郵輪居住艙室結構凈高控制方法

翟甲偉，宋微，徐占勇，馮敏超

(上海外高橋造船有限公司,上海 200137)

居住艙室結構凈高直接影響乘客乘坐郵輪的體驗，船東會在技術規格書中對凈高要求提出明確要求。以某型國產豪華郵輪為例，建造合同中明確要求，船員居住區域和通道的凈高要求不低于2 100 mm，乘客居住艙室、走廊和辦公區域的凈高要求不低于2 150 mm。大型豪華郵輪的建造工程復雜管理和技術難度大施工和配套環節多有很高的風險性。 針對郵輪居住艙室結構凈高度，考慮從設計策劃、分段建造、總組搭載、精度控制、舾裝件安裝等建造中間流程進行整體策劃。

1 郵輪居住艙室特點

居住艙室是大型郵輪中數量最多，標準化程度最高的艙室。一般情況下，居住類艙室按照房間面積大小以及與外界聯系情況可以分為套房、陽臺房、海景房和內艙房4種基本類型，典型艙室布置見圖1。

圖1 典型艙室布置示意

外高橋船廠承建的VISTA大型郵輪總噸位為13.35 萬，全長323.6 m，型寬37.2 m，最大寬度48.2 m。乘客甲板層數共15層，下層甲板層數4層。最大載員6 538人，船員艙室701個，乘客艙室2 125間(套)。

2 船體結構凈高度控制

2.1 分段建造精度控制

6～10甲板為主要的乘客居住區域，以此區域的結構為例，甲板間凈高度=甲板間層高-T型材高度-分段平整度偏差。船東明確要求，乘客區域房間凈高度不低于2 150 mm，船員和走廊區域凈高度不低于2 100 mm。要保證甲板凈高度，其中控制T型材尺寸和分段變形是兩個比較關鍵因素。

為了保證分段建造精度，必須從鋼板切割、拼板、胎架制作、分段裝焊等過程進行過程控制。為了保證切割精度,必須定期對設備切割精度進行檢測(見圖2)，在每次切割作業前使用樣板對切割設備精度進行檢驗，保證板材切割的精度控制在范圍內。

圖2 板材切割精度要求

T型材由腹板和面板焊接組成，為了保證甲板凈高度，T型材制作高度盡量采用負公差，T型材腹板下料階段高度可采用-1 mm公差，在腹板與面板進行裝配時候，腹板與面板的間隙不可過大，避免因裝配間隙過大造成整體T型材高度超差，見圖3。腹板與面板焊接按照要求的電流電壓、焊腳高度、焊接順序進行，盡可能的控制T型材焊接過程中的變形。T型材焊接完工后，通過機械設備或者火工方式進行矯平，保證T型材的整體高度和直線度在精度范圍內。

圖3 T型材制作精度要求

胎架是分段建造的基準面，胎架的制作精度對分段的整體平整度的有直接影響，為了保證分段平整度，必須嚴格把控胎架制作精度，見圖4，胎架水平面的精度控制在±3 mm以內，胎架支撐點的間距不應超過分段構件間的距離，對于薄板分段，優先考慮剛性比較強、支撐面比較大的剛性平臺建造。

圖4 胎架制作精度要求

在結構焊接過程中，采用合理的焊接順序對控制焊接變形尤為重要。船體結構焊接順序的基本原則。

1)從分段的中心開始前、后、左、右分散向四周焊接。

2)從收縮量多的對接部分開始焊接。

3)板對接縫的焊接時，先焊橫向接縫(端接縫)，后焊縱向接縫。存在交叉對接縫時，首先焊接對其他焊縫形成剛性約束較小的焊縫，從收縮量多的對接部開始焊接。

4)先焊接板的對接縫，以及內構件的對接縫，然后焊接內構件間互相連接的角接縫，最后焊接內構件與板連接的角接縫。

5)焊縫長度大于2 m時，應采用逐步退焊法或分中退焊法，凡具有對稱焊接特點的構件，宜采用對稱焊法焊接。

分段完工后進行整體背燒矯平，分段平整度偏差控制在±4 mm以內，甲板平整度精度要求見圖5，避免因甲板平整度超差造成甲板凈高不足。

圖5 平整度精度要求

分段完工后在主要支柱和艙壁上開設1.5 m等高線，如圖6所示，用于后續分段總組、搭載階段和后續內裝作業高度方向的定位依據。

圖6 高度1.5 m等高線

2.2 分段總組、搭載精度控制

分段總組、搭載是船體建造過程中的一個重要環節，總組、搭載作業必須按照工藝流程進行，以總組作業為例，編制總組工藝流程圖。以居住區域總段為例，總組作業原則采取由下至上總組，焊接采取分層焊接，先焊接頂層分段，然后逐級向下焊接每層分段(見圖7)，防止因焊接造成總段變形，影響居住艙室結構凈高。每層分段總組過程中，使用分段階段高度1.5 m基準線進行定位，保證甲板整體水平，為了保證甲板間凈高度，高度方向精度標準采取0～+3 mm正公差。

