袁輝

摘? ? 要：本文以某型82000DWT散貨船分段劃分為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際情況，分別對(duì)雙層底、舷側(cè)、首部、舵機(jī)艙及尾部、上建等5個(gè)預(yù)總段及總段進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。依據(jù)優(yōu)化后的預(yù)總段及總段劃分方法，可有效提高艙室結(jié)構(gòu)及舾裝完整性，減少壓載艙區(qū)域涂層因后續(xù)施工引起的破壞，同時(shí)縮短總段總組及搭載周期。

關(guān)鍵詞：PSPC;舾裝完整性;周期

中圖分類(lèi)號(hào)：U671.4? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： Based on the block division of an 82 000 DWT bulk carrier， combined with the actual situation， the design optimization of the prefabricated blocks and blocks including double bottom， side， bow， steering engine room， stern and superstructure are carried out respectively. According to the optimized prefabricated block and block division method， the integrity of cabin structure and outfitting can be effectively improved， the damage of the coating in the ballast tank area caused by the subsequent construction can be reduced， and the cycle of block assembly and erection can be shortened.

Key words： PSPC; Outfitting integrity; Cycle

1? ? ?引言

各船廠(chǎng)由于廠(chǎng)房、外場(chǎng)場(chǎng)地、起重機(jī)、下水方式等多種因素影響，對(duì)同一船型會(huì)采用不同的分段及總段劃分方案。某型82 000 DWT散貨船，由于船廠(chǎng)的工藝、設(shè)備、場(chǎng)地等因素的制約，分段及總段尺寸及單重普遍較小，同時(shí)在原有的建造方案中，在船塢搭載階段分段/總段嵌入吊裝的情況非常多，導(dǎo)致在搭載時(shí)單次吊車(chē)松鉤時(shí)間長(zhǎng)、效率低。因此，如采用原有建造方案，則公司現(xiàn)有的場(chǎng)地、設(shè)備等利用率將大打折扣，船塢建造周期無(wú)法保證，無(wú)形中增加了公司的生產(chǎn)成本和風(fēng)險(xiǎn)。另外，由于PSPC涂層保護(hù)的要求，分段劃分過(guò)小導(dǎo)致大合攏縫數(shù)量增多，對(duì)壓載艙的涂層保護(hù)非常不利。因此，原有總段建造策劃方案不能滿(mǎn)足公司的實(shí)際生產(chǎn)需要，需要對(duì)某型82 000 DWT散貨船總段建造流程重新進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

目前，對(duì)于分總段劃分的注意事項(xiàng)和影響因素已經(jīng)有了不少相關(guān)研究。鐘宏才[2]等與廖國(guó)紅[3]等提到了船體分總段劃分時(shí)需要考慮的因素如下：

（1）舾裝后分段的重量和尺寸;

（2）分段的剛性和穩(wěn)定性;

（3）在合攏前的預(yù)舾裝完成量;

（4）分段裝配作業(yè)的防變形和安全性;

（5）分段吊裝流程;

（6）特殊船型要求;

此外，梁有祥[4]對(duì)船體分段劃分效果評(píng)估進(jìn)行了研究，并提供一種用于分段劃分的評(píng)估方法。

本文從公司的現(xiàn)有資源并結(jié)合相關(guān)分總段劃分的原則和要求，對(duì)某82 000 DWT散貨船建造技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2? ? 優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

為了更好地進(jìn)行建造方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，將整個(gè)船舶按照不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能，劃分為雙層底、舷側(cè)、首部、舵機(jī)艙及尾部、上建等5個(gè)部分分別進(jìn)行論述。

2.1? ?雙層底區(qū)域

2.1.1雙層底預(yù)總段

考慮雙層底總段相對(duì)平直的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用前后分段兩兩縱向預(yù)總組形成預(yù)總段的建造形式。

最大預(yù)總段的重量不超過(guò)200 t，在220 t平板車(chē)的運(yùn)輸載荷范圍內(nèi);同時(shí)，預(yù)總段的長(zhǎng)、寬、高等均滿(mǎn)足沖砂及油漆車(chē)間的尺寸要求。

此方案的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)增設(shè)預(yù)總段，與原方案中的所有分段采用散吊總組的形式相比，后道工序焊接工作量及油漆破壞范圍可減少33%，有效保證了壓載艙油漆完整性，為后續(xù)搭載階段施工創(chuàng)造了有利條件;另一方面，由于總組焊縫數(shù)量的減少，可以減少總段階段的施工作業(yè)量，縮短總段建造周期，有利于計(jì)劃周期的控制，如圖1所示。

