NYK系列4 500TEU集裝箱船球鼻首改裝

王佳波　屈鳳鳴　吳宏協(xié)

摘? ? 要：為應(yīng)對(duì)低迷的航運(yùn)市場(chǎng)，降低船舶運(yùn)營(yíng)成本，提高船舶推進(jìn)效率，減少燃油消耗，集裝箱船球鼻首改裝是船東減少營(yíng)運(yùn)成本方式之一。本文根據(jù)在廠改裝項(xiàng)目NYK系列4500TEU集裝箱船球鼻首改裝，重點(diǎn)介紹球鼻首的改裝流程，為類似船舶球鼻首改裝提供參考。

關(guān)鍵詞：球鼻首改裝;分段劃分;分段建造;塢內(nèi)合攏

中圖分類號(hào)：U671.99 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Retrofitting of Bulbous Bow of NYK Series 4 500TEU Container Ship

WANG Jiabo， QU Fengming， WU Hongxie

（ Guangzhou Wenchong Dockyard Co.， Ltd.， Guangzhou 511462 ）

Abstract： In order to cope with the depressed shipping market， reduce ship operating cost， improve ship propulsion efficiency and reduce fuel consumption， retrofitting of the bulbous bow of the container ship is one of the ways for ship owners to reduce operating cost. Based on the retrofitting of the bulbous bow of NYK series 4500 TEU container ship， this paper mainly introduces the retrofitting process of the bulbous bow.

Key words： Bulbous bow retrofitting; Block division; Block construction; Dry dock erection

1? ? ?前言

球鼻首的作用主要是減少船舶航行的興波阻力。但它只有在船舶航行達(dá)到設(shè)計(jì)航速時(shí)才會(huì)產(chǎn)生積極的效果，否則反而會(huì)給船舶的航行帶來(lái)更大的阻力。目前集裝箱船一般都以15 kn左右的經(jīng)濟(jì)航速航行，在這種低速航行條件下只有重新設(shè)計(jì)并更換球鼻首，才能進(jìn)一步提高船舶推進(jìn)效率，減少燃油消耗，達(dá)到降低營(yíng)運(yùn)成本的目的。

現(xiàn)以NYK系列4 500TEU集裝箱球鼻首改裝為例。該船的主尺度為：總長(zhǎng)266.65 m;垂線間長(zhǎng)250.0 m;型寬35.4 m;型深19.5 m;設(shè)計(jì)吃水10.8 m。球鼻首改裝范圍為：縱向從FR109-1 000∽船首;高度方向從船底∽15 060 A/B。球鼻首分段的外形尺寸為：長(zhǎng)X寬X高= 21.9 m X 7.2 m X 15 m;改裝結(jié)構(gòu)重量約145 t。

2? ? 分段劃分及余量設(shè)置

2.1? ?分段劃分

根據(jù)船廠的起重能力及碼頭預(yù)制場(chǎng)地情況，該球鼻首總段劃分為4個(gè)分段在碼頭胎架上進(jìn)行預(yù)制，分段殼、舾、涂一體化建造;利用100 t、45 t門吊將4個(gè)分段搭載成總段，由350 t浮吊將總段吊裝到2#塢底的分段移位工裝上，分段移位工裝將總段移到安裝部位，借助4臺(tái)分段定位機(jī)進(jìn)行精確安裝定位。分段劃分和余量設(shè)置，如圖1所示。

分段要素及建造工藝，如表1所示。

2.2? ?分段余量設(shè)置

總段與原船的合攏口設(shè)置100 mm的余量;各個(gè)分段之間的合攏口至少有一個(gè)分段留有50 mm的余量;球鼻首外板加工難度大，外板四周各加放50∽100 mm加工余量。外板余量在安裝前割除，分段合攏口余量在總組或搭載前割除。

3? ? ?分段建造

3.1? ? 分段預(yù)制

（1）分段在胎架上進(jìn)行預(yù)制，按分段建造方案安裝肋骨、框架、平臺(tái)、外板等結(jié)構(gòu)，骨材靠近合攏口處留500 mm暫時(shí)不焊;

（2）預(yù)制過(guò)程中按《報(bào)驗(yàn)項(xiàng)目表清單》進(jìn)行報(bào)驗(yàn)，對(duì)材質(zhì)、下料、胎架、劃線、裝配、焊接及精度測(cè)量各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān);

