2 000 t V型底船上排技術

某V型底船（以下簡稱某船）總長約110 m，上排質(zhì)量約2 000 t，艉部龍骨為升高龍骨，球鼻艏在艏部龍骨下高約1 m。某3 000 t 船臺滑道全長286 m，軌距6.5 m，滑道頂端標高約4 m，末端滑道標高約-7 m。船臺配備18 臺額定承載200 t 的隨船小車，6 節(jié)分段式鋼制桁架，每個鋼制桁架安裝在2 節(jié)隨船小車上，通過改變6 節(jié)鋼桁架之間的隨船小車的連桿長度，可以組成不同長度的斜架車（以下稱分段式斜架車）。

1 布墩設計

某船在3 000 t 船臺上排，利用分段式斜架車與4 臺隨船小車進行。斜架車上設中心墩18 個、邊墩8 組；4 個隨船小車上各設中心墩1 個，布墩示意圖見圖1；船上排后增設5個輔助龍骨支撐墩。艏、艉中心墩中心線間距95 m。中心墩總面積和邊墩的總面積均大于進塢擱置圖的面積，上排后船墩承載符合標準和規(guī)范要求。

圖1 布墩示意圖

根據(jù)水下船體的縱傾角度，調(diào)節(jié)斜坡船臺上6節(jié)分段式斜架（鋼桁架）之間的連桿長度，將分段式斜架車的傾斜角度調(diào)整為船的縱傾角度。此時在斜架車上以船的縱傾角度線為基線布墩，一方面可以滿足船上排時艏、艉同時坐墩，即所有船墩同時坐墩，避免了斜坡船臺上排時艏先坐墩、艏壓力大的缺陷，排除了艏部龍骨變形的隱患；另一方面避免了船進塢時未將縱傾值調(diào)至不超過1%船長，造成坐墩難度增大的風險。節(jié)省了繁重的船舶浮態(tài)調(diào)整工作，對船舶臨時搶修具有重要意義。

2 水深裕度測算

建造斜坡船臺對碼頭水深的要求，相比建造干船塢要小得多，可選擇的建造場地多。建造船臺的水下土方開挖量也遠小于建造干船塢的土方開挖量，在日常維護中也減少了大量的疏浚、清淤工作，這是船臺建造、維護有利的一面。但是船臺水深比干船塢水深小得多，造成上排作業(yè)受水深的束縛大，上排前需要對水深進行精確測算。

為解除水深的束縛，可以采用以下幾種方法滿足上排作業(yè)對水深的要求。

1）船舶水下橫向入墩代替常規(guī)的縱向入墩。艉部龍骨為升高龍骨，艏部龍骨下有約1 m 高的球鼻艏。如果采用船舶縱向入墩的方式上排，船臺水深嚴重不足，球鼻艏會撞擊到邊墩及艉部升高中心墩，造成球鼻艏的損壞。為防止球鼻艏受損，可將斜架車先下放至船臺水下滑道末端，船從水下船臺的一側(cè)橫向平移進入船墩上方，此種方法稱為船舶水下橫向入墩。這種方法可降低上排水深，達到比要求值低1.5 m 以上，有效降低了上排作業(yè)對水深的要求。

2）在高潮位實施上排，增加上排水深。潮位隨季節(jié)的變化差異很大，以某3 000 t 船臺附近海域為例，在夏季日間有很高潮位。如果船舶在夏季上排，只需要選擇在高潮位橫向入墩上排，就可以解除水深的束縛。

3） 當船舶在春季、秋季特別是冬季上排時，不是每周都有足夠的潮位滿足船舶上排。這時就要選擇一個相對較高的潮位，一方面降低船墩基線高度，降低水深要求；另一方面在保證船舶坐墩穩(wěn)性的前提下，通過增加邊墩的數(shù)量、面積，降低邊墩的高度，降低船舶橫移入墩對水深的要求，進一步降低上排水深要求。

采取以上措施后，可以保證該船上排有0.3 m及以上的水深裕度，符合相關標準和規(guī)范要求。

3 船墩設計

某船上排質(zhì)量約2 000 t，設計中心墩可以承載該船的全部質(zhì)量，8 組邊墩承載該船約三分之一的質(zhì)量。

中心墩的結(jié)構為鋼質(zhì)箱體內(nèi)裝砂子，砂子上鋪設鋼板、木方（簡稱為砂箱中心墩）。砂箱中心墩既有足夠的強度和剛性，可承載船的全部載荷，又有良好的緩沖性能。當個別砂箱中心墩受力大時，砂箱中心墩可被壓縮，附近的其它中心墩可分攤其載荷，避免因坐墩位置偏差等原因造成個別中心墩應力過于集中而導致船體變形。

邊墩采用鋼架、上鋪木方結(jié)構，受力最大邊墩鋼架位于舯部，船墩型值平緩，主要起承載作用，最大受力450 kN。邊墩鋼架采用125×125×12的角鋼制作。按邊墩頂面有450 kN 的垂直均布載荷，受力模型如圖2所示。經(jīng)有限元分析，最大集中應力為151 MPa，安全系數(shù)1.5，滿足承載該船的強度要求。

圖2 受力模型

4 上排操作

上排流程：①該船橫向定位在水下斜架車的外側(cè)；②水深滿足要求時，橫移船入墩；③控制斜架車和船同步行進，水深裕度逐漸減??；④水深裕度0.3 m 時，開始精確控制船與船墩的位置；⑤斜架車和船繼續(xù)同步行進，船體全部坐墩。

上排的每個步驟如何監(jiān)測、控制好船和水下船墩的相對位置是保證坐墩精度的關鍵。

為精確監(jiān)測船和水下船墩的相對位置，在艏部和艉部的隨船小車上安裝艏定位標桿和艉定位標桿。定位標桿上設水深標尺，上排操作人員可以通過定位標桿監(jiān)測水深裕度和坐墩位置偏差。

為精確控制船和水下船墩的縱向位置，將船和斜架車用鋼纜連接成一個整體，通過觀察定位標桿處水深裕度和標桿對應船體的舷側(cè)標記，合理收放鋼纜，控制好船和船墩的縱向相對位置，保證船坐墩的縱向偏差符合要求。

為精確控制船和水下船墩的橫向位置，在中心墩的一側(cè)（即船橫移入墩前，所處位置的另一側(cè)）加裝定位邊墩，定位邊墩高度遠遠大于其它邊墩的高度，斜架車和船同步行進時，船始終與定位邊墩接觸，便可保證坐墩橫向偏差滿足要求。定位邊墩解決了船在涌浪作用下坐墩精度不容易控制的缺點，降低了上排操作難度。

上排前，技術人員編制上排方案和上排作業(yè)指導書，并向上排操作人員和船方人員進行了安全技術交底，明確上排流程人員分工、操作中的難點和關鍵工序，做到人人服從指揮、各司其職、協(xié)同配合，順利完成了2 000 t 某船安全、快速上排。目前通過此種上排設計、操作方法，已經(jīng)實現(xiàn)了多艘1 000 t～2 000 t V 型底船的安全、快速上排。