新型線型塢墩結構設計及劃線定位工藝

呂 煒， 郭亞朋

(滬東中華造船集團有限公司， 上海 200090)

0 引 言

艦船進塢除在安裝槳軸和球鼻艏等船臺設施時受限暫不安裝的船體分段或舾裝件外，更重要的是考慮對船體落墩有水平度要求的特種設備(基座)的安裝。艦船船型一般為深U型或深V型[1]，二次進塢時的塢墩除了船體中心線龍骨墩外，還需要在舷側部位支撐線型邊墩，從而保證船體的平穩度[2]。原有舷側部位線型塢墩一般由水泥墩或金屬墩配楔形木塊、木片來調整線型高度，但這種線型墩有材料損耗大、無法重復利用、勞動負荷大、拆裝效率低、與船體線型吻合度低、影響落墩精度等缺陷。為克服此類線型墩的缺陷，有針對性地研究設計了新型線型塢墩，該線型塢墩由鋼木組合墩和鋼制基礎墩上下2部分組成，這種新型線型塢墩具有剛性佳、拆裝方便等特點。

1 結構設計

1.1 線型塢墩的組成

由于安裝球鼻艏等設備的原因，船體基線距塢底距離較大，考慮鋼制基礎保證其剛性和穩定性，分上下2部分組成，上部為鋼制框架配線型枕木的組合墩(見圖1)，下部為通用的鋼制基礎墩(見圖2)。鋼木組合墩為內低外高的立體楔形結構，縱橫各設3道隔板，以支撐傾斜頂板及連接底板，此縱橫3道隔板分別按相應的船體縱剖線和肋位線(站號)設計，便于后續整體線型墩的定位。傾斜頂板上沿船長方向布置線型枕木，枕木與鋼制圍板通過螺栓固定于傾斜頂板上。鋼制基礎墩為長方體結構(總高度比鋼木組合墩下端面距塢底高度小200 mm)，包括底板和頂板。底板與頂板間通過角鐵構架連接，頂板面較角鐵框大，便于擱置鋼木組合墩及連接螺栓安裝。圖3為線型塢墩整體圖。

圖1 鋼木組合墩

圖2 鋼制基礎墩

圖3 線型塢墩整體

1.2 線型塢墩各部分連接形式

上部鋼木組合墩的線型枕木與鋼制框架采用螺栓連接：在傾斜頂板上將加工好的線型枕木依據其編號、內外、首尾等標識排列到位，再依首尾圍板的螺孔在枕木上配鉆螺栓孔，孔徑為螺桿的直徑，然后將螺母焊接在枕木圍板外側，安裝螺桿后即將枕木固定。線型塢墩的鋼木組合墩與鋼制基礎墩采用螺栓連接：首先在鋼木組合墩底板與鋼制基礎墩面板4角相同位置進行鉆孔，然后采用符合規格的螺栓進行連接，如圖4所示。

圖4 枕木固定詳圖

1.3 線型枕木制作

線型枕木放樣一般以鋼木組合墩底板為基面，按相應的居中(內外)、首尾位置線(尾中首)進行，每塊線型枕木需要6個數據確定線型，具體數據根據基面距船體外板高度確定，在這個過程中，首先對線型枕木高度預留200～300 mm,然后確定組合墩鋼制基座的高度，確保鋼制基座傾斜頂板為一平面。根據上述放樣的6個數據(見表1)對每一塊枕木進行預加工，加工后按編號安裝在傾斜頂板上(枕木圍板內)，然后再根據枕木邊緣數據進行整體加工，確保線型光順，枕木加工圖如圖5所示。鋼木組合墩就是以鋼制基座底板為基準面的線型墩，在后續線型墩定位過程中將會使用該基準面。

表1 某站號線型枕木加工數據

圖5 枕木加工

2 劃線定位工藝

2.1 基準線的勘劃

2.1.1 船體中心線

使用激光經緯儀對船塢中心線進行校劃。將激光經緯儀放置在船塢中心線上，其前后位置約為船中位置，調整激光經緯儀，使儀器發出的光標落在艏端船塢中心線上(約1/2船長)， 并做好標記。將激光經緯儀翻轉180°，使儀器發出的光標落在艉端船塢中心線上(約1/2船長)，并做好標記。用激光經緯儀校劃出連續直線，要求每隔4 m用激光經緯儀勘劃1個點，用粉線連接這些點成一條完整中心線，最后用白色油漆劃出連續的船體中心線[3]。

2.1.2 站號基準線

以船中某一肋位(對應船體#Ⅳ站號)為基準，根據入塢圖在中心線上向艏艉勘劃站號基準點，站號基準點采用鋼卷尺在中心線上測量勘劃并做好標記，然后分別對每一站號依船體中心線采用激光經緯儀開出角尺線，即為站號基準線。要求線段長度大于鋼制基礎墩的覆蓋范圍。

2.1.3 縱向基準線

根據入塢圖用鋼卷尺在對應站號基準線前后范圍劃出并標識線型塢墩縱向位置基準線，線段長度大于鋼制基礎墩覆蓋范圍。圖6為某船線型塢墩布置圖。

圖6 某船線型塢墩布置

2.2 布墩定位

2.2.1 平面定位

線型塢墩橫向位置定位：在鋼制基礎墩底板放置到位后，再根據鋼木組合墩橫向隔板(中間隔板)進行微調。線型塢墩縱向位置定位：在鋼制基礎墩底板放置到位后，再根據鋼木組合墩縱向隔板(中間隔板)進行微調。

2.2.2 高度定位

首先采用激光經緯儀確定一水平基準面，根據船體基線、水平基準面對鋼木組合墩底板下端面的高度位置進行調整，調整時僅對鋼制基礎墩做出墊木調整即可(鋼制基礎墩高度比鋼木組合墩底板距塢底高度小200 mm)。圖7為Ⅳ站號布墩剖視圖。

2.2.3 剛性固定

線型塢墩定位結束后需要對鋼制基礎墩進行必要的剛性固定，避免船落墩過程中出現碰撞而產生位移。

圖7 Ⅳ站號布墩剖視圖

3 結束語

該新型線型塢墩具有可重復利用(系列船優勢明顯)、船體線型吻合度高、落墩定位精度高等特點。但某艘高新艦船在使用線型塢墩落墩后，某站號線型墩的邊緣局部位置會出現3～5 mm的間隙，這可能是由于船體外板局部變形從而使線型塢墩與實際船體線型出現稍許偏差所致，后續在線型塢墩設計過程中嘗試在理論數據的基礎上引入船體變形，從而確保艦船落墩精度。希望此次線型塢墩設計的點滴經驗能夠為今后同類型艦船二次入塢的線型墩制作及定位起到一定的借鑒作用。