集裝箱船接長船體合攏方案探討

曹嘉樑（中海工業(yè)（上海長興）有限公司，上海，201913）

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集裝箱船接長船體合攏方案探討

曹嘉樑
（中海工業(yè)（上海長興）有限公司，上海，201913）

在修船市場詢價(jià)中，船廠接到一艘750TEU集裝箱船平行中體接長的項(xiàng)目，技術(shù)工藝部初步制定了一個(gè)液壓滑移合攏的方案，提供給船東參考。方案中探討了三種接長方案，分析了液壓滑移合攏的具體做法，研究了液壓滑移合攏的關(guān)鍵技術(shù)，對接長船體合攏工程提出了明確方法。本文對同行工作有借鑒作用。

集裝箱船；接長改造；分段液壓滑移合攏

引言

2014年12月，從歐洲某船東公司得到一艘集裝箱船中部接長的標(biāo)書，船廠按照標(biāo)書內(nèi)容和技術(shù)要求進(jìn)行了分析研究，并會(huì)同商務(wù)按照船廠的施工設(shè)計(jì)方案來答復(fù)船東。這個(gè)項(xiàng)目的前期技術(shù)論證和詳細(xì)設(shè)計(jì)由船東委托船舶設(shè)計(jì)院進(jìn)行，在得到船級社審核通過后，我船廠按照設(shè)計(jì)院的詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙做生產(chǎn)設(shè)計(jì)，制作完成這個(gè)平行中體段，母船在浮船塢內(nèi)完成接長工程，通過必要的試驗(yàn)，符合技術(shù)要求，交付船東運(yùn)營。

1　接長工程技術(shù)要求

母船的接長工程要求：將一艘原主尺度1 3 4.6 5 x 2 1.5 0 x 9.3 0 m的集裝箱船改造成164.65x21.50x9.30m的船舶，在原船的中部FR80-81肋位之間作為切割線斷開，加上一個(gè)30.0米長的平行中體分段。從原來的750箱位增加到1100箱位。

技術(shù)方面要求：在原船的中部FR80-81肋位之間處新加一段長度為30.0米的平行中體，其他結(jié)構(gòu)和設(shè)施保持不變。將原船體在FR80+350mm處切開，分為前后兩段，在其中間處加上平行中體段，平行中體段長30.0M，高9.3M，寬21.5M，有四個(gè)雙層底艙，二個(gè)邊艙和一個(gè)隔艙壁，艙蓋和主甲板等重約為758T，肋距為700mm，新加分段具體位置為FR80A-350mm～FR80L+350mm。分段接長后，在主甲板左右兩側(cè)新增加二道抗扭箱形樑（2.10 x 0.8m x 45.0m），接長后貨艙編號為1，2A，2B和3。

2　接長方案分析與選擇

船舶接長的主要工藝方法，按船舶在接長操作時(shí)的狀態(tài)，將其歸納為3種：完全浮態(tài)法、半浮態(tài)法、液壓滑移法（干船塢、浮船塢、船臺）。根據(jù)船廠的實(shí)際情況：工廠場地設(shè)施、起重能力、分段制作精度控制能力、技術(shù)能力等。

采用液壓滑移法合攏具有顯著優(yōu)勢，比較經(jīng)濟(jì)和便利，是當(dāng)今流行的新方法、新技術(shù)，對提高對接精度，減少大量輔助材料投入和縮短焊接時(shí)間起到了很大的作用［1］。

3　液壓滑移合攏的具體做法

3.1液壓滑移合攏接長的主要步驟

一是當(dāng)船舶進(jìn)浮船塢后，測量有關(guān)數(shù)據(jù)，按照圖紙部位在FR80+350將船切開；二是將船首部分船體段縱向滑移30m左右，安裝接長分段；三是首部滑移段長度61.0m，高12.0m，滑移距離30.0m，滑移段重量2500t；四是新分段安裝到位后，后部環(huán)縫焊接，首部船體回移、對中、定位直至前部環(huán)縫焊接。

3.2液壓滑移合攏整體方案

（1）滑移軌道設(shè)置

在浮箱甲板上布置滑移軌道，滑移軌道在船體滑移過程中，起到承重、塢底找平、導(dǎo)向和橫向限制水平位移的作用，采用熱軋槽鋼反扣灌漿。側(cè)擋板采用規(guī)格為-30x40x150mm的鋼板，在滑移軌道兩側(cè)對稱設(shè)置，間距為450mm。如圖1所示。

圖1　軌道示意圖

由于浮箱甲板在軌道1、3與軌道2的位置處有約50mm高差，需用鋼板找平。

滑移橫梁擱置在滑移軌道上，滑移橫梁上為船體滑移段。共設(shè)7道橫梁，橫梁與橫梁之間在頂推位置設(shè)拉桿，滑移梁布置如圖2所示。

圖2　滑移梁示意圖

（2）頂推點(diǎn)布置

本工程中滑移最大重量為2500t，則滑移所需的最大頂推力為：

F=2500x1.05x1.2x0.15=472.5t根據(jù)以上計(jì)算，及為保證滑移過程中推理均勻分布，本工程中滑移設(shè)置12臺YS-PJ-50型液壓頂推器，在每條軌道上平均分布。單臺50型液壓頂推器的額定頂推驅(qū)動(dòng)力為50t，則總推動(dòng)力為600t＞472.5t，能夠滿足滑移施工的要求。

