新型船用工裝腳手架的設(shè)計及應(yīng)用

葉 濤

（舟山中遠海運重工有限公司，浙江 舟山316131）

0 引言

隨著市場的不斷擴大和發(fā)展，各大船舶建造企業(yè)為了在日益激烈的市場上取得競爭優(yōu)勢，需要不斷創(chuàng)新造船模式，而船用工裝腳手架作為與造船業(yè)密不可分的技術(shù)，新型的船用工裝腳手架相較于傳統(tǒng)的腳手架之間具有更多的優(yōu)勢。同時，企業(yè)為獲得更大的利益，更加注重節(jié)約造船成本以及提高造船效率，但這些卻是應(yīng)用傳統(tǒng)腳手架工作不能滿足的，因此，針對當前傳統(tǒng)腳手架上存在的各種問題，新型腳手架將會在傳統(tǒng)腳手架的基礎(chǔ)上，做更進一步的設(shè)計，旨在消除傳統(tǒng)腳手架存在的較大問題，增強其穩(wěn)定性。至于腳手架的設(shè)計和應(yīng)用，不僅在設(shè)計上需要創(chuàng)新，更要考慮到其應(yīng)用方面，考慮到腳手架在實際操作中會遇到的問題，予以改進和完善，不斷進行迭代，最終構(gòu)建一種各方面性能優(yōu)良的腳手架。

1 船用工裝腳手架的作用和意義

腳手架的主要作用是對各種大型施工建筑予以輔助，使其能夠更好完成施工。船舶建造業(yè)與傳統(tǒng)的工程建造相同，也屬于較大的工程建造項目，因此，在其建造的過程中，也需要使用到專用的船用工裝腳手架（見圖1），船舶建造像搭建工程一樣，需要按照順序?qū)⑵湟徊揭徊降耐洗罱ǎ敶罱ǖ搅艘欢ǖ母叨?，人力無法觸及，就需要使用腳手架來支撐輔助工作，因此，船用腳手架最主要的作用是幫助船舶進行搭建，與搭建房子類似[1]。

圖1 船用腳手架

2 傳統(tǒng)腳手架存在的問題

中國的船舶建造業(yè)已有多年歷史，而腳手架也隨著造船業(yè)的發(fā)展有了相應(yīng)的技術(shù)創(chuàng)新，但是始終浮于表面，其對于船舶建造時間的浪費和人力的浪費等問題始終沒有得到很好解決，傳統(tǒng)腳手架存在重大問題，如今日益加快的生活節(jié)奏迫使腳手架必須進行技術(shù)革新，才能在造船業(yè)中占據(jù)一席之地[2]。

2.1 分段腳手架存在的問題

在輪船建造完成后，需要利用腳手架對其內(nèi)部進行噴砂和涂裝，腳手架在搭建的過程中較為繁瑣，搭建不好將會影響整個噴砂工作的順利進行，尤其是在船艙此類位置空間較為狹小的地方，用腳手架工作時易和船體的分段部分發(fā)生磕碰，給剛涂裝好的船艙留下印記，只能進行二次補涂，不但耗費了大量的時間，還使成本增加，不利于企業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展[3]。同時，在一些明顯分段的船體工作時，會發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)腳手架搭建較費力，往往需要耗費很多時間才能搭建完成，不但使得工作效率大大降低，還造成了材料的浪費。

2.2 解決船臺腳手架問題的思路

腳手架的搭建一直是一個復雜的過程，如果全船都使用同樣的腳手架搭建方式，很容易重復工作，降低工作效率。因此，必要時可采取針對性的搭建方式，不同區(qū)域采用不同的搭建模式，并做好配合工作，讓腳手架能夠最大程度發(fā)揮其作用，提高造船的工作效率[4]。

3 船用工裝腳手架的種類

3.1 塔式腳手架

塔式腳手架是一種可以單獨移動，并且穩(wěn)定性較高的平臺。在塔式腳手架的里面，通常會放置樓梯，將其放在合攏縫所在的地方，以此來幫助底邊柜之間合攏縫進行施工。同時，在多個塔式腳手架之間，還可以設(shè)計跳板，利用跳板將不同的塔式腳手架連接起來，可以方便船舶底部邊艙與頂部外板橫縫之間的焊縫施工（見圖2）。同時，借助塔式腳手架內(nèi)部的樓梯，還可以將其與其他腳手架工裝進行連接，如掛籠式腳手架工裝[5]。

圖2 塔式腳手架

3.2 跳板式腳手架

跳板式腳手架是船舶施工中常使用的腳手架之一[6]。主要方式為在腳手架合攏口的下方通過焊接的方式，放置基礎(chǔ)零件，然后將有需要的零件利用起來，使其成為普通踏板來使用，主要目的是為了使建筑前面與后面的大線型橫向合攏縫腳手架能夠搭建成功。

3.3 掛籠式腳手架

在船舶的建造和設(shè)計中，大多船舶外板比船舶的主甲板高出10 cm左右，也正是由于這一建造特點，在腳手架的設(shè)計過程中，可以根據(jù)其設(shè)計一個掛籠式腳手架，并把這一高出的部分作為掛籠式腳手架的“掛點”，以便腳手架的固定[7]。同時，還可以依據(jù)所建設(shè)的船舶分段的特點，設(shè)計不同的掛籠式腳手架，并在掛籠腳手架的內(nèi)部，設(shè)置樓梯和工作臺，最后利用跳板，將掛籠、塔架之間進行連接，以便船體的施工[8]。

