摘要：排水量是船舶技术性能的重要参数之一，是船舶设计中各项性能计算的重要依据。船舶的排水量即为组成船舶的各项重量之和。船舶的重心位置关系到浮态和稳性。因此，务须准确计算并控制船的重量与重心位置，这是保证船舶各项性能的基本条件。
关键词：船舶重量 分类 控制
一、目的
在船舶主尺度基本确定的情况下，相应排水量也基本确定，此时空船重量越重则装载量越小。通常空船重量要占设计排水量相当大的一部分，且影响因素很多，在设计初期不容易估算准确，在建造过程中往往因为船东的修改，厂商的设备、船厂的建造等诸多因素而难以控制。如果船舶建成以后，空船重量与原先估计相差较大，会对船的技术性能和经济指标会产生很大影响。尤其超重较多时，后果更为严重。因此，空船重量的控制与否，是新船设计能否成功的关键因素之一，必须予以充分重视。
二、船舶重量的分类
为了便于设计计算和寻求有关空船重量的规律性，通常按照一定原则将组成空船的诸多重量进行分类。
船舶在某一装载情况下的总重量就是此时的排水量，它由各部分重量组成。通常在设计中将排水量分成空船重量和载重量两部分，民船设计中通常将其分为船体钢料重量、舾装重量和机电设备重量三大部分。各种容器内液体、热交换器内液体、动力管系内液体、各项机械内液体都包括在空船重量内。载重量则包括货物、旅客、船员、行李、油水（燃油、滑油、淡水等）、食品、备品、供应品以及压载水等。
船舶的排水量由空船重量与载重量组成，不同船舶空船重量占排水量之比差别较大，如下表所示。
各类船舶的空船重量与满载排水量之比
三、设计阶段重量的控制，汇总
3.1 初步设计阶段
空船重量估算结果在设计的初期阶段就要求尽可能精确，这一点十分必要。因为到设计工作后期经详细计算后所得重量与估算结果相差较大而不能符合设计精度要求时，必须对设计作重大修改，后果很严重。把握空船重量估算结果的准确性，除了采用合适的方法以外，还要具备详细的母型船重量资料。母型船重量（包括重心）资料是十分宝贵，必须注意搜集和整理。
3.2 详细设计阶段
总体布置，结构形式尽量参照母型船，可以做适当优化。由于初步设计重量的估算很大程度取决于母型船，因此如有较大的改动必须有重量重心的评估，力争将改动影响控制在合理范围内。另外，设备选取也很重要，如集装箱船的大舱口盖，甲板上的克令吊等，此类设备重心高，一旦超重会引起重量提高，重心的提高，进而影响浮态和稳性。所以需尽可能采用结构紧凑的轻型设备。在满足规范的前提下，选择合理的装载工况，对一些极端的装载工况进行限制，减少集中载荷的货物和甲板货装载。
3.3 生产设计阶段
进入生产设计阶段，往往已有船体三维模型，可以方便的从模型中抽取重量中心。此时，大部分设备技术规格书已签订，可以知晓设备的理论重量，可以依次按专业，区域，分段，把重量和重心输入计算机。利用excel 表格汇总，可以便捷地得到全船理论重量。但整个表格输入数据量大，使用周期长，使用频率高，涉及专业和人员多，必须建立重量重心的报告制度，从重量来源这一基础环节来控制船舶的重量重心。
四、建造阶段重量的控制
建造阶段需严格按照生产设计图纸施工，简化结构细节，尽可能减少铸钢件的使用，采用肋板拖入法装配，减少补板数量，将纵向结构延伸到两端，减少纵桁结构的过渡，使用小加强筋代替增加板厚来提高板的抗屈曲能力，增加减轻孔数量。合理选用高强度钢，采用长、宽板，减少焊接填充量。当某一规格的板缺料时，会用较厚板来代替，这就造成了重量的超重。涂装时，需让有经验人员施工，避免油漆过厚。
五、误差
