曾凡強　黃慶鋒　陳炬培

摘? ? 要：本文結合某大型海事巡邏救助船的外板板縫放樣布置，從外板板縫放樣的基本原則與步驟進行闡述，并選取本船幾處特殊板縫的放樣布置過程進行解析。

關鍵詞：外板;板縫布置：放樣

中圖分類號：U671? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Shell Plate Seam Lofting Arrangement of Large

Maritime Patrol and Rescue Ship

ZENG Fanqiang， HUANG Qingfeng， CHEN Jupei

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Company Limited，? Guangzhou 510715 ）

Abstract： In this paper， based on the lofting arrangement of the shell plate seam of a large official ship， the basic principles and general steps of the lofting of the shell plate seam are described， and the lofting arrangement process of several special plate seams of this ship is analyzed.

Key words： Shell plate; Seam arrangement; Lofting

1 前言

在船體生產(chǎn)設計前期階段，設計人員需根據(jù)設計院提供的外板展開圖，對全船的外板進行板縫放樣布置。外板板縫放樣布置的優(yōu)劣，直接影響全船外板零件的展開方式、外形尺寸、板材訂貨、加工難易、外觀成形效果等。外板板縫放樣布置需考慮的因素眾多，關注的側重點和難點也不盡相同。

某大型海事巡邏救助船，具有造型威嚴、剛勁、簡潔的特征。該船結構為縱骨架式，單體方尾、中后機船型含軸包板結構，采用長首樓傾斜首柱，設有舭龍骨、收放式減搖鰭及首尾側推器。基于船型特征，該船的外板板縫放樣布置相較于常規(guī)船型更為復雜。

2 外板板縫放樣布置的基本原則

在進行外板板縫放樣布置前，必須掌握相關基本原則：鋼板的常用規(guī)格作為排板縫時的重要尺寸依據(jù);根據(jù)加工設備能力，確定加工外板的最大尺寸;根據(jù)外板的安裝方法及階段，決定余量的加放位置與大小等。板縫布置的合理與否，對結構強度、鋼材利用率、零件加工、分段安裝等均有密切關系，故板縫放樣布置往往需要多次調整修改，直至得出最佳的布置方案。

2.1 規(guī)范要求

板縫布置應確保主要受力部位寬度符合規(guī)范要求。為了保證船體強度，規(guī)范中對外板最小板寬有明確要求，如平板龍骨、舷頂列板、舭列板等。該類外板板縫布置時，應特別注意外板展開圖及典型橫剖面圖中注明的板寬，避免板縫布置板寬小于規(guī)范要求。

對于圖紙中外板不同板厚、不同材質處板縫，放樣過程中需對板縫位置進行調整，原則上板厚只能以厚代薄、材質只能以高代低，且僅限于局部小范圍調整，大范圍調整因涉及船體重量重心變化需經(jīng)設計院認可。

布置縱縫時，應考慮甲板、縱桁、縱骨和內(nèi)底板等縱向構件的距離，外板對接焊縫與內(nèi)部構件角接焊縫之間的平行距離應不小于50 mm;并應注意規(guī)范中所述焊縫之間的距離，一般是指兩焊趾間內(nèi)側的距離，實際布置時建議最小距離不小于100 mm;對于縱縫與縱向構件不可避免出現(xiàn)交叉時，應避免外板縱縫與縱向構件的角焊縫形成過小的交角，參考《船體工藝手冊》中要求最小交角極限值為15°。

2.2 鋼材利用率及成本

板縫布置前，應熟悉本廠常用或庫存的鋼材規(guī)格;布置的板縫盡可能與相應的肋骨型線成正交，使外板展開后的形狀近似于矩形;應使展開后的外板零件盡可能用足鋼板寬度或1/2寬度;對于平直區(qū)域或曲度小的區(qū)域，板厚在滿足加工、轉運、安裝的情況下盡量用寬板，以減少焊縫的焊接及打磨工作量。