圖7 總組焊接順序示意

住艙區域分段甲板厚度較薄，主要集中在5～6 mm，為了防止分段在翻身過程中發生較大變形，分段翻身需使用專門的工裝，翻身工裝見圖8。

圖8 翻身工裝

翻身工裝是一種專門用于薄板翻身的工裝，使用平板車將分段運輸到翻身工裝上，然后將分段吊耳與翻身工裝進行機械固定，吊運翻身工裝進行整體翻身。使用翻身工裝翻身，分段受力分布比較均勻，且受力方向垂直與分段，可有效控制分段翻身變形。

結構搭載施工結束后，對完工區域整體平整度進行測量，對于平整度超出標準的區域使用電磁矯平設備進行矯正，電磁矯平作業現場見圖9。

圖9 現場電磁矯平

電磁矯平總體矯平原則如下。

1)對于非預埋設備，不能提前吊入甲板，應在總組整體矯平后以推入安裝。

2)電磁矯平應在四周有結構約束情況下施工，不能中斷，必須延伸至圍壁結構。

3)無結構約束的自由邊不建議采用電磁矯平，操作不當會加重變形。

4)大開口分段內部強結構少，建議在板邊增加槽鋼加強，防止矯平主板收縮導致背面結構上翹。

5)結構中最大的應力在突出部分最小的區域，如結構硬檔。因此，通常優先從突出部分最小的區域開始矯直。

6)在散熱慢的環境下矯平，效果更顯著，冬季可兩臺設備同時矯平，效果更顯著。

7)如變形較大加熱位置可尋找凹凸過度的位置矯平。

8)設備加熱溫度達到700 ℃時不再升溫,自動斷開。

9)加熱中使用紅外線測溫槍，記錄溫度。

10)相同位置最大疊加2次加熱。

待整體平整度矯正至標準范圍以內，向船東、船檢進行報驗。

3 舾裝凈高度控制

3.1 舾裝高度設計

以7甲板住艙區域甲板高度為例，6甲板到7甲板理論層高2 750 mm，7甲板反頂T型材高度為450 mm，6甲板板厚為6 mm，6甲板到7甲板的理論凈高度為2 750-450-6=2 294 mm。居住區域艙室高度最小凈高度為2 150 mm，艙室底部甲板敷料和面料尺寸為20 mm，艙室天花板厚度50 mm，艙室頂部艙室附件凸出天花板41 mm，艙室與甲板T型材理論凈高度約33 mm，甲板間空間分布見圖10。

圖10 甲板間空間分布

豪華郵輪建造周期比較長，艙室單元比較多，艙室單元又必須在結構、舾裝、密性、絕緣等工作完成后才進行艙室施工，全部在船塢/碼頭階段現場安裝，生產周期特別長，很多船廠會采取居住艙室單元預制，然后整體上船安裝。

在艙室預制車間，通過流水線化的作業，將艙室衛生單元、單元框架、圍壁板、部分家具進行整體組裝，同時將艙室內部生活區域電氣和管路進行安裝，實現艙室單元預制。先通過平板車將預制的艙室單元運輸到船塢附近，然后通過船上臨時艙室運輸升降機將預制艙室運送到需要的甲板，再通過工裝將艙室單元頂升后運輸到相應區域。

考慮到郵輪船體結構變形、分段建造搭載精度、預制艙室單元安裝等，在設計階段必須保證理論凈高度，舾裝件的高度不能低于T型材。為了更直觀的體現舾裝件設計高度要求，避免舾裝件設計高度太低造成甲板凈高不足，居住區域以T型材下表面高度，建立舾裝高度設計紅線模型。舾裝件的設計高度原則上不能低于設計紅線模型。如果這種情況確實無法避免，舾裝件模型最低高度不能與艙室模型干涉，高度低于設計紅線模型的舾裝應安排在預制艙室安裝后施工。

3.2 舾裝施工精度控制

舾裝件整體施工建造流程包括：支架制作、舾裝件制作、支架安裝、舾裝件安裝，為了保證甲板間凈高，必須控制支架/舾裝件制作和安裝精度。支架/舾裝件制作精度控制在±3 mm，使用直尺進行尺寸，在支架/舾裝件安裝前后進行測量，測量見圖11，保證支架/舾裝件完工高度在±5 mm以內。區域施工完工后，進行甲板凈高度測量，確保甲板凈高度滿足預制艙室安裝的要求。

圖11 舾裝件安裝尺寸測量