新型線型塢墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及劃線定位工藝

呂 煒， 郭亞朋

(滬東中華造船集團(tuán)有限公司， 上海 200090)

0 引 言

艦船進(jìn)塢除在安裝槳軸和球鼻艏等船臺(tái)設(shè)施時(shí)受限暫不安裝的船體分段或舾裝件外，更重要的是考慮對(duì)船體落墩有水平度要求的特種設(shè)備(基座)的安裝。艦船船型一般為深U型或深V型[1]，二次進(jìn)塢時(shí)的塢墩除了船體中心線龍骨墩外，還需要在舷側(cè)部位支撐線型邊墩，從而保證船體的平穩(wěn)度[2]。原有舷側(cè)部位線型塢墩一般由水泥墩或金屬墩配楔形木塊、木片來調(diào)整線型高度，但這種線型墩有材料損耗大、無法重復(fù)利用、勞動(dòng)負(fù)荷大、拆裝效率低、與船體線型吻合度低、影響落墩精度等缺陷。為克服此類線型墩的缺陷，有針對(duì)性地研究設(shè)計(jì)了新型線型塢墩，該線型塢墩由鋼木組合墩和鋼制基礎(chǔ)墩上下2部分組成，這種新型線型塢墩具有剛性佳、拆裝方便等特點(diǎn)。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 線型塢墩的組成

由于安裝球鼻艏等設(shè)備的原因，船體基線距塢底距離較大，考慮鋼制基礎(chǔ)保證其剛性和穩(wěn)定性，分上下2部分組成，上部為鋼制框架配線型枕木的組合墩(見圖1)，下部為通用的鋼制基礎(chǔ)墩(見圖2)。鋼木組合墩為內(nèi)低外高的立體楔形結(jié)構(gòu)，縱橫各設(shè)3道隔板，以支撐傾斜頂板及連接底板，此縱橫3道隔板分別按相應(yīng)的船體縱剖線和肋位線(站號(hào))設(shè)計(jì)，便于后續(xù)整體線型墩的定位。傾斜頂板上沿船長(zhǎng)方向布置線型枕木，枕木與鋼制圍板通過螺栓固定于傾斜頂板上。鋼制基礎(chǔ)墩為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)(總高度比鋼木組合墩下端面距塢底高度小200 mm)，包括底板和頂板。底板與頂板間通過角鐵構(gòu)架連接，頂板面較角鐵框大，便于擱置鋼木組合墩及連接螺栓安裝。圖3為線型塢墩整體圖。

圖1 鋼木組合墩

圖2 鋼制基礎(chǔ)墩

圖3 線型塢墩整體

1.2 線型塢墩各部分連接形式

上部鋼木組合墩的線型枕木與鋼制框架采用螺栓連接：在傾斜頂板上將加工好的線型枕木依據(jù)其編號(hào)、內(nèi)外、首尾等標(biāo)識(shí)排列到位，再依首尾圍板的螺孔在枕木上配鉆螺栓孔，孔徑為螺桿的直徑，然后將螺母焊接在枕木圍板外側(cè)，安裝螺桿后即將枕木固定。線型塢墩的鋼木組合墩與鋼制基礎(chǔ)墩采用螺栓連接：首先在鋼木組合墩底板與鋼制基礎(chǔ)墩面板4角相同位置進(jìn)行鉆孔，然后采用符合規(guī)格的螺栓進(jìn)行連接，如圖4所示。

圖4 枕木固定詳圖

1.3 線型枕木制作

線型枕木放樣一般以鋼木組合墩底板為基面，按相應(yīng)的居中(內(nèi)外)、首尾位置線(尾中首)進(jìn)行，每塊線型枕木需要6個(gè)數(shù)據(jù)確定線型，具體數(shù)據(jù)根據(jù)基面距船體外板高度確定，在這個(gè)過程中，首先對(duì)線型枕木高度預(yù)留200～300 mm,然后確定組合墩鋼制基座的高度，確保鋼制基座傾斜頂板為一平面。根據(jù)上述放樣的6個(gè)數(shù)據(jù)(見表1)對(duì)每一塊枕木進(jìn)行預(yù)加工，加工后按編號(hào)安裝在傾斜頂板上(枕木圍板內(nèi))，然后再根據(jù)枕木邊緣數(shù)據(jù)進(jìn)行整體加工，確保線型光順，枕木加工圖如圖5所示。鋼木組合墩就是以鋼制基座底板為基準(zhǔn)面的線型墩，在后續(xù)線型墩定位過程中將會(huì)使用該基準(zhǔn)面。

