构建船体结构生产设计理念相关分析

1李秋霞，2张蓉，3张加峰

摘要：船体结构设计属于一项系统而又复杂的工程，它主要可以划分为三个不同的阶段，第一个阶段是初步设计，第二个阶段是详细设计，而第三个阶段则是生产设计，每一个阶段都具有各自的特点以及要求，同时它们之间又是相互联系的，因此，在船体结构的设计中，需要对设计理念加以理解以及运用，才能更好地设计出更好、更科学的船体结构。

关键词：构建；船体结构；生产设计；理念

引言：船体结构设计属于一项系统而又复杂的工程，它主要可以划分为三个不同的阶段，第一个阶段是初步设计，第二个阶段是详细设计，而第三个阶段则是生产设计，每一个阶段都具有各自的特点以及要求，同时它们之间又是相互联系的，因此，在船体结构的设计中，需要对设计理念加以理解以及运用，才能更好地设计出更好、更科学的船体结构。

一、船舶生产设计过程

船舶设计具有非常强的复杂性，主要可分为三个阶段，其一是合同设计阶段，其二是详细审计阶段，其三是生产设计阶段。各个阶段之间既相互联系又有各自的特殊之处。生产设计阶段就是在确定全部技术的前提下，对产品建造需要的所有步骤和技术进行全面设计的过程，通俗来讲，生产设计阶段的主要任务就是解决“怎样造船”的问题。船体结构就是我国俗话说的“船壳”，船体结构生产设计就是对建造“船壳”所需要的所有技术文件进行设计。以现场为中心是船体结构生产设计的关键所在，主要包含三个体系，首先是设计，然后是工艺，最后是管理，制造尽量降低建造成本并提高生产效率和产品质量。

船体结构生产设计之后的流程就是现场建造，最佳设计的标准就是充分有利于现场建造和管理，需要根据现场的建造要求和特点来对设计进行不断优化。首先应该严格按照产品质量设计的要求进行施工图纸设计，让船舶建造完成图纸上全过程的模拟，有利于让后续的施工操作更加简单，可以显著提升船舶建造的生产效率和建造质量。船体结构工艺设计需要根据施工特点以及工厂设备能力来确定。此外，设计本身还需要加强人员、设计过程以及目标管理，只有将这三个管理进行充分结合，才能有更好地降低成本、提高建造质量。

二、分析船体结构设计中基本内容

1、图纸设计。在当前的船体结构图纸设计中，主要采用的施工图是通过沪东SPD系统处理，主要有三大模块，分别是套料图、结构图以及加工图。1）套料图。在套料图中，需要和结构图中的组立流向、零件编号、加工流向、尺寸标注以及坡口信息相对应，这能够为船体的结构施工提供科学指导。2）结构图。主要涵盖了平面图、横截面图、展开图、节点详解图以及局部剖面的图，对它们每个部分都进行良好的组织以及连接之后，再结合其他专业知识而提出加强结构的具体方案，同时还需要注意船体结构中的各个切角、流水孔、止漏孔、透气孔以及通焊孔的反应，一定要保持它们之间是一一对应的，切勿错开；而对于船体焊接的规格、方法、厚度以及边缘坡口的形式都要切实地标注清楚，尤其需要注意永久性的吊环，在施工的准备中也需要清晰地标注出来。3）加工图。在船体设计中的加工图包括了型材以及板材的加工图。

2、辅助设计。在辅助设计中，有必要体现船体生产设计的重要特征。这主要是由于造船过程的复杂性。许多辅助专业人员对于协助不可或缺。如果他们处于合理的辅助设计，他们将为船体工作。施工节省时间和材料，同时提高效率。1）安装脚手架。在建造船体时，需要脚手架的地方很多，脚手架的安装是一项复杂的工作。因此，在生产设计中，脚手架需要结合船体的实际情况和设计优势进行安装。工作时，脚手架可以放置在船体结构中的最佳位置。2）加强永久环的设计。在船体结构的设计中，永久环设计的主要原则是向上看并处于狭窄的位置。例如，在甲板下面和双层底部，在安装环之后拆卸并不容易。另外，从美观的角度来看，环的位置应该安装在不太显眼的位置，或者安装在具有封闭性的位置，例如在绝缘层或具有致密结构的结构中。从实际的角度来看，船体的环形结构应尽可能平滑。表面上看，这对预订非常有用。另外，在船体的综合结构中，应尽量避免与其他系统的碰撞，船体的整合应充分考虑卸货问题，从而设计船体的环。需要实施分段处理，或者采用局部加固材料，以便施工后拆除，如果需要避免发生二次重复作业，可以考虑加强永久性作用。