（3）考慮到B02、B03分段完工后重量將近65 t，要求B02、B03分段必須放在100 t門吊區(qū)進(jìn)行建造;

（4）分段預(yù)制完成后必須進(jìn)行變形矯正，安裝臨時(shí)加強(qiáng)及吊環(huán)，并按圖紙要求安裝托架：整體在FR110、FR116、FR124框架位置設(shè)置3個(gè)托架;在FR130設(shè)置1個(gè)臨時(shí)支撐;托架及支撐在分段預(yù)制時(shí)安裝好。托架及支撐安裝圖，如圖2所示。

3.2? ? 分段總組

3.2.1總組順序

分段在#3泊位預(yù)制場(chǎng)地總組，總組場(chǎng)地按要求預(yù)先布好塢墩，并在地面劃出總段中心線：首先，把 B03分段吊放到墊木上，分段定好位后進(jìn)行固定，防止分段在合攏過(guò)程中移動(dòng);其次，將B02分段吊放到B03分段上進(jìn)行合攏，合攏完成后進(jìn)行焊接;接著將B01分段吊放到B02分段上進(jìn)行整體合攏;最后將B04分段吊放到墊木上，與B03+B02+BO1立體段進(jìn)行合攏，分段合攏完成后進(jìn)行焊接。

3.2.2總組檢驗(yàn)要求

（1）B01/B02分段預(yù)制完成后，使用全站儀在分段外板上劃出分段（總段）縱向中心線、FR109/FR117/FR118合攏口肋骨檢驗(yàn)線、No.2 STR水平檢驗(yàn)線;

（2）B03、B04分段預(yù)制完成后，使用全站儀在分段外板上劃出分段（總段）縱向中心線、FR109/FR126/FR127合攏口肋骨檢驗(yàn)線、No.4 STR水平檢驗(yàn)線;

（3）B03基準(zhǔn)分段總組定位時(shí)，先調(diào)整分段中心線與門吊路軌基本平行，然后以No.4 STR平臺(tái)為基準(zhǔn)，使用門吊調(diào)整分段四個(gè)角水平，再將分段進(jìn)行固定;根據(jù)B03分段中心線及FR109/FR126肋位檢驗(yàn)線，使用全站儀在地面劃出總段縱向中心線及FR109/FR117/FR118/FR126/FR127肋位檢驗(yàn)線;

（4）B01、B02、B04分段總組定位時(shí)，分段寬度方向以B03分段中心線為基準(zhǔn)，使用門吊及全站儀調(diào)整所有分段的縱向中心線在同一直線及鉛垂面內(nèi)，要求偏差≤4 mm;分段長(zhǎng)度方向以各自的肋位檢驗(yàn)線為基準(zhǔn)，使用門吊及全站儀調(diào)整分段合攏口位置相鄰肋位的間距為800 mm，要求偏差≤10 mm;分段高度方向以No.2 STR及No.4 STR為基準(zhǔn)，使用門吊及全站儀調(diào)整分段四角水平及高度符合圖紙要求，要求偏差≤5 mm;

（5）分段檢驗(yàn)線劃線完成后，打上洋沖點(diǎn)并貼上膠布。分段劃線示意圖，如圖3所示。

4? ? 原球鼻首分段拆除

原球鼻首結(jié)構(gòu)采用整體拆除，拆除總重量約150 t。采用大型分段移位工裝小車，轉(zhuǎn)移至塢的北側(cè)區(qū)域進(jìn)行解體。

具體拆除步驟如下：

（1）船舶進(jìn)塢前，采用拆一留一的方式，在碼頭拆割合攏口位置的部分骨材;

（2）船舶進(jìn)塢后，使用全站儀配合對(duì)需要切割的船體部分劃線，并在原船外板上打出FR108肋位線及No.2 STR水平檢驗(yàn)線;

（3）球鼻首割除前將首部錨鏈卸下，并將首樓雜物間的可移動(dòng)物體清走;

（4）在FR120肋位兩側(cè)做好臨時(shí)支撐，支撐圓管尺寸為?406X20，臨時(shí)支撐做好后拆除舊球鼻首;

（5）在FR110、FR116、FR124位置安裝3套托架，每套托架直接座在分段移位工裝;待以上作業(yè)完成后，拆除球鼻首水平合攏口以下300 mm范圍內(nèi)的構(gòu)件，使其分段穩(wěn)座在分段移位工裝上，之后運(yùn)至塢的北側(cè)區(qū)域進(jìn)行解體，如圖4所示。

