VLOC甲板艙口圍總段總組及整體吊裝工藝研究

陳達勝 楊 瀛

（廣州中船龍穴造船有限公司 廣州511462）

引 言

甲板艙口圍總段總組及整體吊裝是船舶建造中的一項新工藝。其主要研究解決大型礦砂船在建造過程中甲板及艙口圍板分段地面總組吊裝的關鍵技術（包括甲板總組總段劃分、甲板總段裝配平面度控制及艙口開口尺度控制是重點的研究項目），這些都直接關系到艙蓋系統的安裝工作。本項目的研究，有助于研討合理的施工方法，優化作業流程，以確保達到高效、快速施工，降低勞動強度，提高工作效率，縮短建造周期，為同系列船的建造積累經驗，開辟一條專業化生產道路［1-2］。

1 甲板總段劃分

為滿足艙口圍板分段在地面與甲板總段總組的要求，依據23萬噸VLOC船體甲板分段的劃分特點，使甲板段總組成一個“回”字型總段。主要劃分要求如下：

（1）使甲板段總組成一個“回”字型總段，滿足艙口圍板分段安裝的完整性。

（2）充分考慮龍門吊機的作業能力，采用單機或雙機吊裝，保證艙口位置處在吊裝過程受力均衡，減少吊裝過程中產生的變形。

圖1 VLOC甲板總段劃分

2 甲板艙口圍總段總組方案及控制要點

2.1 甲板艙口圍總段總組方案

我們在現場主要取NO.9艙為試驗研究對象，其所在的甲板總段為GGUC1，并依此研究其總組工藝，其他甲板總段的總組方案可作參考。

依據船體甲板總段回型劃分可知，GGUC1主要由U1P/S、U2P/S、U3P/S、UC1、UC2及艙口圍板（共8個組件）組成。由于分段較多且甲板分段結構較薄弱，故采用將總段細化成為較小總段，以便定位及裝焊工作。

表1 GGUC1甲板分段要素表

表2 HC1艙口要素

具體總組步驟如下：

（1）U2P與U3P、U2S與U3S前后反態總組成GU2P/S總段。

（2）UC2分段翻身定位固定后，與GU2P/S總組成總段GUC2。

（3）U1P、U1S及UC1分段反態總組后總段GUC1。

（4）GUC1裝焊完后翻身定位后作為基段與GUC2總段總組成甲板總段GGUC1。

（5）總組總段GGUC1裝焊完后，艙口圍板按1-TC54、1-TC60、1-LP55-59、1-LS55-59、1-LS54、1-LS60、1-LP54和1-LP60（艙口圍分段編號）等組件次序吊裝定位。

圖2 甲板艙口圍總段總組方案

2.2 甲板艙口圍總段總組控制要點

總組艙口圍精度較難控制，這既要做好艙口圍地面與甲板總組的精度要求的同時，也要考慮總段在船塢總搭載時的精度滿足要求。

2.2.1 甲板分段總組平面度控制

（1）依據圖紙在甲板段上定出甲板中心線，并做好洋沖標記，以便用于總段的中心度檢查。

（2）甲板分段在反態總組時，以甲板艙口肋位基準，在艙口角點和甲板自由邊點拉垂線，使用激光儀調整和檢查甲板面水平至公差要求，記錄好數據。

（3）U甲板分段在正態總組時，由于甲板分段兩端質量較大，且也因分段結構特點，較難布置支撐，固在U甲板左右兩端施放反變形量2～3 mm，即在調平時下調h2高度2～3 mm，以抵消兩端因自重而產生的下跌變形。

圖3 甲板段總組水平度控制

（4）各甲板段總段總組時如GGUC1$GUC2，以其中一甲板總段為基準，調整好其中心及四角水平，另一甲板段以其為基準進行總組調整。

（5）依據圖紙計算好各點的水平差值，先調整甲板總段艙口圍理論安裝線角點和中間水平，再調整甲板邊角水平至滿足公差范圍要求，同時要求適當提高甲板自由邊的水平。

（6）最后調整GUC1接GUC2甲板總段對接縫處水平，并使用支撐和擔排加強保形。

2.2.2 甲板艙口開口精度控制

（1）甲板分段預搭載的艙口劃線方法及檢查方法由甲板分段劃分可知，甲板分段在預搭載階段必須保證艙口開口的直線度，因為這直接影響艙口圍的安裝精度。甲板段合攏時先劃出艙口圍理論安裝線，并使用激光儀檢查劃線的直線度，保證直線度在±3 mm內，同時劃出100 mm檢驗線。

（2）甲板總段精度測量

圖4 艙口圍開口尺度及檢驗

圖5 甲板總段總尺度測量圖

甲板總段的數據測量圖見下頁圖4、圖5，主要測量數據有甲板總段總尺度及艙口開口尺度，其中必須保證艙口開口尺度在公差范圍內，并依據表1甲板總段總尺度測量表填寫相關測量數據。艙口開口精度控制要求見表3。

