船舶建造一次浮移落墩精度控制

彭茂清　嚴(yán)海馬

摘 要：本文重點(diǎn)介紹中小型船舶在船塢內(nèi)串聯(lián)建造后，靠塢口的船出塢時(shí)，后面的半船或整船一次性浮船移位落墩的精度控制方法及要求。

關(guān)鍵詞：造船；一次浮移；落墩；精度控制；效益

中圖分類(lèi)號(hào)：U671.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Precision Control for Ship Floating， Shifting and Falling Onto the Dry Dock Stools With one Time During Shipbuilding

PENG Maoqing， YAN Haima

（ Jiangmen Nanyang Ship Engineering Co.，Ltd. Jiangmen 529145 ）

Abstract： This paper mainly introduces the precision control methods and requirements of floating， shifting and falling onto the dry dock stools for the remaining half ship or entire ship after one ship launching during small and medium-size ships building in series in dry dock.

Key words： Shipbuilding； shifting in once floating； falling onto the dry dock stools； precision control； benefit

1 前言

串聯(lián)造船以其充分利用船塢空間、吊車(chē)資源等實(shí)現(xiàn)縮短船塢周期的優(yōu)勢(shì)，在造船廠(chǎng)廣泛應(yīng)用。但由于中小型船舶主船體平行中體相對(duì)較少、首尾較瘦尖、外底板平底面積較少，浮船移位時(shí)對(duì)船塢布墩及精度控制有較高的要求。為此，一些技術(shù)太成熟的船廠(chǎng)，為確保浮船后的船體精度，一般采用二次浮船落墩的方式，即船塢內(nèi)有串聯(lián)建造的A船（要出塢的船）和B船（要浮移的船），在A船出塢時(shí)，B船已達(dá)到浮移狀態(tài)。其流程如圖1所示：塢內(nèi)放水浮船（A、B兩船同時(shí)起?。繅]口的A船浮船出塢；靠后面的B船在原位進(jìn)行調(diào)平浮態(tài)→關(guān)塢門(mén)→塢內(nèi)抽排水使B船原位落墩→沖洗塢內(nèi)淤泥→原A船位置布墩（參考B船塢墩調(diào)平）→塢內(nèi)放水→將B船浮移到原A船位置→塢內(nèi)抽排水使B船移位后定位、落墩→沖洗塢內(nèi)淤泥→移位落墩后精度測(cè)量與報(bào)驗(yàn)。二次浮船落墩方式增加了周期、設(shè)備、動(dòng)能及人工等成本投入。

隨著船廠(chǎng)技術(shù)及管理的進(jìn)步，現(xiàn)在很多船廠(chǎng)都是一次浮船移位落墩，如圖2所示：塢內(nèi)放水浮船（A、B兩船同時(shí)起浮）→靠塢口的A船浮船出塢；靠后面的B船在原位進(jìn)行調(diào)平浮態(tài)→關(guān)塢門(mén)→將B船浮移到原A船位置→塢內(nèi)抽排水使B船移位后定位、落墩→沖洗塢內(nèi)淤泥→移位落墩后精度測(cè)量與報(bào)驗(yàn)。

本文主要介紹通過(guò)底部分段制作及總組外底板平面度控制、搭載塢墩平面度控制、墩木壓沉量變化數(shù)據(jù)收集分析及搭載反變形加放、浮船調(diào)平控制及移船落墩精度控制等措施，確保半船或整船移位落墩后船體平面度、船體中心等精度滿(mǎn)足船舶搭載要求。

2 船舶一次浮移落墩精度的關(guān)鍵技術(shù)控制

2.1一次浮移落墩的優(yōu)點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)因素

2.2一次浮移落墩風(fēng)險(xiǎn)控制的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1船體建造過(guò)程船底平面度控制

從分段、總組及搭載各階段較好的控制船底平面度，可減小兩個(gè)階段塢墩平面度的差異，確保一次浮移落墩后船底板與塢墩吻合良好，控制外板變形和甲板平面度。

（ 1 ）底部分段制作外底板平面度控制

為了更好的控制底部分段制作內(nèi)、外底板平面度精度，部分抵消焊接造成的分段變形，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)底部分段加放胎架反變形。具體作法為：分左右段建造的底部分段，以合攏口旁邊一檔縱桁（L2/L-6）為基準(zhǔn)，合攏口處向下放5 mm反變形；整體建造的底部分段，以中心（L0）為基準(zhǔn)，左右兩邊分別向下放2B/1000反變形，并對(duì)上胎后的貼胎、固胎狀態(tài)、焊接順序等加以過(guò)程控制。

