船舶常识与船体结构.doc

第一篇 船舶常识与船体结构第一章 船舶常识第一节 船舶尺度与主要标志教学目的：使学生掌握船舶尺度与主要标志。重点：船舶尺度。难点；船舶尺度的量取。计划课时：2节。作业： 一、船舶尺度 1船舶尺度及其用途 船舶尺度根据用途的不同，可分为最大尺度、船型尺度和登记尺度三种。 1) 最大尺度 最大尺度又称全部尺度或周界尺度，是船舶靠离码头、系高浮筒、进出港、过桥梁或架空电缆、进出船闸或船坞以及狭水道航行时安全操纵或避让的依据。最大尺度包括: (1)最大长度 最大长度又称全长或总长，是指从船首最前端至船尾最后端(包括外板和两端永久性固定突出物)之间的水平距离。 (2)最大宽度 最大宽度又叫全宽，是指包括船舶外板和永久性固定突出物在内井垂直于纵中线面的最大横向水平距离。 (3)最大高度 是指自平板龙骨下缘至船舶最高桅顶间的垂直距离。最大高度减去吃水即得到船舶在水面以上的高度，称净空高度。 2)船型尺度 船型尺度是钢质海船入级与建造规范中定义的尺度，又称型尺度或主尺度。在一些主要的船舶图纸上均使用和标注这种尺度，且用来计算船舶稳性、吃水差、干舷高度、水对船舶的阻力和船体系数等，故又称为计算尺度、理论尺度。船型尺度包括： (1)船长L(垂线间长) 指沿设计夏季载重水线，由首柱前缘量至舵柱后缘的长度(对无舵柱的船舶，则由首柱前缘量至舵杆中心线)，但均不得小于设计夏季载重水线总长的96，且不必大干97。 (2)型宽B指在船舶的量宽处，由舷的肋骨外缘量至另舷的肋骨外缘之间的横向水平距离。(3)型深D( 指在船长中点处，沿船舷由平板龙骨上缘量至卜层连续甲板横梁上缘的垂直距离；对甲板转角为圆弧形的船舶，则由平板龙骨上缘量至横梁上缘延伸线与肋骨外缘延伸线的交点。而在船长中点处，由平板龙骨上缘量至夏季载重线的垂直距离称之型吃水d。3)登记尺度登记尺度为海船吨位丈量规范中定义的尺度。是主管机关登记船舶、丈量和计算船舶总吨位及净吨位时所用的尺度，它载明于吨位证书中。(1)登记长度指量自龙骨板上绿的最小型深85处水线总长的96，或沿该水线从首柱前缘量至上舵杆中心线的长度，两者取大值。(2)登记宽度 指在船舶最大宽度处，两舷外板外表面之间的横向水平距离，但不包括舷外突出物。(3)登记深度 指在船舶登记长度中点处，自内底板卜缘量至上甲板下缘之间的垂直距离(内底板上有木铺板的，则从木铺板上缘量起)。若是单层底船，则从中内龙骨上缘量至上甲板下缘。2船舶主尺度比船舶的主尺度仅表示船体的大小，而主尺度比却是船体几何形状特征的重要参数，其大小与船舶的各种性能关系密切。1)船长型宽比LB( 为垂线间长与型宽的比值，其大小与快速性和航向稳定性有关。比值越大，船体越瘦长，其快速性和航向稳定性越好，但港内操纵不灵活，反之亦然。 2)船长型深比LD 为垂线间长与型深的比值，其大小主要与船体强度有关。比值大对船体强度不利。 3)船长型吃水比Ld 为垂线间长与型吃水的比值，主要与船舶的操纵性有关。比值大，船舶的操纵回转性能变差。 4)型宽型吃水比Bd 该比值的大小与稳性、横摇周期、耐波性、快速性等因素有关。比值大，船体宽度大，稳性好，但横摇周期小，耐波性变差，航行阻力增加。 5)型深型吃水比Dd 该比值的大小主要与稳性、抗沉性等因素有关。比值大，干舷高，储备浮力大，抗沉性好，但船舱容积增大，重心升高。 二、船舶的主要标志船舶船体根据需要，在其外壳板上勘划着各种标志(mark)，现就一些主要标志简述如下：1球鼻首和首侧推器标志球鼻首标志(bulbousbowmark，)为球鼻型首船舶的一种特有标志，主要用以表明在其设计水线以下目部前端有球鼻型突出体，并勘划于船首左右两舷重载水线以上的首部bow处。对首部装设有旨侧推装置的船舶，均需用首侧推标志(bowthrustermark)来加以表明，该标志勘划于船旨左右两舷重载水线以上的首部处，井位于球鼻首标志的后面。2吃水标志船舶靠离码头，通过浅水航道或锚泊时都需要精确掌握当时的吃水。为保证船舶的操纵安全，在船舶首、中、尾左右两舷船壳板的六处，均勘划有吃水标志(draftmark)，通常称为六面水尺，用以度量船舶的实际吃水。吃水标志(水尺)的标记方法有两种：一种是公制，以阿拉伯数字表示，其数字的高度规定为10厘米，两字相隔的间距也是10厘米；另一种是英制，以阿拉伯数字或罗马数字表示，每个数字的高度为6in，两数字相隔距离也是6in，。吃水的读取方法是以水面与吃水标志相切处按比例读取吃水，当水面与数字的下端相切时，该数字即表示此时该船的吃水。 3甲板线 甲板线(deckline)为一长300nm、宽25rnm的水平线，勘划于船中处的每侧，其上边缘一般应经过干舷甲板(freeboarddeck)上表面向外延伸与船壳板外表面之交点。如果干舷经过相应的修正，甲板线也可以参照船上某一固定点来划定。参考点的定位和干舷甲板的标定，在任何情况下均应在国际船舶载重线证书上标写清楚。 