专利名称：一种船舶艏舷部分段的总组方法
技术领域：
本发明涉及船舶建造，特别是一种船舶艏舷部分段的总组方法。
背景技术：
现有船舶的结构外形，船舶的艏舷部都是不规则的流线型曲面。在 船舶建造过程中，其艏舷部都是由不同结构的分段组成的，该分段除了 外侧为不规则的斜面外，其余地方均为非规则型的结构。针对船舶分段 外侧和内侧均为非规则结构情况，各个分段组装到船体上需要采用多种 方式来保证其精度，确保船舶建造工作的顺利有效进行。
现有技术当中，对船舶艏部、舷部分段的总组方法的主要步骤如下 首先在船台或船坞铺好分段总组的胎架，胎架是由多个支撑柱组成，支 撑柱的高度选择是由船舶艏部、舷部分段上点距离胎架平面的长度来确
定，胎架平面是采用平面垂直一刀切的方式获得；然后将各分段分别由
舯向艏部依次吊装至胎架上，对齐各个分段后进行焊接固定，总组成一 个整体。
为提高分段吊装效率，.提高装配焊接质量，小型分段都要总组成大 型分段是趋势，但现有技术中的船舶艏部、舷部分段的总组方法存在如
下不足
① 采用平面垂直一刀切的方式选择胎架平面比较简单，相应的支撑 柱的高度也容易确定，但是存在着部分支撑柱高度过高，浪费大量胎架 和脚手架材料的缺点。
② 将以地面或者船坞面作为胎架平面，将各个分段放置到胎架上以 后会导致分段高度相差较大，距离胎架平面最高点^最低点的高度差达 到5米，会使焊接施工过程中的危险系数增大。
③ 形状不规则的分段之间的总组会带来施工困难，总组的能耗增大，
总组的效率低下。
发明内容
本发明的目的在于克服现有船舶分段总组建造时存在的不足，提供 一种船舶艏舷部分段的总组方法。利用该方法达到降低船舶艏部、舷部 分段的施工高度，降低施工危险系数，提供总组效率的目的，同时可以 大大节省胎架材料，提高分段装焊制造质量，降低船舶建造的成本。
本发明方法的思路首先在实践中制作完成船舶的艏舷部的多个相 邻分段，然后在计算机内通过模拟软件模拟出整个船体，在模拟船体上 找出由各个分段组成的整体分段，然后按照整体分段的纵横线型变化情 况，在纵横方向各切一刀形成一个胎架平面，以此胎架平面作为分段总 组建造的基础面，使该总组分段的总组平面降低，在总组分段上定出关 键点并求出各关键点的三维坐标，并且采取立柱式搁墩作为支撑柱，最 后按照尺寸定位各总组单元分段。
本发明的技术方案
一种船舶艏舷部分段的总组方法，其特征在于，该方法主要包括如 下步骤
① 在现实中制造出船舶的艏舷部的多个相邻分段，在计算机内的模 拟船体上找出由上述分段组成的整体分段，并对该模拟的整体分段进行 纵向和横向双斜切以获取胎架平面，纵向截取角为a ，横向截取角为P ， 其中，0<a<90。 ， 0<P<90° ;
② 以获取的胎架平面为基础重新建立三维坐标系，并在模拟出的整 体分段的边缘和中部取多个关键点，找出边缘关键点和中部关键点的三 维坐标尺寸，得出各关键点在胎架平面上的平面坐标和关键点距胎架平 面的垂直距离；
③ 以现实中的船舶分段总组场地作为胎架平面，在该场地内建立与 计算机内胎架平面相同的场地坐标系，并在场地坐标系内标识出各个关 键点的平面坐标，然后在场地内整体分段中部关键点的平面坐标处放置
支撑柱，支撑柱的高度等于该中部关键点距胎架平面的垂直距离，在边 缘关键点的平面坐标处放置挡板，挡板的高度大于该处边缘关键点与胎
架平面的垂直距离；
④先将整体分段中一个具有边缘关键点和中部关键点的分段吊至对 应位置的支撑柱上，该分段的边缘抵于挡板上，然后将剩余的各个相邻 的分段依次与己经吊装完成的分段对齐后放置于相应的支撑柱上，对吊 装完成的分段进行定位、装焊并翻身，完成整体分段的建造。
所述的步骤①中整体分段的最低端距离胎架平面》300mm，整体分段 的最高端距离胎架平面《2000腿。
