吊離式風(fēng)雨密艙口蓋模擬搭載安裝

李旭

摘? ? 要：大型集裝箱船艙口蓋數(shù)量多、安裝工程量大、施工周期長(zhǎng)，特別是風(fēng)雨密艙口蓋，安裝精度要求高。本文介紹一種創(chuàng)新的安裝方法-模擬搭載安裝，旨在推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：艙口蓋;常規(guī)安裝;模擬搭載安裝;創(chuàng)新

中圖分類(lèi)號(hào)：U671.95 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： The number of hatch covers for large container ships is large， the installation project is large， the construction period is long， and especially for the weathertight hatch covers， the installation precision requirements are high. This paper introduces the OTS （one time setting） installation of lift-off weathertight hatch covers， an innovative installation method in order to promote the application of it.

Key words：? Hatch cover; Conventional installation method; One time setting（OTS） installation; Innovation

1? ? ?概述

由公司承建的法國(guó)達(dá)飛CMA CGM 3 300TEU集裝箱船，采用主流支線集裝箱船設(shè)計(jì)，冷箱多、航速快、性能優(yōu)異。該船設(shè)計(jì)總長(zhǎng)219 m、型寬35.6 m、型深18.3 m、航速21.5 kn。

全船裝載3 300個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，其中艙口蓋上裝載約2 200個(gè)，約占全船的三分之二，如圖1所示。

2? ? 艙口蓋布置

該集裝箱船共有10個(gè)貨艙，從船首到船尾依次劃分為1F、1A、2F、2A、3F、3A、4F、4A、5F、5A。除1F貨艙的艙口蓋是單塊蓋板外，其余貨艙的艙口蓋均由3塊蓋板組合而成，全船總共28塊蓋板，如圖2所示。

3? ? 艙口蓋及其附件

3.1? ?艙口蓋

該集裝箱船艙口蓋為吊離式風(fēng)雨密開(kāi)式結(jié)構(gòu)，具有整體外形尺寸大、形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形位公差精度高、制作難度大、受陽(yáng)光照射變形大等特點(diǎn);艙口蓋不僅對(duì)貨艙起水密作用，而且其上面（如5A艙口蓋）能夠裝載112個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，最大承受215 000 kg的載荷。

艙口蓋的主要功能：①雙向限位裝置（定位銷(xiāo)孔）;②導(dǎo)向裝置;③集裝箱底座（箱腳）;④止跳裝置;⑤Fy橫向限裝置;⑥支承塊（盒）。如圖3所示。

3.2? ?艙口蓋附件

艙口蓋附件包括：①橡皮壓緊板（以下簡(jiǎn)稱(chēng)壓緊板）;②支承墊板;③止跳裝置;④定位銷(xiāo);⑤Fy橫向限位器;⑥綁扎橋?qū)蛑?、蓋板分離縫間的三角壓緊塊等。如圖4所示。

各種艙口蓋附件燒焊在艙口圍上，并與艙口蓋精密配合。壓緊板與艙口蓋下面四周的滑移橡膠密封條通過(guò)壓縮量實(shí)現(xiàn)對(duì)貨艙的密封;支承墊板支撐艙口蓋及其上面的集裝箱載荷;止跳裝置包含止跳架、止跳塊和止跳軸（如圖10），用于鎖緊艙口蓋;定位銷(xiāo)及Fy橫向限位器對(duì)艙口蓋起定位作用;綁扎橋?qū)蛑c蓋板導(dǎo)向裝置配合，對(duì)蓋板的吊離及復(fù)位起導(dǎo)向作用。

3.3? ?壓緊板安裝特點(diǎn)

從圖4可以看出，在所有艙口蓋附件中，壓緊板的總體外形尺寸大（長(zhǎng)×寬=31 164 mm×12 854 mm）、局部形狀復(fù)雜（“馬鞍”型），全船總長(zhǎng)度超過(guò)1 000 m，安裝工程量大。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)貨艙的水密，艙口蓋下面四周的橡膠密封條與壓緊板的壓縮量為15 mm、壓縮量公差為+3 mm～-6 mm、中心偏差為±5 mm;壓緊板最窄處僅有60 mm寬，形位公差很難控制，是艙口蓋安裝中的關(guān)鍵工序和難點(diǎn)工程，如圖5所示。

