王燕

（福建省白馬船廠，福建 寧德 355011）

某型滾裝船艏門制作新工藝探討

王燕

（福建省白馬船廠，福建 寧德 355011）

某型滾裝船主要用途是運輸車輛、人員派送，其船體內(nèi)設(shè)有滾裝通道，船首、尾設(shè)有跳板、艏門等。其艏門結(jié)構(gòu)為一個相對獨立、完整的運動部件，外形與船體首部外板線型吻合，內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸需滿足艏跳板的收放。艏門沿船中縱縫對開，分左右兩扇對稱布置，為鋼質(zhì)全焊接結(jié)構(gòu)，與船體結(jié)構(gòu)間通過鉸鏈連接，其開啟和關(guān)閉通過操作液壓油缸完成，并帶有插銷、鎖緊鉤、上下止擋塊裝置、推力軸承裝置等附件，確保艏門開閉安全、可靠；艏門四周設(shè)水密結(jié)構(gòu)，安裝密封橡皮，以確保滿足船舶在航行中的安全要求。

滾裝船；艏門；首部分段；鉸鏈臂

1 艏門制造概述

艏門結(jié)構(gòu)與船體通道系統(tǒng)間的運動協(xié)調(diào)關(guān)系復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造質(zhì)量對船舶的使用性能及船體首部整體外觀質(zhì)量影響很大，外形設(shè)計需滿足船體線型一致性要求，減小船體興波阻力。因此，艏門制作工藝的合理與否將直接影響艏門的制造質(zhì)量。按以往的經(jīng)驗，考慮到船廠的施工特點和工藝水平，艏門的建造通常有以下2種方式。

1.1 傳統(tǒng)的單一舾裝件制作法

首部分段與艏門建立獨立的胎架，再將艏門與首部分段進行小合攏。其特點是首部分段與艏門可以同步施工，施工作業(yè)條件相對較好。但缺點是在建造中不能直觀體現(xiàn)艏門結(jié)構(gòu)與船體結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)件連接關(guān)系，且艏門四周結(jié)構(gòu)沒有約束，容易產(chǎn)生縱、橫及扭曲變形，如果誤差過大，將難以校正；艏門建造需采用外板雙斜切胎架，其船體外板線型精度難以控制，極易造成門縫與外板縫錯位、船體外板與艏門外板線型不吻合。

1.2 與船體結(jié)構(gòu)有效連接的整體制作法

艏門作為首分段的一部分與分段一起建造，然后與主船體合攏。該方案艏部分段外板縫與艏門板縫整體排板，首分段結(jié)構(gòu)與艏門結(jié)構(gòu)通過連接過渡結(jié)構(gòu)形成整體框架，能有效控制艏門結(jié)構(gòu)在裝焊中的變形，最后割開艏門接縫。采用該方法不僅可以有效地保證艏門和首分段的線型光順連接，確保左右門的一致性，施工工藝簡單，具有較大的可操作性，還可以減少胎架制作工序，節(jié)約成本，縮短建造周期，方便檢驗。這也是下面本船艏門制造所選用的方法。

2 艏門與船體結(jié)構(gòu)整體制造工藝

2.1 準(zhǔn)備工作

制造前，需做好以下準(zhǔn)備工作：①艏門是首部分段的一部分，可通過計算機三維設(shè)計軟件系統(tǒng)，對艏門進行三維建模，包括結(jié)構(gòu)線設(shè)計、外板板縫排列，以及艏門門框與船體結(jié)構(gòu)間的輔助連接結(jié)構(gòu)等，通過放樣生成肋骨型值、構(gòu)件尺寸、繪成零件圖、板材套料圖及相關(guān)數(shù)據(jù)資料，供數(shù)控切割機劃線下料。②建立胎架。艏門與首部分段一起建造，在首分段甲板面建立支柱式胎架，在胎架上整體反造。③以胎架面為基準(zhǔn)，在胎架旁豎立一測量標(biāo)桿，作為艏門建造中的標(biāo)高測量基準(zhǔn)，輔助船體結(jié)構(gòu)完工測量及艏門構(gòu)件定位安裝。④艏大門結(jié)構(gòu)安裝前，需將首部分段結(jié)構(gòu)裝焊完畢，并完成火工矯正，在艏門框與船體結(jié)構(gòu)連接部位的外板處，需預(yù)留約600mm待焊區(qū)，待艏門門框定位安裝后，一起施焊。

