船舶大型總段模擬搭載及提前預修整工藝研究

嚴海馬，彭茂清，劉振宇

（江門市南洋船舶工程有限公司，江門529145）

1 前言

預修整是目前大多數(shù)船廠正在應用的精度造船技術，首尾及機艙總段因其結構復雜、線型變化大，所以精度控制難度較大，并且這些大型總段一般都是帶余量建造，搭載前預先修整切割余量能有效提高搭載效率、改善施工環(huán)境。

全站儀測量已廣泛應用于船舶建造和搭載余量預修整，對提升搭載效率、提高精度起到較好的作用。但首尾及機艙大型總段總組時考慮下口距離地面高度有限，全站儀難以完整地測量首尾及機艙總段下口的主要精度控制點，常規(guī)的DACS 模擬搭載方法是通過測量點匹配直接得出余量數(shù)據，測量點不完整就不能實現(xiàn)預修整。

本文主要介紹通過全站儀測量+激光測量總段數(shù)據，將兩組數(shù)據結合進行模擬搭載確定搭載狀態(tài)，對搭載狀態(tài)與實際總段狀態(tài)的差異進行余量的補償修正，保證余量預修整后能搭載到模擬狀態(tài)，實現(xiàn)所有總段在進塢前就進行余量預修整，且各項精度可控。

本文以公司的JNS163 散貨船機艙E02 總段下口預修整為例進行闡述。

2 常規(guī)搭載前預修整方法

2.1 激光測量預修整方法

傳統(tǒng)的激光測量預修整方法，是在E01 總段搭載后，劃出預修整線距搭載基線7 450 mm 的水線，采用激光測量E01 上口各預修整測量點到距搭載基線7 450 mm 水線的高度Hn；將Hn 用于E02 總段，從E02 總段上距基線7 450 mm 水線往下劃線，如圖1 所示。

圖1 激光測量劃線示意圖

由于E01總段上合攏口面積較大、結構復雜，搭載后測量預修整數(shù)據需花費較多時間，而且機艙E01段搭載后機艙內相應設備、管系單元、腳手架等都需要利用吊車資源吊裝到位，這些作業(yè)與預修整測量同時進行，影響測量效率；同時，激光測量只能對比Z方向高度差值，不能綜合考慮線型外板錯位對余量的影響，從而導致預修整后頻繁出現(xiàn)二次修割和間隙超差等情況。

2.2 全站儀測量預修整方法

E02總組時下口距離地面較矮且有支墩阻擋，全站儀測量總段時既要測量外部的公共測量點，又要測量總段下口內部結構點，存在較大困難，模擬搭載不能直接提供完整余量數(shù)據指導劃線（如圖2 所示）。

圖2 E02下口全站儀測量示意圖

3 模擬搭載余量預修整方案

3.1 總段完工數(shù)據測量及預修整水線劃線

（1）總段完工后應用全站儀，按測量指示圖測量E01、E02 總段數(shù)據，通過DACS軟件分析總段數(shù)據并將數(shù)據存入數(shù)據庫；

（2）按預修整測量表，用激光測量E01總段上口各測量點距基線7450 水線的高度Hn，并記錄數(shù)據；

（3）根據全站儀測量總段數(shù)據劃出E02 總段下口距基線7450 水線，并打洋沖標記。

3.2 計算模擬搭載余量預修整補償值

參考《船塢大合攏工藝》要求，應用DACS軟件將分析好的E01、E02總段數(shù)據進行模擬搭載分析，調整E01、E02 總段到較好的搭載狀態(tài)，并提供關鍵精度控制點數(shù)據指導搭載定位。

3.2.1模擬搭載調整及狀態(tài)變化對比

E01、E02 總段模擬搭載的Z值與總段Z 值有一定的變化，如因總段狀態(tài)不佳或因工藝要求加反變形則要進行調整。

由于模擬搭載調整的只是全站儀測量的數(shù)據，激光測量的E01上口數(shù)據和E02 水平數(shù)據沒有變化，故需將模擬搭載調整后的E01、E02 總段數(shù)據與總段測量數(shù)據進行匯總對比，以方便對激光測量數(shù)據進行修正后用于預修整。其關鍵控制點，如圖3所示；總段狀態(tài)變化對比，如表1所示。