4载重线标志 为确定船舶干舷，保证船舶具有足够的储备浮力和航行安全，船级社根据船舶的尺度和结构强度，为每艘船勘定了船舶在不同航行区带、区域和季节期应具备的最小干舷，并用载重线标志的形式勘划在船中的两舷外侧，以限制船舶的装载量。 载重线标志由外径为300mm，宽为25mm的圆圈与长为450mm，宽为25mm的水平线相交组成。水平线的上边缘通过圆圈的中心。圆圈的中心位于船中处，从甲板线上边缘垂直向下量至圆圈中心的距离等于所核定的夏季干舷。某一时刻的水面至干舷甲板线上边缘的垂直距离，即为该船当时的干舷，表示当时船舶所具有的储备浮力，干舷越大，储备浮力越多，船舶越安全。在勘划载重线时，还应在载重线圆圈两侧井在通过圆圈中心的水平线上方或圆圈的上方和下方加绘表示勘定当局的简体字母。所勘划的载重线的各线段，均为长230mm，宽25mm的水平线段，这些线段与标在圆圈中心前方长540mm宽25mm的垂线成直角，为不同区带、区域和季节期的最大吃水限制线度量时应以载重线的上边缘为准。 所用各载重线的含义如下： T表示热带载重线；表示夏季载重线，其上边缘通过圆圈中心； w表示冬季载重线； WNA表示北大西洋冬季载重线； w表示热带谈水载重线； P表示夏季谈水载重线。 上述各载重线的前四种勘划在垂线的前方，后两种勘划在垂线的后方。对圆圈、线段和字母，当船舷为暗色底者，应漆成白色或黄色，当船舷为浅色底者，应漆成黑色。船舶只有在正确地和永久地勘划载重线标志后，方可取得国际船舶载重线证书。 5吃水指示系统 由于吃水标志是勘划在船壳板外侧的首、中、尾部，往往难以准确方便地读取船舶的六面水尺，特别是读取尾部弯曲船壳板处的吃水时更为困难。为解决这一难题，在有些大型现代化船舶上专设了吃水指示系统，用以测量船舶首、中、尾的吃水和纵、横倾斜度，它可随时从指示面板上集中读取首、中、尾的吃水，颇为方便。 吃水遥测系统目前主要有三种类型：浮子式遥测系统；超声波探测式遥测系统；吹气式遥测系统。第二节 船舶种类和特点教学目的：使学生掌握船舶船舶种类和特点。重点：各种船舶种类和特点。难点；各运输船舶特点。计划课时：4节左右。作业： 一、客船 根据SOLAS公约的规定，凡载客超过12人者均应视为客船，这类船舶通常多为定期定线航行。其特点是具有多层甲板(deck)的高大上层建筑，具有较好的抗沉性，且船速较高，有的还设有减摇装置。 按载客的性质不同，客船可分三类： (1)全客船：指专用于运送旅客及其所携带的行李和邮件的船舶，一般设计为“二舱或三舱不沉制”。 (2)客货船：指在运送旅客的同时，还载运相当数量的货物，并以载客为主，载货为辅。 (3)货客船：该种船舶以载货为主，载客为辅。客货船与货客船在杭沉性方面一般以“一舱不沉制”为最低设计要求。二、集装箱船 集装箱船又称货柜船或货箱船。其特点是：1.货舱多为单层甲板，货舱开口宽大；2.为保证船体强度和提高抗扭强度，船体设计为双层底和双层壳舷侧结构，并在双层壳舷侧的顶部设置抗扭箱结构；3.同时为防上货箱移动和固定货箱，货舱内设有格栅式货架(箱格导轨系统，eellguide system)；其装卸效率高，货损货差少。3.此外，集装箱船的主机功率较大，航速较高，远洋高速集装箱船的方形系数小于0.6、三、散装船 散装船专用于装运散粮、矿石(ore)、煤炭(coal)等散装货物。货舱为单层甲板，舱口较宽大。这类船舶根据其所载货种和结构形式的不同，可分为以下几种： 1散贷船 主要用于装运密度较小的散货，如散粮、煤、糖等，为单层或双层船壳结构。其特点是舱口田板高大，货舱横剖面(c阴肥c“皿)成棱形，这样既可装满货舱，减少平舱工作，方便卸货，又可防止货物移动而危及船舶的稳性。货舱四角的三角形舱柜为压载舱，用于调节吃水和稳性高度。船型肥大，一般单向运输。散货船货舱横剖面结构示意图为： 2矿砂船 矿砂船专用于载运散装矿石，为单向运输船。这种船由两道纵舱壁特整个装货区域分隔成中间舱和两糟边舱，在中间舱下部设置双层底。中间舱装载矿货，两侧边舱作压载舱。由于矿石的密度大，积载因素小，故所占舱容小，这样会使船舶的重心过低，在航行中产生剧烈摇摆。为提高重心高度，矿砂船的双层底设计得特别高，有的矿砂船货舱的横剖面设计成谓斗形，这样既可提高船舶的重心高度又便于清舱。同时，矿砂船货舱两侧的压载边舱也比散货船大得多。矿砂船均为尾机型船，航速较低。为适应所载货物的特点，一般采用高强度钢，且内底板等构件均采取加厚的措施。矿砂船货舱横剖面结构示意图为。四、混装船这类船舶一般为既可装载油类又可装载散装干货，但不同时装载的船舶(存有油类的污油水舱例外)，且为肥大船型，方形系数Cb一般大于0.8。主要有两种类型： 1矿砂石油两用船 矿砂石油两用船又称OO船，由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱和左右两侧边舱，双层底设在中间舱下部且没有矿砂船那样高。船的全部或大部分中间舱用于装载矿货，或边舱和部分中间舱装载货油，即单运矿砂时装在中间舱；运油时则载于两侧边舱和部分中间舱。矿油两用船货舱横剖面示意图为。 2矿砂散货石油三用船 矿砂散货石油三用船又称OBO船，其货舱横剖面形状与散货船类似成棱形，但般为双层船壳井具有双层底舱和上、下边舱。