除考慮用足板寬外，還應注意板縫位置對鋼板的采購成本的影響。常用規(guī)格且數(shù)量大的板材成本會較低，而特殊規(guī)格及數(shù)量少的板材、成本更高，故盡量優(yōu)化板縫布置，減少使用特殊規(guī)格板的情況。

2.3? ?加工工藝性

板縫布置時，應根據(jù)肋骨型線在平直段與曲線段分界附近的平直段一側設置板縫，將平直板與曲面板分開，以降低需加工外板零件的數(shù)量;對于板縫間外板成雙曲度或外板截面為S型的區(qū)域，應增加縱縫或橫縫，將雙曲改為單曲或者降低雙曲板的規(guī)格，以便擴大油壓機冷加工的使用范圍，減少水火彎板的工作量，也利于外板加工成形。

有折角線區(qū)域的外板，應在折角線附近或折角線處設置板縫，保證加工的可操作性。如：槽形龍骨板在折角線以上部分可考慮增加縱縫，縱縫布置位置應不超出折角處角平分線與外板交點;在首部內(nèi)收型舷墻處，因舷墻不僅存在橫向的折角，也存在縱向彎曲，如果縱向彎曲較明顯，則折角線處應設置縱縫保證折角處的成形質量。

2.4? ?安裝工藝性

在設備周界的板縫，應結合設備的安裝階段及安裝方式布置合適的板縫，以便于設備安裝及外板板縫焊接。如：側推附近的板縫應注意避免設置在側推外板開孔邊緣，避免縱縫與開孔形成較小夾角;減搖鰭區(qū)域外板需提前提供給廠家制作減搖鰭，板縫設置時應了解減搖鰭的設備資料，保證減搖鰭能安裝在一塊完整的外板上;其它如舭龍骨、尾軸架、掛舵臂等附體或設備附近的板縫，也應提前做好策劃和考慮。

2.5? ?美觀性

在保證強度和工藝性的前提下，應注意縱縫的整齊美觀：船中區(qū)域舷側外板縱縫要求水平;首尾區(qū)域根據(jù)型線特征適當上揚向兩端逐漸升高，可與甲板邊線平行;舷側設計水線以上相鄰高度的外板縱縫宜光順成一條線，由船中向首尾延伸時如因線型變化導致兩條縫間外板板寬變寬，則需增加縱縫以降低板寬及便于加工，建議在合適位置增加橫縫或分段劃分環(huán)縫處，在板寬的中間位置增加一道縱縫，將縱向一列板分為縱向兩列板，上下板縫盡量利用原有板縫延伸。如此布置板縫能盡量保證縱縫延伸的連續(xù)性，提高外板整體的美觀度。

當縱縫遇到外板開孔的情況，如舷窗、舷排管開孔等，宜盡量從開孔中心附近穿過;首尾樓與主甲板間的層高超出外板一列板板寬時，縱縫盡量布置在層高的中間位置。

3? ? 外板板縫放樣布置的基本步驟

外板板縫放樣布置，應在分段劃分確定、肋骨型線圖中結構線放樣完成后，依據(jù)詳細設計提供的外板展開圖、典型橫剖面圖及相關結構圖進行。各設計院繪制的外板展開圖風格各異，一般分為兩類：一類圖面表達相對完整，會畫出所有板縫線;另一類僅表示出不同板厚處的板縫線。無論哪種形式，船廠可以根據(jù)放樣需要，對相同厚度區(qū)域的板縫線進行放樣調整，達到板縫放樣優(yōu)化的目的。

3.1? ?船舯區(qū)域典型橫剖面圖中縱縫位置

在船舯區(qū)域的典型橫剖面圖中，依據(jù)詳細設計圖紙要求寬度，確定平板龍骨板、舷頂列板及舭列板處的縱縫位置：在平板龍骨與舭列板間，根據(jù)常用板寬規(guī)格布置船底板縱縫;在舷頂列板及舭列板間，根據(jù)常用板寬規(guī)格布置舷側板縱縫。