（ 2 ）總組及搭載外底板、塢墩水平度控制

底部分段總組要測(cè)量外底板平面度，在內(nèi)底板水平度滿(mǎn)足要求的情況下，盡可能使外底板水平度在最小偏差范圍，以控制外底與塢墩的水平，總段水平度需滿(mǎn)足規(guī)范要求。

為確保塢墩整體水平度，在分段進(jìn)塢搭載前需對(duì)塢墩進(jìn)行調(diào)平，布墩調(diào)平公差要求：標(biāo)準(zhǔn)范圍≤5 mm，允許極限≤10 mm；分段定位在保證內(nèi)底水平滿(mǎn)足公差要求的情況下，盡量確保塢墩水平；雙層底分段定位合格后打緊墩木，避免下沉。

2.2.2船體搭載過(guò)程塢墩沉降變化對(duì)船底平面度控制

因船體在塢搭載周期相對(duì)較長(zhǎng)，且船型首、尾平底區(qū)域面積較小，單個(gè)塢墩受力較大且不均勻，建造期間對(duì)塢墩的壓沉量也不相同。掌握塢墩沉降情況并制定反變形工藝，控制墩沉降變化對(duì)船底平面度影響；

（1）一階段搭載塢墩反變形加放

機(jī)艙及尾部總體重量較重，而機(jī)艙及尾部平底區(qū)域面積小，布墩數(shù)量有限，使得該區(qū)域每個(gè)塢墩的平均承重遠(yuǎn)大于中部區(qū)域，因此塢墩的壓沉量也會(huì)較大，首部也有同樣的情況。

從分段進(jìn)塢搭載開(kāi)始，每周測(cè)量監(jiān)控龍骨撓度，經(jīng)過(guò)多艘船的數(shù)據(jù)收集與分析，總結(jié)出機(jī)艙、尾部及首部塢墩壓沉量數(shù)據(jù)，從而在分段搭載布墩時(shí)進(jìn)行一定的反變形加放：機(jī)艙及尾部區(qū)域從M01總段首合攏口開(kāi)始往尾向上加放0～13 mm反變形；首部區(qū)域從M06尾合攏口往首向上加放0～10 mm反變形；中部貨艙區(qū)域不加放。

（2）二階段塢墩壓沉量分析及反變形加放

與一階段搭載一樣，船舶都是機(jī)艙及尾部的平底區(qū)域小，但其承受機(jī)艙分段、主機(jī)等設(shè)備、上建重量較大，平均到每個(gè)墩上的受力也比中部塢墩大很多。為了解移船后塢墩的壓沉量情況，我們收集了8艘船的塢墩壓沉量數(shù)據(jù)（塢墩水平度變化量），分析得出機(jī)艙及尾部壓沉較大（下沉20 mm～40 mm不等），中部及首部下沉相對(duì)較小。其中，有4艘船包含船舶出塢后墩木回彈量（吸水膨脹）的數(shù)據(jù)，基本掌握了首、中、尾（含機(jī)艙）各區(qū)域塢墩的過(guò)程沉降變化及回彈量情況：機(jī)艙及尾部區(qū)域回彈量約30 mm，中部貨艙區(qū)域回彈量約10 mm，首部區(qū)域回彈量約15 mm。這個(gè)回彈量可成為塢墩高度差的調(diào)節(jié)、緩沖空間。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出在二階段第一次布墩時(shí)，機(jī)艙尾部區(qū)域塢墩一般都要相對(duì)中間塢墩加放+20～+30 mm的反變形，首部區(qū)域可根據(jù)一階段搭載情況進(jìn)行；除放反變形外，所有布墩水平度要求：標(biāo)準(zhǔn)范圍≤5 mm，允許極限≤10 mm。這些控制措施的落實(shí)，除了滿(mǎn)足船舶精度，同時(shí)也是為了確保船舶移位后的塢墩水平公差滿(mǎn)足CB/T 4000-2005中第三篇1.8.1.1和1.9.2的要求。

2.2.3一次移船坐墩底板油漆補(bǔ)涂避讓及要求

為了使船舶移位后落實(shí)位置的外底板油漆完好，避免破墩補(bǔ)涂油漆，需要在總段進(jìn)棚涂裝、一階段搭載及二階段移船時(shí)考慮錯(cuò)墩布置及補(bǔ)涂工作。

