CN104709440A - 船舶的水上挠度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶的水上挠度测量方法，其包括以下步骤：S₁、在船舶的一端搭建临时平台，将激光经纬仪安置于临时平台的上表面；S₂、在船舶的另一端标记第一设定点，在船舶上靠近激光经纬仪位置标记第二设定点，将光靶放置在第一设定点和第二设定点处，反复调校激光经纬仪，直至光靶上的激光点在第一设定点和第二设定点处的坐标值相同；S₃、将坐标值作为测量基准值，并记录测量基准值；S₄、在船舶的第一设定点和第二设定点之间标记若干测量点，将光靶依次放置在各测量点处，将激光聚焦于该光靶上得到各测量点的测量坐标值，并记录各测量坐标值。本发明避免了船舶在需挠度测量时必须进船坞的情况，降低了船舶的进坞费用和运输费用。

Description

船舶的水上挠度测量方法

技术领域

本发明涉及一种船舶的水上挠度测量方法。

背景技术

在船舶的生产或改装过程中，为了保证船舶的强度以及生产工艺性、使用安全性，需要测量船体的挠度。根据测量的船体的挠度状态，可以看出船体变形量的大小是否在规范要求之内，根据变形情况进行火工矫正或在船台装配阶段采取相应的措施，防止变形继续增大；并通过控制挠度值修正船体基线，从而来确定尾轴拉线。

现有技术中，传统的船舶挠度测量方法是在船坞中进行或在船舶的甲板或内底板上拉钢丝的方式进行挠度测量。然而，采用在船坞中进行挠度测量，因改装船一般是长周期的工程，其不可能在船坞中进行，从而在改装船舶的过程中不能长期、及时的检测测量船体的挠度。

另外，在船舶的甲板或内底板上拉钢丝的方式进行挠度测量这种方式在船舶的改装中必定会因为改装过程中的生产吊运或施工以及施工导致测量的钢丝受损而需重新建立钢丝测量的整个工程；且在内底板上拉钢丝一定要破坏水密横舱壁，而每次在拉钢丝都需要重新建立测量基准，当基准状态不能确定时会导致测量结果的错误。因此此种方法在多次重复测量中往往导致较多的错误出现，不利于生产，即便在施工时采用了，最终也一定要再船坞中进行挠度测量才能做出确认。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的传统的船舶的挠度测量方法中船舶的挠度需进船坞测量、进坞费用运输费用较高的等缺陷，提供一种船舶的水上挠度测量方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种船舶的水上挠度测量方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S₁、在船舶的一端搭建一临时平台，将一激光经纬仪安置于该临时平台的上表面，其中，该临时平台设置于外板的外表面上，且该激光经纬仪的视准轴与该外板的外表面之间的距离为80mm-150mm；

S₂、在船舶的另一端标记一第一设定点，同时，在船舶上靠近该激光经纬仪位置标记一第二设定点，将该第一设定点和第二设定点作为测量基准点，将光靶放置在该第一设定点和第二设定点处，反复调校该激光经纬仪，直至光靶上的激光点在该第一设定点和第二设定点处的坐标值相同；

S₃、将该坐标值作为测量基准值，并记录该测量基准值；

S₄、在船舶的第一设定点和第二设定点之间标记若干测量点，将该光靶依次放置在各测量点处，将激光聚焦于该光靶上得到各该测量点的测量坐标值，并记录各测量坐标值。

在本方案中，采用上述测量方法，可以在水上建立平行于船体的中纵剖面且平行于船体的基准平面的直线，该直线建立在船旁的两侧，从而可以获得船体的竖直方向挠度和侧向挠度，避免了船舶在需要挠度测量时必须进船坞，有效地降低了船舶的进坞费用和运输费用。且在不影响生产进行的同时，又能获得有效的挠度数据。

较佳地，在步骤S₁中，该临时平台的上表面垂直于该外板的外表面，且该激光经纬仪的视准轴与该外板的外表面之间的距离为100mm。

在本方案中，激光经纬仪的视准轴与外板的外表面之间的距离为100mm，避免了距离过大时操作不便，提高了操作的便利性，同时，避免了因距离过小外板变形时激光经纬仪对外板起到干涉作用。

