关于长江黄金系列游轮船体分段划分方法的研究
作者：秦承辉万良刘刚
来源：《科学与财富》2017年第36期
摘要：船体分段划分是船舶建造过程中的一个关键工艺步骤，本文以长江黄金系列游轮为研究对象，基于船厂现有的技术条件和生产条件，对长江黄金系列游轮的分段划分方案进行了研究。
关键词：分段划分；变形；精度；质量
引言：长江黄金系列游轮主要用于接待国内外宾客游览长江三峡，也可用于政务和商务接待，是长江干线重庆至上海移动的超五星级水上酒店。
本船建造过程中分段划分对造船生产效率的影响至关重要。
它是控制船体分道建造法的基础，是平衡各条作业线的作业流量、协调各线生产的手段。
同时分段划分也影响区域舾装和涂装。
所以船体分段的划分是船舶建造的一项极为重要的工作。
一、分段划分的基本原则
我国造船工作者认为，分段划分应遵循以下原则：生产资源最大利用率原则；原材料最佳利用率原则；保证船体结构强度的原则；合理分段装配和船体合拢的工艺原则；提高预舾装率、保证涂装的完整性。
基于上述考虑，分段划分时主要应考虑以下因素：①舾装后分段的重量和尺寸；②分段的刚性和稳定性；③分段预舾装率；④分段装配作业的方便性和安全性；⑤作业量的均衡性；⑥钢板的规格。
二、黄金系列游轮分段划分的方案
1、主船体结构划分整体介绍
主船体长度149.95m，宽度24m，型深4.4m。
船体底部为双层底结构，双层底高
900mm，设有一道中内龙骨，6道旁内龙骨，每6档肋位设一个强肋位，采用混合纵骨/横骨架式结构形式。
舷侧设计有纵舱壁与外板组成防撞边舱，形成三角形的强结构，防撞边舱兼作压载水舱和清水舱使用。
主甲板与上甲板为平直甲板结构，无梁拱，甲板下以钢质围壁为主。
针对船体结构的特点，全船主船体划分为19个分段，上建划分为41个分段。
2、分段划分的方案
（1）双层底结构的划分。
双层底以内底板为基面反造，对于船体双层底平行中体部分，纵横骨架混合式结构能够保证分段刚度，结构变形易控制。
划分时充分考虑钢材的长度和宽
度。
本船使用的钢材规格主要是10mX2m，因此分段最佳长度设置为19.97米，留有30mm余量，分段内部有一道两张钢板纵向对接的对接焊缝；对于双层底划分时存在一个需要考虑的问题，就是压载舱下的双层底划分到双层底分段上好还是划分到舷侧分段上好。
分段的宽度一直延续到舭部纵舱壁，属于跨中分段，分段为矩形或梯形形式，以利于控制分段制造精度、提高平台周转率和管系预舾装的开展。
（2）舷侧结构的划分。
以平直纵舱壁为基面进行建造，舷侧外板带有线型，可以通过舷侧肋骨线型进行控制。
纵舱壁与外板夹角施工空间小，结构应力大，变形难以控制，需要尽可能减少这一区域的船台合拢工作量，同时考虑工人在这一区域工作的空间可能性。
经过详细的讨论研究，我们选择将舭部纵舱壁下的外板划分在舷侧分段上，首先保证舷侧分段的完整性，外板合拢缝设置在纵舱壁向中移动200mm处，则外板与纵舱壁的角焊缝可以在分段上船台之前焊接完毕，这样就大大减少了船台合拢工作量。
内底合拢缝设置为内底与纵舱壁的角焊缝，这样就可以利用好空间焊缝，避免多开刀多设焊缝造成结构变形，这道角焊缝可以在内底上方施工，避免狭小空间作业，提高作业质量与速度。
对于纵舱壁与双层底的连接肘板可以不被破坏，将其装焊在内底板上，待合拢时在双层底内焊接与纵舱壁和外板的角焊缝。
（3）机舱底部结构的划分。
机舱区是船舶的心脏，是船舶动力所在之处，本船配备了非常先进的设备，机舱内的设备数量与种类比同类型船舶要多出一倍以上，管舾装的工作量巨大。
两舷轴系区域是双层底结构，中间部分为单底结构，单底结构全部是由T型材组成的框架形式，并且带有弧度线型，与双层底结构不在同一高度上。