（3）滑移限位

水平滑移過程中，為防止船體跑偏問題，每根滑移橫梁在軌道位置設(shè)置角鋼擋板，有效控制船體水平方向的定位。

（4）就位調(diào)整

滑移過程中由于限位角鋼只可保證水平方向的定位，船體滑移到位后，可能出現(xiàn)豎向方向傾斜的問題。

為解決此問題，擬在滑移橫梁端部設(shè)置頂升器，船體到位后根據(jù)需要調(diào)整船體整體姿態(tài)，頂升器調(diào)整如圖3所示。

圖3　頂升器布置圖

每次調(diào)整擬兩根滑移橫梁一起調(diào)整，每臺頂升器的頂升能力為250t，共8臺。

3.3主要液壓系統(tǒng)設(shè)備

本工程中液壓同步滑移施工的主要設(shè)備見表1、表2。

表1　液壓滑移系統(tǒng)設(shè)備配置表

表2　液壓頂升系統(tǒng)設(shè)備配置表

4 切割、滑移、安裝新分段、回移、合攏

4.1切割與滑移

船舶進(jìn)塢后，找準(zhǔn)FR80+350的切割線和基線，切割線兩側(cè)部位做好球扁鋼補(bǔ)強(qiáng)，以防變形，待安裝好滑移軌道和滑移橫梁之后，在進(jìn)行切割。

按照液壓滑移設(shè)計(jì)圖，將事先做好的滑移軌道和滑移橫梁，固定在FR81+350向前的部位，使整個(gè)首部船體坐在7道橫梁上，左右兩側(cè)用鋼質(zhì)框架梁將船體部分和滑移橫梁固定，然后安裝12臺液壓滑移頂推器和8臺液壓頂升器以及傳感器、液壓管系、計(jì)算器控制系統(tǒng)設(shè)備等?；栖壍篮突茩M梁安轉(zhuǎn)好之后，首部船體固定在橫梁上，按切割線切開，然后啟動(dòng)液壓移位系統(tǒng)，將首部船體緩緩滑移30.0m后固定［2］。

4.2安裝新分段

吊運(yùn)安裝接長部分新分段，定位、對中、修正、對接，安裝到位后，后部合攏環(huán)縫焊接。

4.3回移與合攏

待后部合攏對接后，將首部船體緩緩回移，定位、對中、修正、對接，到位后，首部合攏環(huán)縫焊接。船體部分焊接完成后進(jìn)行焊縫試驗(yàn)，符合要求后進(jìn)行艙室密性，最后進(jìn)行涂裝工作，出塢后進(jìn)行后期工作。

5　液壓滑移合攏法關(guān)鍵技術(shù)

5.1控制平行中體段精度

對于合攏來說，合攏口的三維數(shù)據(jù)相當(dāng)關(guān)鍵，因此，在預(yù)制平行中體段時(shí)，合攏口的尺寸必須非常精確。

5.2控制橫梁平直度及水平面

放置3根軌道和7道橫梁平直度以及水平面的控制，一是滿足軌道和橫梁制造精度要求；二是用激光經(jīng)緯儀打點(diǎn)，確定軌道平面與船底平面一致；三是計(jì)算船塢及塢墩木的承重載能力；四是新分段吊裝后，對浮船塢的浮態(tài)進(jìn)行調(diào)整，控制繞度數(shù)值在正常范圍內(nèi)。

5.3測量船體切割口及基準(zhǔn)定位

船舶進(jìn)塢前，首先在主甲板，前部船體，尾部船體找出中心點(diǎn)并劃出相應(yīng)的中心線，打出洋沖和油漆標(biāo)志。接著在主甲板兩側(cè)通導(dǎo)的斷口兩端量取距中10米各大一條縱向長度5米的合攏中心檢驗(yàn)線，在合攏口兩側(cè)300mm范圍內(nèi)密布打上洋沖點(diǎn)，做出油漆標(biāo)志。最后打出船旁合攏檢驗(yàn)線。

在左右舷兩側(cè)用油漆打出FR75、FR80、FR85、FR90肋位的位置線，在這些位置產(chǎn)生四根標(biāo)桿，經(jīng)標(biāo)桿為基準(zhǔn)向下測量，并在左右舷個(gè)劃出6米和12米兩條水平線。作為舷側(cè)位置的合攏水平檢驗(yàn)線，在合攏口兩側(cè)300mm密打洋沖點(diǎn)，其他每隔500mm打上洋沖點(diǎn)，用油漆標(biāo)出。

