武汉理工大学
毕业设计（论文）
27000t散货船船体生产设计（艏部区域）
学院（系）： 交通学院 专业班级： 船舶与海洋工程0502班 学生姓名： 陈小运 指导教师： 李培勇
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学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名： 年 月 日
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2、不保密囗 。
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作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日
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本科生毕业设计（论文）任务书
学生姓名 陈小运 专业班级 船舶与海洋工程0502班 指导教师 李培勇 工作单位 交通学院 设计(论文)题目: 27000t散货船船体生产设计（艏部区域） 设计（论文）主要内容：
对27000吨散货船进行船体生产设计，完成：
（1） 总体部分：主船体生产设计 （2） 独立部分：船首区分段生产设计 要求：
（1） 承造厂为长江轮总青山船厂。本船在该厂6号船台上建造，年产4艘。 （2） 板材规格：8～22mm，1800×8000 mm, 1600×6000 mm， 1800×6000 mm, 1600×8000 mm，2000×10000 mm,
要求完成的主要任务:
1．毕业设计任务分析，完成相关资料检索和翻译，撰写开题报告； 2．编写毕业设计报告书一份（不少于1万字）； 3．绘制主船体外板展开图 4．编制主船体分段重量计算书 5．绘制主船体分段划分及余量布置图 6．绘制主船体分段船台安装定位线图 7．编制主船体分段船台安装工时计算书 8．绘制主船体分段船台安装程序图 9．编制主船体分段船台安装进度表 10.绘制主船体指定分段生产设计图表
11.中、外相关文献检索不少于12篇（其中外文文献不少于2篇），并完成文献阅读报告，完成外文资料翻译1篇（不少于2万印刷符）。 12.学校规定的其它工作。
必读参考资料
1. 27000DWT散货船船船体结构设计图、总布置设计图及船体说明书等； 2. 徐兆康等. 船舶建造工艺学.
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3. 黄浩. 船体工艺手册. 4. 吴俊逸等. 金属船体制图. 5. 杨永祥等. 船体制图. 6. 吴仁元. 船体结构
7. 中国造船、船舶工程、造船技术、国外舰船工程、Journal of ship production、International ship building progress、Marine Technology 等国内外刊物。
指导教师签名： 院长签名(章)____________
系主任签名： 4
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武汉理工大学
本科生毕业设计（论文）开题报告
1、目的及意义（含国内外的研究现状分析） 散货船自２０世纪５０年代中期出现以来。总体上保持着强劲的增长势头。在国际航运业中，散货船运输占货物运输的３０％以上。由于货运量大，货源充足，航线固定，装卸效率高等因素，散货船运输能获得良好的经济效益，散货船已成为运输船舶的主力军。随着世界经济的发展，散货船运输仍将保持较高的增长势头。 通观散货船的发展历史及对现状的分析，散货船的发展趋势主要体现在双壳化、大型化、快速性、多用途化、使用年限增长、环保和自动化程度提高等几个方面。 按载重量大小可将散货船分为五种代表船型，ＲＰ２万～３．５万吨小灵便型、３５万～５万吨大灵便型、６万～８万吨巴拿马型、１０万～１８万吨好望角型和２０万吨以上超大型散货船。 灵便型散货船原指载重量为２万～４万吨的较小型散货船，此型船吃水浅，能进出世界众多港口，具有灵便、通用的特点随着航运和造船业的发展，灵便型散货船也得到了进一步的发展，演变出载重量更大的３.５万载重吨以上大灵便型散货船，而把３.５万载重吨以下称之为小灵便型散货船。 造船生产设计是融设计、工艺和管理为一体的设计和管理技术。推行造船生产设 计的目的是实现壳舾涂一体化、区域造船以建立现代造船管理模式。 船舶建造中的技术准备工作，一般由产品设计、生产设计和生产计划三部分组成。生产设计就是对造船施工的各种工程技术问题进行分析研究，对制造方法和有关技术措施作出决策，并用图、表和技术文件等方式表达出来，作为编制生产计划和指导现场施工的依据。 造船生产活动的实践表明，在船舶设计中增加以造船施工为对象的生产设计，虽然增加了一些设计工作量，由于它可以科学地指导施工，使生产工艺和管理合理化，最终因提高效率和降低成本而获得更高的效益，生产设计是实施现代造船模式的核心工作内容。所以生产设计是十分重要的。 5
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本船为27000DWT钢质单甲板、单桨、柴油机推进的双舷侧散货船，为小灵便型散货船，航行于无限航区，主要装运矿砂、钢材、谷物和煤炭等货物。承造厂为长江轮总青山船厂。本船在该厂6号船台上建造，年产4艘。 2、基本内容和技术方案 对27000吨散货船进行船体生产设计，完成： （1） （2） 主要任务： 1. 绘制主船体外板展开图 2. 编制主船体分段重量计算书 3. 绘制主船体分段划分及余量布置图 4. 绘制主船体分段船台安装定位线图 5. 编制主船体分段船台安装工时计算书 6. 绘制主船体分段船台安装程序图 7. 编制主船体分段船台安装进度表 8. 绘制主船体制定分段生产设计图表 技术方案： 本船采用塔式建造法，由生产设计提供分段划分、分段建造、船台安装和工时安排的方案。 总体部分：主船体生产设计 独立部分：分段生产设计 3、进度安排 周次 日程 工作内容 要求 6
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1 2.16～2.22 （1）明确设计任务和要求，完成资料检索及文献确定专题调查的题目和内容；资料检阅读报告，外文资料初索及撰写文献阅读报告；外文资料翻译，选作翻译的外文资料需经指导老师认可。 译等） （2）3.15提交结果 前期准备工作（分析、理解设计任务；1.主船体结构理论重量估算 2.绘制外板展开图 1.设计、论证主船体总体建造方案 3.29提交结果 3.15提交结果 2～4 2.23～3.15 5～6 3.16～3.29 2.设计、论证主船体全船分段划分方案 3.主船体分段船台安装定位设计 4.绘制分段划分图 6～8 3.30～4.12 1.主船体分段船台安装工时计算 2.主船体分段船台安装进度日程设计 3.装配长度统计 4.主船体分段船台安装顺序设计 5.绘制相关图纸 4.12提交结果 9～12 4.13～5.10 1.船体分段设计 2.绘制相关图纸 5.10提交结果 13～15 5.11～5.31 编写毕业设计说明书，并与调查报告5.31提交报告书 一起汇总成正式设计报告书 答辩前准备工作及答辩 16～ 6.1～ 7
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4、指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 注：1．开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后三周内完成。
