某82000DWT散貨船建造技術優(yōu)化

袁輝

摘? ? 要：本文以某型82000DWT散貨船分段劃分為基礎，結合實際情況，分別對雙層底、舷側、首部、舵機艙及尾部、上建等5個預總段及總段進行設計優(yōu)化。依據(jù)優(yōu)化后的預總段及總段劃分方法，可有效提高艙室結構及舾裝完整性，減少壓載艙區(qū)域涂層因后續(xù)施工引起的破壞，同時縮短總段總組及搭載周期。

關鍵詞：PSPC;舾裝完整性;周期

中圖分類號：U671.4? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： Based on the block division of an 82 000 DWT bulk carrier， combined with the actual situation， the design optimization of the prefabricated blocks and blocks including double bottom， side， bow， steering engine room， stern and superstructure are carried out respectively. According to the optimized prefabricated block and block division method， the integrity of cabin structure and outfitting can be effectively improved， the damage of the coating in the ballast tank area caused by the subsequent construction can be reduced， and the cycle of block assembly and erection can be shortened.

Key words： PSPC; Outfitting integrity; Cycle

1? ? ?引言

各船廠由于廠房、外場場地、起重機、下水方式等多種因素影響，對同一船型會采用不同的分段及總段劃分方案。某型82 000 DWT散貨船，由于船廠的工藝、設備、場地等因素的制約，分段及總段尺寸及單重普遍較小，同時在原有的建造方案中，在船塢搭載階段分段/總段嵌入吊裝的情況非常多，導致在搭載時單次吊車松鉤時間長、效率低。因此，如采用原有建造方案，則公司現(xiàn)有的場地、設備等利用率將大打折扣，船塢建造周期無法保證，無形中增加了公司的生產成本和風險。另外，由于PSPC涂層保護的要求，分段劃分過小導致大合攏縫數(shù)量增多，對壓載艙的涂層保護非常不利。因此，原有總段建造策劃方案不能滿足公司的實際生產需要，需要對某型82 000 DWT散貨船總段建造流程重新進行優(yōu)化設計。

目前，對于分總段劃分的注意事項和影響因素已經(jīng)有了不少相關研究。鐘宏才[2]等與廖國紅[3]等提到了船體分總段劃分時需要考慮的因素如下：

（1）舾裝后分段的重量和尺寸;

（2）分段的剛性和穩(wěn)定性;

（3）在合攏前的預舾裝完成量;

（4）分段裝配作業(yè)的防變形和安全性;

（5）分段吊裝流程;

（6）特殊船型要求;

此外，梁有祥[4]對船體分段劃分效果評估進行了研究，并提供一種用于分段劃分的評估方法。

本文從公司的現(xiàn)有資源并結合相關分總段劃分的原則和要求，對某82 000 DWT散貨船建造技術進行優(yōu)化設計。

2? ? 優(yōu)化設計措施

為了更好地進行建造方案的優(yōu)化設計，將整個船舶按照不同的結構特點和功能，劃分為雙層底、舷側、首部、舵機艙及尾部、上建等5個部分分別進行論述。

2.1? ?雙層底區(qū)域

2.1.1雙層底預總段

考慮雙層底總段相對平直的結構特點，采用前后分段兩兩縱向預總組形成預總段的建造形式。

最大預總段的重量不超過200 t，在220 t平板車的運輸載荷范圍內;同時，預總段的長、寬、高等均滿足沖砂及油漆車間的尺寸要求。

此方案的優(yōu)點在于：通過增設預總段，與原方案中的所有分段采用散吊總組的形式相比，后道工序焊接工作量及油漆破壞范圍可減少33%，有效保證了壓載艙油漆完整性，為后續(xù)搭載階段施工創(chuàng)造了有利條件;另一方面，由于總組焊縫數(shù)量的減少，可以減少總段階段的施工作業(yè)量，縮短總段建造周期，有利于計劃周期的控制，如圖1所示。

