超長距雙艉鰭線型船舶進塢工藝

牛 俊， 張翠平， 周洪元， 曹云勇

(滬東中華造船(集團)有限公司， 上海 200129)

超長距雙艉鰭線型船舶進塢工藝

牛 俊， 張翠平， 周洪元， 曹云勇

(滬東中華造船(集團)有限公司， 上海 200129)

結合超長雙艉鰭線型船舶的結構特點，分析了其進塢的主要技術難點，針對各難點提出了艉部設置高墩、倒進塢以及橫向限位樁限位的進塢工藝，保證了該船舶順利安全入塢，為后續(xù)同類超長距雙艉鰭線型船舶的進塢提供了寶貴的經(jīng)驗。

超長距雙艉鰭 倒進塢 限位樁

1 概況

船舶在建造過程中，為了保證船殼的油漆完整性，通常需要進行二次進塢。另外船舶長期航行后，船體水線以下部分，特別是船底會生銹和生長海藻等，這些將會增加船舶航行的阻力，影響船舶性能，因此需定期進塢對其進行清理。常規(guī)船舶其船體線型水下平底部分一般較長，進塢時主要考慮潮位與船塢尺度要求，進塢方案以及塢墩布置也相對簡單。

受能源危機影響，節(jié)能型船舶引起了國內外學者和設計人員的廣泛關注。由于雙艉鰭船舶具有良好的阻力性能、推進和操縱性能，近年來得到了迅速發(fā)展[1]。某型船是我國設計建造的一艘具有超長距雙艉鰭線型的特種船舶，其雙艉鰭區(qū)域縱向長70 m，艉鰭最高處距基線約7.3 m，雙艉鰭使進塢作業(yè)具有一定的難度。本文針對該船進塢作業(yè)的難點，提出了倒進塢作業(yè)工藝、高墩設置方法、限位樁方法，解決了超長距雙艉鰭線型船進塢難題。

2 技術方案難點分析

2.1 船型分析

該船總長約200 m，最大寬度28 m，設計吃水約6.3 m。水下部分船體線型瘦削細長，方型系數(shù)小，此外其最主要特點是艉部有約占船長三分之一的超長雙艉鰭和超過40 m長的懸伸部分，如圖1所示。

2.2 進塢技術難點

(1) 按規(guī)范要求，具有較長懸伸艉部的船舶，進塢時艉部布墩時應設置專用高墩。由于本船艉部雙艉鰭懸伸部分斜升長且距基線較高，同時重量較重，因此需針對不同位置的艉部高墩，另需根據(jù)船體線型設計專用墩木，以此保證雙艉鰭懸伸段的支撐以及墩木和船體線型的吻合。

(2) 本船具有超長的雙艉鰭線型，艉鰭區(qū)域縱向長70 m，約占船長的三分之一，艉部懸伸部分距基線高達5.6 m，因此進塢時無論是中墩還是邊墩的布置都比較困難。

(3) 本船具有雙艉鰭線型，進塢時既要考慮雙艉鰭部分船體的外板和結構安全，還要考慮兩側直徑達4 100 mm螺旋槳的安全，因此進塢時需要嚴格控制進塢行進方向，做好縱向和橫向的位置限定，以確保進塢的安全和精度。

圖1 艉鰭結構線型圖

3 進塢方案

3.1 塢墩布置

超長距雙艉鰭線型特種船舶進塢沒有可借鑒的資料，國外同類產(chǎn)品的進塢作業(yè)相關資料也極少見。在對本船進塢設計塢墩布置方案時，除了在平底部分設置一定量的塢墩之外，必須在艉部區(qū)域設置一定量的高墩來擱置艉部懸伸部分，使船體具有足夠的支撐，確保船體線型結構不受損以及艉部區(qū)域坐墩強度。根據(jù)艉部重量分布以及結構特點，共在艉部設置了39只線型高墩，其中中墩13只，邊墩10只，鰭墩16只，如圖2所示。

圖2 艉部區(qū)域塢墩布置示意圖

3.2 進塢分析

根據(jù)制定的塢墩布置方案分別對正進塢和倒進塢方案進行比較分析(按吃水高度6.3 m，基礎墩高1.8 m進行計算)。

正進塢需船塢水深：7.3 m(最高艉墩高)+6.3 m(艉吃水)+0.5 m(安全距離)=14.1 m。

倒進塢需船塢水深：1.8 m(墩高)+6.3 m(艉吃水)+0.5 m(安全距離)=8.6 m。

由以上計算結果可見，本船艉部高中墩的設置使得本船很難選擇像其他常規(guī)船舶一樣采用正進法進塢。為了預先擱置艉部高墩，同時進塢時艉鰭結構與塢墩不碰撞，必須采用倒進法，即艉部先進塢，這雖然增加了進塢的難度，但能有效保證本船順利進塢。