2．“设计的目的及意义”至少800字，“基本内容和技术方案”至少400字。进度安排应尽可能详细。 3．指导教师意见：学生的调研是否充分？基本内容和技术方案是否已明确？是否已经具备开始设计（论文）的条件？能否达到预期的目标？是否同意进入设计（论文）阶段。
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摘要
本文概述了27000吨散货船主船体生产设计。结合船舶生产设计的指导思想和产品特点以及承造厂生产条件，提出了建造27000吨散货船主船体的一套方案。内容包括主船体理论重量计算、分段划分方案、典型分段建造方案、船台装焊工艺。重点论述了分段划分方案的依据和可行性。
关键词：散货船 生产设计 分段划分方案
Abstract
This article provides an overview of the hull production design of the 27000DWT bulk cargo. Combined with the guiding ideology of production and product characteristics and production conditions of the contractor, it advances the construction of the hull of 27,000DWT bulk cargo, including the academic weight of the main hull, the project of subsections, the project of construction of typical subsection. arcs and crafts of the assembly and welding on slipway, focusing on the basis and feasibility of the project of subsections.
Keyword: bulk cargo, production design, the project of subsections
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目录
绪论 ........................................................................11 1 产品和承造厂生产条件概述 ................................................12
1.1 1.2
产品概述 ..........................................................12 承造厂生产条件概述 ................................................13
2 设计指导思想 ............................................................16 3 船舶建造方案 ............................................................17
3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 5.3 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5
船舶建造方案的选择依据 ............................................17 船舶总装方案的确定 ................................................17 船体分段划分的总体思想 ............................................19 典型分段划分方案的说明 ............................................20 分段装配基面的选择 ................................................25 装焊顺序 ..........................................................25 施工技术要求 ......................................................26 分段临时加强 ......................................................27 船台吊装定位线 ....................................................27 定位方法、接头形式 ................................................28 船台吊装方法 ......................................................29 余量布置和划线方法 ................................................30
4 船体分段划分方案 ........................................................19
5 典型分段建造方案说明 ....................................................25
6 船台装焊工艺 ............................................................27
7 设计总结 ................................................................32 致谢 ........................................................................32 参考文献 ....................................................................33 附录 ........................................................................33
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绪论
造船生产设计是融设计、工艺和管理为一体的设计和管理技术。推行造船生产设 计的目的是实现壳舾涂一体化、区域造船以建立现代造船管理模式。
船舶建造中的技术准备工作，一般由产品设计、生产设计和生产计划三部分组成。生产设计就是对造船施工的各种工程技术问题进行分析研究，对制造方法和有关技术措施作出决策，并用图、表和技术文件等方式表达出来，作为编制生产计划和指导现场施工的依据。
造船生产活动的实践表明，在船舶设计中增加以造船施工为对象的生产设计，虽然增加了一些设计工作量，由于它可以科学地指导施工，使生产工艺和管理合理化，最终因提高效率和降低成本而获得更高的效益，生产设计是实施现代造船模式的核心工作内容。所以生产设计是十分重要的。