较佳地，在步骤S₁中，该激光经纬仪的视准轴与该船舶的甲板的中心线在竖直方向上位于同一高度位置。

在本方案中，将激光经纬仪的视准轴放置在与甲板等高时，测量更为便利，也易于识读光点的偏差，此外，甲板边线处位置的刚性最好，所测得的数据也是最可靠的，提高了船体的挠度测量精度。

较佳地，在步骤S₂中，该第二设定点与该激光经纬仪在该船舶的长度方向上的距离为2m。

在本方案中，采用上述距离值，使得光靶放置在激光经纬仪可以聚焦的范围内，可避免第二设定点与该激光经纬仪距离过近使得出现的焦点并不是实际焦点或焦点过大不能判断。

较佳地，在步骤S₂中，该第一设定点和第二设定点所在的直线平行于船体的中纵剖面且平行于船体的基准平面，且调校后的该激光经纬仪发出的激光线平行于船体的中纵剖面且平行于船体的基准平面。

较佳地，在步骤S₂中，将该光靶依次放置在各测量点处时，光靶卡设于该外板上，且该光靶的中心平面均与该船体的中纵剖面、基准平面垂直。

较佳地，在步骤S₂中，该光靶与该激光经纬仪相对设置的表面上刻有平面坐标系，且该光靶的长度为280mm，该光靶的高度为200mm。

在本方案中，采用上述大小尺寸的光靶具有最好的便携性，且可握持，易于被激光经纬仪寻找。

较佳地，该光靶的顶部的侧壁上向外延伸有一卡扣部，该卡扣部卡设于该外板上。

在本方案中，卡扣部的设置易于光靶准确的定位在外板上。

较佳地，该卡扣部的长度为20mm，该卡扣部的高度为30mm。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明避免了船舶在需要挠度测量时必须进船坞的情况，有效地降低了船舶的进坞费用和运输费用。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的激光经纬仪的使用状态结构示意图。

图2为本发明较佳实施例的光靶的使用状态结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的船舶的挠度测量状态结构示意图。

图4为船体型线的基本投影面结构示意图。

附图标记说明：

外板：1            第一设定点：11        第二设定点：12

第一测量点：13     第二测量点：14        第三测量点：15

第四测量点：16     第五测量点：17        第六测量点：18

第七测量点：19

甲板：2

激光经纬仪：3      视准轴：31            激光线：32

光靶：4            卡扣部：41            平面坐标系：42

中纵剖面：5

基准平面：6

临时平台：7

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请根据图1-4予以理解，本发明船舶的水上挠度测量方法包括以下步骤：

步骤100，以船舶的船旁的平直部分为基准，在船舶的一端搭建一临时平台7，将一激光经纬仪3安置于该临时平台7的上表面。其中，该临时平台7设置于外板1的外表面上，该临时平台7的上表面垂直于外板1的外表面，且激光经纬仪3的视准轴31与该外板1的外表面之间的距离为80mm-150mm。同时，激光经纬仪3与外板1之间的距离要求是基于在船体外架设操作平台的要求以及操作的便利性而设定的。在本实施例中，激光经纬仪3可由市场购买，比如可在苏光购买。

在该步骤中，激光经纬仪3的视准轴31与外板1的外表面之间的距离为100mm。这样避免了距离过大时操作不便，提高了操作的便利性，同时，避免了因距离过小外板1变形时激光经纬仪3对外板1起到干涉作用。

另外，由于光靶4的放置及大小实际已经限定了激光经纬仪3的高度位置，将激光经纬仪3放置在临时平台7上，使得该激光经纬仪3的视准轴31与该船舶的甲板2的中心线在竖直方向上位于同一高度位置。将激光经纬仪3的视准轴31放置在与甲板2等高时，测量更为便利，也易于识读光点的偏差，此外，甲板2边线处位置的刚性最好，所测得的数据也是最可靠的，提高了船体的挠度测量精度。