受重量及強(qiáng)度要求限制，塢墩布置的位置必須在強(qiáng)結(jié)構(gòu)位置，為避免布墩位置重合而導(dǎo)致搭載塢墩壓到補(bǔ)涂區(qū)域，造成補(bǔ)涂困難或破墩，采取如下措施：（1）編制雙層底總段進(jìn)棚涂裝布墩?qǐng)D，讓涂裝的墩位與搭載塢墩錯(cuò)開(kāi)，總段涂裝出棚后及時(shí)補(bǔ)涂；（2）布墩要求避開(kāi)合攏口緩焊區(qū)一定距離，個(gè)別無(wú)法避開(kāi)的布置活絡(luò)墩，在移船前松墩進(jìn)行補(bǔ)涂；（3）移船前檢查外板油漆破損情況并完成補(bǔ)涂工作；（4）對(duì)于二階段外板標(biāo)志、放水塞等位置，布置活絡(luò)墩，以便在出塢前松墩進(jìn)行補(bǔ)涂和描白。

2.2.4制定規(guī)范的浮移操作規(guī)程

（ 1 ）浮船前相關(guān)精度準(zhǔn)備工作

在船塢放水前且B船未加壓載水時(shí)，對(duì)要浮移的B船做如下工作：① 在船底外板、首柱外板、尾封板等堪劃出中心線(xiàn)，在甲板面首、舯、尾共10處位置設(shè)標(biāo)桿堪劃出水平基準(zhǔn)線(xiàn)，在掛舵臂處堪劃出FR0肋位線(xiàn)，并在首尾中心線(xiàn)、FR0線(xiàn)及水平基準(zhǔn)線(xiàn)的適當(dāng)位置貼上全站儀反射片，以便于全站儀測(cè)量及提高測(cè)量精度；② 在塢邊地面堪劃出船塢輔助半寬線(xiàn)（即將船塢中心線(xiàn)平移到塢面邊上），用于移船的橫向定位測(cè)量。劃線(xiàn)偏差要求：標(biāo)準(zhǔn)范圍≤1 mm，允許極限≤2 mm。所有劃線(xiàn)需報(bào)驗(yàn)給船東、船檢確認(rèn)，用于移船前調(diào)平及移船定位監(jiān)控測(cè)量、移船報(bào)驗(yàn)的基準(zhǔn)；③ 測(cè)量全船龍骨撓度并記錄作為移船后對(duì)比；④ 在首、中、尾水尺位置堪劃臨時(shí)水尺，用于觀察船體吃水情況及落墩情況。

為了控制移船落墩后的船舶水平度，在每次移船前均需要對(duì)一、二階段兩個(gè)區(qū)域關(guān)鍵部位的塢墩進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)行水平度數(shù)據(jù)對(duì)比分析。要求兩個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)位置的塢墩水平度偏差大部分在±15 mm以?xún)?nèi)，個(gè)別墩可在+20 mm～+30 mm以?xún)?nèi)?？蓪⒍漳镜鸟R丁松掉，改用鐵線(xiàn)適當(dāng)固定（預(yù)留約5 mm松動(dòng)，便于落墩時(shí)壓沉）。對(duì)于個(gè)別大于+30 mm的，則進(jìn)行拆除后補(bǔ)回滿(mǎn)足要求的水平度。

對(duì)二階段的A船首尾區(qū)域平底線(xiàn)以外高出平底線(xiàn)的墩木（有線(xiàn)型部分的楔形木尖）要打馬丁并綁上拉繩，在A船起浮后將高出平底線(xiàn)的楔形木尖拉開(kāi)，避免影響B(tài)船落墩精度及損傷外板。另外，所有平底線(xiàn)以下的墩木必須用馬丁或鐵線(xiàn)綁牢并與水泥墩固定在一起，避免墩木浮起或移位。

（ 2 ）浮船調(diào)平精度控制要求

B船起浮后，由于建造誤差等原因，其水平度與浮船前是有偏差的，需通過(guò)加載重物進(jìn)行調(diào)平。通過(guò)在船塢兩邊架設(shè)兩臺(tái)全站儀，同時(shí)對(duì)甲板面標(biāo)桿堪劃的水平基準(zhǔn)線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量，得出水平度偏差后再用加載重物調(diào)整使水平度滿(mǎn)足要求：首尾水平度（縱傾）偏差≤50 mm，左右水平度（橫傾）偏差≤15 mm。

另外，在調(diào)平時(shí)可根據(jù)匹配后塢墩水平度的縱、橫傾數(shù)據(jù)，適當(dāng)?shù)膶⒋八蕉日{(diào)成有利于精度控制的縱、橫傾值。例如：左舷塢墩偏正公差時(shí)，則將船舶左舷水平度調(diào)低一些（即左低右高），讓左舷先落墩，有利于落墩后的整體水平度控制。