圖1為艏門與船體結(jié)構(gòu)連接圖，圖2為艏門結(jié)構(gòu)圖。

圖1 艏門與船體結(jié)構(gòu)連接圖（線型一致性）

2.2 艏門裝配工藝流程

艏門結(jié)構(gòu)與船體結(jié)構(gòu)采用不同的骨架形式，安裝時，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是門框構(gòu)件的定位，采用若干輔助連接過渡結(jié)構(gòu)與門框周邊的船體結(jié)構(gòu)進行定位裝配，將門框結(jié)構(gòu)與船體結(jié)構(gòu)形成一個剛性整體。在安裝過程中，通過標(biāo)桿測量艏門結(jié)構(gòu)的定位點坐標(biāo)型值，從而確保艏門結(jié)構(gòu)的裝配精度。

2.2.1 艏門門框及內(nèi)部縱橫構(gòu)件小預(yù)制

預(yù)制過程為：①頂部梁結(jié)構(gòu)預(yù)制并焊接完成。②底部箱形結(jié)構(gòu)底板、側(cè)板拼焊完成，其內(nèi)加強筋板可預(yù)先點焊到位，待內(nèi)部結(jié)構(gòu)安裝對接后再焊接。頂板零件暫不安裝，等底部區(qū)域外板焊妥之后再裝焊。③首部箱形結(jié)構(gòu)預(yù)制并焊接，面板暫不安裝，待首封板區(qū)域焊接完成后再裝焊。④側(cè)部箱形結(jié)構(gòu)預(yù)制并焊接完成，其中，面板零件暫不安裝，待側(cè)部區(qū)域外板焊接完成后再裝焊。⑤鉸鏈臂結(jié)構(gòu)預(yù)制并焊接完成。⑥內(nèi)部縱橫構(gòu)件預(yù)制并焊接完成。

圖2 艏門結(jié)構(gòu)圖

2.2.2 艏門門框構(gòu)件定位安裝

艏門門框構(gòu)件定位安裝要點包括：①頂部梁結(jié)構(gòu)使用輔助連接結(jié)構(gòu)，通過船體的艏檐板上胎定位安裝，頂梁結(jié)構(gòu)四周及折角點處定位坐標(biāo)通過標(biāo)桿校核，以確保構(gòu)件的安裝精度。②底部箱形結(jié)構(gòu)使用連接結(jié)構(gòu)，通過船體的內(nèi)底板上胎定位安裝，其箱形梁四周及折角點處定位坐標(biāo)通過標(biāo)桿校核，以確保構(gòu)件的安裝精度。③首部箱形結(jié)構(gòu)左右舷構(gòu)件間，預(yù)先點焊已加工妥的推力軸承塊3對，并使用85mm×16mm的輔助馬板加固，結(jié)合頂部梁結(jié)構(gòu)與底部箱形結(jié)構(gòu)上胎安裝定位。艏柱板冷加工后，同首部箱形結(jié)構(gòu)一同上胎安裝，并通過標(biāo)桿復(fù)核箱形結(jié)構(gòu)上下坐標(biāo)點型值，以確保構(gòu)件的安裝精度。④側(cè)部箱形結(jié)構(gòu)與鉸鏈臂一同使用輔助連接構(gòu)件，通過首部分段的艏封板上胎安裝定位，并通過標(biāo)桿復(fù)核箱形結(jié)構(gòu)的上下坐標(biāo)點及與鉸鏈臂交點坐標(biāo)型值，確保構(gòu)件的安裝精度。

2.2.3 艏門內(nèi)部構(gòu)件安裝

艏門四周框架安裝定位后，測量校核整體門框的外形定位尺寸，再安裝已拼裝焊妥的內(nèi)部構(gòu)件，先裝橫向構(gòu)件，再裝縱向連續(xù)構(gòu)件，然后再裝臨時加強材，復(fù)核線型。

