船体结构节点优化设计

船体结构节点优化设计

摘　要：关键词：本文介绍以生产导向思想为指导，和现场之间紧密联系，在施工过程中优化船体结构节点。

生产导向　优化设计　船体结构节点　质量和效率

⑴ 在建模的工作中，不同的设计者对0　前言

上面两种情况有不同的理解，导致在建模船体生产设计的任务之一是将设计、过程中，对同一种情况有不同的处理，见工艺融为一体，把设计、工艺、质量和安图3。

全等要求的工艺信息，生产数据等反映到分段结构图中，作为分段制作的唯一有效依据，在图面上模拟造船，把问题考虑在前面，改善施工条件，以减少船体建造现场工艺的工作量，为提高设计效率和施工效率创造条件。可以说，生产设计既是指导现场施工，又是为现场施工服务，这样一种双重关系处理起来并不容易，所以需要一个思想作为指导。为此，引进“生产导向”这个思想，即重视提高生产效率，降低生产成本，提倡节约性的设计，注重标准化设计。

设计人员拥有丰富的理论知识，施工人员拥有丰富的现场经验。设计人员要主动到现场去了解情况，根据设计要求和现场反馈进行问题分析，遇到特殊的问题必要时要通过实验，从数据理论的高度上对问题进行处理，然后优化船体结构节点，提高施工效率。

1　重视理论探讨优化船体结构节点

在某船节点图册中对结构的偏移形式是两种规定：① 在另一侧没有结构时，肘板偏移6～8mm；② 在另一侧有结构时，肘板不偏移，焊接时开坡口。见图1、图2。

根据现场装配和焊接施工的实际情况，对该节点有以下四点问题进行思考：（广船国际技术中心）

容术昌　朱成平

图1　节点图册肘板偏移

图2　39 000 DWT化学品/成品油轮节点图册

图3　建模不同处理

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容术昌　朱成平：船体结构节点优化设计

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广船科技　2012年第2期（总第116期）

某个肋位上下分段球扁钢不对应，原该处焊角大小、结构强度（满足规范要求因是上面分段的球扁钢进行偏移，肘板没剪切面积和疲劳强度）等有关，不合理的有偏移，而下面分段的球扁钢没有偏移，偏移会产生剪力，对结构强度产生不利影肘板有偏移，这样上下球扁钢不在同一线响并且可能导致结构不能满足焊接的要上，存在剪力。

求。

在底部分段实肋板上的扶材，有的对广船的船舶由于骨材规格偏小，骨材加强筋进行了偏移，有的没有偏移，虽然面板宽度（d）也偏小，生产建造时忽略扭肋板为数控下料，并有结构划线，可在现转力矩的影响，结构的偏移值都按6～场装焊时，工人均按偏移处理，这就很难8mm的范围来取。

保证纵壁上的肘板装焊时肘板①与纵骨之⑵ 结构的偏移只存在于骨材顶死连接间的距离，距离过大则需换板，两结构若的地方，且只相对于端部有角钢或球扁钢重叠则导致该肘板需要现场切割，加大现与之连接的情况，故当扶强材端部削斜时场的作业量。

不应有偏移。

⑵ 所以以上节点图册中所表示的两种⑶ 对于偏移，可以归结为一句话“有情况，并没有完全表示出所有的情形，对肘板则肘板偏移，无肘板则扶材偏移”，不同的情况到底是肘板偏移还是扶材偏然而在现实的设计中球扁钢、扁钢、T型材移，结构在什么时候可以偏移，什么时候若顶死一般都有肘板与之连接，所以上面不能偏移，没有统一的规定。

说的扶材一般就指扁钢，特殊情况例外⑶ 在某些船舶中尤其在客滚船上存在（如图5）。

大量骨材（角钢或球扁钢）的腹板厚度小于10，甚至为7、6的骨材，如『140×7、『120×6，若单纯以偏移一个定值处理，不可避免的出现肘板偏出球扁钢受力作用线的情况，导致在受力时出现扭转力矩，见图4，从而影响局部受力甚至降低局部结构的强度。

⑷ 明确概念并清楚在不同情况的处理方法，对于节点图册上的两种情况的正确的理解应该是：

① 另一侧没有结构的情况

肘板跟纵骨不在同一个平面上时，有⑷ 根据公司目前的情况，肘板下料时两种处理方法减少硬点: 即在肘板下方加骨只在要求深熔焊或全焊透的位置开坡口，材（一般为扁钢，且厚度至少为10）或将对普通的肘板均不开坡口，而现场工人为肘板加长至纵骨跨距，且肘板偏移（如图施工的方便，达到焊接的要求，除特殊说6）。

明外，对肘板均以偏移处理，这就不可避免的出现第三种情况（即出现扭转力矩）的出现。

以上四个问题的解决的办法：

⑴ 结构偏移主要是为了焊接时的方便，节省开坡口的时间。偏移量的大小与

图4　肘板偏移产生扭矩

图5　扶强材连接的肘板偏移

图6　肘板下面有加强不偏移

肘板跟纵骨在同一个平面时，有多种情况，具体见图7。

由于在壁板装配好和焊接完成之后，再装配补板，此时在壁板和平台板之间已经形成了一道焊缝。为了避免补板压到焊缝，需要在补板靠壁板面开坡口后再装配，然后在补板的背壁板面和平台板之间烧角焊（见图11）。

② 另一侧有结构的情况：

背面结构无论是型材还是板材，考虑到两侧结构的对应，肘板都不应该偏移（如图8）。

现场工人觉得原来的工艺过程比较繁琐，因为在组件装配完成后报验一次，等报验合格后，才能进行焊接，然后散件装肘板若一边跟板有对接时，肘板不应配时再报验一次合格后才做焊接，由于等该偏移（如图9）。

待报验的时间比较久，而原来的工艺还需要二次报验，这样的节奏对现场生产效率影响极大，因此，现场工艺采取把补板坡口开在背壁板面，在装配的时候把补板一起装配，进行一次报验合格后，直接完成焊接工作。

了解现场反馈的情况之后，我们对工艺问题和现场做法做了调查和分析，做了以下4点思考：

2联系现场工艺优化船体结构节⑴ 现场希望减少装配、报验和焊接的点

次数，才能够提高生产效率，因此，需要补板在船体设计当中作为散装件进行优化工艺流程。

装配焊接的。在原来的建造工艺过程中，⑵ 原来的建造工艺过程更多的是考虑先装配壁板等组件，然后进行报验，接着到壁板和平台板之间的焊接质量，满足强焊接后进行报验，然后装配补板等散装度要求，而对散装件的焊接考虑较少。目件，然后进行报验，接着焊接散装件后进前，船东对船体结构焊接的质量要求越来行报验（如图10）。

越高的情况下，由于补板的焊接质量而影响到对PSPC的要求的案例也发生过。

⑶ 审视原来的焊接过程，先在壁板和平台板之间焊接形成了一道焊缝，补板开的坡口是否能够刚好和焊缝无隙连接？由于坡口角度的偏差和焊缝大小的偏差，多数情况下都会有一点间隙，这种焊接工艺不能说是十分完善。

　图7　不同情况处理办法

图8　对应结构的肘板不偏移

图9　对接板的肘板不偏移

图10　补板安装工艺流程

图11　原补板安装工艺

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容术昌　朱成平：船体结构节点优化设计

（４）现场工艺采取在补板背壁板面开坡