某特种船上建舱室围壁板缝生产设计

刘方杰 周友 刘瑞连

（广船国际技术中心）

0 前言

某特种船上层建筑层数较多，且绝大部分都具有梁拱，甚至带有脊弧，房间数量即舱壁数量众多，除外围壁外，绝大部分都是轻围壁（板厚为4mm～6mm，扶强材规格小，两端一般离空削斜）。上建围壁板缝编排需结合某特种船自身结构特点的同时，还需要兼顾美观性、经济性等等。本文以某型船为例，对上层建筑生产设计中如何合理设计板缝，如何预估钢材数量，如何提高钢材利用率进行了总结。

1 某特种船上层建筑特点

1.1 甲板特点

某特种船上层建筑具有甲板层数多、层高低、跨度长的特点，每一层甲板一般均有横向圆弧形梁拱，甚至带有纵向脊弧。某特种船上层建筑最下层01甲板（仅外围壁稍厚，内围壁全部为轻围壁）长度约93m，02甲板长度约71.5m，03甲板长度约64m，04甲板长度约53m，05甲板长度约30m，均带有横向曲线梁拱，其中还有67%甲板长度带有纵向曲线脊弧。

1.2 舱室围壁特点

上建舱室非常多，每层甲板被围壁分隔出许多用途不同的舱室。室内通道在每层一般对称布置，数量多，长度长。最长的对称通道位于02甲板下，长达约40m，占了02甲板长度的56%。上建甲板支撑构架，绝大部分为纵向和横向的桁材以及支撑点处的支柱。除了外围壁和部分机舱开口上方的围壁外，绝大部分为轻围壁。轻围壁典型结构规格为板厚t=4～6mm，扶强材两端离空削斜规格，并且常布置在两柱子之间和顶部桁材下方。

2 薄钢板订货特点

第一，钢厂生产薄板时如果制造宽板，废品率较高，价格偏贵，而且供货商较少；第二，薄板较软。在运输、吊运过程中易发生变形，不宜采用较大规格的薄板，厚度应为6mm及以下的钢板，我们采用的规格宽度一般不超过1800mm，长度一般不超过8000mm。

3 常规上建围壁板缝生产设计方法以及存在的问题分析

一般船舶上建围壁生产设计，都是在尽量提高钢材利用率的基础上，排列水平板缝。在生产设计过程中，普遍会存在如下问题：

（1）排缝随意，不利于批量订货；

（2）前后相邻分段的板缝高度不一致，特别是外围壁和内通道围壁，影响美观；

（3）上下分段外围壁垂直缝分布混乱，影响美观；

（4）放样套料时，使用板材效率不高。

根据本船的布置和结构特点，必须在常规方法的基础上进行改进，理顺板缝设计过程，并通过提前策划来避免出现常规设计的不足之处。

4 本船上建围壁板缝设计

4.1 基本原则

上建围壁板板缝设计采取的基本原则是保证通道和外围壁等裸壁的板缝一致和美观，再综合调整其他板缝。根据层高确定订货钢板的宽度规格，每层壁板采用尽量采用1.5倍板宽或2倍板宽来设置板缝。

4.2 板缝编排程序

整层甲板室舱壁需要整体一起编排，并打开设计软件的板缝符号显示设置。在剖面图中用云线框出特别要注意的位置，如“外围壁”、“内通道”等，参见图1。优先排外围壁的板缝，然后排列通道围壁的板缝，最后排列其他板缝。

（1）外围壁编排程序

因为两舷侧纵向外侧壁长度很长，而横向外围壁较短，因此优先排纵向板缝，结合板厚分布要求确定板缝高度。因为本船纵向带有脊弧，考虑到弧度并不是很大，纵向板缝的排列没有采用常规的水平板缝，而是采取了单个分段内部排斜向直线缝，在相邻分段接口处保持高度一致。前后端壁板缝，确保板缝投影为水平，并与纵向外围壁板缝交点在同一高度。

（2）内通道排缝程序

本船纵向内通道也和纵向外围壁一样，在纵向排列的是斜直缝，参见图2中所示内通道纵壁板缝。如果纵向通道在两侧（不在船中附近），需要综合考虑梁拱的因素。首先，纵向通道两边的板缝要平行的话，需要注意梁拱的影响。其次，因为横向通道内板缝的高度设置会被梁拱限制。纵向通道的板缝，在与横向通道内的板缝对应时应避免错开。

（3）其他排缝程序

在其他舱室，因为不影响美观，在排缝时可以考虑尽量用足预订货的板件，例如设置斜直缝。

4.3 板缝美化的方法

（1）巧妙利用转角或者转圆板，避免横向板缝和纵向板缝，在高度上的落差造成的视觉差异；

图1 板缝编排准备

图2 纵向内通道壁板缝

图3 板缝美化

（2）可以适当将板缝设置在门内，因为门孔会使板缝大部分消失，会提高美观度。

（3）可以在非通道舱室内设置垂直缝，使通道内部分的舱壁不存在板缝，最大效率地避免通道内部板缝高度不一致，详见图3。

4.4 特别注意要点

（1）注意钢铁厂所能出产的钢板规格；

（2）排缝前一定要明确区分内通道、外围壁的范围，要提前考虑到梁拱和脊弧对板缝高度的影响；

（3）除通道和外围平面壁等裸壁外，注意平面围壁和曲面的壁板板缝一致性，即水平方向对齐，垂直方向对齐；

（4）注意上建宽度缩进处，不在同一位置的纵向外围壁，及其横向连接的外围壁的板缝一致性；

（5）要注意上下分段外围壁的垂直缝的对正，最好是剖出全部外围壁进行观察，确保板缝美观；

（6）要注意大半径转圆板，需要设置拼接缝时，注意是否需要和横向、纵向舱壁的板缝对正。

5 材料订货清单

根据本船上建的特殊性，在钢材订货时，采取了非常规的订货方法。扶强材和甲板板较容易预估订货数量，因此预估钢材清单的重点落在壁板数量预估上。之前的船舶，采用的是直接计算全部壁板的面积，得出总重量，估算钢板的规格和数量。但是结合本船上建有梁拱、有极大的脊弧、舱壁被支柱间断而不连续的特点，决定采用原始的直接按甲板层、按分段的方法进行统计，统计前先预套出每个分段的围壁钢材用量。该方法简单，但是放样预套工作量大，今后可以考虑分配到分段相关的设计人员。

6 生产设计时对施工阶段的考虑

因施工阶段经常发生将壁板菱角切除的先例，在生产设计交底会时，特别强调了不允许随意切割板缝。另外在生产设计图纸中，对于斜排板缝，采取了在两端注明具体高度的方式，避免板件被装反或者误切割。

7 经济效益

通过整体细致策划，本船上建围壁的板缝排列美观，并且基本上无需设计者后续修改，避免了不必要的错误。上建钢材订货规格恰当，指导设计和放样充分，并使得现场施工错误减少。随着某特种船设计建造增加，面对海量的上建舱室围壁，本文可以为以后的设计工作提供借鉴。