VLOC系列船的甲板分段均為無余量制作，甲板縱向和橫向構件與安裝位置線的偏差≤2 mm。

表3 艙口精度控制精度要求mm

2.2.3 艙口圍安裝精度控制

艙口圍板分段與甲板總段組裝，分別在裝配后和焊接后兩個階段對艙口圍板分段作整體測量，其中包括艙口圍整體尺度和艙口圍面板水平度，并保證符合公差范圍要求。

（1）在艙口圍安裝前需在甲板總段上畫出結構安裝線和“100檢驗線”，以便安裝前后檢查和調整。

（2）依次定位橫向和縱向艙口圍構件。

依據艙口圍分段的劃分特點，先定位安裝TC54、TC60 、LS55-59和LP55-59四個分段，最后定位安裝四個角部分，同時為避免施工混亂，約定只對先定位的四個分段進行余量修割，其余角部段不得作修割。

橫向：利用經緯儀定出船體中心線在甲板總段的位置，以其為基準，先定位TC54、TC60，并使其中心與船體中心線對合，依據艙口測量數據和其他艙口圍分段的實際尺寸，同時對比艙口開口尺度理論寬度值，在TC54和TC60分段上畫出余量切割線，并進行切割修整。

圖6 橫向艙口圍板定位

縱向：測量FR56～FR58間距，在LS55-59和LP55-59艙口圍板上定出FR57肋位位置線，同時在甲板

上使用激光儀定出FR57肋位線，并使兩中心對合，依據實際測量得的艙口長度值，同時對比艙口開口尺度理論長度值，在LS55-59和LP55-59艙口圍板兩邊量畫出余量切割線，并進行切割修整。

（3）其余各段依次吊裝定位，同時應保證艙口圍整體尺寸符合公差要求（±13 mm）［3］，考慮焊接收縮變形，接縫處加放2 mm收縮變形余量［4］。

圖7 縱向艙口圍板定位

3 甲板總段整體吊裝

3.1 甲板總段吊碼布置

甲板總段吊碼布置主要依據總段結構形式、由技術部門提供的總段吊裝重心及600 t龍門吊機性能來確定布置方案。

圖8 總段吊碼布置圖

艙口圍結構采用強力結構設計,其圍壁、基板和甲板的板厚尺寸較大,且選用高強度鋼，同時圍壁板，甲板及艙口圍板形成強大的結構，能有效抵抗吊裝時中心位置周圍的彎矩應力。由吊碼布置圖可以看出，縱向艙口圍板分段處布置了多吊點，吊裝狀態下受力較平衡，可有效防止變形。

3.2 總段加強

由于艙口分段結構比較薄弱，尤其在角端位置，在整體吊裝過程中容易產生變形，這可能致使艙口圍精度不滿足艙蓋安裝要求，并導致艙口圍的返工處理，為此，需要對艙口圍分段進行局部加強?，F場采用在角端上下位置各布置一道加強槽鋼，其在實際施工過程中也獲得良好的效果。

圖9 艙口圍分段加強

3.3 總段整體吊裝

（1）舷側段在定位搭載時應保證甲板合攏口邊半寬符合公差要求，且在GGUC1搭載前檢驗各肋位處離船中半寬值，以保證甲板總段的順利安裝。

（2）待總段落下到位時，使用激光儀，以艙口圍面板四角及各邊中心為水平基準點，配合花籃螺絲等工具，在保證艙口圍板的水平度的條件下，緩慢放下。

（3）艙口圍面板四角板調平后，以底部段上，以船體中心線為基準，左右調整甲板的半寬至達到要求。

（4）由于甲板段為無余量總組，基本無余量修割，一次吊裝定位。

（5）甲板段與舷側段大合攏縫處應適當施放焊接收縮變形補償量2 mm。

4 結 論

超大型礦砂船甲板及艙口圍板實現地面總組及整體吊裝工藝技術研究為我公司在精度造船技術推廣和在技術創新領域的一重大舉措。我國的造船技術發展迅速，企業為降低成本，縮短建造周期，提高產品質量，就必須打破傳統的建造觀念，不斷實現技術上的創新［5］。

甲板及艙口圍總組吊裝具有如下的優越性和良好的工藝性：

（1）將甲板分段、艙口圍板分段的合攏工作提前至與船體建造同期進行，可提高預搭載總段的完整性，達到縮短造船周期的目的。

（2）將原來的船塢高空作業轉移到地面平面作業，改善了作業環境和勞動強度，保證了施工的安全，同時減少了大量工裝設備的支持需求，以達到資源合理優化配置的效果。

（3）實現高空作業地面做，船塢作業地面做，減輕作業人員的勞動強度，保證施工安全，改善作業環境，提高工作效率和產品質量。

（4）減少船塢作業量，為涂裝工作提供了良好的工作條件和工作時機。

［1］ 張曙光.53100 DWT級散貨船艙口圍整體吊裝工藝［J］.廣東造船，2009（6）：49-54.

［2］ 周貴斌，王樹青，成斌.半潛式起重平臺上船體整體吊裝有限元強度分析 ［J］.船舶，2011（1）：54-56.

［3］ CB/T 4000-2005中國造船質量標準［S］.北京：國防科工委，2005：66-144.

［4］ 楊惠斌，熊飛，謝義東.淺談大型船舶艙口圍地面組裝及整體吊裝方案 ［J］.廣東造船，2014（4）：59-61.

［5］ 張熠飛，溫玲.超大型總段造船的技術發展 ［J］.數字化用戶，2013（14）：111-113.