其中间舱的全部或大部分用来装载散货或矿石，两侧边舱、上边舱和部分中间舱用来装载货油，下边舱为压载舱。三、散装船 散装船专用于装运散粮(bulk)、矿石(ore)、煤炭(coal)等散装货物(bulkcargo)。货舱为单层甲板，舱口较宽大。这类船舶根据其所载货种和结构形式的不同，可分为以下几种：1散贷船(bulkcargo)主要用于装运密度较小的散货，如散粮、煤、糖等，为单层或双层船壳结构。其特点是舱口围板(hatchcemmng)高大，货舱横剖面成棱形，这样既可装满货舱，减少平舱工作，方便卸货，又可防止货物移动而危及船舶的稳性。货舱四角的三角形舱柜(上下边舱)为压载舱(ballasttank)，用于调节吃水和稳性高度。船型肥大，一般单向运输。图为散货船货舱横剖面结构示意图。2矿砂船矿砂船专用于载运散装矿石，为单向运输船。这种船由两道纵舱壁特整个装货区域分隔成中间舱和两糟边舱，在中间舱下部设置双层底。中间舱装载矿货，两侧边舱作压载舱。由于矿石的密度大，积载因素小，故所占舱容小，这样会使船舶的重心过低，在航行中产生剧烈摇摆。为提高重心高度，矿砂船的双层底设计得特别高，有的矿砂船货舱的横剖面设计成谓斗形，这样既可提高船舶的重心高度又便于清舱。同时，矿砂船货舱两侧的压载边舱也比散货船大得多。矿砂船均为尾机型船，航速较低。为适应所载货物的特点，一般采用高强度钢，且内底板等构件均采取加厚的措施。图为矿砂船货舱横剖面结构示意图。四、混装船这类船舶一般为既可装载油类又可装载散装干货，但不同时装载的船舶(存有油类的污油水舱例外)，且为肥大船型，方形系数Cb一般大于0.8。主要有两种类型：1矿砂石油两用船矿砂石油两用船又称00船，由两道纵舱壁将整个装货区域分隔成中间舱和左右两侧边舱，双层底设r中间舱下部且没有矿砂船那样高。船的全部或大部分中间舱用于装载矿货，或边舱和部分中间舱装载货油，即单运矿砂时装在中间舱；运油时则载于两侧边舱和部分中间舱。图为矿油两用船货舱横剖面示意图。2矿砂散货石油三用船矿砂散货石油三用船又称OBO船，其货舱横剖面形状与散货船类似成棱形，但般为双层船壳井具有双层底舱和上、下边舱。其中间舱的全部或大部分用来装载散货或矿石，两侧边舱、上边舱和部分中间舱用来装载货油，下边舱为压载舱。图为矿散油三用船货舱横剖面结构示意图。五、杂货船 杂货船即普通货船，主要用于装载一般干货，如成包、箱尾捆、桶的件杂货。通常是多层(2-3层)甲板结构，舱口尺寸较大以便于装卸，并配有吊杆或起重机。在抗沉性方面，一般设计成“一舱不沉制”。六、滚装船船 滚装船运输是将传统的船舶垂直上下装卸作业改成水平方向的滚动作业，有人又将其称作“带轮”作业。它是将集装箱固放在妊车底盘或车辆上作为一个货物单元进行装卸的，也可承运汽车。其船尾有一眺板可裕放在码头上，由拖车通过跳板把货箱拖至船内或由船内拖出。舱内设有活动斜坡道或升降机，货箱通过它作上下层间的移动。为装卸作业的安全，跳板工作坡度应小于8，通常为4 5 ，船舶横倾小于4 ，跳板对码头的负荷一般不超过23tm2。滚装船上甲板子整无舷弧和粱拱，无起货设备。甲板层数多，舱内支柱极少，甲板为纵通甲板。这种船抗沉性较差，难以满足“一舱不沉制”的抗沉性要求，舱容利用率较低，造价也较高。但因其装卸效串高，对码头要求不高，故主要用于短途运输。七、木材船 木材船专用于装运各种木材，其货舱要求长而大，舱口大，舱内无支柱等障碍物。因甲板需装载木材，故甲板强度要求高，舷墙也较高，并在甲板的两舷舷侧设有立柱或立柱底脚，同时将起货机均安装于桅楼平台上八、冷藏船 冷藏船是指专门运输肉类、水果、蛋晶之类易腐鲜贷的船舶。其特点是具有良好的隔热设施与制冷设备，货舱口较小，货舱甲板层数较多，船速较快而吨位较小。九、液 货 船 1油船船 油船是指载运石油及石油产品的船舶。 1)特点 (1)老式油船为单甲板、单层底结构，为防止油船因海损事故而污染海洋，新建中型以上抽船均采用双层底或双层船壳结构； (1)甲板上无起货设备和大舱口，仅有几个圆形小舱口，并用油泵和管路装卸作业； (3)油船一般采用纵骨架式结构，以保证纵向强度和减轻船体重量； (4)为减少自由液面对稳性的影响和提高船舶的总纵强度，设有纵向水密舱壁，把油舱划分为并列的两列或三列货油舱(对L90m的油船，要求在其货油舱区域内设置2道纵向连续的水密舱壁)； (5)油船的LB较小、Bd及方形系数Cb较大，屑肥胖型船干舷亦小； (6)为使货油舱连接成一个整体，增加货舱容积和防火防爆，其机舱、锅炉舱均布置在船尾，为尾机型船； (7)为防止油类的渗词和防火防爆，在货油舱的前后两端设置隔离空舱，亦有用泵舱、压载舱等兼作隔离空舱的； (8)设置多道横舱壁和大型肋骨柜架，用以增加横向强度和适装不同品种的油类； (9)设有专用压载舱或清洁压载舱，并设有污油水舱(sloptank)。 2)油船设置专用压载舱的忧缺点 (1)优点： 可从根本上解决含油压载水排放而引起的海洋污染问题； 减轻货泊舱因装压载水而对舱内结构的腐蚀； 提高了结构强度和抗沉性； 可在装卸抽的同时排出或灌入压载水，从而缩短了停港时间。 (2)缺点： 专用压载舱的设置减少厂泊船的有效载货舱容； 船体重量及造价均有所增加。 2液化气船 液化气船有液化天然气船和液化石油气船两种。 1)液化天然气船 液化天然气主要是甲烷，在常压下极低温(-165C)冷冻才能使其液化，以便于运输。液舱要求有严格的隔热结构，要求能保证液舱恒定低温。常见的液舱形状有球形和矩形两种。 2)液化石油气船 日前运输液化石油气的方法有三种：一种是将其加压液化，可在常温下进行装卸，这种船叫全加压式液化石油气船，其货舱常为球形或圆柱形罐；另一种是冷冻液化，叫全冷冻式液化石油气船，其货舱可制成矩形，舱容利用率高，但需设置良好的隔热层；第三种是既加压又冷冻液化，叫半加压半冷冻式液化石油气船。3液体化学品船液体化学品多数为有毒、易燃、腐蚀性强的液体货物，H品种繁多。因此，船舶多设计成具有许多较小的水密货舱，舱壁多用耐腐蚀的不锈钢制成，这种船为防止船底触破化学液体外溢而发生污染，设置双层底。有毒物品应装于中间一列货舱内，不可装在两舷舷侧的舱内，液货的装卸需要用由蒸汽带动的泵来进行。 十、其他船舶 1工程船 工程船指从事港口、航道、梅洋、水利丁程的船舶，主要有挖泥船、起重船、海洋调查船、敷缆船、航标船等。 2工作船 工作船指为航行船舶进行服务性或专业性工作的专用船舶。主要有：拖船(tug boat)、供应船(supply boat)、破冰船(ice breaker)、海难救助船(rescue ship)、消防船(fire boat)、科学考察船等。第二章 船体结构与船舶管系第一节 船用钢材及连接方法教学目的：使学生掌握船用钢材及连接方法。重点：船用钢材及连接方法。难点；船用钢材连接方法。计划课时：2节左右。作业： 一、船闲钢材的种类 船用钢材一股可分成船体结构用钢材和锅炉、受压容器与机械结构用钢材等。 1船体结构用钢 所有船体结构用钢材，均应由船级社认可的钢厂生产，检验合格的产品应有船级社的印记。钢的冶炼方法可用平炉、电炉或碱性吹氧转炉炼钢法，如采用其他方法，则应经船级社特别批准。对制成的钢材按规定还应进行试验，试验内容包括化学成分分析、物理试验，其中物理试验项目主要有：拉力试验、冷弯试验和冲击试验。 船体结构田倔材按化学成分和性能分为一般强度船体结构钢和高强度船体结构钢二种。 1)般强度船体结构钢 一般强度船体结构钢即以前的船用碳素钢，分A、B、D、E四级。A级为沸腾钢，B缎为镇静钢，D级和E级为全镇静细晶粒(铝处理)钢，E级钢中的含锰鼍高于D级钢而含碳量低于D级钢。 一般强度船体结构钢四个等级钢材中碳、磷和碱的含量见表，钢材中碳含重的高低直接影响其强度，含碳量越高，强度高，但韧性和延展性变差。磷和硫是钢材中的有害成分磷会增加钢材的冷脆性，减少延展性，降低冲击韧性，当含磷量达3时，冲击韧忭几乎降巨零；硫和铁会形成硫化铁存在于钢的结晶中，易使钢材形成裂缝，发生撕裂现象，这种现象叫热脆，使钢材焊接性能变差。 目前，一般强度船体结构钢在中小型船舶的焊造中应用较多 2)高强度船体结构钢 高强度船体结构钢又称船用低合金钢。 由于高强度船体结构钢是在一般强度船体结构钢的基础上再加入少量的锰、铌、钒、铝和硅等合金元素冶炼而成的，其强度、机械性能、焊接性、耐腐蚀性和耐磨性等古项指标均优于一般强度船体结构钢。尽管钢材本身的价格昂贵，但因其具有L述各项性能，在造船时可减少钢材的用量，从而减轻船体结构的重量，降低造船成本，最终的经济指标却与般强度船体结构钢相近。 为防止船体断裂，船体各部位不同结构的钢材需根据所承受的应力状态、构件厚度以及工作环境温度等条件选用。根据船体结构各部位所承受的总纵弯曲力矩的大小与分布可分成1、II、v五类材料级别，其中I级为最低级，v级为最高级， 结合船体构件的厚度及表列相应的材料级别，在钢质海船人级与建造规范中可查取应采用的钢材。二、船用钢材的应用类型及其标注方法1船用钢材的应用类型为满足船体各部分结构的不同需要，船用钢材在实际应用时主要有以下几种类型：1)钢板钢板(plate)是船体结构的主要组成部分，约占6065，如船壳板、甲板板及分舱隔板，一般厚度在4mm及以下的钢板称为薄板，4mm以上的称为厚板。船用钢板的尺寸范围一般为：厚640mm、宽1 200b3 000rDATI、长6000、14000mm。2)型钢型钢(standardsteelsection)在船体结构中所占的比例仅次于钢板，约为35-40，主要用作船体骨架。按其横剖面形状可分为：扁钢、球扁钢、角钢、工字钢、T型钢及槽钢等。3)铸钢与锻钢 船舶的首尾柱、锚、导缆孔、缆桩及尾轴管等常采用铸钢(casting)，而船舶的舵杆、轴等形状简单的构件则较多采用锻钢(forging)。锻钢的机械强度和韧性优于铸钢，但因加工工艺的限制，其构件结构不宜太复杂。2船用钢材的标注方法船舶在建造或修理前，首先必须根据各部位的需要确定所用的钢材类型，然后再在图纸上具体标注尺寸，单位统一用“毫米(mm)”，为方便起见，通常在标注时单位可省略不写。