本文的第一章介绍了产品的特点和承造厂的生产条件，第二章概括了本设计的指导思想，第三章论述了本船的建造方案，第四章说明了本船的分段划分方案，重点论述了船体分段划分方案的可行性，第五张说明了典型分段——UD5甲板分段的建造方法，第六章说明了船台装焊工艺。
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1 产品和承造厂生产条件概述
1.1 产品概述
1.1.1 本船概貌
本船为钢质单甲板、单桨、柴油机推进的双舷侧散货船。 本船有球形船首、倾斜首柱、方尾和半平衡悬挂舵。 本船设首楼、尾楼。机舱、起居处所和驾驶室均布置在尾部。 本船主要装运矿砂、钢材、谷物和煤炭等货物。
本船设有7道水密横舱壁。用于分隔为4个货舱，首尾尖舱和机舱。
货舱区域为双壳和双层底结构及底边舱，其中NO.3货舱双层底内布置燃料油舱。 机舱区域设置双层底，内底板水平伸向两舷，双层底内布置有轻柴油舱、主机滑油循环舱、燃油溢油舱、燃油油渣舱、空舱、舱底水舱、污燃油舱和污水井等。
本船结构采用混合构架形式，货舱区双舷侧、顶边舱和部分底边舱、货舱区双层底为纵骨架式结构。其他区域均采用横骨架式结构。
在机舱口内设有逃口，直通上甲板。机舱平台设有各种日用油舱等。 首尖舱兼作压载水舱。 尾尖舱为压载水舱。 1.1.2 主尺度
总 长 … … … … … … … … … … 169.37m 垂线间长 … … … … … … … … … … 159.8m 型 宽 … … … … … … … … … … 25.0m 型 深 … … … … … … … … … … 14.3m 设计吃水 … … … … … … … … … … 10.2m
1.1.3 载重量
载重量 … … … … … … … … … … 27000t
1.1.4 甲板梁拱
上甲板 … … … … … … … … … … 0.40m 首楼甲板和尾楼甲板 … … … … … … 0.30m 艇甲板、驾驶甲板、罗经甲板 … … … … 0.15m 其他甲板 … … … … … … … … … … 0.0m
1.1.5 肋骨间距
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尾至FR.10 … … … … … … … … … 600mm FR.10至FR.206 … … … … … … … … 750mm FR.206至首 … … … … … … … … … 600mm
1.1.6 双层底高度
货舱区域 … … … … … … … … … 1350mm 机舱区域 … … … … … … … … … 1750mm
1.1.7 干舷
本船干舷符合1966年国际载重线公约对“B”型船的要求。
对于干舷标志可用6mm厚的钢板切割成形后并按载重线标志图进行定位。 1.1.8 外板
船底板和船侧板均为纵横焊缝连接。
外板厚度按规范要求选定；且将此厚度自船舯向首尾两端逐渐过渡（在船舯0.5L区域内保持不变）。球鼻首处的外板，按规范要求加强。在首部锚链筒端部及锚和锚链可能撞击到的船壳外板处均予以增厚。与尾柱连接的外板也予以增厚，增厚的尺寸均满足规范的要求。
外板上的开口，如海水门等，必须有足够大和光顺的圆角，并按规范要求作适当的局部加强。 1.1.9 甲板板
甲板板以纵横焊缝相互连接、
上甲板厚度按规范的要求选定，且将此厚度自船舯向首尾两端逐渐过渡（在船舯0.5L区域内保持不变）。
货舱开口角隅为符合规范要求的抛物线形，机舱开口为圆弧形（设加厚板）。 1.1.10 底部结构
货舱双层底为纵骨架式结构，并按规范要求的间距设置纵桁和实肋板。
机舱为横骨架式结构，每档设置实肋板；根据需要在主机下方增设旁桁材，主机座桁材为坚实结构。 1.1.11 舷侧结构
货舱舷侧为纵骨架式结构，纵骨为球扁钢。 1.1.12 上甲板结构
货舱区域上甲板开口线外为纵骨架式结构，并按规范要求的间距设置强横梁。 机舱、首尾部甲板为横骨架式结构，并按规范要求的间距设置纵桁。
1.2 承造厂生产条件概述
1.2.1 公司简介
中国长江航运集团青山船厂是中国长江航运集团的骨干造船企业，国家大二类企业，工厂始建于1949年，位于九省通衢的武汉市，占地面积100万平方米，生产建筑面积14.1万平方米，码头岸线2200米，共有泊试工作码头9座；万吨级水平船台10座，下水斜船
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架17座，总举力达8500吨；高架吊车8台，最大单台起重能力60吨，联合最大起重能力为120吨；全厂设备总台数达1100台套；可同时建造多艘5000吨级至5万吨级船舶。工厂现有职工3800多人，拥有各类高中级工程技术和管理人员1000余人。经过半个世纪的艰苦创业，锐意开拓，使青山船厂成为目前我国内河最大的船舶生产基地。
青山船厂致力于科技进步，成套引进日本钢材预处理流水线，广泛采用微机放样，数控切割，二次喷涂，全位置自动焊等新技术，新工艺，并积极推行生产设计、分段预装、区域造船、壳-舾-涂一体化等先进的生产管理模式，使企业迈上了新台阶，现具有设计、制造载重量3万吨以下的货轮、集装箱、油轮、化学品船、液化汽船和各类客轮、工程船、大型浮坞、大功率推轮、沥青船、散装水泥船、滚装船的综合能力，出口船舶分别通过英国LR、德国GL、美国ABS、挪威DNV等船级社检验入级，企业通过了ISO9001质量体系认证。1995年以来批量建造了818TEU、660TEU、502TEU集装箱船以及6750吨多用途集装箱船，成功开发了2000立方米LPG运输船、2000吨乙二醇（不锈钢罐体）运输船、2.5万吨级全潜式重大件特种运输船和5000吨级散装水泥船，该船和3750吨全环保型电力推进成品油轮在国际市场获得好评，产生了良好的品牌效应；青山船厂被世界著名的克拉克航运咨询公司评为2005年全球20大化学品船建造厂，排名世界第15位。
青山船厂坚持“一主两翼”的发展方针，在搞好造船主体的同时，不断加大修船和非船产品的开发，使之成为企业支柱产业，先后生产了柴油机配件、甲板和起重机械、压力容器、ZP舵桨 、等离子数控切割机，并承接了高层建筑钢结构、桥梁围堰、水上乐园、人行天桥等市政工程项目、大大拓宽了承造厂的生产经营范围。
2005年青山船厂在紧邻的运河内建设蓄水坝和舾装码头，蓄水坝长150m，坝高19.5m，闸口宽60m，两座舾装码头长约380m左右，工程投资总概算为1，259亿元，主体工程于2007年完工投产，从根本上解决了制约企业发展瓶颈的问题，可实现船舶的常年下水，年造船生产能力将有目前的16万吨综合提升到30万综合吨，年产值将达30亿元，出口将达到2-3亿美元，成为湖北省区域经济发展的重要力量之一。
1.2.2 生产背景
1）建造艘数：年产量4艘 2）建造船台：
6号露天船台，该船台尺度为400m×22m，承载能力50000吨：设有15吨高架吊1台，300t龙门吊2台，100吨和150吨液压船台小车各一台 3）分段建造区：
船体分段在露天建造区建造；设有10t龙门吊16台，120t龙门吊2台。 4）下水方式：梳式滑道横向牵引式下水。 5）下水期：每年5-10月。
6）建造材质：船体结构用钢板和型材为B级钢；主机座面板为E级钢，腹板为D级钢；其余均为A级钢。
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7）板材规格：
δ=8～22mm 1800×8000mm 1600×6000mm 1800×6000 mm 1600×8000mm 2000×10000mm
8）其余无特殊限制.
