改裝船舶分段對接錯位的研究與討論

蘇 宇，董德玉，董德興

(1.舟山中遠船務工程有限公司，浙江舟山 316131;2.昆山銳芯微電子有限公司，江蘇昆山 215300)

0 前言

在眾多改裝船舶中，“油輪改裝散貨船”為眾多改裝船型的一種，而無論何種船型改裝都不能避免一個問題，那就是分段對接。如果分段對接縫位置出現錯位，不僅會增加施工難度、浪費人工，而且還會在對接縫部位產生較大的內應力從而影響結構的強度，甚至有些部位會影響船舶的總縱強度，縮短船舶結構使用壽命。

某輪的主要工程為新加內底板、下邊柜、上邊柜、甲板縱桁、艙口圍以及生活區改裝等，其中上邊柜改裝比較繁雜，老甲板強橫梁部分拆除，新加上邊柜框架與老橫梁對接 (見圖1)。根據圖1，由于船舶線型以及切割不準確等問題的影響，使得在裝上邊柜底板時很容易使底板分段在對接縫位置錯位，那么如何處理該問題，下面我們以常見的3種處理方案分別對其進行討論。

圖1 上邊柜改裝簡圖

1 裝配上邊柜底板前對框架的控制

切割老框架時應在老框架處畫出切割線及檢驗線，在此不再贅述，切割時建議每道老框架留有10 mm的余量。切割完畢后在艙長方向的每個框架的同一點拉粉線來檢驗各個框架的切割縫是否平齊，如有突出及凹陷的框架及時對其修整。若新加上邊柜框架分段的尺寸有所不同時，需要按圖紙尺寸切割老框架 (保留10 mm余量)，待切割完畢后將新加上邊柜框架定位，再用同上方法檢驗新加上邊柜框架沿船長方向是否在同一直線上。如若不共線需將新加框架拆除對老框架進行修正 (如果直接修整新加框架會出現底板縱骨切口的高度變矮，需要同時修整框架切口使其高度達到標準要求，比拆除新加框架重新定位要麻煩很多)，通過該方法可有效預防分段錯位的發生。

2 對接縫部位結構調平

在船舶改裝過程中，很多情況下會出現所有分段已經裝配結束才發現分段對接縫位置錯位，很多施工人員首先想到用馬板對錯位位置卡平后焊接，下面以上邊柜底板分段為例，若對接縫位置出現錯位 (見圖2)用調平的方法是否可行。

圖2 上邊柜底板分段對接縫區域

由于該輪的上邊柜結構采用縱骨架形式，所以根據圖2可以看到，Fr72為軟結構;Fr71與Fr73為新加上邊柜框架，分段對接縫位于Fr72+210位置，上邊柜底板縱骨為FB500×24的扁鐵，若該對接縫位置錯位20 mm，用調平的方法對其校正。根據《材料力學》理論，計算每根底板縱骨的受力情況，為方便調平，現將分段對接縫附近的底板縱骨沿焊縫兩邊分別刨開2 000 mm，那么該縱骨即可簡化成普通梁的結構形式 (見圖3)。Fr71與Fr73分別成為簡支梁的支點，由于底板縱骨受到馬板的力的作用，縱骨L1受到向下的力F1，縱骨L2受到向上的力F2，取彈性模量E=2×105MPa，現對其中一根縱骨進行受力分析。根據該縱骨的受力情況并結合材料力學的相關公式計算，得出:F1≈F2=68.641 3 kN，h1=12.19 mm，h2=7.81 mm。

根據計算結果我們可知，當上邊柜底板縱骨調平焊接后，在不考慮焊接應力存在的條件下每根底板縱骨內部已經存在5.72 MPa的內應力，而上邊柜底板共有9根縱骨共約51.48 MPa的內應力，由于該應力的存在使得船舶結構壽命有所縮短。

3 結構做近似光順

上邊柜底板分段對接縫錯位時還可以根據實際情況將在對接縫部位兩側各1 000 mm范圍內的上邊柜縱骨切斷，再用馬板將兩塊底板調平焊接，待底板焊接結束后，將所切斷的縱骨沿對接縫兩邊各2 000 mm的范圍內挖補，使得縱骨的對接縫與底板的折角點盡量錯開較遠的距離，以避免對接縫與折角重合 (見圖4)，同時修整上邊柜縱骨接縫處使其盡量光順過渡，該方法不宜調整較大的錯位。

圖4 結構近似光順

4 結語

根據以上計算分析，我們得知，分段錯位后用調平的方法以及結構做近似光順的方法都不是最理想的方案。分段調平最大的缺點在于費時費力、結構內部有很大的內應力存在，而上邊柜底板及縱骨沿船長方向連續，同時參與船舶的總縱強度，由于沿船長0.4～0.65 L范圍內船舶彎矩最大，故該方案不適用于該區域。結構做近似光順的方法缺點在于縱骨挖補區域、底板對接區域不能做到完美的光順，容易產生折角點，容易發生應力集中，該方案同樣不適用于船長0.4～0.65 L范圍內。為了能使結構能夠充分自由對接避免存在內應力就要在分段裝配時提前做好預防工作，在我廠眾多改裝船舶中已充分利用“裝配上邊柜底板前對框架的控制”的方法，并在船舶各個部位得到良好的實施，希望以上分析能為同類型改裝船提供參考。

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