首楼

船首部的上层建筑

首楼亦称艏楼（forecastle），船首部的上层建筑。可增加船体容积，防止或减少波浪涌上甲板。应有足够的强度以承受波浪冲击，内设支柱连接上、下甲板。船上的上层建筑除首楼外，还有船长中部的桥楼，用以增加居住空间，保护中部舱室免受波浪侵袭；以及船尾部分的艉楼，拱安装舵机和船员住室用。

简介

首楼是上层建筑的一种，和桥楼、艉楼一样，三者均为船舶上层建筑，相关功能配置统一为上层建筑的功能及配置要求。上层建筑是位于上甲板以上的，自一舷伸至另一舷或其侧壁自外板内缩不大于4%船宽的围蔽建筑物；有时也泛指包括甲板室在内的甲板建筑物。

上层建筑的布置及分类

上层建筑可用于布置各种舱室、战位和各种装置等，减少甲板上浪，增加船舶储备浮力，并可保护机舱开口免受波浪侵袭。根据需要，可有不同的长度和层数，在大型客船上最为庞大。

主船体加上上层建筑构成一定高度和断面变化的船体梁，上层建筑按其所在位置和长度大小，不同程度地参与船体总纵弯曲，船体在上层建筑端部将产生严重的应力集中，在设计中应引起重视。舰艇上层建筑的形式、层数和设置取决于舰艇的类型、主尺度和使命，并与总体舱室布置、武器布置、生活居住条件及航海性能密切相关。在潜艇耐压船体上方，沿船长设置并与非耐压船体连成一体的结构，也称上层建筑。

根据上层建筑所在的位置，又可分为首楼、桥楼和尾楼等。上层建筑的甲板有各种名称，如首楼甲板、尾楼甲板、游步甲板、救生甲板、驾驶甲板、罗经甲板等。

上层建筑的形式

船楼与主船体相组合形成上层建筑的几种不同形式。上层建筑的形式与船舶的用途、航行区域、主要尺度、机舱位置以及内部布置要求有关，还会影响到船舶的航行性能和结构强度。某些特殊的舰船(如航空母舰、潜艇、钻井平台等)有比较特殊的建筑形式，一般船舶上层建筑常见的形式有五种(图1)。

1．三岛式

三岛式主甲板上设置长度较短、相互分离的首楼、桥楼和尾楼，形如三座岛屿。早期船舶广泛采用三岛式，但因船楼之间交通不便渐趋淘汰。

2．长首楼式

长首楼式首楼与桥楼相连接，其长度大于船长的1/4。

3．长尾楼式

尾楼与桥楼连成一体，为现代大多数尾机型船广泛采用。

4．桥楼式、长桥楼式

桥楼式、长桥楼式船上仅设桥楼而无首楼和尾楼，按其长度是否大于船长的15%分别称长桥楼式或桥楼式。

5．连续上层建筑式

连续上层建筑式将三岛式的三个船楼连接起来形成连续的上层建筑，也就是在上甲板之上又增加一层或多层连通甲板，某些大型客船常采取这种形式。

此外，有些船的上甲板上不设船楼而只有甲板室，这类船称平甲板船，常见于某些工程船舶、工作船舶。

上层建筑的结构

上层建筑的船楼和甲板室用较薄的钢板制成围壁和内部舱壁。当上层建筑较长时，内部设横向贯通全宽的通道。将上层建筑分隔成相对独立的几个区段，以使其尽可能少地参加主船体的总纵弯曲。尽管如此，位于船中部的长上层建筑承受总纵弯曲的拉力和压力仍然是比较大的，结构必须具备相应的强度。

某些内河客货船常以压筋板代替平直钢板制作围壁，其优点是以筋槽代替扶强材，可减轻结构重量，减少焊接工作量和焊接变形的火工矫正工作。而且压筋板具有较好的纵向伸缩性，可减小纵向弯曲对上层建筑的影响。

上层建筑的前后围壁都设在甲板下方的舱壁、围壁、支柱或强力构件上，使其得到可靠的支撑，保持结构的连续性。

为避免结构突然变化而造成集中应力，上层建筑舷侧外板自楼端部开始逐渐减小高度向前后延伸至上甲板处消失。同时适当增加端壁前后处甲板边板和舷顶列板的厚度，使结构的强度做连续而非突然的变化。

上层建筑根据其参与船体总纵强度的有效程度，可划分为强力上层建筑和轻型上层建筑。

强力上层建筑

凡长度超过0.15倍设计水线长L，且不小于本身高度6倍的船楼(侧壁直接由舷侧外板延伸)应设计成强力上层建筑。支持在不少于3个船体刚性横向构件(横舱壁及用支柱支持的加强横梁)上的甲板室宜设计成强力上层建筑。