三、船体构件的连接方法船体构件是由大量钢材经连接而成的，必须有极高的连接工艺，才能保证其有足够的强度和良好的水密性。船体构件的连接方法主要有焊接和铆接二种。 由于焊接工艺的飞速发展，且焊接比铆接又具有更多的优越性，因此目前在船舶修造中基本都采用焊接法。 1焊接 焊接(welding)是对连接构件采用局部加热方法，使之达到液态或接近液态而熔接的过程。焊接的方法主要有电弧焊(electricarcwelding)和气焊(gaswelding)。电弧焊俗称电焊，是以电弧作加热源，工作效率高，使用方便，在船舶修造中应用最广。气焊是以氧乙炔气燃烧作加热源，主要用于对薄板的焊接和铸钢的补焊。 船体构件焊接连接的种类主要有对接、角接、搭接、塞焊和端接，相应的焊缝种类有对接焊缝(bullweld)、角焊缝(filletweld)、搭接焊缝(1ap weld)、塞焊缝(plugweld)及端接焊缝(edgeweld)等，如图所示。 对接(buttwelding)常用于两块钢板的拼接。手工焊接在板厚大于56mm时需对被焊钢板边缘加开坡口(groove)，以保证在焊接时能焊透。较薄的板材一般单面开坡口，对较厚的板材一般需双面开坡口，坡口角度一般在40-60之间。坡口的截面形状有V形、U形、X形、K形、双面U形及单边V形或U形等。 角接(filletwelding)常用于相互垂直或交叉构件之间的连接。对有水密要求或构件受力大的部位需双面连续焊接，板材厚时要开坡口以保证焊透。在一般构件上有双面链式间断焊、双面交错间断焊和一面间断一面连续焊等。 搭接(1apwelding)和塞焊(plugwelding)常用于修补强度要求不高部位的覆补及某些需要覆板加强的部位，即首先在原钢板上覆贴一块钢板，称覆板(doublingplate)，将其四周焊妥，这种方法叫搭接，其牢度较差。为增加牢度，在覆贴的钢板上再开一些圆形或长圆形小孔，然后把覆贴钢板和原钢板在小孔处焊在一起并将小孔堆焊至与覆贴钢板平，这种方法叫塞焊。 端接(edgewelding)仅用于薄板的连接，在船体结构中极少见。 2铆接 铆接(dveting)是在焊接工艺普及前，船体构件的主要连接方法，目前在一些船舶的舷边结构上仍有用铆钉连接的结构。铆接的过程大致是：先在被连接件上钻孔、冲孔和扩孔，并把铆钉加热至1000C-l100 C左右，铆钉呈黄红色，将铆钉插人被连接件上加工好的孔内，在其头部一面用锤衬垫，另一面用锤敲击铆钉伸出部分成圆球形，待冷却后，利用它的收缩力将构件紧贴密封连接。对有水密要求的部位必须在铆接后进行捻缝并做水密试验，试验中若发现有渗漏严重的铆钉应拆除重铆，略有渗漏则可用碾压或捻缝来止漏。3焊接与铆接相比具有的优缺点焊接与铆接相比具有更多的优越性，首先其焊接强度较高，连续焊缝的强度可达被连接构件强度的90100，而铆接只有6580；其次焊接可减轻结构的重量，简化结构而使其更合理；另外，焊接施工方便，容易达到水密和油密的要求，从而可加快修造船的速度、降低；劳动强度、简化工艺和降低修造费用；焊接的船壳比铆接的光顺，可减小船体的摩擦阻力，进而；减小航行阻力等。但焊接也有缺点，由于焊接是在高温下进行的，且是局部加热，易使加热和因冷却不均匀而产生变形和剩余应力，一旦在其上产生细小的裂纹就会迅速蔓延且难以防止其扩散而导致海损事故。第二节 船体结构第三节为使船舶能在恶劣天气条件下承受各种外力对船体的冲击和作用，实现安全营运，船舶必须按钢质海船人级与建造规范的技术要求进行建造，并需经由主管机关授权的中国船级社或指定的验船师按钢质海船人级与建造规范检验合格后方可投入营运。作为船舶驾驶人员亦应掌握船体结构的基础知识，这在船舶操纵、配载和维修保养工作中是必不可少的。 一、船体结构的形式与主要结构图 1船体结构的作用 船舶由主船体(mainhull)、上层建筑(superstructure)和许多其他各种设备(equipment)所组成。主船体是指上甲板(upperdeck)以下包括船底(bottom)、舷侧(bma&ide)、甲板(deck)、舱壁(bulkhead)和首尾(foreanddt)等结构所组成的水密(watertight)空心结构。这些结构全部由板材(dealsandbattens)和骨架(skeleton)组成，即由钢板、各种型钢、铸件和锻件等组成。无论是航行、停泊，还是在坞内，船舶都会不可避免地受到各种力的作用，归纳起来主要有：重力、浮力、货物的负载、水压力、波浪冲击力、扭力、冰块挤压力、水阻力、推力和机械震动力及坞墩反力等外力的作用，这些力的最终效果就是使船舶产生总纵弯曲、扭转、横向及局部变形。因此，船体结构必须具有承受和抵抗上述各种变形的能力，即在保证船体总纵强度、扭转强度(torsional strength)、横向强度(transverse strength)和局部强度(10calstrength)及坐坞强度(dockingstrength)的基础上，保持船舶的形状空间，保证船舶的水密，安装各种船舶设备和生活设施，载运旅客和货物。 