可移式液壓塢墩設(shè)計(jì)及其使用方法

鄭亞中

(上海華潤(rùn)大東船務(wù)工程有限公司，上海 202155)

1 方案探索

在大型船舶修理過程中經(jīng)常會(huì)遇到海損船舶首部的修理，其船舶首部修理主要面臨兩大難點(diǎn)：一是船舶線型復(fù)雜，制造有一定難度；二是在保證艏樓甲板及附屬設(shè)備不動(dòng)的情況下，新制的分段如何與老結(jié)構(gòu)相連接，并保證其光滑過渡。針對(duì)問題一，一般大型修造船廠都能解決制作問題，有時(shí)間、有船體放樣技術(shù)，再加技術(shù)過關(guān)，基本上能滿足船東及規(guī)范要求。針對(duì)問題二，新制的分段(質(zhì)量800 t左右)如何嵌入到船舶首部是一個(gè)值得探討的技術(shù)問題。

現(xiàn)代化的修船，不僅要考慮修船周期，還要考慮船舶的線型不被破壞，艏樓沒受損部分應(yīng)保留，盡量不擴(kuò)大工程量，否則，材料、人工成本會(huì)大幅度上升。海損船舶的修理工程，如果用大型浮吊吊裝，不僅有穿繩難度，另外還要支付每天40～50萬元的租用費(fèi)，方案不可取。如果采用一種方法能將分段滑進(jìn)，并能把質(zhì)量800 t左右鋼結(jié)構(gòu)件能從下往上頂升到安裝位置，那將是一個(gè)既省工又省時(shí)的好方法；新老結(jié)構(gòu)裝配前要修正，如果能將新分段進(jìn)行三維定位，問題將得到解決，故產(chǎn)生了可移式液壓塢墩的設(shè)計(jì)思路。

2 設(shè)計(jì)思路

可移式液壓塢墩設(shè)計(jì)通過多組液壓塢墩配合、自由分段，能將重型鋼結(jié)構(gòu)件從下往上頂升到安裝位置?？梢剖揭簤簤]墩由以下部件組成：固定支撐托架、上下移動(dòng)托架、水平移動(dòng)架、D90鋼球保距器及行走輪組件等5大部分組成。如圖1所示：①固定支撐托架的4個(gè)角上，分別外伸有1個(gè)包含行走輪的行走機(jī)構(gòu)組件。② 4只液壓油缸作為塢墩的4個(gè)支撐點(diǎn)，設(shè)置在固定支撐托架上的4個(gè)角上。③上下移動(dòng)托架設(shè)置在4只液壓油缸上部，水平移動(dòng)架固定設(shè)置在上下移動(dòng)托架上。④水平移動(dòng)架與上下移動(dòng)托架之間設(shè)置有鋼球保距器，使得液壓塢墩或水平移動(dòng)架移動(dòng)時(shí)保證鋼球受力均勻，防止鋼球打堆。⑤考慮到上下頂升時(shí)會(huì)產(chǎn)生滑移，在設(shè)計(jì)過程中加設(shè)了定位滑動(dòng)導(dǎo)向裝置，解決了油缸在工作時(shí)受力不均衡問題。

圖1 設(shè)計(jì)示意圖

頂升方案及機(jī)構(gòu)介紹：分段起升質(zhì)量850 t，可用4組支撐點(diǎn)將分段頂起，每組的頂升質(zhì)量要達(dá)到320 t，考慮不平衡因素，每組按系數(shù)0.8計(jì)算，每組設(shè)計(jì)頂升質(zhì)量要達(dá)到320 t。4只100 t液壓油缸液壓塢墩單次起升的最大高度為150 mm，前后最大位移量為600 mm，左右最大位移量為340 mm，基本能滿足分段對(duì)中、接合要求。油缸的最高油壓為20 MPa，每4只油缸為一組，最大頂力質(zhì)量為400 t；單組對(duì)角油缸供油，防止受力不均；電、液換向閥遠(yuǎn)距離控制，可集中組合式控制，也可單組控制。組成1個(gè)塢墩支撐點(diǎn)，4組液壓系統(tǒng)統(tǒng)一控制，分段落墩后，即能三維操作將分段調(diào)整到位。

3 工程應(yīng)用

該可移式液壓塢墩在實(shí)際修船使用過程中，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，為開辟海損船的修理，起到了不可替代的作用，僅1艘“威望”船的修理，就為公司節(jié)約了上百萬元的修理費(fèi)用，今后在塢內(nèi)拼接上千噸的分段都可隨時(shí)調(diào)用此設(shè)備，為修理大型船舶提供了工裝保障。圖2、圖3、圖4為可移式液壓塢墩在工程中的應(yīng)用情況。

圖2 液壓塢墩實(shí)效圖

圖3 液壓塢墩工作狀態(tài)圖

圖4 海損船修理后最終效果

4 使用方法

1)使用千斤頂將整個(gè)液壓塢墩向上頂離支承面80～100 mm，打開行走機(jī)構(gòu)組件，使得行走輪伸出；用千斤頂緩慢放下液壓塢墩，使行走輪著力。

2)移動(dòng)液壓塢墩根據(jù)所需工作位置要求，加雙點(diǎn)拉力拖拉液壓塢墩，使其受力均勻，根據(jù)走向，先固定2只行走輪直向，2只行走輪為活動(dòng)走向，將移動(dòng)液壓塢墩移動(dòng)到指定位置。

3)將液壓塢墩移動(dòng)到指令位置后，用2只千斤頂將整個(gè)液壓塢墩向上頂開20～30 mm，收起行走機(jī)構(gòu)組件，使得行走輪縮進(jìn)，再將千斤頂緩慢放下液壓塢墩，使行走輪不著力。

4)液壓塢墩的油缸接口為一組控制單元供兩2只油缸，且對(duì)角布置，防止單邊受力。電器操作可遠(yuǎn)程控制，一種模式為單控，另一種模式為集控。

5)液壓塢墩工作時(shí)，用絞車或葫蘆在水平位置將被頂物或分段固定好，防止滑移，將2只D50、長(zhǎng)210 mm的固定銷從移動(dòng)托架與固定托架內(nèi)的孔中拔出，工作結(jié)束后應(yīng)將插銷插入原位。

6)頂升時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格掌控油缸上升速度，4只油缸盡量做到均衡。多組液壓塢墩同時(shí)作業(yè)時(shí)，水平高度差不應(yīng)超過50 mm。

7)每只液壓塢墩作業(yè)時(shí)，最大負(fù)荷目前暫定320 t，可事先設(shè)定好系統(tǒng)最高油壓。

5 結(jié)束語

本文提出的可移式液壓塢墩設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承重力強(qiáng)，易于操作，能通過多組液壓塢墩(優(yōu)選4組)配合，分段滑進(jìn)，將重型鋼結(jié)構(gòu)件從下到上頂升到安裝位置，并能在水平方向作局部調(diào)整，能滿足大型鋼結(jié)構(gòu)件的準(zhǔn)確定位、修邊焊接工作，省工省時(shí)，具有一定的實(shí)用性和可操作性，解決了海損船舶修理的典型難題。