摘要：经过几十年的发展，我国的船舶修理和改装业务得到了极大的发展。船舶修理与改装已从造船生产的从属地位上升到社会经济发展的重要支柱产业。在对大型船舶进行改装的基础上，研究了船舶修理和改装的变形技术。
关键词：修理与改装；损坏形式；结构变形；
目前世界船企一体化进程不断加快，大型维修、改装工程越来越多，特别是涉及大规模改建工程的钢结构日益频繁。舰船维护从造船生产的从属地位，逐渐变得越来越重要，成为一种支柱产业。
1.船体结构变形控制的现状
大型和产品损坏的船体结构改变或修改，通常损害结构完整。在变形问题中经常遇到船体修理或修改本地的结构部分的损害，或永久转换需求。如此一来，会削弱原有的结构强度，导致变形形成。在改装设计初期，工艺人员将能够计算出结构损伤的过程、工艺孔的开口、某一变形控制处理或预防裂缝的切割面。
2.船体结构变形的形式及其控制措施
2.1 分段变形
第一，单底分段变形。在外力作用与材料因素影响之下，船体分段很容易有纵横向的收缩情况，致使分段结构有所变化并出现变形。在发生这种分段变形以后，船体分段的长度与宽度随之缩小，且在分段的边缘位置存在细微波浪，而在底部则存在中锤的情况。而引发单底分段变形的最主要原因就是构件的焊接与结构设计。
第二，双层底分段变形。在放置船体分段的过程中，因放置的位置与方式存在差异，所以自重作用效果存在差异，而分段变形也有所不同，一般情况下有倒装形式与正装形式两种。前者分段长度与宽度有所减少，而且分段边缘的位置存在细微的波浪，同时底部会向上拱起。而在船体改装中，如果内底材料结构引发的纵横收缩亦或是翻身焊接等情况，会引发倒装双层底分段变形，最终使得结构明显改变。而后者和前者的形式大致相同，然而底部则是中锤，和前者中拱存在一定的区别。其中，船体板缝与结构焊脚缝以及焊接不对称等因素都会因其正装双层底分段变形的问题，最终使得结构有所变化。
第三，横向收缩变形。因其这种变形的主要原因就是纵横向的焊接与结构角的焊接。其中，横向收缩变形的长度以及宽度会有不断缩小，且在边缘位置出现波浪，表面的拱起情况较为明显，同时甲板梁拱随之下降。
2.2结构变形
船体结构的变形的修复和改装分为局部变形引起的大开孔过程，整体实力损失造成的变形在连续专责小组成员转换，造成的船体整体变形连续过程孔设置等等。这个过程同样是由于结构部分的切割，力的连续性被破坏了，会产生两个后果，一是结构面和尺度变化，二是船体功能损害。结构规模的变化通常是局部的，严重的积累是船舶整体的变形。功能受损，反映在安装相关设备问题上，对标准的要求不符合要求。
2.3持续受力构件改装中产生的变形
持续的应力分量，特别是船体的纵向构件，被破坏，导致总纵强度的减弱，导致船体的变形，无论是纵向的还是横向的。连续的力分量部分被切断，并完全切断了船的横截面。在舱室内部安装隔板是很常见的，在横截面上的局部纵构件的切割都是在船体纵向的横截面上断裂的。当船体被截断以进行加长改装时，需要控制横截面附近的局部变形。
3.船体变形的控制方案
3.1 船体改装分段变形预防措施
通常情况下，处理分段变形的时候，需要充分考虑分段变形的基本特征，并深入分析分段的工艺与方法，根据引发结构变形的因素才具有针对性的反变形控制措施，进一步增强分段的精准度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在此过程中，可以选择使用加强、支撑以及保距横担等多样化的方式，针对船体分段施加外力亦或是在分段胎架中增加反變形量，确保增强变形预防的实际效果。其中，处理单壳分段的过程中，应借助搁凳位置的增加有效地调节，尽可能减少搁墩作用力的累积，确保作用效果的均衡性。而对于横向结构分段而言，在处理外板的时候，应尽可能选择结构纵向加排技术，针对纵向结构采取加强处理的方式，以达到变形效果合理控制的目标。要始终遵循装配的需求对临时支撑进行合理地设计：