2对船体结构的设计与建造要求不同种类和航区的船舶在船体结构的设计和建造方面虽有着各自的特点，但不论何种结构均应做到：(1)具有足够的强度(strength)、刚度(ri办dity)和稳定性(stability)，保持可靠的水密性，并能满足营运上的要求；(2)构件本身应有良好的连续性，避免应力集中(stressconcentration)，同时应能保证安装在其上的机械设备具有良好的工作性能；(3)应有合理的施工工艺，以提高劳动生产率，减轻劳动强度，缩短船台(buildingberth)建造周期，降低成本；(4)充分考虑整个船体的美观和今后维修保养的方便性。 3船体结构的形式 组成船体的基本结构形式是骨架和板材。以骨架的不同排列形式可分成横骨架式、纵骨架式和纵横混合骨架式三种。 1)横骨架式 横骨架式(transverseflamingsystem)船体结构是指在主船体中的横向构件(transversemgmher)排列密尺寸小，纵向构件排列的间距大尺寸也大，如图1-2-2所示。其结构简单、建造容易、横向强度和局部强度好，又因其肋骨(frame)和横梁(beam)尺寸较小，故舱容(holdcapacity)利用率较高且便于装卸。横骨架式船舶的总纵强度主要由外板(shellplate)、内底板(innerbtomplating)、甲板板(deckplating)以及分布在其上的纵向构件(10n妇tudinalmember)来保证，在较长的船上则需加厚钢板来保证总纵强度，因此增加了船舶的自重(solewei少t)，同时这种船舶横向刚性比纵向刚性大，所以横骨架式结构主要用于对总纵强度要求不高的沿海中小型船舶和内河船舶。纵骨架式(10ngitudinal framingsystem)船体结构是指在主船体中的纵向构件(10ngitudinalmember)排列密尺寸小，横向构件(transversemember)排列间距大尺寸也大，如图12-3所示。由于纵向构件的增多大大提高了船体的总纵强度，因此可选用较薄的板材，使船舶自重减轻；但施工建造比较复杂，同时由于横向构件尺寸的加大使货舱舱容得不到充分利用而影响载货量，且装卸也不便。因此纵骨架式结构常见于大型油船和矿砂船。 3)纵横混合骨架式 纵横混合骨架式(combinedframingsystem)船体结构是指在主船体中的一部分结构采用纵骨架式而另一部分结构则采用横骨架式。通常船中部位的强力甲板(sngmdeck)和船底结构(bottomstructure)因所受的总纵弯矩大，故采用纵骨架式，而下甲板(10werdecks)、舷侧(broadside)及在受总纵弯矩较小，建造施工不便和波浪冲击力较大的首、尾部位则采用横骨架式结构。图1-2-4中，船底和上甲板结构采用了纵骨架式，二层甲板(tweendeck)和舷侧则采用了横骨架式结构。混合骨架式综合了上述二种骨架形式的优点，因此，既保证了总纵强度，又有较好的横向强度。同时，这种骨架形式也减轻了结构重量，简化施T_2E艺，并充分利用了舱容和方便装卸。但在纵横构件交界处结构的连续性较差，在连接节处容易产生较大的应力集中。纵横混合骨架式结构主要应用于大中型干散货船。 4船体主要结构图船体主要结构图的用途表现在三个方面，首先，通过该图可以达到了解本船船体结构的尺度，其次该图亦是造船时计算强度和选用构件的依据，同时修船时亦可根据图上标明的板材和骨架的厚度与尺寸，用船体允许的蚀耗表算出允许蚀耗，对照实测结果来决定是否需要换新(renew)。常用船体主要结构图有下列四种： 1)基本结构图(basicconstructionPl跚) 基本结构图反映了船体纵、横构件的布置和结构情况，是全船的结构图样之一。主要包括：纵中剖面结构图(centralfore-and-aftplaneconstructionplan)：图上注有肋骨尺度和间距、甲板纵桁尺度、各种支柱尺度、纵舱壁厚度及其上的扶强材尺度、上层建筑的高度以及板的厚度和扶强材尺度等，见图12-5。各层甲板图(deckplan)：图上注有甲板板的厚度、甲板纵桁的尺度和间距、横梁尺度、舷边角钢尺度和各开口的位置及尺寸等，见图1-2-6。甲板板由钢板焊接而成，钢板的长边沿船长方向布置，首尾相接，并平行于船纵中线。甲板边板由于要保持一定宽度，故沿舷边呈折线状布置。在大开口之间及首尾两端也可横向布置。内底结构图(innerbottomconstructionplan)：图上注有内底板和内底边板的厚度、舭肘板尺度、内底和船底纵骨的尺度、肋板的厚度和尺度、中桁材和旁桁材的厚度和尺度。该，图也叫双层底图(doublebottomconstructionplan)，如图12-7所示。2)外板展开图(shellexpansionpl曲)外板展开图上注有外板的排列及厚度、外板上开口的位置、各层甲板、内底板、船底纵桁材、舷侧桁材、各道舱壁、肋骨和肋板的位置线等，是造船或修理时确定船体钢板的规格和数量，申请备料和订货的主要依据。船壳外板是由许多块钢板焊接而成的，钢板的长边沿船长方向布置。