淺談大型船舶艙口圍地面組裝及整體吊裝方案

摘 要：本文介紹艙口圍地面組裝及整體吊裝方案實施過程中，如何進行精度控制，減少整體吊裝變形，實現(xiàn)艙口圍組裝與艙口蓋安裝調試工作轉移到地面完成。

關鍵詞：地面組裝；整體吊裝；精度控制；焊接

中圖分類號：U671.4 文獻標識碼：A

1 前言

當前船廠面臨著接單難、船價低及交船難的嚴峻考驗，許多船廠處于瀕臨倒閉，但這也是船廠求生存謀發(fā)展的一個轉折點。船廠在不斷推出新船型來吸引船東眼球的同時，內部也要不斷改善自身建造工藝，縮短建造周期，提高生產效率，真正減少造船成本，使其在日益劇烈的市場競爭中生存及發(fā)展。

在船舶建造過程中，船塢周期直接影響到船廠的生產效率與建造成本。在散貨船和礦砂船甲板面完整性方面，艙口圍及艙口蓋安裝調試占據(jù)了大量的工時，若能成功地將獨立艙口圍組裝及艙口蓋安裝調試前移至地面完成，不但對減少工人勞動強度及減少船塢周期，而且對提高船舶出塢完整性均具有重要意義。

2 影響艙口圍地面組裝及整體吊裝方案的因素

艙口圍地面組裝及整體吊裝是一項復合技術，此技術在日本船廠已有應用，但國內僅有一兩家船廠應用此技術。影響此技術實施的因素很多，如艙口圍在地面組裝需要足夠寬廣的平地，且便于轉運及吊裝；以及艙口圍地面組裝精度控制、甲板面艙長與艙口圍艙長精度控制、艙口圍地面余量修割精度控制、艙口蓋附件安裝及相關開孔精度控制、整體吊裝變形控制等。

3 艙口圍地面組裝及整體吊裝方案

3.1 場地布置

大型散貨船及礦砂船艙口圍均比較大，艙長一般在15 m以上，加上兩側或單側導軌支架總長度達到近30 m，這就要求在船塢附近有足夠大的組裝場地，且方向與船舶進塢方向一致，以便于吊裝。如用平板車進行轉運，對艙口圍的整體強度補強及轉運托架設計需提出更高的要求，實施難度大，這里不討論此方案。

（1）在組裝場地上首先劃出艙口圍縱橫向中心線，再劃出艙口圍片體安裝線、斷口檢查線，作為艙口圍片體吊裝及艙口蓋地面安裝的依據(jù)。地樣劃線時，需注意艙口圍理論線方向，如橫向結構理論線及縱向結構理論線朝向問題，要求在劃線前熟悉圖紙。

（2）劃線完畢后，對支撐進行布置，優(yōu)先使用可調支撐，便于組裝時調整艙口圍水平。支撐點盡量布置在結構相交的強結構上，防止艙口圍下口受壓變形。支撐布置過程中，注意橫向甲板梁拱及縱向甲板昂勢情況。

（3）定位碼及限位碼均是起到艙口圍片體快速定位固定的作用。定位碼裝在艙口圍壁板內側，片體吊裝后與艙口圍壁板燒定位焊。限位碼安裝在艙口圍肘板區(qū)域，片體吊裝后與艙口圍肘板燒固定焊。安裝時應考慮結構理論方向，預留板厚值。

3.2 艙口圍地面組裝

艙口圍片體吊裝前，在合攏口兩側劃出200 mm對合線，并在搭載合攏口區(qū)域以艙口圍面板為基準向下量取800 mm劃出水平檢驗線。片體吊裝定位以中心線作為定位基準。片體復位前，在四角裝上支架并拉水平鋼絲，作為片體復位及裝配調整依據(jù)。片體復位后，進行第一次精度測量。測量數(shù)據(jù)合格后，進入艙口圍地面裝配工作，裝配時需利用好水平鋼絲，控制壓緊扁鋼及導軌位置平整度，艙口圍艙長及方正度控制，根據(jù)甲板面開口艙長大多數(shù)為負公差，為盡量避免后續(xù)搭載裝配時艙口圍壁板垂直度產生較大偏差，艙口圍艙長在焊接完工后盡量控制為負公差。

裝配完成后，進行第二次精度測量。精度誤差調整完成后進行加強材安裝，此加強主要是控制整體吊裝變形，此階段安裝可以起到焊接保型作用，加強布置如圖1。艙口圍片體焊接很重要，如不注意控制焊接順序，由于下口為相對自由狀態(tài)，會引起圍壁板變形，為盡量減少由于焊接引起的變形，須嚴格按工藝要求的焊接順序進行施焊。焊接完成后，進行第三次精度測量。測量重點是檢查壓緊扁鋼及導軌位置平整度（因為這直接影響到艙口蓋安裝調試）。

3.3 艙口蓋及附件安裝

艙口蓋地面安裝調試工序基本上與船上一致，不同的是導輪及拉桿開孔需要留余量開設，壓緊扁鋼及導軌安裝線盡量做成正公差，防止整體吊裝后艙口圍受擠壓變形，導致艙長變小。壓緊扁鋼條和導軌采取點焊固定，艙口圍搭載焊接后再進行艙口蓋附件焊接工作。艙口蓋安裝調試完畢后，關閉艙口蓋并鎖緊所有鎖緊裝置。鎖緊后進行第四次精度測量，測量點相應向外側引出，并作好標記，與前三次測量方式不同。