2.1.2雙層底總段

雙層底總段可采用兩臺(tái)龍門(mén)吊抬吊的方式進(jìn)行總段搭載。兩臺(tái)龍門(mén)吊額定起重量均為600 t，在雙機(jī)抬吊時(shí)考慮動(dòng)載荷系數(shù)及不均衡載荷系數(shù)，兩臺(tái)龍門(mén)吊的實(shí)際起重量可達(dá)到960 t;同時(shí)，由于采用抬吊的形式，兩機(jī)吊點(diǎn)可分別設(shè)置于總段首、尾端，使受吊點(diǎn)距離因素影響減小。

本總段建造方案采用超大總段的形式，將左右舷及首尾端4個(gè)預(yù)總段總組為一個(gè)總段，即將原方案中的8個(gè)分段總組為1個(gè)超大總段。

采用新方案可減少搭載階段對(duì)接焊縫總體工作量33%、節(jié)約搭載階段吊車(chē)資源50%、減少總組階段焊縫油漆修補(bǔ)工作量50%，有效減少了搭載階段工作量、縮短船塢建造周期、減少吊裝次數(shù)、提高吊機(jī)使用效率，如圖2所示。

2.2? ?舷側(cè)區(qū)域

2.2.1舭部預(yù)總段

除1#及7#貨艙的舭部分段由于線(xiàn)性因素直接總組外，其余舭部分段均采用同側(cè)分段前后兩兩預(yù)總組的方式。預(yù)總段形成后，采用以外板為基面進(jìn)行側(cè)態(tài)運(yùn)輸，舭部預(yù)總段最大重量不超過(guò)200 t，符合平板車(chē)的運(yùn)輸要求;預(yù)總段側(cè)態(tài)進(jìn)行沖砂及油漆時(shí)的最大高度為9.87 m，小于沖砂及油漆車(chē)間13 m的高度限制。本方案可減少后道工序焊接工作量，并可減少油漆破壞范圍33%，有效保證了壓載艙油漆完整性。

2.2.2頂邊艙預(yù)總段

除1#及7#貨艙的頂邊艙分段直接總組外，其余頂邊艙分段均采用前后兩兩預(yù)總組并預(yù)舾裝，然后進(jìn)行整體沖砂、油漆。預(yù)總段最大重量為205.6 t，小于平板車(chē)的最大運(yùn)輸重量;預(yù)總段以外板為基面進(jìn)行運(yùn)輸，最大運(yùn)輸高度為10.56 m，小于沖砂及油漆車(chē)間13 m的高度限制。新方案可減少后道工序焊接工作量，并可減少油漆破壞范圍33%，有效保證了壓載艙油漆完整性。

2.2.3舷側(cè)總段

待舭部預(yù)總段及頂邊艙預(yù)總段油漆完工后，配送至總組平臺(tái)進(jìn)行總段總組。原方案采用將同側(cè)頂邊艙及舭部前后三環(huán)分別總組的形式，某船塢搭載階段施工流程如下：吊裝相應(yīng)的雙層底總段→吊裝兩側(cè)的舭部總段→吊裝中部隔艙總段→吊裝兩側(cè)的頂邊艙總段。

上述總段搭載吊裝存在以下缺點(diǎn)：

（1）在頂邊艙總段搭載時(shí)，分段下口以單殼外板及肋骨作為支撐，接觸面積小、定位難度大、作業(yè)時(shí)間長(zhǎng);

（2）頂邊艙總段重心靠上部船舯側(cè)需要在搭載完成后臨時(shí)增加多處貨艙甲板支撐;

（3）頂邊艙總段與舭部總段的對(duì)接焊縫在舷側(cè)中部橫旁路上，除外板焊縫外尚有多處肋骨對(duì)接焊縫，高空作業(yè)、施工不便、工作量較大。

針對(duì)上述問(wèn)題，特對(duì)舷側(cè)總段方案進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與策劃，采用將頂邊艙預(yù)總段與舭部預(yù)總段上下總組形成總段的方式。其船塢搭載流程如下：吊裝雙層底總段→吊裝中部隔艙總段→吊裝兩舷的舷側(cè)總段。

采用新方案后，可有效解決原方案存在的問(wèn)題：

（1）總段采用上下總組的方式，搭載時(shí)以舭部外板為支撐點(diǎn)，總段受力較為均勻，可實(shí)現(xiàn)快速送鉤，提高作業(yè)效率;

（2）頂邊艙的甲板支撐可在總段完成時(shí)提前安裝到位，不需要在搭載作業(yè)時(shí)再行安裝，提高了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的安全性;

（3）將頂邊艙分段與舭部分段的對(duì)接焊縫前移至總組階段，在此階段可采用外板為基面?zhèn)葢B(tài)總組，避免高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，也可將大量的立焊作業(yè)變?yōu)楦臃奖愕钠胶缸鳂I(yè)，如圖3所示。