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2 设计指导思想
造船生产设计是融设计、工艺和管理为一体的设计和管理技术。推行造船生产设计的目的是实现壳舾涂一体化、区域造船以建立现代造船管理模式。
船舶建造中的技术准备工作，一般由产品设计、生产设计和生产计划三部分组成。生产设计就是对造船施工的各种工程技术问题进行分析研究，对制造方法和有关技术措施作出决策，并用图、表和技术文件等方式表达出来，作为编制生产计划和指导现场施工的依据。
造船生产活动的实践表明，在船舶设计中增加以造船施工为对象的生产设计，虽然增加了一些设计工作量，由于它可以科学地指导施工，使生产工艺和管理合理化，最终因提高效率和降低成本而获得更高的效益，生产设计是实施现代造船模式的核心工作内容。
通过生产设计，由于实现了设计、工艺和管理的纵向统一，便于组织生产和管理，缩短了准备周期，减少了重复劳动，提高了工作质量；通过生产设计，使工艺指令和数据完整体现在图表上，改变了过去管理人员按各自经验、凭直观现场指挥生产的管理方法，有利于实行科学管理；通过生产设计，有利于对产品进度、质量要求和安全生产等进行全面管理。
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3 船舶建造方案
船舶建造方案，就是根据产品的特点和制造要求（批量、交货期和技术要求等），结合船厂生产条件制订的健在产品的基本方案。船舶建造方案一般包括船体建造阶段的具体划分，分（总）段的制造发放，部件和组合件的制作方式，船舶在船台上的建造方法和船舶舾装的阶段（分段舾装、单元舾装、船台舾装和码头舾装）和内容的划分，以及应采取的各项技术组织措施等等，所以，对于一个产品可以提出几个方案进行分析比较，并根据其综合评价选择最优的船舶建造方案。
3.1 船舶建造方案的选择依据
3.1.1 船舶产品特点的影响
船舶主尺度和船型特点是影响船舶建造方案的主要因素。当船舶平行中体较长时，因为平面分段数量较多，选择方案应以优化平面分段制造工艺和分配其装焊场地为核心；当船舶的平行中体较短时则主要由曲面分段和各种立体分段组成，建造方案应该以优化曲面分段和立体分段的制造工艺和分配其装焊场地为核心内容进行设计。
在船台起重能力已定的情况下，船舶主尺度和船型特点是影响船舶总装方法的重要因素。小型船舶一般可选用总段建造法；中型船舶则以选用塔式建造法为宜；大型船舶应视具体条件，既可选用岛式建造法，也可选用塔式建造法。对于尾机型船舶，只要船台条件许可，就应该选用串联形式建造。而中机型的大型船舶，若从提前进行船台舾装出发，可以采用先完成机舱及尾部的岛式建造法。 3.1.2 船厂生产条件的影响
船台起重能力也是影响船体建造方案的主要因素。在实际生产中，常常因船台起重能力的限制，即使船舶主尺度较小，也不能选用总段建造法。若采用上层建筑整体吊装和主机舾装单元整体吊装等先进工艺，则完全取决于船台起重能力能否满足要求。
船体装焊车间起重能力和船台起重能力之比，对船体分段制造方法和场地分配影响很大。当船台起重能力比船体装焊车间起重能力大得多时，为了利用车间分段装焊场地，又能充分利用船台起重能力，应该采用零、部件—分段—大型分段的分段制造方法。
船台的类型也影响着船台上的船体建造法的选择。例如用水平船台造船时，因为可用船台小车作总段移运工具，不仅可以选用总段建造法，而且对尾机型船舶还可以选用串联形式的总段建造法。
在分段装焊场地面积充裕时，应组织多工位的分段生产线，并设置专门的分段舾装工位，以便协调船体分段装焊作业和舾装作业，扩大预舾装范围和完善分段舾装工艺。但是，当分段装焊场地面积不够充裕时，不仅不能设置专门的分段舾装场，而且只能根据分段划分情况、船台吊装顺序和分段装焊场地面积等，对平台和胎架的布置作出合理的安排。
3.2 船舶总装方案的确定
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本船为钢质单甲板双舷侧散货船，总长169.37m，型宽25.0m，型深14.3m，平行中体长93.75m，设有球鼻首、首楼、尾楼，机舱、起居处所和驾驶室均布置在尾部。本船设有7道水密横舱壁，用于分隔为4个货舱，首尾尖舱和机舱。货舱区域为双壳和双层底结构及底边舱，其中NO.3货舱双层底内布置燃料油舱。机舱区域设置双层底，内底板水平伸向两舷。本船结构采用混合构架形式，货舱区双舷侧、顶边舱和部分底边舱、货舱区双层底为纵骨架式结构。其他区域均采用横骨架式结构。
下面就几种船舶总装方案来做一下比较： （1） 总段建造法
首先将船中部（或靠近船中）的总段（基准总段）吊到船台上定位固定，然后依次吊装前后的相邻总段。当两个总段的对接缝焊接结束后，即可进行该处的舾装工作。
总段建造法具有船台装焊工作量最少、减小船体焊接总变形、提高预舾装作业量、提前进行密性试验等优点。由于总段重量大，受船台起重能力的限制较大，通常适用于建造中小型船舶。
本船最重的部分在机舱区，以一块板的长度8.0m为分段长度，从#25～#35长7.5m,经过空船理论重量计算，重321.7m，超过了船台的起重能力，故机舱区域不能采用总段方式进行船台总装。
