何 廣 韜

（中國(guó)船級(jí)社天津分社，天津 300457）

0 引 言

船舶主尺度是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、合同談判以及相關(guān)計(jì)算的基礎(chǔ)。在船舶建造檢驗(yàn)中，主尺度測(cè)量交驗(yàn)是一項(xiàng)很重要的檢驗(yàn)項(xiàng)目，這些工作都需要在船舶下水之前完成，以便為后續(xù)工作打好基礎(chǔ)，并能提早發(fā)現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題。本人分析和總結(jié)了項(xiàng)目的交驗(yàn)及測(cè)量方法。

1 主尺度理論基準(zhǔn)線

確保主船體建造精度，就要保證船體分段能在船臺(tái)上正確定位，見(jiàn)圖1。在分段上船臺(tái)合攏之前，劃線工要在船臺(tái)設(shè)置船臺(tái)中線、水線檢驗(yàn)線、肋骨檢驗(yàn)線、龍骨檢驗(yàn)線等船臺(tái)基準(zhǔn)線，其精度是測(cè)量主尺度和載重線標(biāo)記的基礎(chǔ)。

圖1 基線制作基本模型

船體的艏端、艉端、艏垂線、艉垂線及底部分段合攏口在船臺(tái)上的位置，通常用“三角形鐵板”作為標(biāo)記，焊在位于船臺(tái)中心線的鐵板上，這就是分段在船臺(tái)上用來(lái)定位的基準(zhǔn)位置線。施工時(shí)需要注意的是，艉端點(diǎn)的設(shè)置一定要考慮理論船長(zhǎng)，否則可能造成后期船首分段布置超出船臺(tái)長(zhǎng)度的事故。

隨后，在測(cè)量船體總長(zhǎng)和垂線間長(zhǎng)時(shí)，就根據(jù)船體的艏艉端和艏艉垂線在船臺(tái)上的位置來(lái)測(cè)量，從而得出船體的實(shí)際總長(zhǎng)和垂線間長(zhǎng)。船臺(tái)半寬線是從船臺(tái)中心線向船臺(tái)兩側(cè)量至一定數(shù)值的半寬線，作出明顯標(biāo)記。同時(shí)在船首、船尾理論位置上設(shè)置角鐵作為標(biāo)記。

在船體基準(zhǔn)分段上船臺(tái)前，由船廠向船東及船檢部門(mén)申請(qǐng)檢驗(yàn)，通常，根據(jù)船舶基本數(shù)據(jù)及《船臺(tái)劃線圖》核對(duì)，檢驗(yàn)其是否滿足后期建造要求。

2 經(jīng)緯儀

2.1 設(shè)置

通常船臺(tái)存在一定的角度（假定船臺(tái)坡度為 1:23），為此先對(duì)經(jīng)緯儀的觀測(cè)角度加以調(diào)整，使其激光點(diǎn)與龍骨基線平行，按船臺(tái)坡度折算角度輸入經(jīng)緯儀完成設(shè)置。

2.2 測(cè)量船長(zhǎng)的基本原理

在測(cè)量船體總長(zhǎng)時(shí)，首先需要測(cè)量出船體的艏端和艉端在船臺(tái)上的實(shí)際位置，在使用激光經(jīng)緯儀測(cè)量時(shí)，經(jīng)緯儀的角度取與船臺(tái)平行的坡度所換算的角度，這時(shí)經(jīng)緯儀的激光與船體龍骨垂直，通過(guò)激光與船體艏端的實(shí)際距離和激光與艏端在船臺(tái)上的理論位置標(biāo)記的距離相比較，來(lái)確定船體艏端及艉端在船臺(tái)上的實(shí)際位置，將其與理論位置比較。激光與船體艏艉端的距離測(cè)量可以用尺直接量取。

2.3 測(cè)量船長(zhǎng)端點(diǎn)（見(jiàn)圖2）

1) 激光與船臺(tái)上的首尾端位置標(biāo)記的距離不能直接量取。由于實(shí)際操作中，經(jīng)緯儀底座上有一個(gè)光學(xué)對(duì)中的鏡孔，通過(guò)這個(gè)鏡孔將經(jīng)緯儀的中心投到船臺(tái)上，但這個(gè)點(diǎn)不是激光點(diǎn)，因?yàn)榻?jīng)緯儀在船臺(tái)上經(jīng)過(guò)調(diào)平后，打角度，而經(jīng)緯儀的底座始終平行于大地（水平面），通過(guò)底座上的光學(xué)對(duì)中鏡孔投在船臺(tái)上的中心點(diǎn)垂直于大地（水平面），與垂直船體龍骨的激光（事先調(diào)整好的）形成一個(gè)夾角，所以不能直接量取。

