H-851轮舷顶列板圆弧转直角板设计优化

单炳田 友联船厂（蛇口）有限公司

1.概述

为了调整适应性，以便更灵活地整体运输海洋工程结构，船东决定对其进行升级改造。今次升级改造主要包括船艏100米左右边舱整体割除、原船结构改造和加强、快速压载系统升级等工程。本文所介绍的圆弧转直角板就是位于舷顶列板处一块从圆弧过渡到直角的板，此板一端与原船的圆弧对接，另一端则与甲板与外板形成的直角相连。如图1所示。

图1 圆弧转直角板位置图

2.原型线设计图

如图2所示。

图2 原设计型线图

2.1 按设计图放样展开的加工图

如图3所示。

2.2 按设计图将此块板展开后加工和装配存在的问题

由图2和图3可知，此块板一端需要加工成R825的圆弧，另一端需要加工成R82.5的圆弧，由于此块板厚55mm，材质为EH36，压型加工时加热温度不能超过650℃，因此，想要加工成如图3所示的形状几乎是不可能的，而且将图纸发给了几个加工能力特别强的外协厂家都表示不能加工。另外，即使此块板能加工，装配时也存在一定问题，如图4所示。

图3 原设计放样展开图

由图4很容易发现，此块板在和甲板与外板形成的直角部位对接时有一定程度的错位，见图4阴影部分，而且最大错位量达33.5mm，这很不利于此部位力的传递。由于此板在加工和装配时存在上述问题，因此必须改变此块板的设计。综合考虑加工和装配的因素，并通过三维建模，决定对此过渡板的设计作如图5修改。

图4 原设计装配错位图

3.修改后的设计

由图5与图2比较后发现，原设计的圆弧是由大到小逐渐过渡到接近直角，而修改后的圆弧则是逐渐过渡到平直板，此过渡板与甲板板和外板均是对接相连，消除了装配错位的问题，使结构更加合理，同时，板的加工也变得容易实现。

图5 优化设计后建模及型线图

3.1 修改设计后展开加工图（图6）

图6 优化设计后展开加工图

修改设计后此过渡板加工时要保证以下几点：

（1）与原船对接的圆弧端半径为R825，并与提供的样板吻合。

（2）AB、BC、CD三个边均为直线，并拉线检验，而且三个边在同一平面内，通过拉对角线检验对角线是否相交，目的是保证此过渡板与甲板平直对接。

3.2 加工后状态

加工后通过检验，成型及外观均满足船级社要求。

4.装配、焊接节点（图7）

图7 优化设计后焊接节点图

由于此过渡板与外板在对接缝处的夹角是渐变的，因此，为了提高焊接的可操作性和保证焊接质量，将此过渡板与外板对接缝设计为如图7中的DE T-2 所示，即对接缝的坡口型式从后往前也是渐变的，从B3-B3型式，仅上部过渡板开坡口，而下部的外板不开坡口，到在板缝向甲板过渡的150mm范围内，采用B2-B2的坡口型式，而在过渡板与外板成直角处，坡口开成B1-B1的型式。另外，为了保证过渡板与甲板横向对接缝端部的焊接质量，同时避免在外板上开过焊孔，所以必须在过渡板与甲板横向对接缝焊接完毕后才能安装外板。

5.总结

通过对设计方案的修改优化，使原来很难加工成型的板变得容易加工，同时从施工角度设计装配、焊接节点，使装配、焊接得以顺利实施。以上设计方案的修改，装配、焊接节点的设计均得到了船东、船检和设计公司的一致认可和好评，为项目的顺利开展提供了坚实的技术保障。