验其是否满足后期建造要求。

2 经纬仪

2.1 设置

通常船台存在一定的角度（假定船台坡度为 1:23），为此先对经纬仪的观测角度加以调整，使其激光点与龙骨基线平行，按船台坡度折算角度输入经纬仪完成设置。

2.2 测量船长的基本原理

在测量船体总长时，首先需要测量出船体的艏端和艉端在船台上的实际位置，在使用激光经纬仪测量时，经纬仪的角度取与船台平行的坡度所换算的角度，这时经纬仪的激光与船体龙骨垂直，通过激光与船体艏端的实际距离和激光与艏端在船台上的理论位置标记的距离相比较，来确定船体艏端及艉端在船台上的实际位置，将其与理论位置比较。激光与船体艏艉端的距离测量可以用尺直接量取。

2.3 测量船长端点（见图2）

1) 激光与船台上的首尾端位置标记的距离不能直接量取。由于实际操作中，经纬仪底座上有一个光学对中的镜孔，通过这个镜孔将经纬仪的中心投到船台上，但这个点不是激光点，因为经纬仪在船台上经过调平后，打角度，而经纬仪的底座始终平行于大地（水平面），通过底座上的光学对中镜孔投在船台上的中心点垂直于大地（水平面），与垂直船体龙骨的激光（事先调整好的）形成一个夹角，所以不能直接量取。

2) 先确定图中点B的位置。标距H为经纬仪的中心到船台地面的高度距离，点A为经纬仪的中心在船台地面上的点，此点通过光学对中点的镜孔直接投在船台上。点B为激光柱在船台地面上的点，设点A到点B的距离为X（X=H/23），从点A向船首量取X值，即得点B在船台地面上的位置，点B作为后期测量主尺度的参考点。（23为船台的船体龙骨坡度1:23）。

图2 测量船长端点

3 挠度和基线（见图3）

船体龙骨基线是船舶的基准平面与纵中剖面的交线，是船台装配中吊装船体分段、测量主机轴线、舵杆中心线等的基准，也是测量船舶完工主尺度和绘制吃水标志线的基准。船舶在建造过程中，由于焊接、火焰切割等造成的热收缩等外在因素，会使船体出现变形现象，因此在完成基线测量后方可进行主尺度的测量[1]。

表1 船台测量船体底部挠度的典型阶段和目的

由于船体成型后，船底会存在一定的挠度，无法确定其他尺寸参考标准，因此在测量主尺度及勘划船体水尺之前，通过“望光”对船体外底板的纵向挠度进行测量（检验船体不平度），也即在船舶下水之前要确定船底基线。通过测量船体外底板的不同位置，得出一组数据，经船东和船检确认后，取其平均值，作为船体的实际的船体基线点。此基线点不仅用来勘划吃水标记，也用来测量艏高、艉高和型深以及载重线标记等。

图3 经纬仪确定挠度和基线

望光时需要在船体外板的艏、舯、艉结构位置上焊上铁杆。把望光时的激光点投在铁杆上，打上“洋冲点”。以“洋冲点”为基点向上量取望光后的平均值h，得出点B，点B就是测量艏高、艉高和型深的基点。在此基础上如果满足表2标准，便可以进行主尺度的测量。

表2 检验线精度标准

表3 船体龙骨变形量精度标准[2]

4 船长测量方法

4.1 艏端在船台上的实际位置（见图4）

此项测量内容是测出船舶最前端的实际位置。

S1为经纬仪轴心距船台地面的高度（用标尺直接测量）；S2为经纬仪光学对中点(垂直于水平面)投在船台地面上的点A与激光柱（垂直于龙骨坡度）在船台地面上的点B的距离；S2=S1 /23，用尺从点A向船首量取S2数值即得点B；S3为船体最前端在船台上的理论标记点C距经纬仪激光柱点B（坡度值 2°29′23″）的实际距离；S4为实际测量的最前端位置与激光柱的距离，用尺直接量取。根据S4与S3的差值可判断船头比理论位置是超前或落后。

4.2 艉端在船台上的实际位置（见图5）

此项测量内容是测出尾封板与尾楼甲板中心线交点的实际位置。

图4 艏端测量方法

图5 艉端测量方法

L1为经纬仪轴心距船台地面的高度（用标尺直接量取）；L2为经纬仪光学对中点（垂直于水平面）投在船台地面上的点E与激光柱（垂直于龙骨坡度）在船台地面上的点F的距离；L2=L1/23 用尺从点E向船首量取L2数值即得点F；L3为船体尾端在船台上的理论标记点D距经纬仪激光柱点F的实际距离；L4为实际测量的尾端位置与激光柱的距离,用尺直接量取（因为尾端的理论线是结构的内表面，标尺只能量到外表面所以量取L4后再加上尾封板板厚）。根据L4与L3的差值可判断船尾比理论位置超前或落后。

4.3 最终船长计算

根据上述分别测出船首及船尾在船台上的实际位置，与船台原基线所做好的理论线的对比，能够算出船首及船尾相对于理论数值的距离，以判定船首或是船尾实际上是落在了理论值的前面还是后面，再注意关注板厚的加减，即可完成船长的测量，得到真实的船长数据。

5 控制主尺度测量精度

检验中为了提高测量准确度，通常还要注意以下几个方面：

1) 测量工具的精度保证，对施工中所使用的测量工具如钢质标尺，经纬仪，水平仪等应满足国标GB10633标准的器具要求，以保障测量数据的有效性；

2) 测量检验前期准备，应编制《船台划线图》，图纸应符合船舶建造标准要求，详细列出船舶建造所需要的基线高度，基线柱，船台坡度，半宽线，船长测量基点等位置和数值为后期施工做好指导；

3) 控制主尺度测量时间，应在主船体焊接工作基本结束，由于很多采用上层建筑总组的建造方法，主船体的焊接工作仅留下在水上进行总组时的水平角接焊缝，可以认为其对主尺度影响不大，除此以外，要确认不会再有影响主船体结构变形的结构修改和焊接施工，方可同意对船舶主尺度进行交验；

4) 提高船台基线交验的准确性，在船台划线要严格依据《船台划线图》施工，保证有个好的检验基础。

6 结 语

上述使用经纬仪测量并计算船舶总长的方法，也适用于测量船舶垂线间长、型宽及型深。同时为控制船体主尺度测量的精度提出了可行的建议，从而达到顺利交验的目的。

[1] 黄 浩，主编. 船体工艺手册[M]. 北京：国防工业出版社，1989.

[2] 龙正才，主编. 中国造船质量标准[S]. 北京：中国标准出版社，1998.