船体建造中的分段变形及处理措施分析

许大鹏 薛文平 杨洪鹏��

摘要：文章中深入探究船体建造过程中分段变形处理的措施，与实践经验相结合，积极采用具有针对性的变形预防手段与分段放置反变形的措施，希望有所帮助。

关键词：船体建造；分段变形；处理措施；分析

一、船体建造中常见的分段变形

对船体建造效益产生影响的因素主要有外力作用与分段放置的方式。受外力作用的影响，船体异常变形的几率明显提高，甚至还会转变船体的结构。在不同的分段放置状态，还会受自身重力的影响引发变形。而分段变形对于船体建造的质量影响程度较大，直接制约了船体分段精度的提高[1]。

第一，单底分段变形。在外力作用与材料因素影响之下，船体分段很容易有纵横向的收缩情况，致使分段结构有所变化并出现变形。在发生这种分段变形以后，船体分段的长度与宽度随之缩小，且在分段的边缘位置存在细微波浪，而在底部则存在中锤的情况。而引发单底分段变形的最主要原因就是构件的焊接与结构设计。

第二，双层底分段变形。在放置船体分段的过程中，因放置的位置与方式存在差异，所以自重作用效果存在差异，而分段变形也有所不同，一般情况下有倒装形式与正装形式两种。前者分段长度与宽度有所减少，而且分段边缘的位置存在细微的波浪，同时底部会向上拱起。而在船体建造中，如果内底材料结构引发的纵横收缩亦或是翻身焊接等情况，会引发倒装双层底分段变形，最终使得结构明显改变。而后者和前者的形式大致相同，然而底部则是中锤，和前者中拱存在一定的区别。其中，船体板缝与结构焊脚缝以及焊接不对称等因素都会因其正装双层底分段变形的问题，最终使得结构有所变化[2]。

第三，横向收缩变形。因其这种变形的主要原因就是纵横向的焊接与结构角的焊接。其中，横向收缩变形的长度以及宽度会有不断缩小，且在边缘位置出现波浪，表面的拱起情况较为明显，同时甲板梁拱随之下降。

二、船体建造分段变形处理措施研究

（一）船体建造分段变形预防措施

通常情况下，处理分段变形的时候，需要充分考虑分段变形的基本特征，并深入分析分段的工艺与方法，根据引发结构变形的因素才具有针对性的反变形控制措施，进一步增强分段的精准度。在此过程中，可以选择使用加强、支撑以及保距横担等多样化的方式，针对船体分段施加外力亦或是在分段胎架中增加反變形量，确保增强变形预防的实际效果。其中，处理单壳分段的过程中，应借助搁凳位置的增加有效地调节，尽可能减少搁墩作用力的累积，确保作用效果的均衡性。而对于横向结构分段而言，在处理外板的时候，应尽可能选择结构纵向加排技术，针对纵向结构采取加强处理的方式，以达到变形效果合理控制的目标。

处理常规结构的时过程中，可以借助临时支撑的方式对变形问题予以控制。借助临时支撑，可以与分段焊接的需求相适应，而且分段装配的过程中，使得操作更加简单，结构的可靠性也明显强化[3]。作为装配工作人员，需要始终遵循装配的需求对临时支撑进行合理地设计：

第一，肋骨框架。一般来讲，装配加强的对象是船体部件，能够使其结构性能不断强化，更好地控制变形的情况。而在实际装配的时候，应根据肋骨框架结构与吊装施工状况，对角钢的位置进行确定，尽可能减少施工中肋骨框架焊接变形亦或是吊运搁置变形情况的发生几率。

第二，组合T型材。针对组合T型台结构的临时支撑，需要借助最佳的支撑材料，同时有效控制其间距，尽量处于500800毫米范围之内。而在焊接材料的整个过程中，也需要按照具体要求进行，确保结构角度和设计的要求保持一致。

第三，舷侧分段。在舷侧分段装配加强方面，应对加强槽钢进行合理地设置，实现舷侧分段结构质量的提高，尽可能规避吊运所引发的分段变形情况发生。而在设置槽钢的时候，需要有效分析分段的横向与纵向构建，并综合考虑其结构状况完成槽钢添加的任务。

第四，上层建筑。上层建筑的反变形控制需要科学合理地选择使用分段加强钢槽规格，并保证位置选择的有效性。与此同时，槽钢应当与焊接、支撑以及吊运需求相吻合，以免在外力因素的影响之下产生大幅度的变形问题。

（二）反变形处理的常见措施

在处理分段放置反变形处理的过程中，应根据分段放置的具体情况展开计算，在考虑放置方式区别的情况下，合理地构建相对应的计算体系，以保证变形计算科学性与合理性得以提升，实现处理质量的有效强化[4]。

首先，在计算双底层分段的过程中，针对横向形变需选择相应的经验公式来估算。以下图为例，在b大于7500毫米且h大于9500毫米的情况下，变形的程度则可以通过y=（2[]1000～3[]1000）以及x=（2[]1000～3[]1000）h公式展开计算。在公式当中，b所代表的是底半宽，而h则是高度，x代表了放样尺度，y则是反变形数值。如果b与h数值都超出以上规定范围，最终所选择的数值应该是计算值的0.8倍。

正装法与倒装法图

其次，计算甲板分段的时候，需要严谨地计算出甲板梁拱，并根据梁板的反向计算公式展开有效地处理措施。如果宽度小于10米，则无需进行计算，也可以省略反变形处理措施[5]。而在宽度处于1016米范围内，即可通过公式a=2/1000×分段宽度进行计算。如果宽度超过16米的情况下，需借助公式a=1.5/1000×分段宽度来计算。在实际处理的过程中，应当充分考虑分段的长度与控制长度，宽度的方向来构建有效的控制结构，确保甲板梁拱的反变形得到全面控制。

三、结语

综上所述，在国内船舶发展的过程中，船体建造分段形变的合理控制，实际的效果与船舶建造的质量存在紧密的联系。在对船体分段形变进行控制的过程中，应当综合考虑分段的实际情况，科学合理地采取控制方式，确保加强结构设计的合理性，从根本上实现分段反变形处理效果的提升，全面完善船体的建造体系。

参考文献：

[1]林昱.船体建造中的分段变形及处理措施研讨[J].福建农机，2014（4）：3638.

[2]袁刚，向祖权.日照温度对船体分段变形的影响研究[J].船舶标准化工程师，2016，49（1）：6568.

[3]黄孟.船体建造中焊接收缩计算研究[J].中国水运（下半月），2014，14（9）：2526，54.

[4]郭会平.船体曲面分段建造过程中的精度控制研究[D].江苏科技大学，2013.

[5]陈昌骏.船体分段装配焊接工艺流程以及变形的预防与矫正[J].中国水运（下半月），2013，13（1）：122123.