步骤101，在船舶的另一端标记一第一设定点11，同时，在船舶上靠近该激光经纬仪3位置标记一第二设定点12，将该第一设定点11和第二设定点12作为测量基准点，将光靶4放置在该第一设定点11和第二设定点12处，反复调校该激光经纬仪3，直至光靶4上的激光点在该第一设定点11和第二设定点12处的坐标值相同。

在实际的使用过程中，光靶4的放置是遵循先调校后测量的顺序进行的。其中，第一步骤是调校，即将光学轴线(即激光线32)调校至平行于船体的中纵剖面5及基准平面6。由于第一设定点11是测量的最远端，可以起到限定调校范围的作用，所以先将光靶4放置在第一设定点11，后移至第二设定点12；通过反复调校直至第一设定点11、第二设定点12两点在光靶4上的坐标值一致后，可以确认光学轴线(即激光线32)平行于船体的中纵剖面5及基准平面6，始可进行测量。

因激光经纬仪3是有最近聚焦距离的，在该步骤中，将该第二设定点12与该激光经纬仪3在该船舶的长度方向上的距离设置为2m。这样使得光靶4放置在激光经纬仪3可以聚焦的范围内，可避免第二设定点12与该激光经纬仪3距离过近使得出现的焦点并不是实际焦点或焦点过大不能判断。

其中，该第一设定点11和第二设定点12所在的直线平行于船体的中纵剖面5且平行于船体的基准平面6，且调校后的该激光经纬仪3发出的激光线32平行于船体的中纵剖面5且平行于船体的基准平面6。其中，中纵剖面5是通过船宽中央贯穿于全船长度，并垂直于基线平面，把船体分为相互对称的左舷和右舷。中纵剖面5与船体型表面的交线称为中纵剖线，也称船体中心线。

另外，在该步骤中，将该光靶4依次放置在各测量点处时，光靶4卡设于该外板1上，且该光靶4的中心平面均与该船体的中纵剖面5、基准平面6垂直。

步骤102，将步骤101中该第一设定点11和第二设定点12处测得的坐标值作为测量基准值，并记录该测量基准值。

步骤103，在船舶的第一设定点11和第二设定点12之间标记7个测量点，且7个测量点分别为第一测量点13、第二测量点14、第三测量点15、第四测量点16、第五测量点17、第六测量点18、第七测量点19；然后将该光靶4依次放置在各测量点处，将激光聚焦于该光靶4上得到各该测量点的测量坐标值，并记录各测量坐标值。

在本实施例中，采用上述测量方法，可以在水上建立平行于船体的中纵剖面5且平行于船体的基准平面6的直线，该直线建立在船旁的两侧，即船体的平行中体部位，其中，船体的平行中体部位的甲板2边线平行于船体中心线、同时平行于船体基线。通过测量直线到甲板2边线的垂直距离可以获得两套四组数据，即：左舷距甲板2水平距离数据、左舷距甲板2高度数据；以及右舷距甲板2水平距离数据、右舷距甲板2高度数据。且垂直距离包括高度方向上的距离和水平方向上的距离。

通过这些数据可以分析获得船体的竖直方向挠度和侧向挠度的。避免了船舶在需要挠度测量时必须进船坞，有效地降低了船舶的进坞费用和运输费用。且在不影响生产进行的同时，又能获得有效的挠度数据。

另外，在步骤101中，该光靶4与激光经纬仪3相对设置的表面上刻有平面坐标系42。同时，光靶4没有固定尺寸，可根据实际需要而定，但从生产的便利性来看，该光靶4的长度优选为280mm，高度优选为200mm。其具有最好的便携性，且可握持，易于被激光经纬仪3寻找。

此外，该光靶4的顶部的侧壁上向外延伸有一卡扣部41，该卡扣部41卡设于该外板1上。卡扣部41的设置易于光靶4准确的定位在外板1上。且根据实际的需要，该卡扣部41的长度为20mm，该卡扣部41的高度为30mm。

在本实施例中，挠度是指弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度。简言之就是指梁、桁架等受弯构件在荷载作用下的最大变形，通常指竖向方向Y轴的，就是构件的竖向变形，即竖直方向挠度。指水平方向X轴的，就是构件的侧向变形，即侧向挠度。

