上層建築(船舶名詞)

上層建築是指在船舶上甲板以上，自一舷伸至另一舷或其側壁自外板內縮不大於4 %船寬的圍蔽建築物。如果不嚴格區分，可將上甲板以上的各種圍蔽建築物統稱為上層建築。有時也泛指包括甲板室在內的甲板建築物。在潛艇耐壓船體上方，沿船長設定並與非耐壓船體連成一體的結構，也稱上層建築。

基本介紹

• 中文名：上層建築
• 外文名：superstructure
• 別稱：船樓
• 定義：上甲板以上的各種圍蔽建築物
• 學科：船舶工程
• 作用：布置各種艙室、戰位和各種裝置等

簡介

上層建築又稱“船樓”。上層連續甲板上由一舷伸至另一舷的或其側壁板離船殼板向內不大於4%船寬的圍蔽建築稱上層建築，即首樓、橋樓和尾樓，其他的圍蔽建築稱甲板室。甲板室側壁與船舷之間的空間為走道。根據所在位置的不同，船樓和甲板室又可分為艏樓、橋樓、艉樓、中甲板室和艉甲板室等。上層建築與船舶的航行性能及居住條件密切相關，其內部可設客艙及船員的生活艙室，有的地方(如艏樓的甲板間)還可以作為部分貨艙使用，或存放纜繩、燈具和油漆等。

上層建築又稱上裝。木帆船船體甲板以上的圍蔽建築物。是為適應載運貨物、旅客和船員操作、生活需要而設定的。現代木帆船的上層建築比較簡單，通常在兩舷甲板內側設單層樓子或拱篷。有的小船拱篷可抵舷邊。上層建築的設定，除了總體布置上的因素外，尚可提供儲備浮力，減小船舶的乾舷。

定義

1、上甲板以上各種圍蔽建築物的統稱。

2、乾舷甲板上寬度至少為船舶寬度92%的甲板建築。

3、泛指上甲板上的一切圍蔽建築。《規範》中則指上甲板上，由一舷伸至另一舷的，或其側壁板離船殼板向內不大於4%船寬的圍蔽建築。

主要作用

上層建築可用於布置各種艙室、戰位和各種裝置等，如駕駛室設定在船中部或艉上層建築的頂部，有利於擴大駕駛人員的視野。在上層建築內可設客艙及船員的生活艙室，有的地方如首樓的甲板間艙還可作為貨艙使用，或存放纜繩、燈具、油漆等；此外，首樓還可以減少甲板上浪。設於機艙上方的上層建築可遮蔽機艙開口，保護其免受波浪侵襲。

上層建築還能增加船舶的儲備浮力，舷樓可減少甲板上浪。此外，當上層建築具有足夠長度時，主船體加上上層建築會構成一定高度和斷面變化的船體梁，按其所在位置和長度大小，它可以全部或部分不同程度地參與主船體的總縱彎曲，這樣可以提高船體的總縱強度。與此同時，船體在上層建築端部產生的嚴重的應力集中，在設計中應引起重視。

主要類型

上層建築原是上層連續甲板以上圍蔽建築物統稱，它分為兩種類型：一種是左右兩個側壁與船舷外板相連線，其寬度等於該處船寬；另一種是寬度比該處船寬小，左右兩側壁不與舷側外板相連線，而與上層連續甲板相接。有時僅把前者稱為上層建築，如左圖(a)，而後者稱為甲板室，如左圖(b)。

上層建築根據其所在位置的不同，有不同的名稱，位於船首的稱為首樓，位於船中部的稱為橋樓，位於船尾的稱為尾樓，習慣上統稱它們為船樓。甲板室一般只有船中甲板室和尾甲板室兩種。

上層建築有不同的長度、形式、層數和設定，應根據需要設計，主要取決於艦艇的類型、主尺度和使命，並與總體艙室布置、武器布置、生活居住條件及航海性能密切相關。其中大型客船的上層建築最為龐大。

老式貨船普遍採用首樓、橋樓、尾樓的“三島式”布置形式，而現代的大中型、中機型貨船多採用首樓、船中甲板室，尾甲板室的布置形式，而尾機型貨船多採用首樓、尾樓(或尾甲板室)的布置形式。