2.3? ?首部區(qū)域預(yù)總段及總段

在原方案中，首部分段尺寸小、重量輕、分段數(shù)量較多。由于總段總組所在場(chǎng)地區(qū)域的分段吊裝均采用600 t龍門(mén)吊進(jìn)行吊裝，采用原方案吊裝次數(shù)較多、總段周期長(zhǎng)，容易造成吊車(chē)資源的浪費(fèi)，占用平臺(tái)周期長(zhǎng)。因此，對(duì)首部分段進(jìn)行了預(yù)總段劃分。由于首部分段具有部分甲板帶部分外板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此預(yù)總段中采用同一層平臺(tái)分段劃分為一個(gè)預(yù)總段的方案。劃分后的預(yù)總段最大尺寸為首部甲板預(yù)總段，甲板的尺寸與重量均在可控范圍內(nèi)。

在預(yù)總段結(jié)構(gòu)完工并經(jīng)沖砂、油漆后，以下層預(yù)總段為基面正態(tài)總組，總組時(shí)僅有甲板上口一圈焊縫需要施工，大大縮短了總段施工周期，如圖4所示：

2.4? ?尾部區(qū)域

2.4.1舵機(jī)平臺(tái)以下

尾尖艙區(qū)域內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，若將這些分段焊接工作放在總組階段進(jìn)行，勢(shì)必造成總段階段的周期超長(zhǎng);同時(shí)，由于尾尖艙涉及的各類(lèi)基座及舾裝件數(shù)量眾多，在總組和搭載階段燒焊造成的涂裝破壞面積已接近2%的極限值，若現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程稍不注意，極易造成涂裝破壞面積超標(biāo)。

為解決上述問(wèn)題，需要保持尾尖艙結(jié)構(gòu)完整性及舾裝完整性，將尾尖艙總段作為中間產(chǎn)品殼舾涂一體化。設(shè)計(jì)優(yōu)化方案如下：分段建造完成后，以平臺(tái)為基面進(jìn)行反態(tài)總組，并將各鐵舾件、管附件等舾裝件安裝到位后，整個(gè)總段進(jìn)行沖砂、油漆作業(yè)，最大限度的降低壓載涂層的破損率，提升建造質(zhì)量和成本控制能力，如圖5所示。

2.4.2主甲板至舵機(jī)平臺(tái)

本設(shè)計(jì)優(yōu)化方案中，舵機(jī)平臺(tái)以外的尾部分段總段均采用正態(tài)總組，且各總段均為全寬型總段;分段完整性后進(jìn)行總段拼裝，施工過(guò)程中可同步安裝各層甲板的基座、設(shè)備，尤其是主甲板層的帶纜樁、系泊絞車(chē)、導(dǎo)纜孔、羊角滾輪及其他一系列舾裝件;在總段吊裝時(shí)，采用兩臺(tái)600 t龍門(mén)吊抬吊的方式進(jìn)行吊裝。

2.5? 上建及煙囪預(yù)總段及總段

原分段方案中，上建區(qū)域分段劃分普遍偏小，每一層甲板都劃分為2個(gè)甚至多個(gè)小型分段，在施工時(shí)需要同時(shí)占用多個(gè)胎位;另一方面，由于上建分段鋼板較薄、結(jié)構(gòu)普遍較弱，存在總段總組時(shí)吊裝次數(shù)多、吊裝定位困難、結(jié)構(gòu)完整性差、容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形等顯著缺點(diǎn)。

針對(duì)上述問(wèn)題，對(duì)上建區(qū)域進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)：根據(jù)起重機(jī)的吊裝能力，對(duì)上建區(qū)域進(jìn)行了預(yù)總段劃分，以甲板為基準(zhǔn)，每一層甲板為一個(gè)預(yù)總段，將上層建筑/煙囪作為完整的模塊在平臺(tái)階段予以建造;各層甲板預(yù)總段，分別以甲板為基面進(jìn)行反態(tài)建造，B階段預(yù)舾裝結(jié)束后依次翻身進(jìn)行總組，同時(shí)進(jìn)行設(shè)備進(jìn)艙、管系、內(nèi)裝、電纜敷設(shè)、涂裝等作業(yè);待整個(gè)上建/煙囪總段預(yù)舾裝結(jié)束后，將完整的上建/煙囪模塊整體吊裝至船塢與主船體進(jìn)行合攏，如圖6所示：

3? ? 結(jié)論

經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的某82 000 DWT散貨船預(yù)總段及總段建造方案，更加適合公司的實(shí)際情況。相比原方案，可使600 t龍門(mén)吊及總組場(chǎng)地的使用效率約提高33%，并顯著減少總組及搭載階段的焊縫工作量、縮短總段總組及船塢搭載周期，提高艙室油漆完整性，有利于PSPC的深化開(kāi)展。

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