第一，肋骨框架。一般来讲，装配加强的对象是船体部件，能够使其结构性能不断强化，更好地控制变形的情况。而在实际装配的时候，应根据肋骨框架结构与吊装施工状况，对角钢的位置进行确定，尽可能减少施工中肋骨框架焊接变形亦或是吊运搁置变形情况的发生几率。
第二，组合T型材。针对组合T型台结构的临时支撑，需要借助最佳的支撑材料，同时有效控制其间距，尽量处于500800毫米范围之内。而在焊接材料的整个过程中，也需要按照具体要求进行，确保结构角度和设计的要求保持一致。
第三，舷侧分段。在舷侧分段装配加强方面，应对加强槽钢进行合理地设置，实现舷侧分段结构质量的提高，尽可能规避吊运所引发的分段变形情况发生。而在设置槽钢的时候，需要有效分析分段的横向与纵向构建，并综合考虑其结构状况完成槽钢添加的任务。
第四，上层建筑。上层建筑的反变形控制需要科学合理地选择使用分段加强钢槽规格，并保证位置选择的有效性。与此同时，槽钢应当与焊接、支撑以及吊运需求相吻合，以免在外力因素的影响之下产生大幅度的变形问题。
3.2变形控制中工艺孔 的位置选择
为了控制在转换过程中船体的拆卸，主要的方面是控制“艺术孔的开口”。不能越开越远，越小越好，但同时也要考虑到现有的区域结构。重点介绍了将强度要求与强度要求相结合的原理，并将操作裕度与最小值相结合的原则。在需要工艺孔的地方，结构的强度被削弱。例如，相邻的主强度构件，在不破坏强度构件选择的情况下，打开甲板上的货舱壁，船体整体骨架与工艺孔长开口的方向相同，沿船长方向的纵向骨架船体加工孔。
3.3连续受力构件在改装时的临时替代
在船体的修改过程中，舱壁、舱口围和其他部件经常需要暂时分开，以便装配新的部件。但这种位置是应力相对集中区域，断开有变形产生的可能性，在开放生存期必须具有良好的替代结构。临时替代组件的设置位置不能从原来的结构中删除，也不能影响新部件的安装工作。如果打开舱壁，应该有一个舱壁和一个临时加固构件，在两根肋骨之间。同时，在设计新部件时要注意工作空间的大小限制，不能将操作空间扩大到提升能力，导致临时支撑远离舱壁，影响效果的帮助。
结构的临时替代必须有足够的强度，以取代原有的部件在失去强度后被破坏。当然，要用隔舱壁的剖开来重建临时舱壁是不容易的，但应该是气缸或其他圆柱结构的选择来补充力量，注重材料的节约和再利用。
3.4船体凹陷的产生原因
船体凹陷是指当内应力超过船体局部强度时，船体的永久变形。例如，船舶在码头，吸食拖船绷带碰撞时，帆船滞留、岩石和其他外部力量，船体的局部变形，导致当地的船体强度的减弱，增加了壳板的变形，尤其是当四周发生在水的部分，但也大大增加了导航力量，所以这艘船不能维持原来的正常状态的技术。
结论
本文研究了船体结构变形的主要原因，对结构变形进行了分类，并给出了结构变形控制方案。船舶船体修理和改装行业可以快速发展，船体改装过程的变形控制对于保证船体的验收和航行安全是非常重要的，实际的改装过程应该得到控制。
参考文献：
[1]王哲远.改装设计对风电安装船总纵强度和局部强度的影响研究[D].哈尔滨工程大学，2014.
[2]梅永娟，曹志岗，杨德庆，金咸定.改装舰艇艉部振动数值预报方法[J].噪声与振动控制，2013，33（02）：173-177.
论文作者:王新宇1,王松2,王勇3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签：船体论文; 结构论文; 强度论文; 构件论文; 纵向论文; 位置论文; 局部论文; 《基层建设》2019年第2期论文;