裝配式腳手架在船舶改裝中的應用

管 晉，董 亮，王君庫

（1．大連中遠海運重工有限公司，遼寧大連 116113；2．上海船舶工藝研究所，上海 200032）

0 引言

隨著船舶市場的多元化發展，船東對船舶改裝的需求逐漸增加，船舶改裝技術在很多方面都取得了突破性進展[1]。然而，腳手架工藝及應用一直止步不前，很多船舶改裝工程仍采用傳統的管式腳手架工藝。管式腳手架工藝于20 世紀60 年代開始在我國推廣使用，隨著船舶改裝技術的發展，管式腳手架的低效、滯后、不靈活的缺點日益凸顯，已很難滿足現在船舶改裝技術的要求。改裝船舶的結構復雜、施工難度大、船東對于船舶的改裝成本和周期要求較高，傳統管式腳手架工藝無法與船舶改裝技術相適應，改裝船舶腳手架工藝亟待發展[2-3]。作為腳手架工藝的新興方向，裝配式腳手架具有效率高、安全性強的特點。本文對裝配式腳手架的設計步驟和技術要點進行介紹，并結合具體項目分析裝配式腳手架在船舶改裝中的實施效果。

1 裝配式腳手架介紹

裝配式腳手架是一種輕型組合式的工裝腳手架，可實現快速拆搭。工裝樣式的多樣化決定其可根據具體位置采用不同的工裝組合，進而實現快速搭設。裝配式腳手架具有高效性、靈活性、安全性等三大特點。

1.1 高效性

在船舶改裝生產設計的初期，可對各專業的圖紙進行總結和歸納，并與現場相關部門進行溝通，對需求進行預判。在此基礎之上，開展全船裝配式腳手架預布置圖的策劃與實圖設計，施工人員可根據腳手架圖紙進行高效搭設。然而，對于傳統管式腳手架，只有在實際需求產生后才能考慮布局搭設，施工過程具有很多不確定性，腳手架搭設的效率很低。

1.2 靈活性

裝配式腳手架選點非常靈活，不僅能滿足修船現場施工的各種突發要求，還能與柔性生產、靈活性生產和復雜性生產相適應。

1.3 安全性

裝配式腳手架所用的全部工藝裝備均通過強度檢測，并嚴格按照圖紙要求進行搭設，安全性可以得到保障。

2 裝配式腳手架的設計

結合將超大型油輪（Very Large Crude Carrier，VLCC）改裝為浮式生產儲油輪（Floating Production Storage and Offloading，FPSO）的“福將”項目，探究裝配式腳手架在船舶改裝中的實施效果。通過分析和研究前期圖紙，決定在艏延伸平臺、艉延伸平臺、上吸入口等區域使用裝配式腳手架。

2.1 艏延伸平臺區域

艏延伸平臺與原船結構對接，需要重點考慮的施工位置為艏延伸平臺底板和原船結構連接的圓弧形對接縫，以及2 個艉卸貨分段之間的對接縫。

傳統腳手架的搭設步驟：1）分段搭載；2）現場找點焊接吊耳進行“生根”；3）搭設傳統吊架。此過程需要拖輪和高架車的配合，腳手架物料倒運十分麻煩，搭設難度大，周期長，不利于推進施工進度。

艏延伸平臺裝配式腳手架搭設示意圖見圖1。在底部組合使用工裝件“A-2000”和“TA-1700”，在側面使用工裝件“B-F950”進行通道閉合搭設。相較于傳統腳手架，裝配式腳手架的搭設方式更加簡潔高效，只要在分段預制階段焊接“生根”眼板，然后在分段搭載前預搭設工裝肘板即可。分段搭載后，腳手架能直接投入使用，可大幅減少吊車成本、腳手架搭設成本和時間成本。

圖1 艏延伸平臺裝配式腳手架搭設示意圖

2.2 艉延伸平臺區域

艉延伸平臺區域需要重點考慮的施工位置為甲板、底板與船體外板的合龍口，以及橫向框架和船體外板的合龍口。根據實際情況，設計如下搭設 方案：

1）第一層全部使用“B-F950”工裝件平行搭設。

2）第二層的甲板反頂區域全部使用“H-1650”工裝件倒掛搭設；舷側部位使用“A-2000”和“TA-1700”掛式工裝件進行倒掛搭設。

3）第三層的舷側部位使用“A-2000”和“TA-1700”掛式工裝件進行倒掛搭設；外板區域使用“B-F950”工裝件平行搭設；中間部位使用“A-1500”和“TA-1700”掛式工裝件進行銜接搭設。

