某滾裝船艉跳矯正修理方案

郭志強(qiáng)，朱雨雷，徐海瑞

(舟山中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司，浙江 舟山 316131)

某滾裝船艉跳矯正修理方案

郭志強(qiáng)，朱雨雷，徐海瑞

(舟山中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司，浙江 舟山 316131)

某滾裝船裝貨時(shí)，由于操作不當(dāng)導(dǎo)致艉跳局部嚴(yán)重變形無(wú)法正常關(guān)閉、鎖緊。文章主要介紹了艉跳整體吊運(yùn)至碼頭，充分利用艉跳的自重來(lái)矯正變形，從而達(dá)到快速、精確完成修理工程并縮短修理周期的目的。

滾裝船；整體吊運(yùn)；矯正變形

汽車滾裝船的艉跳是裝卸車輛貨物的重要通道。某船艉跳由前段、中段及與船體連接的根部段3部分組成，總長(zhǎng)度45.5 m，寬15 m，總質(zhì)量171.2 t。在碼頭裝卸車輛貨物時(shí)，由于操作不當(dāng)導(dǎo)致艉跳與船體連接的根部段嚴(yán)重變形。

1 艉跳下地吊運(yùn)方案選擇

由于廠內(nèi)船舶修理、改裝船舶較多及碼頭水深的限制，船舶進(jìn)廠后?？吭谕鈾n。鑒于碼頭門機(jī)的起重能力限制，且艉跳長(zhǎng)度達(dá)45.5 m，故使用浮吊將艉跳整體吊運(yùn)至碼頭修理。

為方便吊運(yùn)，將艉跳的3個(gè)部分使用馬板固定。為防止吊運(yùn)過(guò)程中導(dǎo)致艉跳二次變形，故布置8個(gè)吊耳吊運(yùn)，如圖1所示。

圖1 艉跳下地

2 艉跳變形量測(cè)量、分析

艉跳吊運(yùn)至碼頭并布置好底部支撐后，使用全站儀對(duì)艉跳根部段進(jìn)行測(cè)量，得出原始變形量。

從圖2的測(cè)量數(shù)據(jù)中可得知，P1, P3, P5, P7, P9和 P11點(diǎn)基本上在同一平面上，可以認(rèn)為未發(fā)生變形(無(wú)需矯正)。

圖2 初始狀態(tài)測(cè)量

由圖2可以看出點(diǎn)P4, P6, P8, P10, P12和 P13位置的變形量呈線性變化向上翹起。故得出如下結(jié)論：變形發(fā)生在P4和P6兩點(diǎn)之間，且兩部分均未發(fā)生明顯變形，與現(xiàn)場(chǎng)變形情況吻合。由圖3可以看出現(xiàn)場(chǎng)變形情況與上述分析結(jié)構(gòu)相吻合。

圖3 艉跳主要變形區(qū)域

3 矯正、修理方案

艉跳變形位置如圖4所示。

圖4 艉跳變形狀態(tài)示意圖

對(duì)艉跳變形情況進(jìn)行分析后，可將變形區(qū)域強(qiáng)縱桁切割開，利用上翹部分的自身重量來(lái)達(dá)到矯正變形區(qū)域的目的。

下面對(duì)該方案進(jìn)行論證。為方便簡(jiǎn)單計(jì)算，現(xiàn)做如下假定：當(dāng)P4和P6間變形縱桁斷開后并將變形區(qū)域內(nèi)所有支撐拆除時(shí)，變形部分在自身重力作用下會(huì)沿Q-Q軸有旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)。

圖5 艉跳變形區(qū)域受力分析圖

由圖5可得出，由于上翹部分自重使Q點(diǎn)受到彎矩為自重與力臂的積MQ=2 027.4 kN·m。

由圖6可知，Q-Q剖面模數(shù)計(jì)算如下(未變形縱桁剖面特性不計(jì)算在內(nèi))：

Q-Q剖面總面積：A=1 499 cm2；

對(duì)參考軸靜矩：S=6 725 cm3；

對(duì)參考軸總慣性矩：IC=142 157 cm4;