3.2? ?外板展開圖中板縫布置

首先將分段劃分圖中縱、橫合攏縫位置繪制到外板展開圖中，然后按典型縱縫位置從下往上、自船舯分別向首尾布置。一般在0.4倍船長區(qū)域縱縫可自然延伸，向首尾區(qū)域延伸過程中船底板列會逐漸變窄，可利用橫向合攏縫將兩列板合為一列板;舷側板列會逐漸變寬，而首尾區(qū)域型線曲度一般會比較大，為保證外板加工工藝性當板寬達到一定范圍時，變寬的板列應根據(jù)具體型線增加縱縫，將一列板劃分為兩列板;延伸過程中應注意避開縱向結構，因越靠近首尾處型線越內(nèi)收，這時如存在縱向結構設計不合理的情況，極易出現(xiàn)縱縫與縱向結構小角度交叉的問題。為避免這種情況，縱縫在船舯區(qū)域布置時，應遠離近中的縱向結構設置;當縱縫與縱骨無法避免相交時，可利用自然橫縫（如合攏橫縫、板厚差橫縫）在橫縫兩側將縱縫在縱向結構兩側錯開。

3.3? ?肋骨型線圖中板縫定義

完成外板展開圖中的板縫布置后，結合肋骨型線圖進行板縫定義。系統(tǒng)中定義板縫順序與在外板展開圖中繪制板縫的順序類似，也是從平板龍骨開始，自船底往舷側、自船舯分別向首尾定義。

一般船底的縱縫可通過給寬度拉直線的方式定義，舷側縱縫通過給高度拉直線的方式定義;對于縱骨架式結構，無論船底還是舷側區(qū)域，還可以通過相對某結構線加弧長、高度、寬度的方式定義。如：甲板企口線若距甲板邊線100 mm高度，就可以按甲板線加100 mm高度的方式定義;在首尾型線走勢變化較大區(qū)域，建議通過給出n個肋位座標的方式精確控制縱縫的走勢，這種定義方式相比前兩類定義方式，需提前在肋骨型線中采用繪制樣條曲線的方式繪制出光順的曲線，再將曲線控制點與肋骨線交點的高度或者寬度值填入系統(tǒng)中。

在肋骨型線圖中縱縫線為橫向投影曲線，無法直觀反應出縱縫線的真實曲線。因此在定義舷側縱縫過程中，除了可以在肋骨型線圖中布置縱縫，還可以通過系統(tǒng)中的側視圖直觀的觀察調整縱縫走勢，保證舷側縱縫美觀。

3.4? ?板縫優(yōu)化調整

在完成板縫定義及外板零件定義后，結合實際展開的外板零件尺寸，從提高板材利用率的角度對板縫進行局部優(yōu)化調整。如：對超出某一常用鋼板規(guī)格板寬，若超出尺寸較少可在可行范圍內(nèi)進行縱縫調整，將展開寬度調整至鋼板規(guī)格板寬范圍內(nèi)，避免套料鋼板無法用足板寬，在一定程度上減少訂貨鋼板的規(guī)格種類，降低鋼板的采購成本。

同時，對展開的外板零件結合局部肋骨型線，從加工工藝性的角度核查板縫布置是否合理、外板零件是否存在加工困難的情況。重點核查首尾型線曲度較大區(qū)域，是否存在一列板上橫向方向是否既有正曲又有反曲、外板零件對應肋骨型線為S型、以及零件規(guī)格過大超出加工設備操作范圍等情況，如有類似情況的外板需進行局部板縫優(yōu)化。

4? ? ?特殊板縫放樣布置實例

4.1? ?一列板含橫向正反曲的加工

本船首部向球鼻首過渡區(qū)域的一列外板為雙曲板，且橫向同時存在正反曲加工，因此對該外板零件進行板縫優(yōu)化調整。最有效的調整方式，是在正反曲的過渡位置增加橫縫，將正曲區(qū)域與反曲區(qū)域分別劃分至不同外板零件。

