船舶上層建筑吊裝變形控制研究

姜江

（上海華潤大東船務(wù)工程有限公司，上海 202155）

船舶上層建筑吊裝變形控制研究

姜江

（上海華潤大東船務(wù)工程有限公司，上海 202155）

在船舶上層整體吊裝過程中，吊裝變形控制作為重要的一環(huán)，直接影響著船舶上層建筑吊裝質(zhì)量及安全性。所以在船舶上層建筑吊裝過程中，必須要采取有效措施，來降低或避免吊裝過程中出現(xiàn)變形現(xiàn)象。本文以上層建筑吊裝變形控制措施作為出發(fā)點(diǎn)，提出上層建筑吊裝變形矯正（火調(diào)）的有效方法。

船舶；上層建筑；吊裝變形；變形控制；變形矯正

在建造船舶的過程中，由于上層建筑的板材較薄、薄板面積大，致使在吊裝過程中，容易使上層建筑出現(xiàn)變形現(xiàn)象，并且變形矯正非常困難。所以，船廠要進(jìn)一步細(xì)化吊裝方案，特別是對吊排的布置形式，以及各個起吊過程中變形控制，從而保障船舶能夠順利展開工作。

1 上層建筑吊裝變形控制有效措施

（1）材料管理。由于上層建筑中的薄板材料在施工過程中非常容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，在吊運(yùn)、下料、拼板、堆放過程中，要嚴(yán)格按照有關(guān)要求及有關(guān)工藝流程進(jìn)行變形控制。例如在吊運(yùn)過程中，要采取吊梁吊運(yùn)或者磁鐵吊運(yùn)，從而降低自由邊吊運(yùn)板夾造成的邊緣變形。在片體施工完成后，要嚴(yán)格加強(qiáng)壁板轉(zhuǎn)運(yùn)、堆放等管理工作，避免施工材料在轉(zhuǎn)運(yùn)時出現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)、吊運(yùn)變形現(xiàn)象。

（2）自動焊縫變形控制。由于上層建筑薄板在自動焊縫過程中容易產(chǎn)生波浪變形，所以在拼板過程中要選擇相對比較平整的工作場地。在正式進(jìn)行焊接工作前，要用壓鐵塊固定在上層薄板四周，控制自動焊縫所造成的焊接變形，在變形控制結(jié)束后再安裝壁板構(gòu)件，將其固定住后再焊接結(jié)構(gòu)，從而能夠保障在上層建筑小組階段時，能夠有效進(jìn)行變形控制。

（3）加強(qiáng)排管理。為了保障上層建筑壁板更加平整，通常都會在上層建筑壁板上再次安裝加強(qiáng)排，并且要加強(qiáng)安裝排管理，嚴(yán)格要求加強(qiáng)排材料使用要求以及安裝時機(jī)與拆除時機(jī)，并進(jìn)一步明確加強(qiáng)排的焊接技術(shù)要求與焊接高度，使加強(qiáng)排管理朝標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化發(fā)展，充分發(fā)揮加強(qiáng)排在上層建筑吊裝變形控制中的作用。

（4）加強(qiáng)測量工作。想要做好上層建筑吊裝變形控制工作，必須要做好在施工過程中的測量工作。保障上層建筑與吊裝間的承重比，即上層建筑對吊裝裝置及吊裝的最大承受量。首先在胎架制作階段，要做好劃線精準(zhǔn)性及裝配質(zhì)量，要求上層建筑與吊裝裝置對口的準(zhǔn)確性與對合性。在做好精度測量控制工作后再進(jìn)行焊接施工，要求從焊接中心位逐次向外進(jìn)行焊接。在焊接結(jié)束后，要再次對焊接、火調(diào)后進(jìn)行測量分析，在上層建筑脫胎后要水平擱置，避免在火調(diào)施工過程中產(chǎn)生中垂、扭曲變形現(xiàn)象。

（5）上層建筑分段起運(yùn)管理。上層建筑中的小組分段氣暈以及合力片體運(yùn)轉(zhuǎn)需要起運(yùn)課大力配合，在吊裝層面要盡量通過吊梁或磁鐵吊。由于上層建筑薄板強(qiáng)度較弱，應(yīng)盡量減少材料運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)及上層建筑分段的運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)，避免由運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)過多導(dǎo)致氣運(yùn)變形。在上層建筑分段脫胎過程中，要嚴(yán)格檢查加強(qiáng)排焊接的牢固性以及連貫性、完整性。在脫胎工作完成之后，應(yīng)將擱凳、龍門架放在結(jié)構(gòu)較強(qiáng)的部位，保障分段時的平整性，避免因墊放問題造成上層建筑整體變形。