（2） 塔式建造法
建造时以中间偏后的底部分段为基准分段（对中机型船，也可取机舱分段），先吊上船台定位固定，然后向首尾和两舷，自下而上依次吊装各分段。其安装方法较简便，有利于扩大施工面和缩短船台周期。但焊接变形不易控制，完工后首尾上翘较大。
若采用塔式建造法，经过空船理论重量计算，机舱区（#25～#35）底部分段重量为115.3吨，远小于船台起重能力300吨。所以船台起重能力不是影响塔式建造方案的主要因素。经初步估算，本船采用塔式建造法，船台周期约为12周，也能满足年产4艘的要求，故采用塔式建造法可行。
（3） 岛式建造法
岛式建造法就是将船体划分成2～3个建造区（简称“岛” ），每个岛选择一个基准分段，按塔式建造法的施工方法同时进行建造，岛与岛之间用嵌补分段连接起来。这种建造法能充分利用船台面积，扩大施工面，缩短船台周期，而且其建造区长度较塔式建造法短，船体刚性较大，所以它的焊接总变形比塔式法小，但是其嵌补分段的装配定位作业比较复杂。
岛式建造法要求船厂有较强的统筹管理能力和先进的处理嵌补分段的能力，考虑到青山船厂的技术实力和建造能力，故不采用岛式建造法。
综上所述，本船采用塔式建造法。
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4 船体分段划分方案
4.1 船体分段划分的总体思想
1）分段重量和尺寸的选择
分段的重量和尺寸越大，分段的数量就越少，则可以减少船台装焊工作量和高空作业量，提高工效和改善劳动条件。但是，由于受到船厂生产条件（起重运输设备技术参数）和船体结构刚性的限制，必须根据实际条件来决定分段重量和尺寸的大小。
通常在划分船体分段时，首先应该以分段重量（包括分段内的舾装件和临时加强材的重量）不超过船厂起重运输能力（船台起重能力、分段翻身条件和分段从车间运往船台的负载能力）为划分原则。但是，只按船厂起重运输能力划分分段不是都合理的。因为船体各部分结构的强弱不同，其单位面积重量相差很大，如果只按分段重量不超过船厂其中运输能力来划分，就会导致某些分段的尺寸过大，结构刚性不足等问题。所以根据船体结构特点，船底、船首、尾和某些上层建筑立体分段应该以船厂起重运输能力为决定分段划分的主要因素，而甲板、舷侧等则应该以分段结构刚性和分段吊运翻身的可能性为分段划分的主要因素，船厂起重运输能力为次要因素。
2）生产负荷的均衡性
所划分的分段应能保持各工艺阶段生产负荷的均衡。例如，若将底部分段划分过大，势必会是分段制造周期显著增加；相反，船台吊装工作量减少，由此可能产生分段制造周期不能适应船台吊装进度计划的矛盾。
3）船体结构强度的合理性
分段划分时的船体结构强度合理性，就是船体结构特点对分段大接头提出的强度要求。即在容易产生应力集中的区域，如舱口角隅处，机座纵桁末端，上层建筑端部，双底向单底结构过渡部分等处，因应力集中而比其他区域的应力大得多，对焊接接头中存在的残余应力和热影响区特别敏感，所以分段大接缝必须避开这些应力集中区域。
4）施工工艺的合理性。
分段划分应为船舶建造创造良好的施工条件，它主要有以下几方面的要求： （1）扩大分段装焊的机械化、自动化范围。
当前的分段制造机械化、自动化程度的提高，主要反映在分段制造中。由于平面分段机械化生产线已经在许多船厂中使用，因此，为了增加平面分段的数量，只要船体结构上允许，应尽量将船体的平面部分和曲面部分分开，并使平面分段的尺寸不超过平面分段机械化生产线所允许的最大尺寸。即使船厂没有平面分段机械化生产线，也要尽量扩大平面分段的数量，以得到良好的施工条件和扩大自动焊使用范围。
（2）保证分段大接缝布置的合理性。
从船体结构特点看，它总是由一些连接构件（肘板等）把各部分特征不同的结构
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连接起来的，如底部结构与舷侧结构，横舱壁隔开的两个舱室的结构等的内部骨架，都是用各种肘板连接起来的。这些内部结构连接处的接缝一般式天然的分段大接缝。利用这些接缝作分段大接缝，不仅把具有不同特点的船体结构划分开，还减少了因分段划分而增加的接缝长度。
分段划分时，对横骨架式结构应尽可能作横向划分，纵骨架式尽量作纵向划分，以免过多的切断内部连续骨架；同时，底部分段的横向大接缝应尽可能设在水密肋板和横舱壁所在的肋距内，甲板和舷侧分段的横向大接缝应尽可能设在横舱壁所在的肋距内，以免过多的切断纵向构件，这样做在船台装配中还可以避免较多的假舱壁。
分段横向大接缝尽量布置在同一横剖面内。
首尾尖舱的分段横向大接缝，一般布置在尖舱舱壁外。因为工人可以不必通过人孔进入空间狭小的尖舱内进行作业，从而获得宽敞良好的工作空间。
对有舱口的甲板分段划分，应尽量保持舱口的完整性。它既可以提高舱口制造精度，还可以避免装配时对接舱口围板的高空作业，以提高作业的安全性和生产效率。
船底作纵向划分时的纵向大接缝，在划分成左右两段时，应设在靠近中底桁处；在划分成三段时，则应设在靠近旁底桁处，这时应将旁底桁改为连续构件。
底部分段与舷侧分段对接的纵向大接缝，一般都是以舭部外板与舷侧板的纵接缝，舭肘板与肋骨连接处作为大接缝的。
多层甲板的舱壁分段，为了保证甲板的连续和便于船台装焊，而将舱壁在甲板处切断，舱壁和甲板连接的角接缝为大接缝。