为控制重量统计精度，首先在理论统计时一定要和现场施工状态保持一致，要包含材料的替代、结构的修改等信息。借助excel等软件，可以得到该结构的理论重量重心。获知被认可的空船重量和重心位置是通过倾斜试验后，计算完成的。由于在倾斜试验时读数的误差，建造时所用的型钢、板材的外形尺寸在标准允许范围内都存在一定误差，以及钢板下料切割时外形尺寸也存在偏差，焊材材料的误差（焊接材料一般是估算，无法给出具体描述），最后必将会影响到理论统计的重量和倾斜试验结果的误差。
六、重量、重心控制工作中的注意事项
6.1 参加重量控制的人员必须具有相关经验和较强责任心。一方面，重量控制涉及到对各专业的全局性调配与整体把握，必须有相应的控制人员组织结构，相关人员不仅需要丰富的本专业经验，对其他专业也要有一定了解。另一方面，重量控制有关人员必须有权利或措施可以推动设计或建造优化。
6.2 母型船数据的准确性。在各专业的重量数据分配中，只有具备准确的母型船重量资料，才能保证初步设计对重量的预估，否则就会出现较大的误差。
6.3 在设计过程中，要简化流程，满足基本功能，避免复杂设计。
6.4 优化系统管线和电缆的走向布置。在满足功能要求的前提下，尽量缩短系统管线电缆的布线长度，需要在舱室布置和设备布置中同时协调。
6.5 材料的选用。比如在上层建筑中采用铝合金材料，采用轻型甲板敷料，在内装材料上采用较为轻质的绝缘和防火材料。允许在管路上使用较轻的玻璃钢管代替钢管。在规范未作明确要求的走道和平台处采用玻璃钢格栅。
6.6 优化设备基座。对于设备基座及其结构加强，应进行认真计算和设计，必要时可以运用有限元进行分析优化，避免仅凭经验，设计出过于复杂的结构形式。
6.7 商务合同条款对重量控制的规定。在签订设备的商务合同时，条款中应有对重量的描述。并规定在超出约定时可以采取的处罚措施，避免在信息不对称情况下，设备商为提高竞争力而有意低估设备重量。
6.8 设备的称重。设备实际重量，往往与理论重量不同，大都是正公差，所以对于设备实际重量，应进行称重确认重量和重心。ISO标准对于称重的方法和程序都做了详细说明。比如1吨以上设备都要进行称重，而10吨以上设备要进行电子称重，每个设备称重最少3次，为保证称重精度和安全，称重设备一般还需有20%左右的称重余量。
6.9 采购钢材时，控制好钢板的公差值，尽量选用公差小的钢板。
6.10 建造阶段，要派专人负责记录每个小分段建造和设备安装时领取和返回的物料量，包括钢材，设备管子，设置包括焊条和油漆。记录有多少物料实际用在了船体上，与生产设计提供的分段重量作对比，以便及时掌控重量和重心变化。如果可能，还可以称取并记录每个小分段的重量。
6.11 定期编制重量控制报告，随时跟踪设计重量的变化。重量控制报告贯穿于初步设计到建造完成的整个周期，需要根据区域或专业分别统计重量和重心，并在每一期的报告中说明主要重量变化和整个重量控制的趋势。
6.12 及时采取减重措施。当重量控制报告显示重量超出预期时，必须及时采取有效减重措施，比如换用轻型材料，去除非必要部件等。
总之，重量控制工作非常繁琐，其贯穿于船舶整个设计和建造周期。做好重量控制工作，涉及管理，设计，采购，建造各环节，每个环节都要严格按照控制要求和方法实施，整个控制工作才能圆满完成。
船用钢板厚度公差对空船重量的影响 何广韬 《中国科技财富》
船舶空船重量及其重心位置的测定及影响因素 苏季兰《中国修船》
论文作者:吴文千
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/26
标签：重量论文; 船舶论文; 重心论文; 设备论文; 排水量论文; 称重论文; 阶段论文; 《基层建设》2019年第4期论文;