所述的步骤②中关键点为船舶分段肋位与板缝的交点。
于所述的步骤③中的支撑柱和挡板为钢制胎架、或为水泥搁墩。
本发明的技术优点
本发明将船舶艏舷部的多个分段看作一个大的整体分段，然后按其 纵横线型变化趋势进行斜切，使该总组分段的平面降低，再采用立柱式 搁墩，按关键点尺寸定位各总组单元分段，以此降低支撑体的消耗量， 同时使施工操作更具有安全性，提高总组效率。本方法的实践应用解决 了双向线型变化较大分段总组难关，节约了大量胎架材料，大大提高了 总组场地周转效率，改善施工人员作业环境，每条船的直接经济效益约 6万元。
图1为本发明船舶艏舷部分段的总组方法中对整体分段纵向斜切获 取胎架平面的示意图。
图2为本发明船舶艏舷部分段的总组方法中对整体分段在纵向斜切 基础上横向斜切获取胎架平面的示意图。
图3为本发明船舶艏舷部分段的总组方法的安装流程图。
图4为本发明船舶艏舷部分段的总组方法实施例中关键点的坐标示 意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体的实施例来对本发明的船舶艏舷部分段的总组 方法做进一步的详细说明，但不能因此而限制本发明的保护范围。
船舶的艏舷部分段往往都具有复杂的线型结构，在船舶建造过程中 先制造出各个分段，然后将分段组成总段，最后再将总段吊装成大的船 体。
本发明的方法先对船舶上的各个组成分段进行结构分析，在分析的 基础上将这些分段组合成一个整体分段。按整体分段在船体上的纵横线 型变化趋势，在纵向横和向各切一刀形成胎架平面，使该总组分段距离 该胎架平面尽量低，使得实践装焊中的总组平面大大降低。在整体分段 上找多个关键点并定出其三维坐标，再采用立柱式搁墩，按尺寸定位各 总组单元分段，以此降低能耗，提高总组效率。该方法的操作步骤如图
3所示，图3为本发明船舶艏舷部分段的总组方法的安装流程图。 实施例
我们现在以74500吨级的散货船的建造为例，对位于其艏舷部的第 一分段A，第二分段B，第三分段C和第四分段D分段的总组过程来具体 阐述本发明方法的实践应用。
在74500吨散货船上，艏舷部的第一分段A,第二分段B，第三分段 C和第四分段D分段的纵横向线型变化较大，总组时需要大量的支撑材 料，而且支撑柱的最低点高度与最高点高度相差将近5米多，这给总组 带来了不少麻烦。
本实施例中分段总组的思路先在现实中制造完成第一分段A、第 二分段B、第三分段C和第四分段D，然后在计算机内通过AUTOCAD等模 拟软件模拟出整个船体。在模拟的船体上相应的位置找出由四个分段组 成的整体分段，然后按照整体分段的纵横线型变化情况，在纵向和横向 各切一刀形成一个胎架平面，以此胎架平面作为分段总组建造的基础面， 使该总组整体分段时的总组平面尽量降低。在总组分段上定出关键点并
求出各关键点的三维坐标，以总组场地作为胎架平面，在总组场地处以 立柱式搁墩作为支撑柱，最后按照尺寸定位并焊接各成一个整体分段。 本实施例的详细施工步骤如下
① 首先依据图纸，将船舶的艏舷部的第一分段A、第二分段B、第三 分段C和第四分段D制造完成，在计算机内用AUTOCAD模拟出待建造船 体，并在该船体上找出由四个分段组成的模拟整体分段，在计算机中对 该模拟的整体分段进行纵向斜切获取胎架平面，纵向截取角为a，然后 再以第一次斜切的基础上进行横向斜切以获取胎架平面，横向截取角为 e，其中纵向截取角为a =16.79° ，横向截取角为P =81.63° ，具体 操作如图1和图2所示，图中的l为模拟出的船体，ll为模拟分段，2 为纵向斜切胎架平面，2'为横向斜切后的胎架平面；