机舱区域的划分就无法划分成为一个整体，考虑到建造的主机座的完整性，底部分段总组后能进行机舱舾装，将机舱区域划分为3部分，中间单底部分为一个分段，两舷的双层底各分为一个分段。
中间单底分段直接在船台搭胎架建造，相当于建造与合拢同时进行，建造中可以随时修正尾部线型的误差，避免单底结构因刚度不足造成吊装结构变形，保证尾部区域的建造精度。
双层底以内底为基面反造，翻身吊运合拢，区域分开建造也提供了预舾装的空间，使得管系工作能够在分段建造时铺展开来，避免了工人钻整舱、长舱来进行铺管的繁重工作，提高了机舱区域的建造进度。
管系预舾装工作的展开也同时减少了舱内进管的临时工艺孔的开设。
（4）尾部结构的划分。
尾部区域船体结构复杂，空间狭小，既是船舶轴舵系的所在处又是船体建造精度和轮机作业精度的交汇点，建造精度直接影响到后续轮机安装的精度。
所以，尾部区域划分的重点是考虑制造的简洁可行和精度控制的可操作性。
考虑到本船的尾部仅13米长，将尾部分段在机舱横舱壁处划分出来，横舱壁划分在尾部分段上，以主甲板为基面进行反造，在分段胎架上控制结构变形。
（5）首部结构的划分。
本船艏部区域设有侧推装置，侧推装置横贯艏部船体，所以艏部区域的分割应以有利于侧推安装施工为主。
首先要保证侧推区域的完整性，分段缝避免开在侧推区域内部，以免造成船台合拢时精度要求极高的对接工作。
其次要考虑首部线型的控制，保证首部型线精度及船舶性能，偏差太大对船舶静水力和阻力性能都有影响，需要严加把关。
再次艏部分段应有利于锚系结构件安装完整，在分段上进行锚系底座加强结构的安装。
在满足150吨转运车和225吨船台龙门吊允许的起重前提下，首部分段划分为前后2个分段，采取多层分段建造，集中吊装的建造方案。
以主甲板为基面进行反造，以首部横舱壁为分隔，肋骨框架控制首部线性，侧推包含于靠尾部分段中部，尽量将侧推周围的工作做完整，锚系结构位于靠艏部分段中部，甲板反面的锚系加强结构也在分段上完成，按此方案计算首部分段重量分别为靠尾部85吨和靠艏部80吨，分段可一次成形吊装，施工实践证明对结构变形的控制效果较好。
（6）主甲板、上甲板及其围壁结构的划分。
主甲板、上甲板及两层甲板下围壁，这一区域的结构虽然都是平直结构，但是缺乏足够的刚度进行翻身吊装，原因主要在于宽度大且未形成封闭的框架结构，均为开敞式，受力薄弱点比较多，翻身吊点难以布置，可能会造成集中受力以及剪切变形，但是甲板及围壁厚度均比上部各层要大，比较适合分段建造，整体吊装。
经过工艺研究和实施，主甲板、上甲板及其下围壁部分采用分段正造的建造方法达到了满意的效果。
首先在车间对甲板和围壁结构进行预制，再转运至船台附近的组装平台，在平台上正向组装焊接，然后按合拢顺序吊运上船台安装，主甲板及其下围壁结构吊装尤其需要注意合拢顺序在舷侧分段吊装之前，这样就不会产生舷侧分段合拢后，主甲板分段需要向下插装的比较困难的合拢情况。
整个平面甲板结构避免了翻身吊装可能产生的变形。
结束语：船体分段建造是现代造船模式的重要突破，它的实施极大的提高了船舶建造的经济效益。
本文以船厂建造的长江黄金系列游轮为研究对象，探讨了船体分段划分的方法，生产实践证明划分方案是行之有效的，大大缩短了船台建造周期并提高了相应的经济效益。
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参考文献
[1]钟宏才、向东、谭家华、船体分段划分研究概述、《造船技术》2002（2）、1-4.
[2]钟惠明、1714TEU船的船体分段划分和建造特点、《造船技术》1999（1）、9-11.
作者简介：秦承辉（1989.12.21）男，籍贯：湖北孝感，现职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：船舶与海洋工程设计与制造。