（6）吊環(huán)設(shè)計。在上層建筑吊裝過程中，其變形控制與舾裝組裝的完整性有著重要的聯(lián)系。由于船舶體積大，在吊裝過程中受重量影響，使得吊裝時的重心難以控制，如果所采用吊環(huán)中的鋼絲繩因受力不均衡造成吊裝傾斜，那么吊裝安全性能將無法保障。因此，有關(guān)技術(shù)人員必須要加強(qiáng)吊環(huán)設(shè)計，例如上層建筑的重量重心、鋼絲繩夾角、鋼絲繩長度、吊環(huán)強(qiáng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)、吊點(diǎn)布置等設(shè)計環(huán)節(jié)。以鋼絲繩的長度來分析，在上層建筑吊裝過程中，可以通過吊環(huán)調(diào)節(jié)孔來根據(jù)實際吊裝舾裝件重量重心來配置鋼絲繩，進(jìn)而保障鋼絲繩的長度能夠符合吊裝標(biāo)準(zhǔn)，保障每個鋼絲繩能夠平均受力，避免出現(xiàn)因鋼絲繩受力不均而出現(xiàn)的傾斜現(xiàn)象。

2 上層建筑總組火調(diào)（變形矯正）

（1）加強(qiáng)工具改進(jìn)。根據(jù)船舶上層建筑結(jié)構(gòu)以及角鋼空間等特點(diǎn)，可以采取多種型號的輔助工具給予矯正，并掌握矯正工作的靈活性，能夠有效加強(qiáng)上層建筑吊裝變形矯正效果?；鹫{(diào)矯正所使用的能源為天然氣，火槍嘴型號最好為 1# 或 2#，通過加熱火焰細(xì)長能夠有效提高矯正質(zhì)量。

（2）加強(qiáng)火工培訓(xùn)。由于船舶上層建筑結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，導(dǎo)致上層建筑波浪變形的因素有很多，吊裝導(dǎo)致的變形只是其中一部分。所以為了能夠有效提高矯正效果，必須要加強(qiáng)火工培訓(xùn)工作，提高火工的理論知識，實現(xiàn)實踐與理論相結(jié)合。工裝木槌作為上層建筑矯正的重要工具，必須要在培訓(xùn)中進(jìn)行實操演練，讓每個火工都能夠掌火船舶上層建筑變形矯正方法，從而保障矯正工作能夠順利實施。

（3）火調(diào)工藝交底。①拆除加強(qiáng)排：為了能夠提高加強(qiáng)排的利用率，保障加強(qiáng)排的變形控制效果，要求拆除加強(qiáng)排時，必須要在上層建筑每個結(jié)構(gòu)、每個環(huán)節(jié)完成水火矯正之后，再進(jìn)行加強(qiáng)排拆除工作，避免因加強(qiáng)排拆除過早所導(dǎo)致的上層建筑波浪變形。②矯正順序：現(xiàn)如今的船廠大多都在陸地進(jìn)行船舶總組工作，待總組工作完畢后再整體吊裝上船，從而有效減少造船周期。為了避免上層建筑吊裝變形影響，在上層建筑總組火調(diào)矯正過程中，應(yīng)分為兩大階段分別進(jìn)行：一是粗調(diào)。即拆除加強(qiáng)排之前，要根據(jù)要求將長條形對硬檔區(qū)域的矯正工作；二是精調(diào)。在粗調(diào)工作完成后（硬檔工作矯正后），再根據(jù)相關(guān)要求采用短條形或者圓點(diǎn)形對軟檔的平整度進(jìn)行矯正，保障上層建筑板格平整度能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。通過科學(xué)的矯正順序，即粗調(diào)、精調(diào)，降低上層建筑吊裝變形的影響。