表1 模擬搭載調整及狀態(tài)變化對比表單位：mm

圖3 E01、E02模擬搭載調整示意圖

圖7 線型外板半寬錯位情況補償圖示

說明：外板錯位矯焊基準點，AB=50*△Y；B1為E02 外板矯焊后外板下口位置；B2 為E02 外板下口與E01外板上口對位位置；Y為E02 外板下口相對E01上口錯位量；Hn2 為E02 外板下口余量預修整補償量；矯焊后外板弧長AB1＜AB2，Hn2=+B1B2為正補償；矯焊后外板弧長AB1＞AB2，Hn2=-B1B2 為負補償。

3.3 E02下口外板最終預修整余量劃線

結合上述3.2.2 和3.2.3確定E02 下口最終預修整余量劃線數(shù)據為Hn'：

（1）全部結構按Hn'=Hn+Hn1，從E02總段7 450水線往下沿Z方向劃線；

（2）外板在按Hn'=Hn+Hn1劃線的基礎上，弧長方向往下按補償Hn2后劃線為最終外板余量線。

補償量Hn1、Hn2可將計算公式輸入ECXEL 表格計算并匯總補償量。表2 為JNS163散貨船E02 外板下口預修整補償數(shù)據表部分數(shù)據。

表2 E02外板下口余量預修整補償值 單位：mm

3.4 E01搭載定位數(shù)據控制及定位后數(shù)據修正

E01嚴格按模擬搭載后提供定位數(shù)據搭載定位，偏差控制在3mm以內。在搭載定位精度報驗時復測E01上口預修整測量點數(shù)據，并與E01總段測量修正后數(shù)據對比。偏差小于3mm 可不修正余量劃線，偏差大于3 mm 需根據數(shù)據修正劃線后切割余量。

3.5 E02下口余量預修整后搭載效果檢驗

（1）對搭載定位控制點數(shù)據與模擬搭載數(shù)據進行對比；

（2）對預修整合攏口間隙、修割情況進行檢查分析。

4 模擬搭載余量預修整精度控制的關鍵技術

4.1 模擬搭載預修整數(shù)據補償數(shù)據計算

對總段數(shù)據的調整記錄備案；對補償數(shù)據計算公式及過程記錄、數(shù)據校對、審核，確保各項數(shù)據準確無誤。

4.2 模擬搭載定位數(shù)據、搭載基準統(tǒng)一

模擬搭載提供數(shù)據指導搭載定位，保證搭載定位基準與模擬搭載一致。

4.3 按定位數(shù)據指導施工，嚴格檢驗把關

施工人員按定位數(shù)據定位、劃線，并落實專人檢驗，保證數(shù)據的正確應用。

5 效果評價

（1）自實施大型總段模擬搭載余量預修整以來，各項數(shù)據均較好：E01搭載相對定位數(shù)據偏差＜5 mm；E02搭載相對定位數(shù)據偏差＜8mm；預修整合攏口搭載修割率＜5%，預修整合攏口搭載后對接間隙＜12 mm、角接間隙＜5mm；

（2）實現(xiàn)了總段地面總組完成后即可進行預修整，提前了預修整時間，機艙搭載成型周期縮短約1天；

（3）有效解決了全站儀不能全面測量合攏口影響模擬搭載余量預修整的難題；

（4）E02下口余量預修整測量及劃線無需等到E01搭載后，有效避開多專業(yè)交叉作業(yè)，改善了施工環(huán)境，保證施工安全和劃線精度。

6 結束語

大型總段模擬搭載余量預修整在我司的實施，在保證精度、縮短機艙成型周期、改善施工環(huán)境等方面均取得較好效果。本文介紹的模擬分析數(shù)據與激光測量數(shù)據統(tǒng)一基準、數(shù)據共用的方法也可應用于船舶建造其他方面。