2.1.2雙層底總段

雙層底總段可采用兩臺龍門吊抬吊的方式進行總段搭載。兩臺龍門吊額定起重量均為600 t，在雙機抬吊時考慮動載荷系數(shù)及不均衡載荷系數(shù)，兩臺龍門吊的實際起重量可達到960 t;同時，由于采用抬吊的形式，兩機吊點可分別設置于總段首、尾端，使受吊點距離因素影響減小。

本總段建造方案采用超大總段的形式，將左右舷及首尾端4個預總段總組為一個總段，即將原方案中的8個分段總組為1個超大總段。

采用新方案可減少搭載階段對接焊縫總體工作量33%、節(jié)約搭載階段吊車資源50%、減少總組階段焊縫油漆修補工作量50%，有效減少了搭載階段工作量、縮短船塢建造周期、減少吊裝次數(shù)、提高吊機使用效率，如圖2所示。

2.2? ?舷側區(qū)域

2.2.1舭部預總段

除1#及7#貨艙的舭部分段由于線性因素直接總組外，其余舭部分段均采用同側分段前后兩兩預總組的方式。預總段形成后，采用以外板為基面進行側態(tài)運輸，舭部預總段最大重量不超過200 t，符合平板車的運輸要求;預總段側態(tài)進行沖砂及油漆時的最大高度為9.87 m，小于沖砂及油漆車間13 m的高度限制。本方案可減少后道工序焊接工作量，并可減少油漆破壞范圍33%，有效保證了壓載艙油漆完整性。

2.2.2頂邊艙預總段

除1#及7#貨艙的頂邊艙分段直接總組外，其余頂邊艙分段均采用前后兩兩預總組并預舾裝，然后進行整體沖砂、油漆。預總段最大重量為205.6 t，小于平板車的最大運輸重量;預總段以外板為基面進行運輸，最大運輸高度為10.56 m，小于沖砂及油漆車間13 m的高度限制。新方案可減少后道工序焊接工作量，并可減少油漆破壞范圍33%，有效保證了壓載艙油漆完整性。

2.2.3舷側總段

待舭部預總段及頂邊艙預總段油漆完工后，配送至總組平臺進行總段總組。原方案采用將同側頂邊艙及舭部前后三環(huán)分別總組的形式，某船塢搭載階段施工流程如下：吊裝相應的雙層底總段→吊裝兩側的舭部總段→吊裝中部隔艙總段→吊裝兩側的頂邊艙總段。

上述總段搭載吊裝存在以下缺點：

（1）在頂邊艙總段搭載時，分段下口以單殼外板及肋骨作為支撐，接觸面積小、定位難度大、作業(yè)時間長;

（2）頂邊艙總段重心靠上部船舯側需要在搭載完成后臨時增加多處貨艙甲板支撐;

（3）頂邊艙總段與舭部總段的對接焊縫在舷側中部橫旁路上，除外板焊縫外尚有多處肋骨對接焊縫，高空作業(yè)、施工不便、工作量較大。

針對上述問題，特對舷側總段方案進行重新設計與策劃，采用將頂邊艙預總段與舭部預總段上下總組形成總段的方式。其船塢搭載流程如下：吊裝雙層底總段→吊裝中部隔艙總段→吊裝兩舷的舷側總段。

采用新方案后，可有效解決原方案存在的問題：

（1）總段采用上下總組的方式，搭載時以舭部外板為支撐點，總段受力較為均勻，可實現(xiàn)快速送鉤，提高作業(yè)效率;

（2）頂邊艙的甲板支撐可在總段完成時提前安裝到位，不需要在搭載作業(yè)時再行安裝，提高了現(xiàn)場作業(yè)的安全性;

（3）將頂邊艙分段與舭部分段的對接焊縫前移至總組階段，在此階段可采用外板為基面?zhèn)葢B(tài)總組，避免高空作業(yè)的風險，也可將大量的立焊作業(yè)變?yōu)楦臃奖愕钠胶缸鳂I(yè)，如圖3所示。