3.3.1 壓緊板安裝高度要求

壓緊板安裝高度不僅影響橡皮壓縮量，而且還影響艙口蓋上面箱腳的水平度;另外，艙口蓋下面四周的橡膠槽和艙口圍水平面板都存在平面度制作誤差，艙口蓋受陽(yáng)光照射容易產(chǎn)生變形誤差，這些誤差的累加會(huì)嚴(yán)重影響壓緊板的高度控制，導(dǎo)致橡皮壓縮量超差或箱腳水平度超差，如圖6所示。

3.3.2 壓緊板安裝位置要求

為實(shí)現(xiàn)對(duì)貨艙的水密，壓緊板與密封橡膠條要對(duì)中，而橡膠密封條安裝在橡膠槽內(nèi)，橡膠槽裝焊在艙口蓋周邊下面。由于受艙口蓋變形大的影響，橡膠槽的位置偏差大，直接影響壓緊板的安裝位置。因此，壓緊板若按照理論尺寸位置安裝則與橡膠密封條中心偏差必將超差，所以壓緊條的位置必須以密封橡膠條為參照。

4? ? 艙口蓋常規(guī)安裝方法

艙口蓋常規(guī)的安裝方法，是以艙口蓋本體作為參照進(jìn)行安裝。

4.1? ?壓緊板安裝

壓緊板常規(guī)安裝流程，如圖7所示。

從圖7可以看出，壓緊板按常規(guī)安裝流程時(shí)，必須多次調(diào)整艙口蓋的位置和高度，以滿足橡皮壓縮量和箱腳水平度以及壓緊板與橡膠密封條的中心偏差要求，因此在裝焊壓緊板時(shí)艙口蓋必須多次吊下船。

4.2? ?蓋板分離縫三角壓緊塊等附件安裝

三角壓緊塊等附件常規(guī)安裝流程，見(jiàn)表1所示。

從表1可以看出，在艙口蓋的安裝過(guò)程中艙口蓋需要多次上下船，建造效率低，不僅浪費(fèi)了大量的人財(cái)物力，而且還占用了寶貴的碼頭資源;另外，因船臺(tái)有斜度（滑道坡度），艙口蓋在縱向存在重力的分力，會(huì)影響密封橡膠壓縮量測(cè)量。艙口蓋常規(guī)安裝通常在船塢或碼頭階段施工，已經(jīng)跟不上現(xiàn)代造船業(yè)的節(jié)奏。

5? ? 艙口蓋創(chuàng)新安裝

公司別出心裁，將模擬搭載技術(shù)創(chuàng)造性的應(yīng)用到艙口蓋安裝中，其精髓是用仿真模擬替代艙口蓋本體作為安裝參照，實(shí)現(xiàn)了艙口蓋附件在船臺(tái)階段即可施工，打破了常規(guī)安裝方法在船塢或碼頭階段施工的瓶頸。

為減少艙口蓋上下船次數(shù)，將蓋板巧妙的放置到止跳裝置上，實(shí)現(xiàn)了艙口蓋一次性吊裝，減少了大量的人財(cái)物力及配套資源，極大的提高了建造生產(chǎn)效率。

5.1? ?模擬搭載技術(shù)簡(jiǎn)介

模擬搭載技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)OTS（one time setting）。廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代船舶建造中，其方法是使用全站儀現(xiàn)場(chǎng)采集分段（或總組段）的制造數(shù)據(jù)，然后導(dǎo)入到相應(yīng)的三維精度分析軟件中，將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)自動(dòng)套合，預(yù)先了解分段的制造精度及分析搭載后分段間將會(huì)出現(xiàn)的錯(cuò)位、干涉、段差等一系列問(wèn)題，提前采取校正措施，最終實(shí)現(xiàn)搭載時(shí)一次吊裝、一次定位成功，達(dá)到完全避免因前道工序制作問(wèn)題引起的修割、換板、返工等影響，實(shí)現(xiàn)快速搭載，提高建造效率。