中和軸至參考軸距離(對(duì)參考軸靜矩除以剖面總面積)：lC=4.488 cm；

Q-Q剖面對(duì)新中和軸總慣性矩(對(duì)參考軸總慣性矩減去中和軸至參考軸距離與對(duì)參考軸靜矩的積):Ix=111 977 cm4；

Q-Q剖面上表面到中和軸距離:l上=1.100 cm；

Q-Q剖面下表面到中和軸距離:l下=25.2 cm;

Q-Q剖面上表面剖面模數(shù)(對(duì)新軸總慣性矩除以距中和軸距離)：W上=101 797.70 cm3；

Q-Q剖面下表面剖面模數(shù)(對(duì)新軸總慣性矩除以距中和軸距離)：W下=4 443.55 cm3；

故Q-Q剖面下表面剖面模數(shù)較小，計(jì)算時(shí)使用W=4 443.55 cm3。

可得出，Q-Q剖面受到的彎曲應(yīng)力：σ=456.2 MPa，大于材料的許用彎曲應(yīng)力140.0 MPa。

由計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)變形區(qū)域強(qiáng)縱桁切割開并移除支撐后，艉跳變形區(qū)域會(huì)整體沿著Q-Q 軸發(fā)生彎曲變形。故利用上翹部分的自身重量來(lái)達(dá)到矯正變形的方案是可行的。

圖6 Q-Q剖面模數(shù)計(jì)算

考慮到施工的方便，將靠近變形區(qū)域的已變形的角鋼部分部分割開。如圖7逐步降低變形區(qū)域的鋼管高度來(lái)消除艉跳的上翹量，施工過(guò)程中定時(shí)檢測(cè)艉跳的平面度，并分析測(cè)量結(jié)果。圖8為初步調(diào)整后狀態(tài)。表1為初步調(diào)整后的測(cè)量結(jié)果。

圖7 變形區(qū)域支撐割除

圖8 初步調(diào)整后狀態(tài)

位置P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11P12P13測(cè)量數(shù)據(jù)000-56-19-63-10-16-5602750

從表1的測(cè)量數(shù)據(jù)以及圖8艉跳初步調(diào)整后狀態(tài)可以看出，基本上達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。逐步矯正變形區(qū)域，直至滿足要求。表2為最終測(cè)量數(shù)據(jù)。

表2 最終測(cè)量數(shù)據(jù)

4 安裝及試驗(yàn)

使用浮吊回裝艉跳，待安裝好后檢驗(yàn)艉跳整體強(qiáng)度，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)。圖9為現(xiàn)場(chǎng)艉跳回裝；圖10為現(xiàn)場(chǎng)艉跳開關(guān)試驗(yàn)。

圖9 艉跳回裝

圖10 艉跳開關(guān)試驗(yàn)

5 結(jié)束語(yǔ)

該船艉跳修理過(guò)程中，利用整體變形區(qū)域的自重來(lái)消除艉跳的變形量。減少了鋼結(jié)構(gòu)的換新量，同時(shí)避免了因大量焊接導(dǎo)致的二次變形，有利于艉跳頂板的精度控制，縮短了施工周期。為今后類似的修理工程積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

聲 明

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特此聲明

《中國(guó)修船》編輯部

Due to the misoperation,the stern ramp of the roll on/roll off ship was seriously deformed and can' t be closed and locked normally while loading cargo.In this paper,holistic lifting is introduced for the stern ramp to the jetty where the deformation is rectified by full of the self-weight of the stern ramp in order to achieve the purpose that the repair project will be finished quickly and accurately and repairing time will be shortened.

roll on/roll off;holistic lifting;deformation rectification

郭志強(qiáng)(1982-)，男，河北唐山人，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事船廠經(jīng)營(yíng)管理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.04.005

2016-04-18