摘要：舰船在进行修理的过程中，受各种因素的影响不可避免会出现程度不一的船体变形情况，不仅影响舰船的美观，还直接威胁到舰船的安全和性能发挥，但受舰船结构、损坏部位和修理范围等因素的影响，船体变形的因素与测量方法也不尽相同，鉴于此，本文以实际工作经验为基础，对舰船修理期间船体变形的因素及测量方法展开分析，希望能够在舰船修理期间更好的避免出现船体变形的情况。
关键词：舰船；修理期间；船体变形因素；测量方法
舰船总体或者局部的变形都会影响舰船的美观和安全运行，舰船中拱与中垂变形，会对主机与轴系的正常安装运行产生严重的影响，增大主机功率的耗损，造成艉轴管漏水或者漏油，由此可见，船体变形对舰船运行产生的危害。
1.舰船修理期间船体变形的分类及原因分析
在舰船修理期间产生的变形中，有些变形通常没有对舰船结构的正常使用产生影响，而有些超过限制的变形会导致结构功能失效甚至是无法正常使用，必须避免或消除。
1.1舰船中拱变形
在舰船进行修理的过程中，中拱变形是常见的一种变形类型。而出现中拱变形的因素主要有以下几种类型：一是受舰船线型因素的局限，舰船进坞上坞墩修理，舰船艏艉底部的坞墩面积相对船体中部而言较小，因此，承受着较大的船重压力和下沉重量，在进行舰船铺墩时，若是坞内水排干后未能及时将撑木加强合理，或者木墩的位置不正确、质量太差、层次过多而数量又较少的话，便会控制不住舰船的下沉量，出现中拱变形的情况。二是在对舰船水面甲板工程进行更换时，由于舰船甲板工程需要拆卸的面积相当大，而艏艉的浮力却小于重力，中部的重力又小于浮力，这就导致舰船的总纵强度受到影响，进而出现舰船中拱变形。三是在对艏艉尖舱进行压水试验工作时，若垫墩或者支撑无法及时进行加足，也会导致舰船出现中拱变形。四是在对舰船底部的内部结构或者内底板和外板的中部横剖面、轴以下部位进行修理时，在舰船的中底部集中了大量的焊接工作，若是在焊接修理的过程中未能及时采取行之有效的工艺措施，在焊缝收缩时会对舰船造成相当大的拉应力，进而缩短了舰船的中底部，致使艏艉出现下沉，导致中拱变形的发生。
1.2舰船中垂变形
在舰船修理过程中，导致中垂变形的因素主要有：一是舰船修理的位置，在舰船船体轴以上或者横剖面部位进行焊接或者水火工矫正作业，受焊接工作量与有效防范措施的影响，若是舰船甲板舷侧顶板及上层存在较多的焊缝，如连接焊缝，在收缩时便会产生巨大的拉应力，致使艏艉出现上翘。二是舰船中部的木墩不可避免会遇到拆动的情况，但是受船体质量的影响，尽管在拆动后对木墩进行了加强，但是也不可能完全恢复成原始状态，这就导致会出现程度不一的下挠。三是舰船中部的木墩常有局部超负荷的问题，若是在进行压水试验时没有合理增加木墩的数量或者在对舰船双层底修理时，没有真对双层底修理部位附近多加一些支撑的情况下，都会造成舰船艏艉上翘。
1.3舰船扭转变形
在舰船修理中，导致出现扭转变形的因素主要有以下几种：一是对舰船外板和内部结构骨架进行同时拆除，但因拆除的链接面积过大，或者是修理部位较近，这就造成一舷强度破坏，造成舰船扭曲变形；二是在进行拆除的过程中未能及时有效的加装一定数量的支撑，或者是支撑的位置有误，这也会导致出现扭转变形；三是过分集中在舷侧工作或者是舷侧水火工矫正工作，却未能合理采取有效工艺措施，这也会导致出现扭转变形。
1.4异常变形
在舰船修理或者改装的过程中，所使用的原材料质量及其优劣性的选择性显得非常重要，受不同材料机械性能的影响，在舰船修理过程中，经过加热后，它的机械性能可能会发生变化，进而导致船体变形的出现。其次，在舰船修理期间，受外力作用也经常会引起异常的变形，例如船体在分段吊装的过程中，受吊钩的作用力影响；或是在焊接的过程中，收到磕碰、撞摔等导致变形；又或者是舰船在浮船坞内修理结束后，艏尖舱没有压水或者压水不到位的情况下，当水接触船底板时，艉部太重艏部太轻导致受到浮力不均产生巨大的压力，导致船体出现变形。