中機型乾貨船的船中部上層建築一般採用多層甲板室，層數越多，駕駛室位置越高，視野越廣，對駕駛越有利，但同時也提高了船舶重心，增大了受風面積，對船舶穩性不利，所以船中甲板室一般不超過四層。

油船、散裝貨船和現代的貨櫃船、滾裝船等都是尾機型，因此它們都有一個較大的尾樓，同時在首部有一短首樓。大型油船常在船中部設一短甲板室，其頂層作駕駛室，這樣可改善駕駛和居住條件，又不影響貨物裝卸。

除尾機型船外，一般貨船尾部只設定小的甲板室作為居住或工作艙室之用。

客船為了多裝載旅客，上層建築十分龐大，通常從首端稍後處開始一直延續到尾部。

主要受力

1、波浪衝擊：船舶航行遭遇惡劣海況時，上層建築將受到波浪的衝擊，特別是首樓受到衝擊最大；當船舶迎著風浪行駛時，在船中部上層建築所有圍壁中，又以前端壁受到衝擊最大。

2、總縱彎曲：船中部較長的上層建築(如長橋樓)、船中甲板室如果長度很大，會隨著船主體一起彎曲。首樓、尾樓和尾甲板室受總縱彎曲的影響較小。

3、重力：承受位於其上的各層建築的結構重量以及各種機械、設備的局部載荷，如救生艇甲板上的救生艇吊架等重量。

4、船舶搖擺產生的慣性力。

主要結構

主體結構

上層建築由側壁、前端壁、後端壁、內部圍壁和甲板組成。它們的結構與主船體的相應結構很相似，也是由圍壁板、甲板板及肋骨(僅裝在船樓的側壁)、橫樑或甲板縱骨、甲板縱桁和圍壁扶強材等構件組成，不過除強力上層建築外一般板厚和骨架尺寸都比較小。左圖為某船舶中甲板室橫剖面結構圖，右圖為某船船中甲板室第一層圍壁布置圖。

甲板室第一層圍壁布置圖

上層建築大多採用橫骨架式結構，只有一些長橋樓和長甲板室的甲板採用縱骨架式結構。船樓的舷側和甲板骨架一般與主船體骨架的間距一致；其端壁的骨架間距則根據門窗開口位置和寬度來決定。

上層建築主要承受波浪衝擊和總縱彎曲。由於船舶主體沿船長方向是連續的，而上層建築卻是間斷的，船體在上層建築端部附近結構發生突變，當船舶總縱彎曲時，在船中的上層建築端部將會產生嚴重的應力集中現象，如果不採取相應的結構措施，船舶航行時就有可能使該處的上甲板、舷頂列板和上層建築側壁發生裂縫，這必須引起充分注意。

甲板室結構

甲板室與一般房屋建築一樣，由兩邊側壁和前後端壁及甲板構成。一般在四周圍壁的角隅處做成圓角，以減少這些地方的應力集中。為減輕質量，圍壁和甲板都用較薄的板材，但其上均有骨架加強，如圖所示。甲板室的側壁扶強材和橫樑間距也大多與主船體一致。有時為配合門窗開口的布置而作適當調整。有的甲板上裝有重量或作用力較大的設備(如救生艇架和錨機等)，該處甲板骨架需作適當的加強。

根據上層建築所在的位置，又可分為艏樓、橋樓和艉樓等。上層建築的甲板有各種名稱，如艏樓甲板、艉樓甲板、游步甲板、救生甲板、駕駛甲板、羅經甲板等。

長上層建築與短上層建築

長度大於0.15L，且不小於其高度6倍的上層建築為長上層建築，不符合長上層建築條件的為短上層建築。客船及客貨船的上層建築屬長上層建築，其他船舶的上層建築一般屬短上層建築。

位於首部的上層建築稱艏樓。其作用是減少首部上浪，改善航行條件，首樓的艙室可作貯藏室用。

用來布置駕駛室及船員居住與活動處所的上層建築為橋樓。

位於尾部的上層建築稱艉樓。其作用是減少船尾上浪，保護機艙，其內的艙室亦可作船員居住艙室或派作其他用途。現代船舶基本都為尾機型或中尾機型船，橋樓直接設在近船尾處，故無尾樓。