4.2 典型分段划分方案的说明
1. 横向大接缝的选择
首尾尖舱的分段横向大接缝，一般布置在尖舱舱壁外。因为工人可以不必通过人孔进入空间狭小的尖舱内进行作业，从而获得宽敞良好的工作空间。下图为本船船首分段划分图，其中#200设有首尖舱舱壁，首尖舱的分段横向大接缝设在#200-150处。
FD1FU1FS4FS3FS2B1FS1FB1185190195200205210215220225
图4.2 船首区域分段划分图
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分段横向大接缝尽量布置在同一横剖面内。甲板和舷侧分段的横向大接缝应尽可能设在横舱壁所在的肋距内，以免过多的切断纵向构件。船中部分应尽量考虑板材的利用率。下图为本船货舱区分段划分图，本船的平行中体长93.75m，由于平行中体沿纵向是平直的，所以在分段划分时应充分考虑板材的利用率，每个分段跨21个肋位，长15.75m,本船使用的板材为1.8m×8.0m，两块板长16.0m，板材的使用率高。TB2槽型舱壁分段设在#118，横向大接缝设在#118+150处。
TB2095100105110115120125130135140145
图4.3 货舱区分段划分图
甲板的划分应该避开舱口角隅等应力集中位置，下图为货舱区甲板分段划分图。
145150155UD4165170175 图4.4 货舱区甲板分段划分图
2. 典型横剖面的划分方案
（1） 货舱区
方案一：双层底、底边舱、舷侧、顶边舱、舱口围板各为分段。
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图4.5 方案一
方案二：双层底、底边舱和部分舷侧、顶边舱和部分舷侧、舱口围板各为分段。
图4.6 方案二
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方案 优点 方案一 平直分段和曲面分段被划分能使用平面分段机械化生产线，改善了施工条件，扩大了自动焊的适用范围。 方案二 分段数量少，减少了分段的建开，减少了胎架的数量和大小，造周期。 缺点 分段较多，生产周期长，场地占用较多。 不利于提高分段的生产效率，不利于改善施工条件，增加了分段建造的难度。 综上所述，应选择方案一。 （2） 船首区
下图为船首分段划分的典型横剖面图，船首区域的平台有2900平台、5400平台、7900平台、10400平台、12400平台。考虑到船首区域的平台较多，本方案采取以平台划分分段的方案，每个分段的纵向接缝设在平台上150mm，上下分段的外板和肋骨形成阶梯形接头。这样划分的优点有：
1. 方便船台定位和吊装；
2. 船台装焊时，工人能在平台上装焊，改善了施工条件；
3. 每个分段以平台为基面反造，改善了施工条件，节省了建造工时；
FR210
图4.7 船首区典型分段划分图
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综合各种要素，本船的分段划分方案为： （1） 船首区
横向大接缝设在#200-150处。以2900平台、5400平台、7900平台、10400平台、12400平台、上甲板为基础划分为门形分段，纵向大接缝设在每层平台上150mm处。球鼻首为独立分段。
（2） 货舱区
横向大接缝设在#56+150、#76+150、#97+150、#118+150、#139+150、#160+150、#181+150处，纵向分段线设在底边舱顶板上150mm,顶边舱底板上150mm。
（3） 船尾区
横向大接缝设在#12+150、#24+150、#35+150处，以内底板、6500平台、10400平台、上甲板为基础划分为门形分段，纵向大接缝设在每层平台上150mm处。
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5 典型分段建造方案说明
本设计选择UD5甲板分段做建造方案。UD5甲板分段位于船首区域#195+150-#200-150，长11.88m，宽3.6m，属于曲面分段，但曲率较小。
5.1 分段装配基面的选择
UD5甲板分段采用反造法，以甲板为基面在框架式活络胎板胎架上建造。 反造法胎架简单，可减少一次翻身，缺点是施工条件稍差，型线易产生误差。 下图为UD5甲板分段结构图。
图5.1 UD5分段结构图
5.2 装焊顺序
装焊顺序的合理与否，直接影响分段制造的质量、装焊作业的难易程度、辅助材料的消耗量以及分段制造的周期等。因此，决定适合于某一分段的最佳制造方法和装焊顺序是此工艺阶段的重要工作内容。
构件的安装顺序有四种方法：分离法、放射法、插入法、框架法。UD5甲板分段由甲板横梁、甲板纵桁、肘板和舱口围板等构件和组合件以及甲板板构成。采用分离法。
分离法即在分段装配基准面的板列上，先安装布置较密的主向构件并进行焊接，再安装交叉构件并进行焊接。这是一种装配与焊接交替进行的装焊方法，有利于扩大自动焊，半自动焊的范围。
下面是UD5甲板分段装焊工艺方案。