5.4船舶測量、原船坐墩

船舶從斷口處測量主甲板、內(nèi)底板的半寬值，縱艙壁的高度，舭部圓弧度等重要部位的尺寸，與平行中體分段進(jìn)行比較，如有偏差，需進(jìn)行修正直到兩個(gè)端口數(shù)值吻合。除此之外，還需測量原船的繞度，待接長后復(fù)對。

為了保證接長段與首尾段連在同一中心線和水平線上，船廠在坐墩的操作中非常關(guān)鍵，原船坐墩前后，在內(nèi)底板、主甲板和上甲板等不同層上多取幾點(diǎn)，劃出中心線，在接長是始終保持接長的中心線與原船中心線重合［3］。同樣，在坐墩的操作中，對各層甲板和內(nèi)底板包括外板的連接通過6米、12米的水平檢驗(yàn)線的比對進(jìn)行調(diào)整，確保新接長分段和原首尾分段的水平一致，不產(chǎn)生“錯(cuò)層”。

5.5切口的方法和數(shù)據(jù)

在實(shí)施過程中，先切割內(nèi)底板，外板，縱艙壁，舷側(cè)外板，各層甲板，內(nèi)部結(jié)構(gòu)。切割時(shí)全部采用臥式和吸壁式半自動(dòng)切割機(jī)，保證切割的精度和切割質(zhì)量。

當(dāng)全部切口完成后，船廠采取拉鋼絲檢查的辦法來檢查是否真正斷開，并通過鋼絲在各檢驗(yàn)點(diǎn)拉線來測量各種數(shù)據(jù)［4］。

6 合攏過程

上述各項(xiàng)工序準(zhǔn)備完成后，就可以進(jìn)行合攏作業(yè)，船廠在新接長分段測量出前后左右側(cè)面的基準(zhǔn)平面，劃出水平水尺。原首尾分段的左右劃出的水平線，通過在船體左右兩縱艙壁處及其下段設(shè)置的定位馬板30*500*2000*12塊，在外板上縱向構(gòu)架上設(shè)置定位馬板30*500*2000*4塊。

啟動(dòng)液壓頂推系統(tǒng)，使12個(gè)液壓頂推器均勻受力，緩緩滑移首部船體，向接長段面慢慢靠攏，用液壓頂推器和液壓頂升器來調(diào)整首部船體姿態(tài)，使其斷面與新分段斷面相吻合，實(shí)施對接，當(dāng)首部船體靠近新接長分段時(shí)，用事先布置在各縱艙壁和甲板上的手拉葫蘆10噸x6個(gè)，直徑60mm的花籃螺絲6根慢速拉攏［5］。在合攏口的主甲板中心線處安裝1組對中裝置，在主甲板距中3600處及大倉的縱艙壁上個(gè)安裝2套限位拉攏裝置，有微細(xì)調(diào)節(jié)的縱向限位，該裝置是在中間的定位裝置鑲進(jìn)后，對照事先劃出的中心線和水平線，當(dāng)相關(guān)主要的半寬、水平數(shù)值在安裝的公差范圍內(nèi)，拉緊，合攏工作完成，進(jìn)行后續(xù)的微調(diào)和燒焊工作，當(dāng)全部斷口完成合攏，檢查結(jié)構(gòu)完整性后向船東船檢進(jìn)行報(bào)驗(yàn)。

7 結(jié)束語

在船舶改裝工程中，船舶貨艙區(qū)域的接長的案例很多，船廠采用液壓滑移的新工藝、新技術(shù)得到船東的支持，采用這種液壓技術(shù)合攏方法，在技術(shù)上容易控制，且精度高、耗材少、時(shí)間短，這個(gè)方法將大大提高船廠的市場競爭力。

［1］張雨華，益文娟，《船舶接長改裝技術(shù)探討》，中國修船，2003，04（31）.

［2］袁紅莉，陳章蘭，《大型改裝船主船體水上對接工藝設(shè)計(jì)》，船舶工程，2009，04，75-78.

［3］中國造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)， CB/T4000--2005.

［4］中國船級社《材料與焊接規(guī)范2009》.

［5］陳慶強(qiáng)，朱勝昌. 大型集裝箱船整船有限元分析計(jì)算技術(shù)研究［J］. 船舶力學(xué)，2006，01:80-91.

曹嘉樑（1958-），工程師。研究方向：船舶維護(hù)，船舶進(jìn)出塢，船舶進(jìn)出塢理論及操作。

Container Ship Hull Lengthening Schemes of Collapse

Jialiang Cao
（China Shipping Industry （Shanghai Changxing） Co.， Ltd.， Shanghai， 201913， China）

In the ship repair market inquiry， the shipyard received a 750TEU container ship in a parallel body to take a long project， technical process preliminarily developed a hydraulic slip closed programs available to ship owners. Explored three programs took a long program to analyze the specific practices of hydraulic slip closed， the key technologies of hydraulic slip closed， butt long hull collapsed project put forward specific methods. This paper has reference for craft work.

Container Ship； Lengthening； Segmented Hydraulic Slip Collapse

TB47

A

2095-8412 （2016） 03-397-04

工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL: http//www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.03.020