长边与长边相接叫边接，焊缝为边接缝，短边与短边相接叫端接，焊缝称端接缝。钢板逐块端接而成的连续长条板称为列板(strake)。组成船壳外板各列板的名称如图1-2-8所示。位于船底平坦部分的各列板称为船底板(bottomplating)；位于船体纵中线的一列船底板称为平板龙骨(platekeel)。由船底过渡到舷侧的转圆部分称为舭部(hlge)，该处的列板称为舭列板(址lsestrake)。舭列板以上的列板称为舷侧列板(sidestrake)，其中与上甲板甲板边板(deckstringer)连接的这一列板称为舷顶列板(sheerstrake)。外板展开图是由船壳外板沿基线(baseline)横向展开而成，在图上每一块钢板的宽度畏其实际宽度，而长度是其在基线上的投影长，如图1-2-9所示。组成船壳外板的每块钢板在外板展开图中的确切位置用编号的方式表示，编号由列板与钢板序号两部分组成，并冠以左舷(P或右舷(S)。对不同列板，以平板龙骨为基准并称其为K列板，与其相邻的列板为A列板，再次的列板为B列板，以此类推，但I、O、Q三字母不用；而同一列板中每块钢板的排列序号可从船首排起，也可从船尾排起，并用阿拉伯数字表示。如图1-2-9中船壳外板右舷C列第四块板(从船首算起)，则可表示为SC4，同样“K6”则表示平板龙骨第六块板(从船首算起)。 j惯削圆图transversecross-sectionplan) 它包括中横剖面图(midship transversecross-sectionpl91)，机舱处横剖面图(engineroom transversecross-sectionplan)及货舱口处横剖面图(caigohatchtransverse cross-sectionplan)。其上有一些重要的船舶尺度、横剖面形状及剖面处各构件的尺度等，如图1210所示。 4)舱壁图(bulkheadplan) 图上注有舱壁板的排列和厚度，扶强材及其肘板的尺度和水平桁材的尺度，如图1211所示。 5总布置图总布置图(generalarrangementplan)由右舷侧视图、各层甲板与平台平面图、舱底平面图及船体主要尺度和技术数据等组成。反映了船舶总的布置情况，即全船各舱室的划分与位置、各种船舶设备及位置。该图比较集中体现了船舶的用途、任务和经济性。二、船底结构船底结构(bottomconstruction)是保证船体总纵强度、横向强度和船底局部强度的重要结构。作用于船底上的外力有：水压力、机械设备和货物的负载、总纵弯曲引起的拉伸力和压缩力，进坞坐墩时墩木的反力、机械设备运转时的振动力等。船底结构主要有双层底结构和单层底结构两种类型。(一)双层底结构双层底结构(doublebottomconstruction)，是指由船底板(bottom plating)、内底板(inner bottom plating)、内底边板(inaln，plate)、舭列板(hlSe strake)及其骨架(framing)组成的底部空间。根据钢质海船人级与建造规范的要求，船舶应尽可能在首防撞舱壁(fore collisionbulkhead)至尾尖舱舱壁(dt呷e吐bulkhead)间设置双层底(doublebottom)。 1作用 双层底可以增加船体的总纵强度、横向强度和船底的局部强度；可用作油水舱装载燃油、润滑油和淡水；也可用作压载水舱以调整船舶的吃水、纵倾、横倾、稳性和提高空载时车叶和舵的效率，进而改善航行性能；万一船底板意外破损，内底板仍能防止海水进人舱内，从而提高了船舶的抗沉性(noatability)，对液货船亦可提高船体的抗泄漏能力；它还能承受舱内货物和机械设备的负载。 2组成 双层底按骨架形式的不同分纵骨架式和横骨架式两种，如图1-2-12和图1213所示。其主要组成部分有船底板、肋板、舭肘板、桁材、纵骨、内底板及内底边板等。1)船底板(bottomplating)由于船底板各部受力不同，因此其板厚也有所不同，其中平板龙骨(flatplatekeel)最厚。平板龙骨位于受力最大的船底中心线上，并在船最低处易于积水腐蚀，规范规定其厚度不得小于船底板厚度加2mm，且其宽度在整个船长范围内应保持不变。在船中部由于受总纵弯矩大，因此规范规定在船中部04L区域内船底板厚度不得小于端部的船底板厚度。 2)横向构件 (1)肋板 1肋板(floor)是连接内底板和船底板的横向构件，并是保证船体横向强度和船底局部强度的重要构件。按其结构与用途的不同可分成实肋板、水密肋板和组合肋板。实肋板(sohdfloor)：又称主肋板，是非水密的横向构件。为减轻结构重量及便于，舱室之间空气和油水的流动，其上开有减轻孔(Udltellinghole)、气孔(血hole)和流水孔(drainhole)，有些减轻孔专门设计成便于人员通过的人孔(manhole)。实肋板的厚度与设置间距在规范中均有详细规定，同时为增加其强度，在上面焊有加强筋(stiffener)，如图1-2-14所示。