汽車搬運船頂升式活動甲板的設計與安裝調試

薛國良

(南通中遠川崎船舶工程有限公司,江蘇南通 226000)

1 活動甲板的分段劃分

大型PCC船通常在船體中心線上設置一列支柱。一般以支柱為分界線左右對稱劃分,在長度方向上一般一個艙分成 3～4塊左右。

分段劃分需要注意如下內容:

(1)甲板的重量不能超過升降車的允許載荷,并留適當的余量(余量需大于頂升時甲板與軌道接觸產生的摩擦力)。

(2)甲板的外形有利于減小甲板的變形。

(3)甲板的形狀與通道結合起來考慮。

(4)升降車的頂升位置是否能滿足要求。

(5)是否有合適的支撐位置。

(6)兼顧所運車輛的外形尺寸。

2 活動甲板強度和剛度的設計

升降甲板將會承載多種品牌的車輛,因此升降甲板必須滿足指定載荷下的強度要求,在滿足強度要求的同時,必須考慮甲板的剛度。

(1)必須控制裝載狀態下甲板的下垂量,確保甲板下空間的高度以滿足下層甲板車輛裝載的高度要求。

(2)頂升時,需要控制各AUTO SUPPORT(自動支撐)位置的下垂或上翹值。

①過度下垂:升降車無法將活動甲板升過AUTOSUPPORT的擱置高度;

②過度上翹:活動甲板上翹碰到上方結構,但活動甲板還未升到擱置高度。

(3)一般采用設置一定的中拱值來抵消承載時的部分下垂量,但不能過度設置中拱值,以確保本層的凈高度。

(4)必須謹慎設計活動甲板的制造精度,要把活動甲板的制造誤差考慮進去。

3 活動甲板的擱置位置

通常活動甲板根據所載車輛的高度尺寸確定擱置位置的數量,一般設置成 2～3個擱置位置。靠近上方甲板下設置的高位為收藏位置,在低位和中位是工作位置。在各個擱置位置均設置相應的擱架。

4 活動甲板的外形

活動甲板外形受到周圍船體結構和舾裝件的影響較多,主要有:

(1)船體結構的形狀:甲板的邊緣應與船體結構匹配,相互間的間隙要求小于30mm。

(2)船體的強肋骨及其相聯的肘板。

(3)船體甲板下的肘板要防止在高位擱置時與結構相碰。

(4)各種梯子(直梯或斜梯)。

(5)艙內布置的管子。

(6)在局部區域,為防止車頂碰結構,一般采取減小甲板總高度的方式。

(7)在尾門附近,為了確保內部通道的暢通,該處的第一個支柱無法布置。通常采用懸掛裝置將甲板吊掛在上層甲板的方式。甲板的重量和其上的載荷都直接懸掛在上層甲板上。

(8)在艙壁門處注意與門的干涉及小平臺的連接與尺寸。

5 活動甲板的支撐

常用的支撐形式有手動操作支撐裝置和自動支撐裝置2種形式。

(1)手動支撐裝置。通過手拉方式控制擱架處于工作狀態和收藏狀態。

(2)自動支撐裝置。由頂升車頂起活動甲板約125mm,升降車自動支撐用千斤頂頂起齒條驅動齒輪帶動滾筒收緊鋼索,SLIDE ARM(自動伸縮臂)被收進。當甲板被升降車移動到指定擱置位置時,液壓缸收回,自動支撐系統的彈簧復位將SLIDE ARM推出,齒輪、齒條等同時復位,升降車降下頂升平臺,活動甲板自動擱置到相應的擱架上。

通常情況下,1塊活動甲板根據其形狀設置 4個AUTO SUPPORT,布置在活動甲板的4個角上。

當其形狀不規則時,可以設置5個～6個AUTO SUPPORT。

自動支撐的設置位置為:

①舷側布置在強肋骨位置。

②船體中心線一側大部分安裝在船體支柱位置。

③在艙壁無骨架側:通常在艙壁上開孔,反面補強,水密艙壁必須設置水密盒。也有設置在本側。

6 活動甲板錯層使用注意事項

根據裝載不同車輛的高度,需要調整活動甲板的位置。調整后可能存在部分甲板在中位,部分甲板在低位的情況。通常每層甲板設置劃分成幾個區域,根據需要錯層使用。錯層使用需要考慮如下問題:

(1)車輛的上下行走,設置成便攜式的跳板。

跳板的設計需要考慮以下因素:

①在滿足車輛載荷(輪壓)的同時重量要輕,便于搬運;

②相互之間要求設置連接裝置;

③跳板下設置輪子便于移動,但在使用時要求將輪子收起,由跳板直接接觸作用到下面的甲板上;

④設置綁扎設備防止車輛運動時跳板滑動;

⑤跳板上表面應采用防滑材料,通常采用花紋板;

⑥該跳板的總高度必須與活動甲板中低位的高度差一致;