表1 某站號(hào)線型枕木加工數(shù)據(jù)

圖5 枕木加工

2 劃線定位工藝

2.1 基準(zhǔn)線的勘劃

2.1.1 船體中心線

使用激光經(jīng)緯儀對(duì)船塢中心線進(jìn)行校劃。將激光經(jīng)緯儀放置在船塢中心線上，其前后位置約為船中位置，調(diào)整激光經(jīng)緯儀，使儀器發(fā)出的光標(biāo)落在艏端船塢中心線上(約1/2船長(zhǎng))， 并做好標(biāo)記。將激光經(jīng)緯儀翻轉(zhuǎn)180°，使儀器發(fā)出的光標(biāo)落在艉端船塢中心線上(約1/2船長(zhǎng))，并做好標(biāo)記。用激光經(jīng)緯儀校劃出連續(xù)直線，要求每隔4 m用激光經(jīng)緯儀勘劃1個(gè)點(diǎn)，用粉線連接這些點(diǎn)成一條完整中心線，最后用白色油漆劃出連續(xù)的船體中心線[3]。

2.1.2 站號(hào)基準(zhǔn)線

以船中某一肋位(對(duì)應(yīng)船體#Ⅳ站號(hào))為基準(zhǔn)，根據(jù)入塢圖在中心線上向艏艉勘劃站號(hào)基準(zhǔn)點(diǎn)，站號(hào)基準(zhǔn)點(diǎn)采用鋼卷尺在中心線上測(cè)量勘劃并做好標(biāo)記，然后分別對(duì)每一站號(hào)依船體中心線采用激光經(jīng)緯儀開出角尺線，即為站號(hào)基準(zhǔn)線。要求線段長(zhǎng)度大于鋼制基礎(chǔ)墩的覆蓋范圍。

2.1.3 縱向基準(zhǔn)線

根據(jù)入塢圖用鋼卷尺在對(duì)應(yīng)站號(hào)基準(zhǔn)線前后范圍劃出并標(biāo)識(shí)線型塢墩縱向位置基準(zhǔn)線，線段長(zhǎng)度大于鋼制基礎(chǔ)墩覆蓋范圍。圖6為某船線型塢墩布置圖。

圖6 某船線型塢墩布置

2.2 布墩定位

2.2.1 平面定位

線型塢墩橫向位置定位：在鋼制基礎(chǔ)墩底板放置到位后，再根據(jù)鋼木組合墩橫向隔板(中間隔板)進(jìn)行微調(diào)。線型塢墩縱向位置定位：在鋼制基礎(chǔ)墩底板放置到位后，再根據(jù)鋼木組合墩縱向隔板(中間隔板)進(jìn)行微調(diào)。

2.2.2 高度定位

首先采用激光經(jīng)緯儀確定一水平基準(zhǔn)面，根據(jù)船體基線、水平基準(zhǔn)面對(duì)鋼木組合墩底板下端面的高度位置進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整時(shí)僅對(duì)鋼制基礎(chǔ)墩做出墊木調(diào)整即可(鋼制基礎(chǔ)墩高度比鋼木組合墩底板距塢底高度小200 mm)。圖7為Ⅳ站號(hào)布墩剖視圖。

2.2.3 剛性固定

線型塢墩定位結(jié)束后需要對(duì)鋼制基礎(chǔ)墩進(jìn)行必要的剛性固定，避免船落墩過程中出現(xiàn)碰撞而產(chǎn)生位移。

圖7 Ⅳ站號(hào)布墩剖視圖

3 結(jié)束語(yǔ)

該新型線型塢墩具有可重復(fù)利用(系列船優(yōu)勢(shì)明顯)、船體線型吻合度高、落墩定位精度高等特點(diǎn)。但某艘高新艦船在使用線型塢墩落墩后，某站號(hào)線型墩的邊緣局部位置會(huì)出現(xiàn)3～5 mm的間隙，這可能是由于船體外板局部變形從而使線型塢墩與實(shí)際船體線型出現(xiàn)稍許偏差所致，后續(xù)在線型塢墩設(shè)計(jì)過程中嘗試在理論數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上引入船體變形，從而確保艦船落墩精度。希望此次線型塢墩設(shè)計(jì)的點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)榻窈笸愋团灤稳雺]的線型墩制作及定位起到一定的借鑒作用。