（ 3 ）浮船移船落墩過(guò)程精度監(jiān)測(cè)

移船基本到位后，通過(guò)帶纜將船舶粗定位及固定，通過(guò)塢邊的首尾兩臺(tái)全站儀監(jiān)測(cè)中心線(xiàn)及前后位置偏差：靠首部的全站儀監(jiān)測(cè)首中心線(xiàn)偏差Y值，靠尾部的全站儀監(jiān)測(cè)尾中心線(xiàn)偏差和FR0前后偏差，粗定位要求中心線(xiàn)及前后偏差控制在50 mm內(nèi)，在抽排水過(guò)程中要隨時(shí)監(jiān)測(cè)偏差情況，超差時(shí)馬上通知帶纜人員進(jìn)行調(diào)整。

當(dāng)塢內(nèi)抽排水至船體外板與塢墩距離約200 mm（船塢水位高度-船舶吃水-塢墩高度≈200 mm）時(shí)需停止抽水，調(diào)整船舶中心線(xiàn)及前后位置進(jìn)行精定位，要求中心線(xiàn)及前后偏差控制在：標(biāo)準(zhǔn)范圍≤5 mm，允許極限≤10 mm。

精度符合要求后繼續(xù)抽排水，并實(shí)時(shí)對(duì)中心線(xiàn)及前后偏差進(jìn)行監(jiān)測(cè)，超差即要調(diào)整，直到船舶落墩固定為止。船舶落墩后馬上對(duì)甲板面標(biāo)桿的水平基準(zhǔn)線(xiàn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，記錄過(guò)程變化數(shù)據(jù)，用于后續(xù)分析改進(jìn)。水平基準(zhǔn)線(xiàn)偏差要求：橫傾值≤15 mm，縱傾值≤30 mm。

船塢抽干水后馬上檢查塢墩貼合情況，對(duì)未貼合的墩木打緊，補(bǔ)加平底線(xiàn)以外的楔形木尖，及時(shí)安排放壓載水，吊走船上壓載物等。

3 技術(shù)成果評(píng)價(jià)

（1）我司從2014年以來(lái)，所有一次浮移落墩的船舶精度控制均較好：首尾中心線(xiàn)最大（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）（上接第頁(yè)）

偏差7 mm，F(xiàn)R0前后最大偏差2 mm，橫傾值最大5 mm，縱傾值最大14 mm，甲板面標(biāo)桿的水平基準(zhǔn)線(xiàn)水平度最大偏差15 mm，使移船后能按正常搭載狀態(tài)進(jìn)行后續(xù)的搭載、舾裝及設(shè)備安裝調(diào)試等工作；

（2）通過(guò)底部分段平面度控制，外底水平度均能滿(mǎn)足布墩及移船落墩水平度要求；

（3）通過(guò)塢墩變化數(shù)據(jù)收集、分析，掌握二階段船舶落墩后墩木的沉降變化趨勢(shì)，為一次移船落墩提前預(yù)知坐墩精度情況，以及確定一階段、二階段塢墩水平差對(duì)一次移船的影響，為二階段布墩放反變形，提供數(shù)據(jù)支持；

（4）通過(guò)定置底部分段涂裝擱墩位置，在一階段搭載塢墩適當(dāng)避讓、移船補(bǔ)涂等，二階段破墩補(bǔ)涂得到控制，實(shí)現(xiàn)0破墩；

（5）每次移船前測(cè)量實(shí)際數(shù)據(jù)，在一次移船前進(jìn)行可行性分析，保證一次移船精度、安全可靠。

4 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益評(píng)價(jià)

一次移船與二次移船的效益對(duì)比：一次移船坐墩共節(jié)約：人力投入304人·小時(shí)；設(shè)備投入34臺(tái)·小時(shí)；電力能源投入4 100度；船塢生產(chǎn)周期縮短1天。

移船后的整體精度控制良好，船東、船檢都很滿(mǎn)意，給后續(xù)搭載及安裝工作創(chuàng)造了條件，如艙口圍安裝、艙蓋安裝及調(diào)試、可倒立柱安裝等，均可按正常的船舶水平狀態(tài)進(jìn)行，無(wú)需換算傾斜角度。良好的精度控制，也給船東及船檢于質(zhì)量信任。同時(shí)，較全面、系統(tǒng)的收集了一次移船的相關(guān)數(shù)據(jù)，形成了相關(guān)的工藝文件，給類(lèi)似船舶一次移船落墩提供參考和研究資料。

參考文獻(xiàn)

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[2] 船舶塢內(nèi)移位落墩工藝要求（CB/T 4151-2011）[S].