1绪论
1.1论文选题背景
随着全球经济的发展，全球化的国际贸易迅猛发展，以船舶为主的水路运输方式因其成本低、运量大受到人们的普遍欢迎，船舶的需求量随之大增。与此同时，各国对海洋资源和海洋幵发的重视，促使海洋事业蓬勃发展，我们国家的“十二五”规划也提出推进海洋经济发展，并且将推进海洋经济发展作为提高产业核心竞争力、转型升级的主要发展战略，海工产品的需求也与日俱增。船厂的船台和船玛现在成为制约船舶和海工产品大量生产建造的主要因素，各主要造船国为了在原有的船台和船玛等设施下提高建造产量，以韩国船厂为主的一些船厂研发出创新型的船舶建造方式，其中包括平地造船法、巨型总段建造方法和浮玛造船方法，通过这些新的造船方法，使船舶和海工产品产量显著增加。平地造船法以生产投资小、设备利用率高、经济效益好等优点被各个造船厂研发应用。
韩国现代重工平地建造105000DWT的油船，达到了预想的效果，表明了此种方法的巨大发展空间。这种方法可以使船舶产品直接在平地上就可以建造。整个工艺程序包括：建造大型分段、用特大吊车吊运这些大型分段、将这些大型分段进行组装成主船体、将主船体拖拉滑移到一个与码头并列对齐的半潜驳船上、把驳船潜入水中使该产品下水。平地造船法的主要技术问题是把主船体或海工产品沿滑道拖拉滑移到指定的与码头并列对齐的半潜驳船上，如图1.1所示。从事故的调查看来,主要原因有：船舶压载水调载不当或人员指挥失误而致使驳船中拱或中垂、沿滑道滑移过程中产生的剪力和弯矩超出许用值等。
由此可见，对驳船配载的合理设计和应用非常重要，船舶和海工产品上驳下水的作业过程中，产品在外力拖拉滑移下沿滑道不断深入，对驳船的作用力随之不断变化，此时潮水的潮位也随时间变化，只有调节驳船压载船的压载水，使驳船在满足适当的浮态、稳性和强度的前提下，并且能够保持驳船的甲板滑道和码头滑道平齐，才能保证产品顺利的滑移上驳下水，驳船配载具有准确性、实时性、安全性等硬性要求。
传统的驳船配载计算主要由工人手动进行计算，作业量非常大，错误的出现难以避免。实时配载作业要由技术人员依靠其丰富的经验，用简单的测量工具，仅仅通过产品进入长度和潮位等几个主要的参数进行实时指挥调节压载水，此项工作对技术人员有较高的要求，由于人为受环境影响较大，有一定的不稳定性，具有较大的风险，可能会出现难以挽回的意外和事故。
1.2码头滑道和拖拉设备
1.2. 1滑道布置
滑道拖拉滑移下水方式在国内是比较常见的，每条滑道用两块挡板固定在地面上，滑道长度根据下水船产品长度和其他相关数据确定。滑道外部宽度一般为1800mm，内部宽度一般为1200mm,中心间距一般为]2.5m。滑道中放置设下滑板，产品下水作业时涂抹润滑介质，其上面放置上滑板。船舶于滑板上。为了保证船舶和海工产品顺利平稳的滑移到驳船上，应使上滑板受力尽量均匀。
2驳船浮态、稳性及强度的计算和要求标准
对于船舶或海工产品拖拉滑移上驳船的过程中，需要不断的调节驳船的压载水使下水作业顺利进行。在作业过程中，要实时监测驳船的浮态、稳性及强度等相关的瞬时数值，对于超过要求标准的过程要马上就行纠正处理或暂停作业，以免产生事故。
2. 1浮态的计算和要求标准
浮态是船舶的基本性能，船舶的浮态随着载况的改变而变化，主要有正浮、纵倾、横倾及纵倾和横倾的结合四种状态。这些状态可以用平均吃水、纵倾角和横倾角表示，但在实际应用过程中，由于纵倾角很难直接测量，一般用首吃水、尾吃水和横倾角表示浮态。浮态出现的问题主要集中在首尾吃水上，当尾吃水不足而使船奖露出水面时，会出现“空车”现象，推进效率下降，引起共振等问题，当首吃水不足时，会出现首拍击现象，严重时导致首部底结构破坏。对于驳船的浮态，在满足一般船舶浮性要求的情况下，要求驳船的甲板滑道和码头滑道保持平齐，使产品能够顺利上驳下水。
3 驳船配载系统的模型及算法研究................................... 23-41
3.1 驳船配载系统的实质.................................. 23-25
3.1.1 配载系统算法的分析.................................. 23-25
3.2 平衡方程组法 ..................................25-31
3.3 载荷曲线法.................................. 31-39
3.4 权因子均衡法.................................. 39-41
3.4.1 权因子均衡法的实质.................................. 39
3.4.2 权因子均衡法的流程.................................. 39-41
4 工程问题数学化模型处理.................................. 41-53
4.1 驳船承受实时压力计算方法 ..................................41-49
4.2 驳船液舱内的自由液面处理 ..................................49-51
4.3 潮位的曲线处理 ..................................51-52
4.4 下水产品下水的时间段选择.................................. 52-53
5 配载软件系统介绍和实例分析.................................. 53-68
5.1 配载软件系统介绍.................................. 53-62
5.2 预配载实例分析.................................. 62-68
5.2.1 已知资料.................................. 62-63
结论
平地造船技术不依赖船厂船坞船台等设施工期，因此可有效提高船舶建造效率，得到广泛的应用，与其配合的拖拉滑移驳船配载系统得到迅猛的发展。对配载系统的研究，有较高的实际工程研究价值，还具有一定的学术价值，与此同时配载系统领域在国际国内的研究还有很大的发展空间。配载系统的核心技术主要是根据实际情况确定压载水调节量和调节位置，以及实际作业时遇到的相关工程问题，本论文主要的研究成果如下；
(1)根据以往配载系统的研究基础，本文完善平衡方程组系数法，提出了力学分析之权因子均衡法的配载算法；可根据驳船的具体特点人为设定压载水总量和总纵强度所占的比重；通过权因子变化，调节压载水分配位置，从而确保驳船总体剪力弯矩变化不超限且比较均匀；
(2)本文针对配载过程出现的实际工程问题，例如驳船承受下水产品拖上驳过程的实时压力计处理、驳船液舱内的自由液面处理、潮位的曲线处理和下水产品下水的时间段选择等问题，进行了分析与计算，提出更为合理的计算模型，并进行程序化设计。