例析船舶尾部區域空間設計與施工

唐　森,劉相樹（.勞氏船級社（中國）有限公司舟山分公司；.浙江舟山萬邦永躍船舶修造有限公司,浙江　舟山　3600）

例析船舶尾部區域空間設計與施工

唐森1,劉相樹2
（1.勞氏船級社（中國）有限公司舟山分公司；2.浙江舟山萬邦永躍船舶修造有限公司,浙江舟山316100）

摘要：船體尾部線型在艉柱及尾軸管區域比較狹窄，結構復雜，施工空間受限。為避免出現難以施工問題，在設計階段對結構空間及施工工藝予以充分考慮，是十分必要的。本文就此舉例分析、探討。

關鍵詞：尾部區域結構；空間設計施工；例析探討

0　概述

船體尾部線型在艉柱及尾軸管區域比較狹窄，并且該區域除了加強結構外，還有艉柱鑄鋼件、尾軸和保護套管及前軸轂等，客觀存在施工空間受限的情況。特別是在艉柱設計時重點考慮鑄鋼件與軸系部分的銜接而忽略了施工問題，則難免會出現現場難以施工（甚至無法施工）的情況。因此，在設計階段就要綜合考慮結構空間及施工工藝問題，以免出現設計方案不可行的現象，是十分必要的。本文以實船尾部區域結構為例，予以分析、探討，以供參考。

1　某金槍魚延繩釣船艉柱結構

如圖1所示，在該型船的尾部區域，尾軸是穿過機艙后壁并通過軸遂（空艙）以及艉柱出軸的，其中軸遂（空艙）為一獨立的密閉空間，最終打混凝土作固定壓載。

軸系的支撐主要是機艙后壁的前軸轂及艉柱軸轂，并且在前軸轂與艉柱處的軸轂之間設置保護套管。

圖1　艉柱結構中縱剖面圖

該船從前軸轂到艉柱之間的軸遂區域，其中艉柱鑄鋼件與加強結構外板、立龍骨與船體結構以及前軸轂的焊接施工等，均有足夠的空間。另外，設計時已在1400平臺預設了一個進入軸遂的工藝孔，單從結構本身的建造上看是沒問題的。然而在現場準備施工時卻發現，尾軸保護套管與艉柱及前軸轂的鑄鋼件端部下面，由于空間狹小卻難以進行焊接施工，尤其是與艉柱的焊接作業更加困難。

經過分析研究確認，由于該船的軸遂（空艙）最后要打混凝土作為固定壓載，所以可以采用塞焊工藝，而且該區域內部結構與外板的焊接采用塞焊工藝是最便捷的解決方法，即在保護套管與艉柱、前軸轂焊接完成之后，再采用塞焊的方式與外板進行焊接。塞焊節點詳見圖2。

類似的施工困難問題，在其它類型的船舶設計工作中也時有出現，其中一部分類型船舶在設計階段通過調整安裝工藝以及確定特殊工藝節點加以解決，但是有些類型的船舶一直到船廠提出來無法施工才回頭協商解決方案，甚至需要重新設計，如此導致了施工進度的延誤。這既給設計工作造成了被動，又給船廠造成了損失。

圖2　 外板塞焊節點

2　某耙吸挖泥船艉柱結構

如圖3所示，該型船的尾部是雙尾鰭結構形式，尾軸穿過機艙后壁、尾壓載艙和尾軸冷卻水艙以及艉柱出軸。

此類船舶在尾軸冷卻水艙處的線型，有向“消瘦”型發展趨勢，因此，在前軸轂和艉柱之間的空間是狹窄的。

雖然本船該區域的線型比其它類似船舶的線型稍顯“寬胖”，其中FR8朝首區域安裝上尾軸套管之后仍然有一定的活動空間，進行施工沒有太大的困難，但是FR8與艉柱之間的施工空間緊張，再者艉柱鑄鋼件與外板的對接設在FR8-200處，施工困難的情況卻是存在的。因此，艉柱鑄鋼件與內部加強結構的焊接、鑄鋼件與外板的對接、FR8肋板與船體外板的焊接以及加強結構與FR8肋板的焊接等，在設計時需要預先確定好施工工藝方案。

圖3軸系布置圖

該區域的結構設計，除了必須考慮軸轂、艉柱及結構本身的施工空間外，還要同時考慮尾軸及其套管的安裝方式。所以，務必要與輪機專業方面就軸系安裝工藝進行充分溝通、協商，以確保該區域結構焊接及軸系安裝施工的可行性。

本船尾軸管及保護套管的安裝采用整體安裝方式，即在尾軸保護套管與前后尾軸管組裝焊接之后，再通過艉柱軸孔裝入定位、澆注環氧樹脂。

根據本船尾軸的安裝工藝并結合結構情況，FR8往尾部區域要求在尾軸保護套管安裝前就必須完成相關施焊工作。通過分析研究，最終采用了FR8肋板底部最后進行焊接的方案，即首先完成FR8往尾區域的鑄鋼件與內部結構、鑄鋼件與外板對接以及內部結構與

FR8肋板上端的焊接工作，FR8肋板下端留做施工通道，在其它部分焊接完成之后，再最后封上FR8底部肋板，底部肋板采用塞焊和襯墊焊完成施工。詳見圖4艉柱中縱剖面、圖5FR8肋板焊接節點。

圖5　FR8肋板焊接節點

總結上述案例可見，由于船舶尾部區域線型的特殊性、結構的復雜性以及空間的限制性，出現施工困難或無法施工的問題，往往是由于設計時沒有通盤考慮結構空間以及施工工藝造成的。為避免此類情況的出現，在船舶尾部區域結構空間設計時，要注意以下幾點：

（1）充分解讀目標船舶的軸系布置圖，深入分析、研究軸系安裝方式及安裝工藝；

（2）根據船舶的線型及空間情況設計艉柱及其加強結構；

（3）分析該區域結構的結構節點形式是否滿足焊接工藝規程及軸系安裝工藝等方面的要求。

（4）綜合考慮上述情況，最終確定該區域的結構空間設計與施工工藝方案。

3　結語