2) 先確定圖中點(diǎn)B的位置。標(biāo)距H為經(jīng)緯儀的中心到船臺(tái)地面的高度距離，點(diǎn)A為經(jīng)緯儀的中心在船臺(tái)地面上的點(diǎn)，此點(diǎn)通過(guò)光學(xué)對(duì)中點(diǎn)的鏡孔直接投在船臺(tái)上。點(diǎn)B為激光柱在船臺(tái)地面上的點(diǎn)，設(shè)點(diǎn)A到點(diǎn)B的距離為X（X=H/23），從點(diǎn)A向船首量取X值，即得點(diǎn)B在船臺(tái)地面上的位置，點(diǎn)B作為后期測(cè)量主尺度的參考點(diǎn)。（23為船臺(tái)的船體龍骨坡度1:23）。

圖2 測(cè)量船長(zhǎng)端點(diǎn)

3 撓度和基線（見(jiàn)圖3）

船體龍骨基線是船舶的基準(zhǔn)平面與縱中剖面的交線，是船臺(tái)裝配中吊裝船體分段、測(cè)量主機(jī)軸線、舵桿中心線等的基準(zhǔn)，也是測(cè)量船舶完工主尺度和繪制吃水標(biāo)志線的基準(zhǔn)。船舶在建造過(guò)程中，由于焊接、火焰切割等造成的熱收縮等外在因素，會(huì)使船體出現(xiàn)變形現(xiàn)象，因此在完成基線測(cè)量后方可進(jìn)行主尺度的測(cè)量[1]。

表1 船臺(tái)測(cè)量船體底部撓度的典型階段和目的

由于船體成型后，船底會(huì)存在一定的撓度，無(wú)法確定其他尺寸參考標(biāo)準(zhǔn)，因此在測(cè)量主尺度及勘劃船體水尺之前，通過(guò)“望光”對(duì)船體外底板的縱向撓度進(jìn)行測(cè)量（檢驗(yàn)船體不平度），也即在船舶下水之前要確定船底基線。通過(guò)測(cè)量船體外底板的不同位置，得出一組數(shù)據(jù)，經(jīng)船東和船檢確認(rèn)后，取其平均值，作為船體的實(shí)際的船體基線點(diǎn)。此基線點(diǎn)不僅用來(lái)勘劃吃水標(biāo)記，也用來(lái)測(cè)量艏高、艉高和型深以及載重線標(biāo)記等。

圖3 經(jīng)緯儀確定撓度和基線

望光時(shí)需要在船體外板的艏、舯、艉結(jié)構(gòu)位置上焊上鐵桿。把望光時(shí)的激光點(diǎn)投在鐵桿上，打上“洋沖點(diǎn)”。以“洋沖點(diǎn)”為基點(diǎn)向上量取望光后的平均值h，得出點(diǎn)B，點(diǎn)B就是測(cè)量艏高、艉高和型深的基點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上如果滿足表2標(biāo)準(zhǔn)，便可以進(jìn)行主尺度的測(cè)量。

表2 檢驗(yàn)線精度標(biāo)準(zhǔn)

表3 船體龍骨變形量精度標(biāo)準(zhǔn)[2]

4 船長(zhǎng)測(cè)量方法

4.1 艏端在船臺(tái)上的實(shí)際位置（見(jiàn)圖4）

此項(xiàng)測(cè)量?jī)?nèi)容是測(cè)出船舶最前端的實(shí)際位置。

S1為經(jīng)緯儀軸心距船臺(tái)地面的高度（用標(biāo)尺直接測(cè)量）；S2為經(jīng)緯儀光學(xué)對(duì)中點(diǎn)(垂直于水平面)投在船臺(tái)地面上的點(diǎn)A與激光柱（垂直于龍骨坡度）在船臺(tái)地面上的點(diǎn)B的距離；S2=S1 /23，用尺從點(diǎn)A向船首量取S2數(shù)值即得點(diǎn)B；S3為船體最前端在船臺(tái)上的理論標(biāo)記點(diǎn)C距經(jīng)緯儀激光柱點(diǎn)B（坡度值 2°29′23″）的實(shí)際距離；S4為實(shí)際測(cè)量的最前端位置與激光柱的距離，用尺直接量取。根據(jù)S4與S3的差值可判斷船頭比理論位置是超前或落后。