4）第四層全部使用“B-F950”工裝件平行搭設。

以D和Y兩港口城市為例，用實際數據研究以經濟發展為導向的港口投資行為和以港口企業利潤最大為目標的港口投資行為。

艉延伸平臺裝配式腳手架搭設示意圖見圖2。相較于傳統管式腳手架，裝配式腳手架的搭設方法更為安全規范，減少了大量后期切割、修復及補涂 工作，進而大幅減少整體搭設成本。

圖2 艉延伸平臺裝配式腳手架搭設示意圖

2.3 上吸入口區域

如圖3 所示，上吸入口區域的結構相對復雜，難以定點，不易保證強度，故不宜采用傳統腳手架。裝配式腳手架可根據復雜結構的特點合理設計眼板，靈活使用工裝，并通過全局設計進行整體搭設。搭設方案如下：

圖3 上吸入口區域裝配式腳手架搭設示意圖

1）第一層全部使用“B-F950”工裝件平行搭設。

2）第二層使用“A-2000”和“TA-1700”掛式工裝件進行搭設。

3）第三層使用“A-2000”和“TA-1700”掛式工裝件進行搭設，在肋板上焊接眼板并配合“B-F950”工裝件進行搭設。

4）第四層和第五層在水平結構上焊接眼板，并配合“B-F950”工裝件進行搭設。

5）第五層和第六層在原船外板焊接少量眼板，并配合“B-F950”工裝件進行搭設。

3 設計要素

裝配式腳手架主要由腳手架眼板、工裝肘板、立柱和踏板等4 部分組成。在組立階段，需要將腳手架眼板焊接到船體結構，以此滿足“生根”需求。 在搭載前，需要通過螺栓將工裝肘板與腳手架眼板進行固定連接，完成腳手架的預搭設。在分段搭載完成后，快速進行腳手架踏板和欄桿立柱的安裝，進而完成腳手架的搭設工作。

4 技術要點

4.1 腳手架零件和工裝肘板的選用

根據各個分段的特點合理選擇腳手架零件和工裝肘板。其中，腳手架零件包含腳手架眼板和腳手架眼環。甲板反頂結構選擇腳手架眼環，其他結構根據各自線型選擇合適型號的腳手架眼板。優化后的腳手架零件及工裝肘板可有效減少腳手架的搭設量及船體外板零件的焊接量。

4.2 腳手架零件位置的確定

在腳手架使用結束后，需要對影響正常通行及暴露位置的零件進行切割、打磨和補涂油漆等操作。在選擇零件位置時，要盡量不影響通行，爭取能隱藏在結構內部，以便節省后期切割、打磨、補涂的工作量。

除此之外，在選定零件位置時還需要避讓船體、舾裝件、管系等結構，盡量選擇結構較少的位置。在完成布置圖之后，要再次檢查干涉問題，最大程度減少干涉數量。由于干涉問題通常在搭載階段暴露，腳手架零件及肘板的修正難度較大，還會對工程進度造成不利影響，因此，要盡量在圖紙設計階段解決干涉問題，盡可能實現零干涉。

5 實施效果

“福將”項目完成了艏延伸平臺、艉延伸平臺及上吸入口等區域的腳手架搭設工作。相較于傳統腳手架，裝配式腳手架具有如下優勢：

1）可有效減少搭設量、縮短搭設周期、提高搭設效率。

2）搭設過程需要經過測繪和計算，安全性強。

3）可根據實際工程量實現靈活搭設。

4）后期切割、打磨、補涂的工作量很少，現場施工方便。

6 結論

腳手架在船舶改裝過程中應用廣泛，本文介紹了裝配式腳手架的設計步驟和技術要點，并結合具體項目分析了裝配式腳手架在船舶改裝中的實施效果。研究表明：裝配式腳手架可明顯縮短改裝周期，顯著改善安全性。