3、准备工作阶段。在这个阶段中，需要实施一个分段准备，将整个船体结构划分为几大部分进行准备，然后结合各段实际情况而进行施工管理，例如从工厂出发，主要有起重能力、加工条件、运输条件以及预装要求等各个阶段，除此之外，还需要进一步对吊环程序进行设计，从而使得全部船体结构能够在分段中找到一个良好的接头或者是接缝位置，而在分段建造中，需要进一步地确定各个工作要领，主要包括了部件组立、胎架设置、总组以及分段的要求，此外在船台的建造中，需要确定的是分段以及船台各自的吊装顺序，在设计要领方面还需要进一步对船体的总段设计实施吊装，使得船体能够更好地衔接。

4、管理施工工作。在管理方面，主要包括图表管理。涉及的项目主要包括工艺项目，报告项目，气密性测试，分段重心表格和电影数量。因此，在船体结构的生产和设计中，这些方面需要考虑的内容主要是因为建筑设计和过程之间的密切关系。同时，两者直接穿过船体结构。因此，对于施工管理工作来说，过程与图纸之间的关系非常重要。它为船体的结构设计提供了良好的施工过程，相互补充，使船体结构更好地解决了技术难题。

三、对船体结构的分析

船体结构里的基本结构分析，主要是对于板材和型材自身组合进行的分析，因此也被称作是板架结构，并根据船体结构的位置和用途，可以人为地分为不同的板架，比如船底的板架和甲板自身板架与舷侧的板架等，通过对于船体梁所进行的分析能够获得，甲板和船底板架之间的关系是等同于船体梁中的上和下翼板，而其中的舷侧板架则是与船体梁中的腹板相似的，可是其自身起到的作用却是不同的，而在骨架进行排列里，其方式也上也存在很大的差异，一般的状况下，能够把它其成不同的两个部分，第一个部分主要是纵骨架式，而另外的一个部分则是属于横骨架的结构，在一些大型船舶进行设计的时候，应该按照船体自身的具体结构里所承重的需要去对有关船体自身的架构形式进行调整，在甲板和底部进行设计的时候，主要使用的纵向的架式，它可以非常好地对骨架进行承重，其自身的支撑力也可以比较好地令船体自身的安全性能获得强化，而板材自身的要求也需要对船体自身基础受力的需要给予满足，并且，在一些恶劣的情况下，要求去进一步对其中承重的上限和船舷存在的问题进行考量，所以在这一过程里，应该按照具体的设计完成横向结构形式的使用，从而使其能够对其自身受力的平和载重性给予保证，在进行横向的设计里，还能够展现出其自身的优点，降低占用的空间。

所以针对船体结构自身的设计来说，在船底处于的结构里，经常会产生搁浅的位置或是在舱内，其自身需要承担比较多货物的时候，就应该对舱底里的护板加以考虑，能够使用提升船底板自身的厚度对其进行保护，而对于其中舷侧自身结构的型式，主要是通过横舱壁自身的间距以与甲板彼此的距离去进行确定的，当其中的距离比较小的时候，则要求其对于横骨架式进行考量，其中比较主要的是其在冰区航行是十分有利的。

结束语：船体结构生产设计具有工作量大、涉及内容多、复杂程度高等特点，因此需要在实际生产建造之前，对船体结构生产设计要点和细节工作加以把握，并对各环节工作进行科学合理安排，不仅可以确保船体结构达到相关标准要求，还能够使船舶生产质量得到提升。

参考文献：

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