4 船用工裝腳手架的設(shè)計及發(fā)展方向

4.1 設(shè)計方向

傳統(tǒng)腳手架經(jīng)實踐表明，已越來越不適用于船舶建造業(yè)的發(fā)展，相關(guān)企業(yè)為了取得更大的利益，開始對傳統(tǒng)的船用腳手架進行創(chuàng)新。傳統(tǒng)的腳手架一直存在較多缺點，如搭建程序復雜，拆解時也需要耗費大量勞動力，增加了人力的損耗；效率低，工作時光在搭建上就浪費大量時間；使用到的材料多，搬運和儲存麻煩等[9]。因此，新型船用腳手架在傳統(tǒng)腳手架的基礎(chǔ)上進行改造創(chuàng)新，制作出了不同種類的腳手架工裝，新型的船用工裝腳手架無論在重量上、效率上、時間搭建的耗費上，都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)腳手架。這種組合式的輕型腳手架，因其多變的組合形式，大大節(jié)約了船舶建造的時間，搭建過程也更為方便。還有一種較為龐大的腳手架，這種龐大型的腳手架雖然在運輸上具有一定困難，但是安裝比起傳統(tǒng)的腳手架更加簡單，即使之后發(fā)生損壞，維修的費用也低得多。最重要的是，將以上2種新型腳手架組合進行工作，不僅可以缺點互補，更能適用于各種各樣的船舶建造，具有一定的意義[10-11]。

4.2 設(shè)計內(nèi)容

上述提到的組合式腳手架主要由4個部分的內(nèi)容組成，分別為固定裝置、肘板、連桿、立柱。設(shè)計時會先將腳手架上的固定裝置與連桿先焊接到一塊，再將連桿和肘板進行焊接，最后固定好肘板與立柱。組合完成后，將不同形式的組合腳手架固定到每個分段中，最后用鐵絲進行加固，將立柱放進去形成橫向的護欄，一個安全的立體平臺就大功告成。而整體式的腳手架又與之不同，其主要由塔架、跳板、掛籠3個部分組成，在實際的使用過程中，可以先將塔架固定到地面，到離分段部位較近的地方，然后把分段的外板焊接上，使其垂直到合攏縫，最后與跳板相互配合，將水平方向的合攏縫焊接完成。

4.3 技術(shù)要點

將2個不同種類的腳手架工裝進行聯(lián)合使用，讓其互相配合，可以在一定程度上成為一套完整的新型腳手架系統(tǒng)。

新型腳手架可以根據(jù)船舶建造的要求和內(nèi)容不同，針對性的分段搭建，由于每個分段所需要的內(nèi)容不同，因此，需要安裝的基礎(chǔ)零件也不同。腳手架的基礎(chǔ)零件是整個新型腳手架的重要組成部分，通過對基礎(chǔ)零件的合理應(yīng)用，可以減少不必要的搭建麻煩，不需要再在搭建的過程把零件一個一個地安裝上去，既費時也費力，此種新型的腳手架可以通過預先觀察船舶的分段結(jié)構(gòu)，先將基礎(chǔ)零件安裝好，組合到腳手架上，最后直接將腳手架與組好的基礎(chǔ)零件放上船舶的分段位置，既方便了腳手架的搭設(shè)，也方便了其事后的拆卸工作。

4.4 發(fā)展方向

近年來我國的船舶建造業(yè)市場不斷發(fā)展擴大，許多企業(yè)也在大力研發(fā)更適用于實際工作的新型船用腳手架，采用新型的船用腳手架，不僅提高了施工的安全性，裝拆速度有了進一步的提高，最重要的是很大程度地節(jié)省鋼材料的使用，降低企業(yè)的開支。雖然各大企業(yè)對于新型船用腳手架的研發(fā)正在如火如荼地進行，但是真正取得效果卻不是很理想[12]。許多企業(yè)雖然也在積極生產(chǎn)，但由于自身的經(jīng)濟實力較弱，并且不具備專業(yè)的研發(fā)人員，在腳手架的生產(chǎn)上只能進行模仿，這樣生產(chǎn)出來的腳手架作業(yè)，并不能比傳統(tǒng)腳手架效益提高多少。因此，大企業(yè)可以利用自身的技術(shù)優(yōu)勢，在不使用腳手架的時候，將其租借給別家企業(yè)，從中獲取利益。

5 新型船用工裝腳手架的實施效果

組合式的腳手架工裝主要是由多個基礎(chǔ)零件組成，通過預設(shè)船舶分段的結(jié)構(gòu)，快速將各個零件安排到適合的位置，最后將每個零件與腳手架連接完成，有效提高了腳手架的搭設(shè)速度。在基礎(chǔ)的搭設(shè)都完成后，再對各個腳手板、通道等進行加固處理，并在各個卡槽處設(shè)置吊耳空孔，為后續(xù)拆除也提供方便。而掛籠式腳手架主要是利用船舶板高出的部位和合攏縫的施工位置，做掛點定位處理，并且掛籠的腳架部位的線性會跟著船體的線性進行變化，這給船舶外板的施工提供了重要便利。還有一種較為龐大的腳手架，這類腳手架需要借助吊車才能安裝到位，但好在其不論是拆卸還是安裝，都尤為方便，在船舶建造時，只需要事先使用吊車，將其預設(shè)的施工通道與合攏縫對準，然后搭設(shè)跳板，就可開始施工。

6 結(jié)語

當前我國船舶制造業(yè)得到從未有過的發(fā)展態(tài)勢，但由于我國造船技術(shù)的發(fā)展周期短，在船用工裝腳手架上還受到了技術(shù)的限制。正因為如此，設(shè)計和研發(fā)出一項新型的船用工裝腳手架很有必要，其一在于解決當前我國船舶腳手架技術(shù)層面上存在的各種問題，其二是為了促進我國當今乃至于未來船舶制造業(yè)的發(fā)展。未來船用腳手架會向著輕盈、便利、可拆卸方面進行發(fā)展，實現(xiàn)一項腳手架技術(shù)的多種應(yīng)用。