圖2 艙口蓋地面調試情況

3.4 艙口圍余量劃線及余量切割

艙口圍地面余量劃線及余量切割，可以真正減少分段搭載時余量修割工作量，提高搭載效率。但如何準確把握余量修割量很關鍵，否則會帶來事倍功半的后果，如果沒有十分把握，建議開始實施階段還是將余量留到船上切割。

艙口圍余量劃線前，先對甲板面水平進行測量，測量壁板安裝位置及相應肘板位置的甲板面水平情況，重點關注艙口圍四角橫向大肘板在甲板相對位置的梁拱數(shù)據(jù)。

甲板面水平數(shù)據(jù)測量后，結合艙口圍面板水平數(shù)據(jù)進行分析，計算并定出艙口圍余量線。計算前提條件為：艙口圍地面組裝焊后數(shù)據(jù)測量，面板水平度在-4～+4 mm內，艙長、寬、對角線長都符合精度要求。計算方法為：甲板面距離艙口圍面板理論高度為H，根據(jù)所測量的甲板水平度H1和艙口圍面板到下腳的實際高度H2，如圖3所示，以*處數(shù)據(jù)為例，計算出艙口圍下腳的余量值：Z=H2-H+H1，其他位置及肘板結構計算方法相同。余量切割過程中，需留線切割。注：現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量人員及模擬搭載數(shù)據(jù)定位工藝，應考慮存在梁拱及板厚差處數(shù)據(jù)的轉換。

圖3 余量劃線分析圖

3.5 艙口圍整體吊裝

艙口圍整體吊裝是整個工藝實施過程中最關鍵的環(huán)節(jié)，如圖4，此環(huán)節(jié)的重點工作就是控制好吊裝變形。如發(fā)生過大的變形，會給后道工作帶來大量的工作量，也會導致裝配完的導軌及壓緊扁鋼重新安裝，這樣就會失去了實施此方案的真正意義。控制吊裝變形，吊碼布置及加強材布置很關鍵。

由于導軌已在地面上安裝，艙口圍面板上已沒有吊碼安裝位置，只有將吊裝吊碼轉移到相應的肘板面板上，這樣對艙口圍變形控制很不利，如加強安裝不當會引起艙口圍變形，主要表現(xiàn)為艙口圍下口艙長變大，呈塔狀，搭載定位時需要大量開刀調整。還有就是艙口圍壁板直線度偏差，導致一系列的精度問題出現(xiàn)。起吊時吊碼位置也會產生往里擠壓的力，導致前后圍壁距離變小，從而引起前后壓緊扁鋼及導軌距離變小而重新安裝的后果。為盡量減少整體吊裝過程中產生變形，吊碼安裝在肘板面板上盡量往上口安裝，艙口圍四角內側安裝圓管加強，如圖1，這些措施主要是保證艙口圍下口變形量。而上口變形控制則是通過艙口蓋鎖緊裝置及額外安裝限位碼，限位碼的作用是利用艙口蓋自身結構強度來限制艙口蓋上口變形，要求每個吊碼區(qū)域對應安裝一套吊裝限位碼，如圖5。

在艙口圍整體吊裝變形控制外，還有一項就是在艙口圍四角安裝水平標桿，如圖6，主要是為保證艙口圍吊上船后快速搭載定位與作為艙口圍后續(xù)裝焊檢驗的依據(jù)。水平標桿的安裝不能影響到后續(xù)艙口蓋正常開閉，用激光經緯儀劃出水平基準線，并打上樣沖。

艙口圍整體吊裝基本到位后，按照甲板面所畫的安裝線進行定位。 具體步驟為：首先，甲板縱向及艙口橫向的中心線對艙口圍中心進行對位，根據(jù)艙口圍四角水平標桿調整艙口圍四角水平；然后，對艙口圍板與甲板橫梁結構、艙口圍肘板結構與甲板反面結構節(jié)點對位情況進行檢查；按照中心對位達到精度要求（中心偏差±5范圍內），同時對圍板及肘板結構盡量少錯位的原則進行綜合考慮，讓整個艙口定位達到最佳效果，減少裝配開刀量，節(jié)約勞動力及成本。

數(shù)據(jù)測量合格后，對艙口圍圍板、結構下腳相應位置進行固定。固定方式可采取燒定位焊，一般在大肘板下腳、圍板兩端位置進行燒焊固定。

圖4 艙口圍整體吊裝

圖6 四角水平標桿布置圖

4 實施過程中的安全要求

（1）艙口圍片體吊裝前拉好警戒線；

（2）艙口圍片體吊裝到位后，在內側拉好花籃螺絲，防止片體外傾；

（3）艙口圍片體定位完畢，限位碼及定位碼需與結構燒定位焊，防止片體偏移；

（4）裝配及余量修割過程中原則上不允許拆割限位碼及定位碼；

（5）艙口蓋地面調試時，拉好警戒線。艙口蓋在導軌支架上方時，艙口蓋下方嚴禁站人，并對滾輪做好約束止動措施；

（6）艙口圍整體吊裝搭載定位后，導軌支架下腳需與甲板面點焊固定后方能開啟艙口蓋。

5 結束語

本文是我司實施82 000 DWT散貨船艙口圍地面組裝及整體吊裝方案實施過程的簡介，實施此方案后建造周期縮短約15天，為艙口蓋后續(xù)調試及密性爭取了充分時間，提高船舶出塢完整性。本方案根據(jù)我司現(xiàn)有場地設備進行編制，但每個廠的生產條件均有不同，實施過程也會有不同之處，本文僅供參考借鑒。