⑦跳板的斜度必須考慮所裝車輛的外形尺寸,防止車輛碰上部甲板,車頭車尾碰低位甲板或跳板(根據車輛允許的跳板傾斜角度)。

(2)防跌落措施

為防止綁扎件或其他物品從縫隙中跌落到下層,損傷下方車輛,在各個區域的甲板相鄰邊緣設置便攜式圍板。

甲板邊緣設置便攜式欄桿,防止人員墜落。

7 車輛綁扎設備

在活動甲板上的車輛同樣需要綁扎.一般在車輛甲板上設置如下綁扎設備:

(1)綁扎孔。甲板上設置了一定數量的綁扎孔,通常船長方向的間距為 600 mm,左右的間距為800 mm。孔的直徑一般為45～60mm(根據船東提供的綁扎件的規格決定)。孔的中心距結構件不小于60 mm,防止綁扎件與結構相碰。

在厚板位置的綁扎孔考慮到綁扎件鉤子的大小,需要打磨處理。厚度大于20 mm時需要打磨處理至20mm。

(2)固定式綁扎環。在活動甲板上固定式綁扎環通常設置在船側和艙壁側及支柱的周圍,要求離開邊上結構80mm。

為防止損傷輪胎要求將固定式綁扎環兩端打磨。

(3)設置掛物桿用于懸掛船東提供的綁扎件。通常設置在舷側或艙壁骨架側。

8 照明系統

升降甲板下通常需要設置照明系統。該系統主要包含:燈具、電線、電線管、電源插座、電源插頭等。

照明系統的設置需要注意如下幾個問題:

(1)燈具的數量和規格由電裝設計確定。

(2)燈具外形尺寸和安裝后的總高度需要確保甲板下的凈高度。

(3)電源的布置位置均考慮設置在舷側,可以布置 2～3個插座插頭。

為了防止車輛的走動對燈的影響及電線管支架發生開裂,通常要求把支架焊在骨架上,不要直接焊在甲板下面。

考慮到甲板升降的需要,在電源插座插頭處,要求電纜能自由的隨甲板上下運動。

9 設置煙霧探測設備

在車輛區域根據規范需要設置煙霧探測設備。煙霧探測設備的具體位置和數量根據規范決定。

10 升降甲板防跌落設施

設計時把甲板的低位位置與船體結構水平材對應起來,要求甲板與周圍結構的間隙不大于30 mm。當甲板提升到中位時,結構與甲板間的間隙比較大。為了防止甲板上的物品跌落到甲板下損傷下面的車輛或人員,必須采取防跌落措施。

具體的措施有:

(1)當甲板邊緣與相鄰結構的間隙大于 30 mm且可以設置圍板的地方,在甲板上設置圍板。通常兩側設固定的圍板。

(2)在錯層使用時在甲板邊緣及在艙壁門處設置便攜式圍板。

(3)在舷側,甲板上不便設圍板的地方,頂升甲板調試結束后擱置到中位。在甲板下與船體結構間同一高度安裝防跌落材,且與船體結構的間隙不大于30mm。

11 軌道和導板

為了確保甲板在各擱置位置不與周圍結構相碰,甲板間或甲板與結構間的間隙必須小于30 mm。通常每塊甲板設置 4根軌道。每根軌道兩個面起導向作用,以保證甲板的左右前后的位置。

通常軌道由60 mm×60 mm的方鋼制成,焊接在結構支柱、艙壁、舷側肋板的面板上。

12 精度設計

設計時根據標準設定活動甲板的制造精度,同時需要考慮防止活動甲板間或活動甲板與結構間的間隙超過30 mm,兼顧船體結構的建造公差、活動甲板的左右前后的自由移動量。對活動甲板的長度和寬度根據所在的位置必須提出比標準更高的要求。

13 標識

在甲板的上下標識具體的甲板編號:

(1)在甲板上標注重量

(2)在下面的甲板上標注升降車的具體位置,具體標識升降車支撐腿的位置。

(3)在錯層使用時為防止撞到錯層甲板,頂升甲板的端面采用醒目的顏色。

14 甲板層間高度設計要求

為了確保本層甲板和下層甲板裝載高度的要求,必須保證甲板間凈高。具體考慮的因素有:

(1)各層甲板的理論線的位置。

(2)甲板的梁拱高度。

(3)甲板的厚度。

(4)甲板骨架的高度。

(5)甲板自重引起的撓度。

(6)甲板裝載條件下的撓度。

(7)甲板的制造精度。

(8)甲板的安裝進度。

(9)為了控制精度,要求活動甲板的制造公差必須保持甲板處于上拱狀態。

各層甲板必須設置必要的層高余量,吸收制造誤差和必要的調整量,防止上層甲板載車變形后壓到下方車輛。

15 防滑設計

在通道的端部設置鋼板網,車輛轉彎區域設置防滑材料。

16 升降甲板的安裝調整調試方法

16.1 活動甲板頂升擱置調試方法

由于面積較大,升降甲板的平整度難以控制。在甲板頂升過程中,升降車支撐在甲板的中央,那么甲板的 4個角的下垂量隨甲板形狀的不同差異較大。升降甲板支撐點的不同下垂量或上翹量對甲板的頂升就位工作帶來很大的難度,應根據甲板的實際情況采用不同的處理方法。下面介紹幾種常用的調整方法:

方法1:適當移動升降車。

當甲板 4個角水平度偏差不大時,但最低點仍在支撐點以下或某角偏高。

處理辦法:適當移動升降車,小距離移動,甲板下補強不變。甲板升降車位置標記修改。

方法 2:升降甲板下在升降車頂升位置加墊板。

當甲板 4個角高度偏差不大時,通過移動升降車仍有一角在支架以下不能擱置到支架上。

處理方法:在升降車頂升平臺上方,在升降甲板骨架下加墊板。

具體調整過程:在升降車的托架上與甲板下垂點相對應的角上墊一定厚度的鋼板。通過幾次對鋼板厚度的調整,甲板的幾個角基本上能同時到達支架高度。測量墊板的厚度,在升降甲板骨架的面板上焊接該厚度的鋼板。

注意點:甲板下裝焊墊板后,甲板間的凈高必須得到保證。

方法3:加配重。

當甲板某角上翹過大不能通過移動升降車解決時。

處理辦法:加配重。

調整過程:在上翹的甲板角上站立一定數量的人員(最好使用標準壓鐵),當達到一定人數時甲板處于水平狀態。此時,記錄好人員的位置及人員的重量,根據這一重量設計配重。人員站立的位置即配重加載的位置。

注意:如果配重過大,可能會超過升降車的額定載荷。

方法 4:改變升降車的前后方向。

在高位擱置位置,如果由于上翹原因影響甲板的提升,可以改變升降車的前后方向。

方法5:加擋塊。

當甲板某角上翹過大時,在上翹甲板的上方的船體結構上設置一擋塊。這樣當甲板頂升時可以解決 4個角能到達擱置高度。

方法 6:大距離移動升降車或升降車轉 90°。

當甲板上翹或下垂過大,無法用上述辦法解決時,采用大距離移動或將升降車轉動 90°的辦法來處理。

試驗時要求在升降車支腿處墊上厚鋼板或木板,確保下方甲板不受損傷。

方法7:鋼絲繩牽引。

當甲板一角下垂較多,一角上翹較多的情況下,采用平衡鋼絲繩牽引。

方法8:水火校正。

此法需與甲板本身的平整度同時考慮,難度較大。

16.2 甲板與周圍結構間隙的調整方法

因軌道彎曲導致活動甲板跟隨移動的解決方法為:

根據JSQS的要求,軌道的安裝精度要求為一層甲板間高度范圍內偏移不大于5 mm,導板與軌道的間隙為0～5 mm。

結構建造誤差往往大于 5 mm,軌道隨結構傾斜,考慮到船東要求甲板與周圍的間隙不大于30mm,所以有必要對軌道的偏差情況進行修整。當軌道上下偏離基準 8mm時,可在軌道上加焊扁鋼來確保軌道的垂直度。扁鋼最小厚度應大于 4 mm,并注意焊接坡口的要求及保持軌道面的平整。

為了防止甲板間過大的間隙損傷輪胎及防止甲板上的物品或綁扎件掉落到下層,影響下方甲板上通行安全及車輛的安全,要求甲板與周界的間隙不大于30mm。

(1)精確測量分段的外形尺寸,測量結構尺寸在時間上無法保證時,采取搭載后切割余量。

(2)控制軌道的安裝精度。

(3)控制導板與軌道之間的間隙。

(4)對超過 30 mm的地方得追加扁鋼,加的扁鋼的寬度不宜太寬。

16.3 伸縮擱臂的調整

在安裝鋼索時,螺旋扣內兩側各留螺紋長度10～20 mm,這樣可以留有足夠的收緊余地。

要求伸縮擱臂的伸出量達到相應的設計值,本船為140mm。

擱置狀態時,伸縮擱臂超過支撐架 10 mm以上。此余量不可過小,如果過小可能導致由于甲板水平移動而無法擱置到支架上。

伸縮擱臂在收回狀態時,要求伸縮擱臂不超出甲板的邊緣,防止甲板上下移動過程中與附近結構相碰損傷伸縮擱臂。

16.4 活動甲板與車輛通道之間短跳板的安裝調試

短跳板有2種擱置形式:活動甲板在低位時短跳板處于水平狀態,活動甲板在中位時短跳板處于水平狀態。

短跳板的運動會改變它與活動甲板及車輛通道之間的間隙(相當于長方形長邊和對角線之間的差值),在安裝時要確認當時的擱置狀態,否則會造成間隙遠遠超出30mm,或出現相互碰撞的現象。