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胎架准备吊装甲板板拉马固定划纵,横骨架安装线吊装舱口围板板划加强筋和肘板安装线安装#196~#199横梁安装并焊接水平面板安装并焊接肘板安装并焊接加强筋焊接#196~#199横梁安装和焊接舱口围板骨架间焊接，除横梁外的骨架与板列焊接安装甲板纵桁和肘板拆除拉马，矫正变形焊缝和结构性检验划分段轮廓线，装配检验线分段临时加强及吊运分段完工检验切割分段余量
图5.2 UD5分段装焊顺序图
5.3 施工技术要求
（1） 检验胎架的中心线是否垂直于肋骨检验线，以保证分段划线和装配的准备性； （2） 纵、横骨架的划线，应先划分段中心线和肋骨检验线，再划其他安装线； （3） 板列和胎架应拉牢贴紧，其间隙应小于3mm。
（4） 分段两端大接头处的焊缝应留出200～300mm不焊，以提高大接头的柔性，便于船台总装；
（5） 型钢构件的定位焊，应焊在型钢的内侧以便在外侧进行焊接；
（6） 分段装焊完工后，应划出分段轮廓线和检验线，以便余量切割和船台总装； （7） 吊运时采用吊梁作业，并做临时加强，应保证吊环的焊接质量，避免发生吊运事故；
（8） 纵横骨架的连接须平齐，以便板与骨架能紧密贴合。
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6 船台装焊工艺
6.1 分段临时加强
在进行大型分段组装时，若其中某边呈自由边时，则必须进行临时加强以保证其刚性。例如货舱区舷侧分段的临时加强如下图所示。
图6.1 舷侧分段的临时加强
该分段设有许多舷侧纵骨，故该分段的纵向刚性较好，不必作纵向临时加强。而舷侧和顶边舱都处于自由状态，并且该分段从平台上吊起后需作90°旋转才能处于正确位置状态，吊点也需移至上甲板上。因此，必须作如图示的临时加强，使支撑与两端骨架呈三角形，保证骨架间不发生角变形。
6.2 船台吊装定位线
船台吊装定位线的选择一般采用通过该分段的水线、中心线（或纵剖线）、肋骨线。在选择定位线时，若条件允许应选择通过大多数分段的水线、纵剖线作为吊装定位线，选择靠近分段中部的肋骨线作为肋骨检验线。
本船沿型深方向的定位线有：WL1000, WL4000, WL6000, WL7000, WL10000, WL13000, WL14000, WL16000；
沿船长方向的定位线有：#3，#18，#30，#38，#46，#67，#77，#87，#108，#119，#129，#150，#161，#171，#191，#197，#208，#221；
沿船宽方向的定位线有：中纵剖线，10000纵剖线。 全船的定位线见附图。下图为#92横剖面的定位线。
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图6.2 典型横剖面定位线
6.3 定位方法、接头形式
6.3.1 定位方法
分段在船台上的定位工作一般是借助于该分段在船体中长度、宽度、高度方向所处的位置，以及水平检验线等四个要素来决定分段在船体中的正确位置。
以舷侧分段为例：
1. 舷侧分段的肋骨检验线对准船底对应的肋骨检验线； 2. 甲板理论线处半宽应符合要求； 3. 使水平检验线在同一水平面内；
4. 检查水平检验线高度与理论高度的偏差值。 6.3.2 接头形式
常用的分段接头形式有平断面接头盒阶梯形接头两种，平断面接头的板和骨架都在同一剖面内切断；阶梯形接头的板和骨架是相互错开的，其错开距离不宜过长。
船体分段的横向大接缝一般采用平断面接头，以便进行船台装配作业。图示为本船货舱区的横断面大接缝。
底部分段与舷侧分段对接的纵向大接缝选用阶梯形接头。图示为本船213船底分段和223分段的阶梯形接头。
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图6.3 舷侧分段和船底分段接头形式
舷侧分段与甲板分段的接头形式，一般应选用阶梯形接头，以便利用先吊装分段的骨架伸出部分，作为后吊装分段的支承。图示为本船货舱区228（P）舷侧分段和UD5甲板分段的阶梯形接头。
图6.4 甲板分段与舷侧分段的街头形式 6.4 船台吊装方法 吊环是分段吊运的主要属具，一般用钢板制成，包括无肘板和有肘板两种形式。有时候根据分段结构特点和吊点位置，可用内部构件作吊环。 吊环的数量需根据分段形状及吊运翻身的方式来决定。例如，舱壁、平直舷侧分段等平面分段在装焊时不用翻身，吊装时也只将分段吊成直立状态便可进行安装定位，故只需在分段上侧安装两个吊环；甲板分段既需要翻身，吊装时又要求吊平，故一般需安装四个吊环；但带在舷侧分段上组成大型分段的甲板分段，因在大型分段组装时只需两个吊环，故其数量则应由是否需要翻身决定；对于首、尾部的舷侧曲面分段，若按吊运要求只需两个吊环，但为了便于船台吊装，也可在分段下安装1～2个副钩用吊环；立体分段、总段一般都需安装四个以上的吊环。
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吊环的布置应满足以下要求：
（1） 吊环安装位置应与分段重心对称，以保证吊环负荷均衡，保持分段吊运平稳和吊装状态正确；