3.3 限位分析

船舶在進出塢時由于水流的波動，會縱向橫向移動，由于已在塢底預設高墩，且艉鰭、螺旋槳與塢墩之間間距不大(見圖3)。為防止船體及艉鰭結構、螺旋槳與塢墩之間的碰撞，需要嚴格控制進塢行進方向，做好縱向和橫向的位置限定，以確保進塢的安全和精度。

圖3 螺旋槳處塢墩布置示意圖

經(jīng)分析研究，在船塢塢壁兩側設置限位樁是一種比較合理有效的限位方式。由圖3可見，螺旋槳距中心線處高墩的距離僅為850 mm。根據(jù)本船尺度，要求每對限位樁左右舷之間的距離為28.6 m，即保證本船進塢時距塢壁兩側留有300 mm的間隙，使之既能有效控制橫向移動，防止艉鰭、螺旋槳與塢墩碰撞，又不影響船舶的前后拖動。

本船艉部線型復雜，艉部高墩是經(jīng)過精確計算預先布置的，如在進塢過程中行進方向偏離較大時，雙艉鰭船體結構和螺旋槳就會碰撞到預先布置的高墩。因此船舶倒進塢工藝流程中的限位樁設置是至關重要的，只有限位樁設置合理，才能解決超長距雙艉鰭線型船舶進塢時的縱向和橫向限位難題，有效確保了螺旋槳和船體結構的安全。限位樁設計時考慮在滿足限位要求的前提下簡單實用，采用一根鋼管作為卡位柱樁，再配于兩根支撐角鋼，每對限柱28.6 m，保證船舶與塢壁300 mm安全距離。分別在距離船艉30 m、70 m、100 m處設置共3對限位樁，通過這3對限位樁控制本船進塢左右位置(見圖4)。

圖4 限位樁布置圖

3.4 具體實施

通過對本船進塢的各個難點進行分析，制定了艉部高墩預埋，艉部先進的倒進塢方案。同時在船塢兩側塢壁設置3對限位樁限制本船進塢時的左右移動，保證進塢安全。

本船總長約200 m，最大寬度28 m，進塢時吃水約6.3 m，排水量約15 000 t，倒進塢時所進船塢要求塢內水深≮8.6 m。為滿足進塢時施工作業(yè)條件，進塢時船艉距塢壁≮10 m，兩側距塢壁≮5 m。

結合以上條件選取船塢時要求船塢主尺度：長度≥220 m，寬≥38 m。經(jīng)考察某浮船塢符合本船進塢各項要求，浮船塢作為漂浮在海上的大型船舶修理設施，本身具有船舶的一般性能(浮性、穩(wěn)性、抗沉性等)，又具有與其功能相適應的使用特點[2]，故選取該浮船塢進塢。

進塢時嚴格按照進塢工藝采取倒進塢方式，限位樁控制橫向的移動，整個進塢過程安全有序，順利地完成了本次進塢。

4 結束語

本船是我公司首次設計建造具有超長距雙艉鰭線型的大型船舶，為滿足該船特殊的線型，針對艉部設計制作了39個線型高墩。本文介紹的是該型1號船試航后在異地船塢進塢檢修維護所采用的倒進塢工藝。本次進塢之前對船塢尺寸、潮位、應急方案等均作了詳盡地研究，技術準備充分，進塢流程科學合理，為后續(xù)船及同類超長距雙艉鰭線型船舶的進塢提供了寶貴的經(jīng)驗。

[1] 許娜.雙尾鰭船型線設計方法研究[D].大連：大連理工大學，2009.

[2] 王京齊，黃詳兵.浮船塢船舶進塢時的強度簡化計算方法[D]. 武漢：海軍工程大學，2005.

Docking Technology of Overlong Twin-skeg Ship

NIU Jun， ZHANG Cui-ping， ZHOU Hong-yuan， CAO Yun-yong

(Hudong-Zhonghua Shipbuilding(Group) Co.，Ltd., Shanghai 200129, China)

In this article, the structure characteristics of overlong twin-skeg ship are introduced, the docking technology difficulties are analyzed. In order to ensure its safe docking, the docking technologies of setting high blocks, reversed docking and setting transverse limit piles are provided, which can provide a reference for similar ships.

Overlong twin-skeg Reversed docking Limit pile

牛 俊(1960-)，男，工程師。

U671

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