5.2? ?艙口蓋創(chuàng)新安裝流程表

表2是公司采用的創(chuàng)新安裝方法-模擬搭載方法流程表。

從表2可以看出，艙口蓋創(chuàng)新安裝方法是一種全新的新工藝，依據(jù)模擬搭載實(shí)現(xiàn)了在船臺(tái)階段施工、艙口蓋一次性吊裝。創(chuàng)新安裝方法不僅緩解了艙口蓋安裝節(jié)點(diǎn)的壓力，極大的提高了建造生產(chǎn)效率，而且節(jié)省了大量的人財(cái)物力及配套資源，如圖8所示。

6? ? 艙口蓋模擬搭載安裝實(shí)施方案

6.1? ?建立艙口蓋及其附件和艙口圍的精度分析工程

首先，公司使用AVEVA MARINE 12.0設(shè)計(jì)軟件建立艙口蓋及其附件和艙口圍的三維模型，并導(dǎo)入Eco-Block三維精度分析軟件中，選取模擬安裝的設(shè)計(jì)點(diǎn)并標(biāo)注，建立精度分析工程，如圖9所示。

6.2? ?采集艙口蓋和艙口圍模擬安裝的數(shù)據(jù)點(diǎn)

蓋板（每艙3塊）在胎架上總組和調(diào)整完成后，選擇早晚或陰天的時(shí)間段，使用SOKKIA FX-102全站儀對(duì)艙口蓋及其附件模擬安裝的設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，然后再對(duì)艙口圍上模擬安裝的設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，分別導(dǎo)入上述Eco-Block精度分析工程中，在電腦里進(jìn)行模擬安裝數(shù)據(jù)分析，全面掌握艙口蓋及其附件和艙口圍的制作狀態(tài)。

6.3? ?艙口蓋模擬搭載安裝數(shù)據(jù)分析

（1） 壓緊板安裝位置數(shù)據(jù)分析

對(duì)艙口蓋下面四周橡皮槽中心位置的實(shí)測(cè)值和設(shè)計(jì)值進(jìn)行分析，結(jié)合艙口圍中心和綁扎橋?qū)蛑膶?shí)際位置，整體模擬得到壓緊板在艙口圍上的安裝位置，即將艙口蓋在胎架上的平面狀態(tài)整體拷貝到艙口圍上;

（2）壓緊板安裝高度數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)艙口蓋下面四周橡皮槽底部平面度及箱腳水平度的實(shí)測(cè)值和設(shè)計(jì)值分析，再整合艙口圍的平面度實(shí)測(cè)值進(jìn)行綜合優(yōu)化，得到壓緊板在艙口圍上的高度補(bǔ)償量（調(diào)整墊片的厚度）。

6.4? ?艙口蓋模擬搭載安裝

在船臺(tái)階段，只要艙口圍完工，即可根據(jù)上述模擬的壓緊板在艙口圍上的位置劃線，安裝壓緊板并進(jìn)行高度補(bǔ)償，一次性完成壓緊板的安裝。

艙口蓋上船，以壓緊板為參照找正（恢復(fù)在胎架上組裝狀態(tài)），便可測(cè)量、定位其余附件。為減少艙口蓋上下船次數(shù)，當(dāng)止跳架定位焊牢后，便可以將蓋板擱置到止跳架上，完成其余附件的焊接，如圖10所示。

最后，根據(jù)外舾裝系泊試驗(yàn)大綱要求，在船臺(tái)階段完成風(fēng)雨密沖水試驗(yàn)。

7? ? 結(jié)束語(yǔ)

造船是集技術(shù)和勞動(dòng)力密集的產(chǎn)業(yè)，如今國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力已不再廉價(jià)，市場(chǎng)日趨嚴(yán)峻，船企間的競(jìng)爭(zhēng)漸趨白熾化，創(chuàng)新已迫在眉睫。

吊離式風(fēng)雨密艙口蓋創(chuàng)新安裝方法，創(chuàng)造性的運(yùn)用了模擬搭載，實(shí)現(xiàn)了在船臺(tái)階段開(kāi)始施工;不僅保證了艙口蓋的安裝精度要求，而且實(shí)現(xiàn)了艙口蓋一次性吊裝，減少了大量的人財(cái)物力及配套資源，極大的提高了建造生產(chǎn)效率，值得船企推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)造船質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T 34000-2016 [S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.