2.3? ?首部區(qū)域預總段及總段

在原方案中，首部分段尺寸小、重量輕、分段數(shù)量較多。由于總段總組所在場地區(qū)域的分段吊裝均采用600 t龍門吊進行吊裝，采用原方案吊裝次數(shù)較多、總段周期長，容易造成吊車資源的浪費，占用平臺周期長。因此，對首部分段進行了預總段劃分。由于首部分段具有部分甲板帶部分外板的結構特點，因此預總段中采用同一層平臺分段劃分為一個預總段的方案。劃分后的預總段最大尺寸為首部甲板預總段，甲板的尺寸與重量均在可控范圍內。

在預總段結構完工并經(jīng)沖砂、油漆后，以下層預總段為基面正態(tài)總組，總組時僅有甲板上口一圈焊縫需要施工，大大縮短了總段施工周期，如圖4所示：

2.4? ?尾部區(qū)域

2.4.1舵機平臺以下

尾尖艙區(qū)域內部結構較為復雜，若將這些分段焊接工作放在總組階段進行，勢必造成總段階段的周期超長;同時，由于尾尖艙涉及的各類基座及舾裝件數(shù)量眾多，在總組和搭載階段燒焊造成的涂裝破壞面積已接近2%的極限值，若現(xiàn)場施工過程稍不注意，極易造成涂裝破壞面積超標。

為解決上述問題，需要保持尾尖艙結構完整性及舾裝完整性，將尾尖艙總段作為中間產品殼舾涂一體化。設計優(yōu)化方案如下：分段建造完成后，以平臺為基面進行反態(tài)總組，并將各鐵舾件、管附件等舾裝件安裝到位后，整個總段進行沖砂、油漆作業(yè)，最大限度的降低壓載涂層的破損率，提升建造質量和成本控制能力，如圖5所示。

2.4.2主甲板至舵機平臺

本設計優(yōu)化方案中，舵機平臺以外的尾部分段總段均采用正態(tài)總組，且各總段均為全寬型總段;分段完整性后進行總段拼裝，施工過程中可同步安裝各層甲板的基座、設備，尤其是主甲板層的帶纜樁、系泊絞車、導纜孔、羊角滾輪及其他一系列舾裝件;在總段吊裝時，采用兩臺600 t龍門吊抬吊的方式進行吊裝。

2.5? 上建及煙囪預總段及總段

原分段方案中，上建區(qū)域分段劃分普遍偏小，每一層甲板都劃分為2個甚至多個小型分段，在施工時需要同時占用多個胎位;另一方面，由于上建分段鋼板較薄、結構普遍較弱，存在總段總組時吊裝次數(shù)多、吊裝定位困難、結構完整性差、容易產生結構變形等顯著缺點。

針對上述問題，對上建區(qū)域進行了優(yōu)化設計：根據(jù)起重機的吊裝能力，對上建區(qū)域進行了預總段劃分，以甲板為基準，每一層甲板為一個預總段，將上層建筑/煙囪作為完整的模塊在平臺階段予以建造;各層甲板預總段，分別以甲板為基面進行反態(tài)建造，B階段預舾裝結束后依次翻身進行總組，同時進行設備進艙、管系、內裝、電纜敷設、涂裝等作業(yè);待整個上建/煙囪總段預舾裝結束后，將完整的上建/煙囪模塊整體吊裝至船塢與主船體進行合攏，如圖6所示：

3? ? 結論

經(jīng)過優(yōu)化設計后的某82 000 DWT散貨船預總段及總段建造方案，更加適合公司的實際情況。相比原方案，可使600 t龍門吊及總組場地的使用效率約提高33%，并顯著減少總組及搭載階段的焊縫工作量、縮短總段總組及船塢搭載周期，提高艙室油漆完整性，有利于PSPC的深化開展。

參考文獻

[1]宋魯峰， 梁福林， 李國彬， et al. 淺析船體分段劃分[J]. 化工管理，?2016（20）.

[2]鐘宏才，向東，譚家華.船體分段劃分方法研究概述[J].造船技術， 2002.

[3]廖國紅， 柯于舫， 劉一平. 大金湖游覽船船體分段劃分方案優(yōu)化與評估[J]. 船海工程， 2006， 35（6）：8-12.

[4]梁有祥. 船體分段劃分簡明評估[J]. 造船技術， 1995（3）.