② 以获取的胎架平面为基础重新建立三维坐标系，胎架平面位于三 维坐标系的x、 y坐标轴组成的平面内，并在模拟出的整体分段的边缘和 中部取多个关键点，找出边缘关键点和中部关键点的三维坐标尺寸，得 出各关键点在胎架平面上的平面坐标和关键点距胎架平面的垂直距离， 其中第一分段A的边缘关键点的坐标(单位mm): Al (2419， 280， 1964)、 A2 (1359， 1223， 2188)、 A3 (8337， 149， 737)、 A4 (1312， 4295， 2033)， 中部关键点的坐标(单位rara)为A5 (2409， 1203， 2030)、 A6 (2378， 4210, 1927)、 A7 (9354， 1122， 894)、 A8 (8409， 8782， 1075);第二 分段B的边缘关键点的坐标(单位mm): Bl (1148， 12689， 1490)，中 部关键点的坐标(单位mm): B2 (2236， 12622， 1457)、 B3 (8424， 2107， 1124);第三分段C的边缘关键点的坐标(单位ram): Cl (10943， 112， 441)、 C2 (17272， 94， 578)，中部关键点的坐标(单位ram): C3 (10973， 1123， 642)、 C4( 11052， 3522， 902)、 C5 (17345， 1260， 919)、 C6 (17345， 2680， 1213);第四分段D的中部关键点的坐标(单位mm): Dl (11105， 13191， 1079)、 D2 (176461， 12735， 1915);
③ 以现实中的船舶分段总组场地作为胎架平面，在该场地内建立与 计算机内胎架平面相同的场地坐标系，并在场地坐标系内标识出各个关
键点的平面坐标，然后在场地内整体分段中部关键点的平面坐标处放置 支撑柱，支撑柱由钢制胎架制成，钢制胎架的高度等于该中部关键点距 胎架平面的垂直距离，在边缘关键点的平面坐标处放置挡板，挡板由水 泥搁墩制成，挡板的高度较该处边缘关键点与胎架平面的垂直距离高
100mm，如图4所示，图4为本发明船舶艏舷部分段的总组方法实施例中 关键点的坐标示意图，由图可以看出，关键点为实际船舶上各分段肋位 与板缝交点，关键点位用激光划出各基准线及交点，本实施例中的关键 点为第一分段A的边缘关键点的平面坐标(单位iran): Al (2419， 280)、 A2 (1359， 1223)、 A3 (8337， 149)、 A4 (1312， 4295)，中部关键点的 平面坐标(单位ram)为A5 (2409， 1203)、 A6 (2378， 4210)、 A7 (9354， 1122)、 A8 (8409， 8782);第二分段B的边缘关键点的平面坐标(单位 mm): Bl (1148， 12689)，中部关键点的平面坐标(单位mm): B2 (2236， 12622)、 B3 (8424， 2107);第三分段C的边缘关键点的平面坐标(单位 mm): Cl (10943, 112)、 C2 (17272， 94)，中部关键点的平面坐标(单 位mm): C3 (10973， 1123)、 C4 (11052， 3522)、 C5 (17345， 1260)、 C6 (17434， 2680);第四分段D的中部关键点的平面坐标(单位mm): Dl (11105， 13191)、 D2 (176461， 12735);关键点为实际船舶上各分段 肋位与板缝交点，关键点位用激光划出各基准线及交点，本实施例中的 关键点第一分段A的边缘关键点处的挡板高度(单位mm): Al' =2064、 A2' =2288、 A3' =837、 A4' =2133，中部关键点处的支撑柱高度(单位 mm)为A5=2030、 A6=1927、 A7=894、 A8=1075;第二分段B的边缘关键 点处挡板的高度(单位mm):Bl' 二1590，中部关键点处的支撑柱高度(单 位mm): B2=1457、 B3=1124;第三分段C的边缘关键点处挡板的高度(单 位mm): CI' =541、 C2' =678，中部关键点处支撑柱的高度(单位mm): C3=642、 C4=902、 C5=919、 C6=1213;第四分段D的中部关键点处支撑柱 的高度(单位腿)Dl=1079、 D2=1915;