（2） 吊环安装位置一般设在分段的纵、横骨架交叉处或在分段的刚性构件上； （3） 吊环安装方向应与受力方向一致，以免吊环产生扭矩； （4） 采用落地翻身方法时，吊环位置应尽量设在分段重心平面内。 （5） 吊环安装处的船体内部构件应有长约1m的双面连续焊。
6.5 余量布置和划线方法
6.5.1 分段大接头的余量布置
分段大接头的余量布置原则为：
（1） 两个分段对接的大接头边缘只许一边留余量，另一边不留余量，以便在分段安装定位时进行余量划线和切割工作；
（2） 基准分段（包括吊装的第一个舷侧分段和甲板分段）横向大接头不留余量； （3） 其余底部分段、舷侧分段、甲板分段均在朝向基准分段的一端留余量，另一端不留余量；
（4） 舷侧分段与底部分段对接的纵向接头，底部分段不留余量，舷侧分段留余量； （5） 舱壁分段与底部连接的下口边缘留余量，其余边缘不留余量；
（6） 上层建筑分段纵向大接头下口留余量，横向大接头留余量原则与主体相同； （7） 甲板分段两舷不留余量。但是，当中间甲板的边板划分归舷侧分段时，则甲板分段两侧的纵向大接头应留余量。 6.5.2 船体构件的余量
船体构件余量是指为补偿构件在各工序中所产生的误差而留的尺寸裕度。本船的建造余量分为分段余量、部件余量、零件余量和其他余量等。
1. 分段余量
用来保证分段合成总段或总船体后的尺度。其数值按分段和总段制造公差、总段反变形值，以及焊接和火工矫正收缩量而定。一般平直分段四周约放30mm余量；底部与舷侧等分段对接处按线型情况而定，较平直的放30mm余量，变化较大的放50mm余量。
2. 部件余量
用来保证部件在装配焊接后，经过矫正仍能保持应有尺寸。其数值要使部件安装于分段或总段时能良好配合，而部件在分段对接缝处的余量值，应与分段或总段余量一致。
3. 零件余量
用来保证零件加工后的正确尺寸，以满足各装配阶段的需要。除应保证其装配成部件或分段所需的余量外，还应考虑零件安装于分段或总段时对接缝处的余量，以及冷热加工的影响。
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4. 其他余量要求
为满足设计或工艺的特殊需要而设，在图纸或工艺文件中专门标出。 6.5.3 划线方法
分段余量的划线方法有两种： （1）
将一个分段的大接头叠盖在另一个分段上,在被叠盖的分段上事先划出大
接头的辅助线如下图
叠盖部分辅助线接缝线70~150
图6.5 分段余量划线（叠盖法）
当分段定位好后,即按辅助线划出余量线并切割余量. （2）
另一种是使对接的分段离开30～50mm,其划线尺寸应为分段上肋骨检验线
与船台上肋骨检验线的差值△,如图所示:
肋骨检验线ΔDB1肋骨检验线DB2Δ船台上的相应肋骨线图6.6 分段余量划线（分离法）
结合本船的特点，本船应采用分离法来进行分段余量划线。
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7 设计总结
实践出真知，经历了这次毕业设计，我感觉到我要学的东西还很多。在课本上学到的知识还不能满足生产设计的需要，要想把生产设计做的完善还需要更多的实际经验，而这些经验就需要我在以后的工作中去慢慢积累。
毕业设计刚开始的时候我以为只要将课本上的知识照搬就能轻松完成。慢慢的我才意识到做毕业设计是一个再学习的过程，首先要将课本上的知识强化，把遗忘的和以前没注意的地方重新捡起来，然后要拓展课本以外的知识，我们所学的船舶建造工艺学只是一个对船舶生产概括性的知识体系，而其中的很多细节是要通过其他的书籍来补充的。在完成毕业设计的过程中，老师不是一味的教我们要怎么去做，而是让我们自己去动脑筋、去思考，然后来指正我们的错误，有了这种自我的思考，我们才有提高。
通过这次毕业设计，我养成了许多好习惯，比如守时。正如老师所说的，毕业设计的真正目的是为工作做准备，是为了能尽快适应以后工作生涯。好的习惯是会受益一生的。
通过这次毕业设计，以前是电脑盲的我能熟练运用Office,Autocad等软件，做外文翻译也使我的英语水平有所提高，我还掌握的许多的专业英语词汇。
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致谢
毕业设计即将结束，我的大学生涯也将结束，在这里我要感谢在大学四年里所有教导过我的老师，所有帮助过我的人。感谢我的父母陪我走过了学子的生涯。在这里还要特别感谢我的毕业设计的指导老师——李培勇老师，谢谢他的辛勤教导。谢谢大家让我有一个美好的大学生活。
参考文献
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[8] Daniel A.Finke. Activity-Based Spatial Scheduling. Journal of Ship Production, Vol. 24, No.1, February 2008, pp. 12-16.
附录
附录1：船体典型分段重量计算 附录2：毕业设计船厂调查报告 附录3：船台装配工时计算 附录4：设绘图纸清单 附录5：文献阅读报告 附录6：外文原稿及翻译
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