4.2 艉端在船臺(tái)上的實(shí)際位置（見(jiàn)圖5）

此項(xiàng)測(cè)量?jī)?nèi)容是測(cè)出尾封板與尾樓甲板中心線交點(diǎn)的實(shí)際位置。

圖4 艏端測(cè)量方法

圖5 艉端測(cè)量方法

L1為經(jīng)緯儀軸心距船臺(tái)地面的高度（用標(biāo)尺直接量取）；L2為經(jīng)緯儀光學(xué)對(duì)中點(diǎn)（垂直于水平面）投在船臺(tái)地面上的點(diǎn)E與激光柱（垂直于龍骨坡度）在船臺(tái)地面上的點(diǎn)F的距離；L2=L1/23 用尺從點(diǎn)E向船首量取L2數(shù)值即得點(diǎn)F；L3為船體尾端在船臺(tái)上的理論標(biāo)記點(diǎn)D距經(jīng)緯儀激光柱點(diǎn)F的實(shí)際距離；L4為實(shí)際測(cè)量的尾端位置與激光柱的距離,用尺直接量?。ㄒ?yàn)槲捕说睦碚摼€是結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面，標(biāo)尺只能量到外表面所以量取L4后再加上尾封板板厚）。根據(jù)L4與L3的差值可判斷船尾比理論位置超前或落后。

4.3 最終船長(zhǎng)計(jì)算

根據(jù)上述分別測(cè)出船首及船尾在船臺(tái)上的實(shí)際位置，與船臺(tái)原基線所做好的理論線的對(duì)比，能夠算出船首及船尾相對(duì)于理論數(shù)值的距離，以判定船首或是船尾實(shí)際上是落在了理論值的前面還是后面，再注意關(guān)注板厚的加減，即可完成船長(zhǎng)的測(cè)量，得到真實(shí)的船長(zhǎng)數(shù)據(jù)。

5 控制主尺度測(cè)量精度

檢驗(yàn)中為了提高測(cè)量準(zhǔn)確度，通常還要注意以下幾個(gè)方面：

1) 測(cè)量工具的精度保證，對(duì)施工中所使用的測(cè)量工具如鋼質(zhì)標(biāo)尺，經(jīng)緯儀，水平儀等應(yīng)滿足國(guó)標(biāo)GB10633標(biāo)準(zhǔn)的器具要求，以保障測(cè)量數(shù)據(jù)的有效性；

2) 測(cè)量檢驗(yàn)前期準(zhǔn)備，應(yīng)編制《船臺(tái)劃線圖》，圖紙應(yīng)符合船舶建造標(biāo)準(zhǔn)要求，詳細(xì)列出船舶建造所需要的基線高度，基線柱，船臺(tái)坡度，半寬線，船長(zhǎng)測(cè)量基點(diǎn)等位置和數(shù)值為后期施工做好指導(dǎo)；

3) 控制主尺度測(cè)量時(shí)間，應(yīng)在主船體焊接工作基本結(jié)束，由于很多采用上層建筑總組的建造方法，主船體的焊接工作僅留下在水上進(jìn)行總組時(shí)的水平角接焊縫，可以認(rèn)為其對(duì)主尺度影響不大，除此以外，要確認(rèn)不會(huì)再有影響主船體結(jié)構(gòu)變形的結(jié)構(gòu)修改和焊接施工，方可同意對(duì)船舶主尺度進(jìn)行交驗(yàn)；

4) 提高船臺(tái)基線交驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在船臺(tái)劃線要嚴(yán)格依據(jù)《船臺(tái)劃線圖》施工，保證有個(gè)好的檢驗(yàn)基礎(chǔ)。

6 結(jié) 語(yǔ)

上述使用經(jīng)緯儀測(cè)量并計(jì)算船舶總長(zhǎng)的方法，也適用于測(cè)量船舶垂線間長(zhǎng)、型寬及型深。同時(shí)為控制船體主尺度測(cè)量的精度提出了可行的建議，從而達(dá)到順利交驗(yàn)的目的。

[1] 黃 浩，主編. 船體工藝手冊(cè)[M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1989.

[2] 龍正才，主編. 中國(guó)造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998.