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2.舰船修理期间的船体变形测量方法
船体变形的准确测量与分析，可以确保舰船的正常运行，因此，为了测定舰船修理期间的船体变形幅值，确定变形参数误差的大小，并及时进行修正以消除修正船体变形带来的影响，必须对舰船修理期间的船体变形测量方法进行研究。
2.1全站仪测量方法
全站仪，也称之为全站型电子测距仪，集电、光、机为一体的高技术测量仪器，采用光电扫描度盘，将人工光学测微读数为自动记录与显示读数，能够对舰船进行水平、直角和距离等不同的测绘。这就使得舰船测角的操作更为简单便捷，且在一定程度上避免了读数误差问题的出现，仪器只需进行一次性安装就可完成全部测量工作，也因此称之为全站仪。与其他经纬仪相比，全站仪增添了很多的特殊部件，使用起来也比其他仪器更方便快捷。
2.2偏振光能量测量方法
偏振光能量测量法是20世纪60年代美国提出的，在测量舰船船体横扭角方面应用广泛。该测量方法将自准直光管安装在基座上，并将一面带有起偏器的平面反光镜安装在待测设备基座上，基座上自准直光管将平行光发射出来，与法线平行，并经平面反射器变成偏振光，返回到直光管后，借助偏振计检测出两者间的扭转角度变化。目前，国内众多学者已经对偏振光精密度测量方法进行了深入的研究，并提出了实现方案，但是目前国内的应用情况还相对较少。
2.3大钢管基准法
大钢管基准法是目前我国舰船测量上采用的最常用的扭转角测量法之一。沿着舰船艏艉线的方向布置测量设备，但是因为惯导基座与雷达设备基座距离较远，技术上无法实现直接测量两个基座间的舰船船体扭转角。大钢管基准法以大钢管作为扭转角的测量参考标准，通过把反射镜安装在大钢管的两端，将扭转变形转变为挠曲变形，并通过自准直光法监测反射镜的扭曲变形，进而间接测量扭转角。
2.4压力测量法、激光经纬仪法、
压力测量法主要是利用同一水平面的性质，将液体放置在连通的容器中，通过软管的压力作用，用水准仪沿着舰船长度准确测量其位移量，并将弹性线建立在负载上，也可以将压力水准仪放在舰船甲板的两舰，检测舰船船体的扭转，但是这种方法只适用于舰船静态的试验中。
与水准仪相比，激光经纬仪的优点非常显著，不仅能够检测水平面，还能进行垂测、水平及垂直角度、视距、天顶和定向测量，具有经纬仪的全部测量功能，能够发射激光束，应用起来比经纬仪更加方便快捷，且适合夜晚进行测量，准确度相当高，不会产生经纬仪会产生的不良现象，如读错数字等。
2.5全球定位系统姿态测量
GPS测量船体变形的方法主要分为GPS姿态测量与实时动态测量系统。前者是将若干的GPS天线安装在将进行预测变形的舰船船体中，组成一个个基线向量，一旦舰船船体发生变形，对应的基线向量就会随之发生变化，这时候，就可以根据基线向量的姿态角的变化情况，判断舰船船体的变形情况。后者则是将数据传输技术与GPS测量技术充分结合。首先将GPS接收机设置在舰船的基准站上，连续观测全部可见的GPS卫星，借助无线电传输设备将观测的数据及时有效的传输到用户观测站中，GPS接收机在接收观测数据后，根据相关原理，及时结算出结果，实现对舰船进行测量的目的。
3.结语
综上所述，舰船修理期间，舰船船体可能会出现变形，引起变形的因素也有很多，因此，修理期间，必须针对这些原因避免变形，如果变形可采用一些测量方法，对其进行检查，尽快处理，以免出现更大变形。
参考文献
[1]鲍海阁.舰船船体变形及其测量方法[J].船舶工程,2016(5).
[2]程和斌.舰船变形状态监测与预报的关键技术研究[D].江苏科技大学,2011.
论文作者:陈锁利
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/20
标签：舰船论文; 船体论文; 测量论文; 经纬仪论文; 测量方法论文; 木墩论文; 因素论文; 《基层建设》2018年第14期论文;