調整這類外板零件的關鍵，無論是正曲向反曲過渡還是反曲向正曲過渡，在過渡區(qū)中間位置設置橫縫即可。準確確定橫縫位置可分兩步完成：第一步對該外板零件的上下兩列縱縫處高度及兩列縱縫中間位置處高度，剖切生成對應水線，三根水線交叉區(qū)域即為正反曲的過渡區(qū);第二步對過渡區(qū)的肋骨線做輔助線，用直線連接上下縱縫與肋骨線的交點，肋骨線與直線最接近的肋位近似為過渡區(qū)的中間位置，在該肋位前后設置橫縫為最佳，如圖1所示。

4.2? ?尾軸架附近板縫布置

在尾部板縫放樣布置時，應結合尾軸架鑄鋼件的安裝階段及安裝方式，提前對該區(qū)域的板縫進行優(yōu)化布置，避免因前期考慮欠周后期安裝尾軸架時需開刀外板，造成現(xiàn)場返工及破壞外板板縫的整體性。

對于長軸型的雙機尾軸，通常由一對一字型和一對人字型尾軸架組成。一字型尾軸架可垂直安裝，周界外板不用設置局部緩裝外板，現(xiàn)場安裝前在外板上按尾軸架實際大小開孔即可插入安裝;而人字型尾軸架有兩處插入外板與內(nèi)部結構焊接，每處外板開孔處至少有一側需預留空間便于調整定位，因此人字型尾軸架在外板的開孔處，靠舷側應設置一塊局部緩裝外板;布置板縫時應控制尾軸架開孔區(qū)域外板大小，開孔處應設置一道縱縫，將該區(qū)域外板一分為二，靠近舷側的外板待人字型尾軸架安裝到位后再行安裝。

4.3首樓區(qū)域板縫優(yōu)化

本船主甲板為平甲板，首樓甲板有梁拱、首脊弧，層高2800～4500 mm。設計院提供的外板展開圖中已提供參考板縫，但板縫布置存在板寬小、板縫不連續(xù)的缺陷。基于減少焊縫數(shù)量、提高板縫美觀性的考慮，同時結合外板加工的工藝性，對首樓區(qū)域的板縫進行放樣優(yōu)化布置。

原設計院外板展開圖如圖2所示：1縱縫、2縱縫對應為主甲板與首樓甲板的企口線;首樓區(qū)域布置有a、b、c、d、e五道并不連續(xù)的縱縫，其中a縱縫、d縱縫為非板厚差板縫，可以考慮將a縱縫與d縱縫進行調整，優(yōu)化為一道連續(xù)縱縫;b縱縫、e縱縫均為板厚差板縫，e縱縫處厚板比b縱縫處大，可調整b縱縫高度與e縱縫連續(xù)，但調整后會導致b縱縫處16 mm加厚區(qū)域擴大300 mm。經(jīng)計算，調整板縫后所增加的重量對全船重量重心影響較小，因此將原外板展開圖中a、b、c、d、e縱縫位置，優(yōu)化為3、4兩道連續(xù)縱縫。優(yōu)化后的3、4縱縫為水平布置，如從外觀上考慮并非最佳布置方案，因首樓甲板在該區(qū)域有首升高脊弧，如該縱縫能跟隨首脊弧相應向首上揚則視覺效果更佳，但上揚的縱縫會跨越內(nèi)部縱骨形成小于15°的夾角，因此綜合考慮后3、4縱縫在兩檔縱骨間按水平布置。

在FR113+500往尾區(qū)域，舷側外板板厚均為14 mm，且該區(qū)域型線平緩外板加工量少，可取消原層高中間位置的3縱縫，統(tǒng)一采用2 850 mm寬的鋼板進行外板套料，最終首樓區(qū)域的外板板縫布置，如圖3所示：

5? ? 結束語

外板板縫放樣布置是船體生產(chǎn)設計的重要一環(huán)，板縫布置直接關系到外板零件建模、放樣、加工、安裝等多道后序工作。設計人員除了熟練掌握外板板縫放樣的基本原則外，還應加強對生產(chǎn)設計軟件的運用和工藝規(guī)范的理論學習，同時還要加強對現(xiàn)場加工、安裝后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的了解，才能做到重點考慮主要原則，適當取舍次要原則，放樣布置出最合適的外板板縫。

參考文獻

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