在上層建筑的總組裝配焊接工作完畢之后，為了避免上層建筑吊裝變形的影響，應(yīng)采用以下向上的火調(diào)施工順序。在矯正過程中，要以工程力學(xué)原理為基礎(chǔ)，應(yīng)以上層建筑中的第三層作為火調(diào)出發(fā)點(diǎn)，再向上、向下分別進(jìn)行矯正工作，能夠有效降低不同層級結(jié)構(gòu)之間的相互作用影響，從而提高矯正效果。在火調(diào)矯正過程中，應(yīng)保障火調(diào)施工的對稱性，即上下面、左右面的對稱性，如果在一面進(jìn)行火調(diào)，也要保障四角分別進(jìn)行火調(diào)作業(yè)，再配以木槌、工裝技術(shù)的輔助，從而達(dá)到良好的矯正效果。

（4）矯正方法。①硬檔矯正法：在對上層建筑硬檔矯正之前，要做好硬檔熱線劃分工作，通過長條形進(jìn)行加熱矯正。其加熱工藝為：加熱直徑為20mm、加熱深度為 2/3t、加熱速度為 25m/h，加熱溫度為 580～660℃（因材料而異）、水火距離為15～55mm（因材料而異）。在硬檔矯正過程中，應(yīng)保障正確的矯正順序，通常情況下采取“跳格法”進(jìn)行矯正，并且能夠矯正兩次，其矯正收縮率大約占率矯正比例的 60% 以上（數(shù)值越高越好）。在硬檔矯正之后，要立即對結(jié)構(gòu)角鋼的直線度是否精準(zhǔn)進(jìn)行檢查，如果存在誤差要立刻矯正。②軟檔矯正法：待到粗調(diào)工作結(jié)束之后，要保障上層結(jié)構(gòu)建筑保持良好的平整度；在精調(diào)之前要在拉線與直尺處進(jìn)行逐一排查，如有不平整的區(qū)域，要進(jìn)行及時矯正，避免影響到后續(xù)工作，并在容易出現(xiàn)變形的位置做出記號，以便于后續(xù)操作。

3 整體吊裝技術(shù)研究

（1）舾裝托盤的運(yùn)用。在船舶上產(chǎn)設(shè)計過程中，要重點(diǎn)注意托盤管理與托盤設(shè)計兩大環(huán)節(jié)。其中，托盤不僅是施工單元，同時也是硬件器材安裝集配單元，在設(shè)計、實物造船中不可或缺的一大環(huán)節(jié)。當(dāng)代造船要以中間產(chǎn)品為向?qū)Вㄟ^時間有序與空間分道的舾涂一體化的打造模式。托盤工藝就是根據(jù)此類要求，將中間產(chǎn)品進(jìn)行劃分，根據(jù)不同施工階段采用不同工藝要求，將不同安裝裝置與不同施工區(qū)域作為一個單元，進(jìn)而施行設(shè)計工作。

（2）上層建筑舾裝完整性研究。船舶上層建筑整體吊裝的根本目的是：在保障舾裝相對完整的基礎(chǔ)上，力求一次性吊裝成功，進(jìn)而縮短碼頭周期與船塢周期。一般情況下，在上層吊裝過程中要求舾裝的完整性要達(dá)到 90% 以上。其吊裝技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①提交船舶整體結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的密性，明火作業(yè)技術(shù)（內(nèi)外明火）。②除了船舶底層與船艙對接工作，其他舾裝件均要安裝完畢。③絕緣體、電纜鋪設(shè)完畢的同時（底層除外），并保障船體部位油漆涂刷完畢（底層漆除外）。

（3）區(qū)域建造模式。通過并行造船工藝，將船舶制造分為多個制造環(huán)節(jié)，在平面的陸地上實施分段制造。該方法能極大提高建船效率，同時又降低施工難度與強(qiáng)度。待到各個船舶環(huán)節(jié)制造完畢之后，在指定地點(diǎn)將這些船舶部位進(jìn)行統(tǒng)一組裝，進(jìn)而形成上層建筑整體總段，之后按照上層建筑舾裝完整性的要求進(jìn)行舾裝工作，保障上層建筑的整體性。

4 結(jié)語

綜上所述，在船舶上層建筑吊裝中，必須要做好吊裝變形控制工作，從而保障上層建筑在吊裝過程中的安全性，保障上層建筑吊裝工作能夠順利完成。本文重點(diǎn)提出了上層建筑吊裝變形控制有效措施以及上層建筑變形的矯正方法，希望對我國有關(guān)部門起到一定作用。

[1]溫濤 . 成品油船上層建筑總段吊裝變形控制研究及應(yīng)用 [D].上海交通大學(xué)，2010:11～12.

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1671-0711（2017）03（下）-0121-02