長甲板室與短甲板室

長度大於0.15L，且不小於其高度6倍的甲板室為長甲板室。不符合長甲板室條件的為短甲板室。船舶的桅屋(masthouse)基本屬短甲板室。

上層建築甲板分類

根據船舶種類、大小的不同，上層建築（橋樓）所具有的甲板層數及命名方法均有所不同。如有的船舶從上層建築下部的第一層甲板開始向上按A、B、C…的方式命名各層甲板；有的船舶則按各層甲板的使用性質不同命名，如羅經甲板（compassdeck）、駕駛甲板（bridgedeck）、船長甲板（masterdeck）、高級船員甲板（officedeck）、艇甲板（boatdeck）、船員甲板（crewdeck)等。

一般情況下，上層建築各層甲板包括以下內容：(1)羅經甲板；(2)駕駛甲板；(3)艇甲板；(4)起居甲板；(5)上層建築內的上甲板；(6)游步甲板。

上層建築及甲板室設定

上層建築及甲板室的設定，從使用功能上，需要布置各種工作和生活處所，從對技術性能的影響上，上層建築有利改善船舶濺浸性和穩性，另外從船舶建築藝術上也有重要作用。因此，對上層建築及甲板室的形式選擇及布置，必須處理好上述關係，滿足使用上合理、技術上先進與建築藝術三者的有機配合。在總體設計時，要依據船的用途、航區、機艙地位、船舶性能特點、立面造型諸方面進行全面的分析而定。另外，各個部位的上層建築及甲板室擔負著不同的作用，因而其構造型式亦不相同。

1、首樓

首樓的設定及尺度首先要考慮甲板上浪，因為船在迎浪或斜迎浪航行時，首部容易上浪。甲板上浪將嚴重威脅甲板上船員、貨物、設備和甲板開口封閉裝置等的安全。實踐證明，設定首樓對防止甲板上浪，保持甲板乾燥，保護人員、貨物及設備安全是十分有效的。

首樓的設定及其長度與船的大小、船的乾舷大小、舷弧高度、海域情況以及首樓甲板上設備的布置需要諸因素有關。我國《鋼質海船入級規範》規定，所有船舶應設定首樓或增大舷弧，使船首最小高度符合《海船載重線規範》的要求。該規範規定，凡設定首樓以滿足規範對首部最小乾舷高度要求的船舶，自首垂線算起的首樓長度應不小於0.07Lpp，並且在船長Lpp≯100m時，首樓的封閉條件還應滿足規範的規定。在此基礎上，首樓甲板面積還應顧及錨泊設備和其他設備的布置要求。首樓長度的統計值是船長的8%~10%。

一般海船的首部乾舷都不夠高，故都設定短首樓。在短首樓的內部布置錨機控制室、燈具間、油漆間、纜索與索具、木工工作室等。

除短首樓，有的船從實際出發，採用長首樓。如某貨船，為彌補1號貨艙艙容的不足，將首樓延長到1號貨艙的後端，所得的容積用於裝貨。這樣既增加了艙容又均衡了裝卸時間，但應注意對穩性帶來的不利影響。又如某些海洋拖輪，為改善航行中的濺浸性和使拖鉤布置在船重心附近，也設定長首樓。但要注意，因首部碰撞機會較多，首尖艙範圍的首樓段，不熊作為居住艙室使用。

小型船舶，考慮到駕駛視線或重心高度，有設定半升式首樓(首樓底在上甲板之下)的。客船、客貨船因乾舷甲板之上通常還設連續甲板，所以，一般不設首樓。對高型深和高舷弧的大型船，因為能保證首部乾舷也可不設首樓。

2、中部及尾部上層建築

“中機型”船舶大都設定中部上層建築，用以布置船員工作和生活艙室，保護機(爐)艙開口，布置煙囪和艇設備之用。即使是“尾機型”船，也有為改善駕駛視線等原因而設定了中部上層建築的。