挠度的计算方法为：设立基准点，并确定该基准点的测量基准值，其中，第一设定点11、第二设定点12两点即为计算挠度的基准点，也即是说，第一测量点13、第二测量点14、第三测量点15、第四测量点16、第五测量点17、第六测量点18、第七测量点19上所测得的横坐标值、纵坐标值分别减去第一设定点11或第二设定点12的横坐标值、纵坐标值的差，当差为正值时表示下垂，差为负值是表示上拱，其中，光靶4上的值由小至大向上排列。反之则相反。

具体计算如下：

当测量坐标值(Y轴)﹣测量基准值(Y轴)＝0时，则表示在该测量点处无挠度；

测量坐标值(Y轴)﹣测量基准值(Y轴)>0，则表示在该测量点处下垂；

测量坐标值(Y轴)﹣测量基准值(Y轴)<0，则表示在该测量点处上拱；

左舷测量坐标值(X轴)﹣测量基准值(X轴)＝0，则表示在该测量点处无挠度；

左舷测量坐标值(X轴)﹣测量基准值(X轴)>0，则表示在该测量点处向左侧向挠度；

左舷测量坐标值(X轴)﹣基准点值(X轴)<0，则表示在该测量点处向右侧向挠度；

右舷计算方法与左舷相同；若使用测量基准值减去测量坐标值则结果相反。

综上所述，本发明避免了船舶在需要挠度测量时必须进船坞的情况，有效地降低了船舶的进坞费用和运输费用。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种船舶的水上挠度测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S₁、在船舶的一端搭建一临时平台，将一激光经纬仪安置于该临时平台的上表面，其中，该临时平台设置于外板的外表面上，且该激光经纬仪的视准轴与该外板的外表面之间的距离为80mm-150mm；

S₂、在船舶的另一端标记一第一设定点，同时，在船舶上靠近该激光经纬仪位置标记一第二设定点，将该第一设定点和第二设定点作为测量基准点，将光靶放置在该第一设定点和第二设定点处，反复调校该激光经纬仪，直至光靶上的激光点在该第一设定点和第二设定点处的坐标值相同；

S₃、将该坐标值作为测量基准值，并记录该测量基准值；

S₄、在船舶的第一设定点和第二设定点之间标记若干测量点，将该光靶依次放置在各测量点处，将激光聚焦于该光靶上得到各该测量点的测量坐标值，并记录各测量坐标值。

2.如权利要求1所述的水上挠度测量方法，其特征在于，在步骤S₁中，该临时平台的上表面垂直于该外板的外表面，且该激光经纬仪的视准轴与该外板的外表面之间的距离为100mm。

3.如权利要求1所述的水上挠度测量方法，其特征在于，在步骤S₁中，该激光经纬仪的视准轴与该船舶的甲板的中心线在竖直方向上位于同一高度位置。

4.如权利要求1所述的水上挠度测量方法，其特征在于，在步骤S₂中，该第二设定点与该激光经纬仪在该船舶的长度方向上的距离为2m。

5.如权利要求1所述的水上挠度测量方法，其特征在于，在步骤S₂中，该第一设定点和第二设定点所在的直线平行于船体的中纵剖面且平行于船体的基准平面，且调校后的该激光经纬仪发出的激光线平行于船体的中纵剖面且平行于船体的基准平面。

6.如权利要求1所述的水上挠度测量方法，其特征在于，在步骤S₂中，将该光靶依次放置在各测量点处时，光靶卡设于该外板上，且该光靶的中心平面均与该船体的中纵剖面、基准平面垂直。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的水上挠度测量方法，其特征在于，在步骤S₂中，该光靶与该激光经纬仪相对设置的表面上刻有平面坐标系，且该光靶的长度为280mm，该光靶的高度为200mm。

8.如权利要求7所述的水上挠度测量方法，其特征在于，该光靶的顶部的侧壁上向外延伸有一卡扣部，该卡扣部卡设于该外板上。

9.如权利要求8所述的水上挠度测量方法，其特征在于，该卡扣部的长度为20mm，该卡扣部的高度为30mm。