水密肋板(waterfidl，floor)：它从横向将双层底分隔成若干个互不相通的舱室，其上无开口。一般在水密横舱壁(watertightbulkhead)下均设有水密肋板。因它可能会受单面水的压力，因此其厚度比实肋板厚度增加2mm，但一般不必大于15mm，垂直加强筋(stiffener)也应设置得密一些，其结构如图1-2-15所示。组合助板(bracketfloor)：又称框架肋板，由内底横骨(innerbottomframe)、船底横骨(bottom fraine)、肘板(bracket)和旁桁材(side瘁rder)的扶强材(rib)组成。设置于不设实肋板的肋位上，并多见于横骨架式双层底结构(transverselyframeddouble bottomconstruction)中，目前已较少采用，其结构如图1-2-16所示。组合肋板可用轻型肋板(U曲tenedfloor)代替，该肋板的厚度与高度均和实肋板相同，但允许有较大的减轻孔，且与组合肋板相比，施工方便。轻型肋板结构如图1-217所示。 (2)舭肘板(bilgebracket)：是连接肋板和肋骨，使其组成横向框架的一块板材，俗称污水沟三角板，应在每个肋位上设置。其上有面板(facePlate)或折边(naging)以增强其刚度，板上开有减轻孔和污水孔，如图1-2-12所示。它可保证舭部的局部强度和船体的横向强度。 3)纵向构件 (1)桁材 中桁材(centerSirder)：又称中底桁，是置于船底首尾中心线上的纵向梁，它与平板龙骨(flatplatekeel)、中内底板(centerinnerbottomplating)组成工字型纵向构件，是船底结构中重要的强力构件，俗称龙骨(keel)。规范规定在船中075L区域内，其上不得开入孔或减轻孔。中桁材应尽量向首尾柱延伸，并应在中部0。75L区域范围内保持连续，其厚度在规范中也有详细规定。 箱形中桁材(ductkeel)：又称箱形龙骨，它是由两道对称布置于船底纵中线两侧的纵桁及内底板、船底板和骨材等组成的水密箱形结构，如图I-2-18所示。一般设置于机舱舱壁与防撞舱壁之间。箱形龙骨不仅能起到中桁材所能起的作用，同时还能将其用于集中布置各种管路和电气线路，便于保护和维修这些设备，避免管路穿过货舱而妨碍装卸货；缺点是要占去一部分双层底舱容，故又称管隧(piretunnel)。按规定箱形龙骨的宽度不应超过2m。 旁桁材(sidesirder)：又称旁底桁或旁龙骨，对称设置于中桁材两侧且平行中桁材，并与船底板和内底板相连，其上开有减轻孔、流水孔和气孑L等，一般间断于实肋板之间。旁桁材的数量根据船宽而定。(2)纵骨(10ngitudinal)：是纵骨架式结构中设置的纵向构件，一般用尺寸较小的不等边角钢制成。有内底纵骨(innerbottomlongitudinal)和船底纵骨(bottomlongitudinal)，分别连接在内底板和船底板上，它是连续构件，穿过实肋板。内底纵骨的剖面模数为船底纵骨剖面模数的85。纵骨是保证船体总纵强度的重要构件。 4)内底板和内底边板 内底板(innerbottomplating)是双层底上面的水密铺板，其两侧边缘与舭列板相连接的一列板叫内底边板(marginplate)。内底板和内底边板构成了双层底的内底，其长度也就是双层底的长度。 内底板的厚度分布情况与船底板相似，即船中部较厚，两端稍薄，而中内底板因与中桁材相接，受力较大，其厚度也稍厚一些。此外，为便于人员进入双层底进行施工、渭舱和橙修，并从有利于通风的角度出发，在每个双层底舱的内底板上至少开设有两个成对角线布置的长圆形或圆形人孑L(manhole)，同时配有水密的人孔盖(manholecover)。内底边板处于船底结构向舷侧结构过渡的舭部位置，受力较复杂，且内底边板处易积水、腐蚀，故比内底板厚些。其结构形式有下倾式、水平式、上倾式和曲折式四种，见图1219。下倾式内底边板与舭列板可构成污水沟(bilgedrainage)，普通干货船较多采用，水平式内底边板施工方便，舱内平坦且强度好，一般客船、油舱区域、一些干货船的货舱区域及其他船舶的近首尾区域较多采用，上倾式内底边板便于散货的装卸，故散货船较多采用。而曲折式内底边板则因其结构特殊，相比可提高船舶的抗沉性，主要用于经常航行在复杂水域的船舶。 上述四种内底边板的结构形式除下倾式外，其他三种均只能在舭部设置污水井(bilgewell)。 (二)单层底结构 单层底结构(singlebottomconstruction)主要用于小型船舶、老式油船及内河船舶。结构简单，施工方便，但抗沉性和防泄漏能力差。主要构件有中内龙骨(centerkeelson)、旁内龙骨(sidekeelson)、船底纵骨(bottomlongitudinal)和肋板(floor)等。 三、舷侧结构 舷侧结构(sideshellconstruction)是指连接船底和甲板的侧壁部分，它要承受水压力、波浪冲击力、碰撞力、冰块的冲击和挤压力、甲板负荷、舱内负荷、总纵弯曲应力和剪切应力等外力的作用，是保证船体