5? ? ?總段吊裝

分段合攏成總段后總重量約150 t。首先使用350 t浮吊將總段吊裝到2#塢底移位工裝上，再用分段移位工裝將總段運(yùn)到安裝部位，最后用全站儀和4臺(tái)分段定位機(jī)進(jìn)行精確定位。

5.1? ? 總段吊裝步驟

（1）使用350 t浮吊將總段從3泊位吊至2#塢門口位置，然后浮吊將新球鼻首總段順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90 ? ;

（2）使用350 t浮吊將總段吊進(jìn)塢內(nèi)，放置到分段移位工裝上，然后用分段移位工裝運(yùn)至分段合攏口位置，如圖5所示：

5.2? ?塢內(nèi)合攏定位

（1）船舶進(jìn)塢后，用全站儀在塢底打出船體中心線，并將船體中心線延長(zhǎng)到船頭，然后用全站儀在原船外板上打出FR108肋位線及No.4 STR水平檢驗(yàn)線，再根據(jù)FR108肋位線，用全站儀在塢底打出對(duì)應(yīng)的FR109/FR127肋位線;

（2）總段與原船合攏時(shí)，用4臺(tái)分段定位機(jī)進(jìn)行精確定位;

（3）總段定位時(shí)，先以塢底船體中心線為基準(zhǔn)對(duì)總段進(jìn)行寬度方向定位，保證總段的縱向中心線與船體中心線在同一直線上，要求偏差≤5 mm;然后以NO.4 STR為基準(zhǔn)對(duì)總段進(jìn)行高度及水平定位，要求偏差≤5 mm;再以FR127肋位線為基準(zhǔn)對(duì)總段進(jìn)行長(zhǎng)度方向定位，保證總段FR109肋位線與FR108肋位線平行且間距為3 160 mm，要求偏差≤±10 mm。

6? ? ?焊接順序

（1）首先焊接不對(duì)其它焊縫形成剛性約束的焊縫;

（2）每一道焊縫焊接時(shí)，應(yīng)保持其一端能自由收縮;

（3）較長(zhǎng)的焊縫，應(yīng)盡可能從焊縫中間向兩端施焊;

（4）構(gòu)架與板縫相交時(shí)，先焊板縫，再焊構(gòu)架間對(duì)接縫，最后焊構(gòu)架之間的角焊縫和構(gòu)件與板的角焊縫;

（5）分段裝配中的焊接，應(yīng)盡可能安排雙數(shù)焊工從中間向前后左右對(duì)稱進(jìn)行焊接，以保證構(gòu)件自由和均勻收縮;

（6）塢內(nèi)大合攏焊接順序，應(yīng)該按照外板立焊縫-->外板縱向焊縫-->平臺(tái)板對(duì)接焊縫-->框架對(duì)接焊縫-->縱骨對(duì)接焊縫的順序進(jìn)行焊接。

7? ? ?施工流程

首先，船舶在進(jìn)廠前就開始做生產(chǎn)設(shè)計(jì)并完成新的球鼻首分段的預(yù)制工作;待船舶進(jìn)廠后對(duì)其合攏口位置進(jìn)行劃線，并在碼頭期間對(duì)其水線以上部分按照工藝進(jìn)行切割;進(jìn)塢后對(duì)原球鼻首分段安裝支撐后，將原球鼻首整體拆除;最后采用分段移位小車把新分段移至合攏位置，并進(jìn)行調(diào)節(jié)定位。

NYK系列4 500TEU集裝箱船球鼻首改裝，通過(guò)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化后形成比較成熟的施工流程，如圖6所示。

球鼻首改裝塢內(nèi)大合攏過(guò)程，如圖7所示。

8? ? ?結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了NYK系列4 500 TEU球鼻首的改裝流程。從球鼻首分段劃分到吊裝的整個(gè)建造過(guò)程中，結(jié)合了本廠的專用設(shè)備，設(shè)計(jì)了專項(xiàng)工藝、工裝和吊裝輔助裝置，使該項(xiàng)目在整個(gè)改裝過(guò)程中，無(wú)論是周期、質(zhì)量、安全等方面都取得了突破性進(jìn)展。經(jīng)優(yōu)化后，創(chuàng)造了生產(chǎn)設(shè)計(jì)周期12天、分段預(yù)制20天、分段總組7天、塢內(nèi)合攏4.5天的顯著成果，為今后承接類似工程提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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