2.2.4 艏門和船體四周的水密結(jié)構(gòu)安裝

艏門和船體四周的水密結(jié)構(gòu)包括橡皮槽、橡皮槽墊板和壓緊板。艏柱位置水密結(jié)構(gòu)預(yù)先各自焊裝在艏門相應(yīng)構(gòu)件上，構(gòu)件之間由樣板（10×100）控制間距，并保證水密橡皮壓縮量為（10±5.0）mm。

2.2.5 安裝艏門上止檔塊構(gòu)件

止檔塊需按圖加工坡口，控制裝配間距。

2.2.6 吊裝艏大門區(qū)域外板

在吊裝外板時，外板應(yīng)按樣加工到位，確保外板線型光順過渡，避免強制裝配，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，造成艏門割下后產(chǎn)生局部變形，影響艏門的正常開啟和關(guān)閉。

2.3 艏門焊接

焊前先對艏門結(jié)構(gòu)裝配完整性進行檢查，確定沒有漏裝、錯裝的情況；對沒有約束和易變形的構(gòu)件均增設(shè)臨時加強。焊接時，需注意以下幾點：①焊角高度嚴(yán)格按照圖紙要求，避免焊角過大或過小。②施焊過程中，嚴(yán)格控制焊接順序——先焊艏大門四周框架結(jié)構(gòu)間的焊縫，再焊接內(nèi)部構(gòu)件間焊縫，之后再焊艏門區(qū)域外板焊縫，最后焊接艏門骨架與外板的角焊縫。③為減少焊接變形，在施焊過程中，應(yīng)先焊對接縫，后焊角接縫；采用從中間向左右、從中間向艏艉，由內(nèi)向外的焊接次序，且盡量采用對稱施焊。④待艏門框架、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外板焊接完成后，安裝并焊接底部箱形結(jié)構(gòu)面板、首部箱形結(jié)構(gòu)面板、側(cè)部箱形結(jié)構(gòu)面板，并焊妥。⑤所有焊接完成后，拆除臨時加強結(jié)構(gòu)，使艏門處于自由狀態(tài)，測量艏大門變形情況，火工校正，提交驗收。

3 艏門切割

在門框切割線附近畫檢驗線、切割門框線，經(jīng)檢驗合格后，切割艏門，切割時采用間斷式割縫方式，即每1m割縫長度內(nèi)留100mm不割，等艏門應(yīng)力釋放后，安裝艏門鉸鏈，最后再完全割除門框線。

4 艏門鉸鏈的安裝

艏門鉸鏈定位安裝需拉線確定艏門鉸鏈中心線，以空心假軸定位鉸鏈臂軸套，以鉸鏈臂軸套內(nèi)孔中心為基準(zhǔn)，采用假軸定位鉸鏈雙眼板。

在以假軸定位鉸鏈臂軸套及鉸鏈雙眼板時，應(yīng)保證假軸中心與鉸鏈中心線的同軸度小于等于0.1mm。經(jīng)檢驗鉸鏈中心線符合設(shè)計要求后，實施軸套與鉸鏈臂、鉸鏈雙眼板與主船體的焊接，施焊過程中觀察假軸的變化，要邊轉(zhuǎn)動邊調(diào)整邊測量，對稱施焊，及時檢測，并隨時調(diào)整焊接順序。

5 結(jié)束語

艏門是該型滾裝船建造中的難點工程，但如果在建造中能制訂合理的施工工藝，嚴(yán)格控制裝配和焊接順序，也能成功地解決艏門制造和鉸鏈安裝的精度問題，確保艏大門與船體線型的一致性及左右大門的對稱性。

［1］吳克南.我國滾裝船運輸軍事重裝備的適用性研究［D］.大連：大連海事大學(xué)，2016.

［2］張晶.滾裝船艏門力學(xué)分析與液壓系統(tǒng)超越負載控制［D］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2015.

〔編輯：劉曉芳〕

U674.13+5

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.17.007

2095－6835（2017）17－0007－02