中部上層建築分橋樓型和甲板室型。甲板室型因其兩側有外走廊，對甲板上前後交通聯繫方便，一些甲板作業頻繁的船(如漁船、拖船、大型貨船等)多採用甲板室型。甲板室型在防止甲板上浪和艙室面積方面有其不足之處，所以一些小型運輸船及客船則常採用橋樓型。

中部上層建築在甲板上跨越的長度，既要滿足布置生活和工作艙室面積的需要，又要防止不合理的增長而影響裝卸效率。從提高裝卸貨物效率的角度，希望艙口要大，就要求中部上層建築的端壁不能過多跨越貨艙的範圍。通常其端壁跨越貨艙壁的長度以不大於5sm為宜，否則將影響貨艙口的尺度。中部上層建築依船隻大小一般設有2層~4層，最下層長度要照顧到遮住機(爐)艙長度的需要，統計值範圍為船長的15%~20%，並自下而上在後端逐層縮短縮窄，但其尺寸應滿足艙室、艇、機艙天窗和煙囪的布置要求。

“尾機型”船根據機艙棚和煙囪、生活和工作艙室的布置要求，都要設定尾部上層建築；“中機型”船為解決艙室布置的擁擠，也都設定單層的尾甲板室。另外，在個別尾機型大船上因尾部駕駛視野不好，而在中部或首部另設短的上層建築，布置駕駛部人員的全部或部分艙室。

上層建築集中在機(爐)艙區段，這樣布置有利於減少生活設施，節約地位和造價，方便船員工作和生活，有利於機(爐)艙棚的布置和進出通道的安全。

客船及其他需要較大艙室地位的船舶，上層建築常由中部向首、尾延伸，並有相當長度。

3、主上層建築

主上層建築的尺度和層數，應根據需要的艙室面積、露天上甲板上的布置(如運輸船貨艙口的安排)、艇設備的布置、駕駛視野、重量和重心高度、受風面積等因素來決定。大型運輸船舶，艙室面積矛盾不大。中小型船舶，因國內船員人數偏多，常有困難，這時應按保證船員必須的生活條件下，儘量不影響船的使用效能的原則來處理，做到適當兼顧。

駕駛視野的要求無確切的標準。原則上按這樣的標準來考慮，從駕駛室里駕駛員眼睛到首端舷牆頂點引一直線，通常把這一直線與水面的交點和首柱間的一段區域稱為“盲區”。盲區應儘量小，以便及時發現船首附近的障礙物，採取必要的避讓措施。設計時，一般參考實船資料來決定。客船的盲區長度為0.60Lpp~0.70Lpp，貨船及油船滿載時平均為1.25Lpp，壓載航行時約為2.0Lpp。各船的盲區長度差別較大，盲區大的船舶，進出港時要採取專人隙望的辦法來加以補救。

上層建築的層數與船的大小有密切關係，小船為1層~2層，中型及大型船舶為3層~4層，尾機型的大船考慮駕駛視野，甚至高達5層以上。各層自下而上在後端逐漸內縮，長度和寬度應滿足艙室、艇設備、機(爐)艙棚和煙囪等布置需要；各層高度，小船為降低重心，減小受風面積，層高常壓低到2.lm，中型以上船舶，層高按艙室用途不同取2.3m~2.6m。

上層建築製造

現代化船廠在建造上層建築時，一般以一層次為一個分段，也有以中心面為界，將一層次分為左右二個分段。分段製造結束後，直接送至總組裝場所，進行上層建築的總裝，其質量最大可達到500~750t。其分段流水線一般設定6個工位：

1、定位把板材放到流水線上定位；

2、焊接用單面焊進行板材焊接；

3、劃線切割CNC劃線和切割；

4、安裝加強筋點焊定位；

5、加強筋焊接用自動焊或半自動焊焊接：

然後進入分段裝配區域，設定分段裝配、舾裝件安裝、焊接三個獨立工位。分段裝配是在專用支架上進行，完工時，可用支架自身的升降運輸裝置送到區域末端，再到總裝場地進行總組裝。

目前，國內船廠還沒有上層建築分段流水線，一般僅備有組裝場地，我國中船總公司的專家們建議對上層建築分段建造的工藝設施、上層建築分段先行舾裝作業等，應該引起充分重視，必須儘快形成上層建築虛擬成組工藝流程或分段裝配生產線。