④先将具有边缘关键点和中部关键点的第一分段A吊至其支撑柱 上，第一分段A的边缘抵于挡板上，然后将和第二分段B、第三分段C
和第四分段D分别依次跟第一分段A对齐后放置于对应的支撑柱上成为 整体分段，整体分段放置于支撑柱上后最低端距离胎架平面为300mm， 整体分段的最高端距离胎架平面2000mm，对该各分段间的焊缝进行焊 接，完成一侧固定后，翻身并再次悍接最后成为一个完整的整体分段。
毫无疑问，上述只是本发明的一个具体实施例，本发明的方法还可 以有其他变换和替代。本发明的船舶艏舷部分段的总组方法还包括其他 对于本领域技术人员而言显而易见的变换和替代。
权利要求
1.一种船舶艏舷部分段的总组方法，其特征在于该方法主要包括如下步骤①在现实中制造出船舶艏舷部的多个相邻分段，在计算机内的模拟船体上找出由上述分段组成的整体分段，并对该模拟的整体分段进行纵向和横向双斜切以获取胎架平面，纵向截取角为α，横向截取角为β，其中，0＜α＜90°，0＜β＜90°；②以获取的胎架平面为基础重新建立三维坐标系，并在模拟出的整体分段的边缘和中部取多个关键点，找出边缘关键点和中部关键点的三维坐标尺寸，得出各关键点在胎架平面上的平面坐标和关键点距胎架平面的垂直距离；③以现实中的船舶分段总组场地作为胎架平面，在该场地内建立与计算机内胎架平面相同的场地坐标系，并在场地坐标系内标识出各个关键点的平面坐标，然后在场地内整体分段中部关键点的平面坐标处放置支撑柱，支撑柱的高度等于该中部关键点距胎架平面的垂直距离，在边缘关键点的平面坐标处放置挡板，挡板的高度大于该处边缘关键点与胎架平面的垂直距离；④先将整体分段中一个具有边缘关键点和中部关键点的分段吊至对应位置的支撑柱上，该分段的边缘抵于挡板上，然后将剩余的各个相邻的分段依次与已经吊装完成的分段对齐后放置于相应的支撑柱上，对吊装完成的分段进行定位、装焊并翻身，完成整体分段的建造。
2. 根据权利要求1所述的船舶艏舷部分段的总组方法，其特征在于 所述的步骤①中整体分段的最低端距离胎架平面》300mm，整体分段的最 高端距离胎架平面《2000mm。
3. 根据权利要求1所述的船舶艏舷部分段的总组方法，其特征在于 所述的步骤②中关键点为船舶分段肋位与板缝的交点。
4. 根据权利要求1所述的船舶艏舷部分段的总组方法，其特征在于 所述的步骤③中的支撑柱和挡板为钢制胎架、或为水泥搁墩。
全文摘要
本发明涉及一种船舶艏舷部分段的总组方法，用以解决多个分段总组时出现的不便操作和精度差的问题，本方法包括如下步骤①先将多个分段看作一个整体分段，以该整体分段进行纵横斜切获取胎架平面；②在整体分段上取若干关键点，并找出各关键点三维坐标尺寸，计算出各关键点距胎架平面的垂直距离；③以地面作为胎架平面，在各关键下方对应放置支撑柱；④将多个分段分别对应吊至支撑柱上，定位、装焊并翻身，完成多个分段的总组。本发明的方法按尺寸定位各总组单元分段，以此降低能耗，提高总组效率，本工艺实施解决了双向线型变化较大分段总组难关，节约了大量胎架材料，大大提高了总组场地周转效率，改善施工人员作业环境。
文档编号B63B9/00GK101181926SQ200710045710
公开日2008年5月21日 申请日期2007年9月7日 优先权日2007年9月7日
发明者飞 周, 姚银弟, 徐兴智, 陈建中 申请人:沪东中华造船(集团)有限公司