强力上层建筑的甲板是参与总纵强度的等值梁的上翼板，甲板上的纵向加强筋和侧壁上的纵向加强筋必须能保证板和纵向构件能达到必要的稳定性，其横向构件的尺寸不仅要保证其足够的局部强度，还需保证整个板架具有足够的稳定性。强力上层建筑侧壁与强力甲板的连接应满足强力甲板边板与舷顶列板连接的要求。为减少应力集中，强力甲板室侧壁与端壁的连接应以圆弧过渡，其半径等于500～1 000 mm。

强力上层建筑甲板及侧壁的骨架形式宜为纵骨架式、强力上层建筑的材料应与主船体相同，强力上层建筑甲板与侧壁板上的开口按强力甲板和外板开口的规定加强。

强力上层建筑侧壁端部应按图2所示的形式及尺寸平顺过渡。过渡部分侧壁板的自由边缘应加围球扁钢。

船楼端部区域的舷顶列板及甲板边板应加厚。其中舷顶列板加厚40%，甲板边板加厚20%，舷顶列板与甲板加厚的长度相同。加厚的范围应满足图3所示的要求。

当上述加厚板的加厚值大于4 mm时，应在长度方向设置中间过渡板，过渡板的长度不得小于板宽。长度小于0.2L的艏楼及艉楼，其端部的舷顶列板和甲板板可不加厚。

轻型上层建筑

参与船体总纵弯曲程度很小的上层建筑应设计成轻型上层建筑。长度超过0.15倍船长L及本身高度6倍的长甲板室，宜用设置伸缩接头的方法分割成若干个可以相对移动(长度小于0.15L及6倍甲板室层高)的短甲板室，并宜使每段短甲板室仅与两个船体刚性横向构件连接。短甲板室一般设计为轻型上层建筑，采用铝合金或其他弹性模量较小的材料制造的上层建筑宜设计成轻型上层建筑。轻型上层建筑甲板及侧壁的骨架宜采用横骨架式。

(1)钢质轻型上层建筑

轻型上层建筑甲板和外侧壁板一般不应小于3 mm。

与强力甲板相连接的上层建筑，其端壁及侧壁下部应设置与船体相同材料的围槛板。围槛板高度不小于150 mm。围槛板的厚度比其上部壁板加厚1 mm。

(2)铝质轻型上层建筑

铝质上层建筑的结构设计应注意整体和局部刚度，尤其是重要设备基座附近的结构。

铝质上层建筑甲板侧壁横骨架间距一般不宜大于300 mm。外壁及甲板板的最小允许厚度为3 mm，内壁板的最小厚度为2 mm。与强力甲板相连接的上层建筑所有壁板的下缘均应设置高度不小于150 mm、厚度不小于3 mm的钢质围槛板。

铝质材料与钢质材料的接合面应设置有效的绝缘衬垫物。

甲板横梁与外壁扶强材应采用折边肘板相连接。折边肘板的最小允许厚度为3 mm，折边宽度一般取25 mm。甲板横梁(球缘铝材)的跨度不宜大于2 m，否则应设置纵桁。与外壁板连接的内壁板，其外侧一根垂向扶强材与外壁板之间应设置水平扶强材，其间距不大于500 mm。

当采用铆接结构时，甲板、外壁板及要求水(气)密舱室的内壁均应采用双排交错排列的铆钉铆接，其他内壁之间及球缘铝材的连接可采用单排交错铆钉铆接。

(3)伸缩接头

船楼式上层建筑不得设置伸缩接头。伸缩接头宜设置在对穿通道内。伸缩接头距强力甲板大开口角隅一般不宜小于甲板室高度。伸缩接头之间的距离不得大于0.15L及6倍甲板室高度，且应不小于3倍甲板室高度。两侧壁板及甲板板的伸缩接头应在同一平面内，不宜错位。伸缩接头以单层设置为宜。有充分依据的话，也可多层设置伸缩接头。

当被伸缩接头分隔的各段甲板室与船体刚性连接(即与船体同向弯曲)时，可设置变刚度伸缩接头。此时，伸缩接头下端侧壁上应嵌入一块与船体材料相同的加强板，加强板厚度应是甲板室侧壁板厚度的2倍，长度为伸缩接头两侧各500 mm，高度不小于200 mm。

伸缩接头的结构型式可采用波形板式接头(如图4所示)和滑动式接头(如图5所示)。

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