57000 DWT散貨船整船下水浮船塢浮態下持續變載精度測量方法

摘 要：公司建造57 000 DWT散貨船采用浮船塢下水方案，由于下水作業流程較為復雜，涉及環節較多，存在多種問題交叉出現風險。本文提出在拉移過程中，通過選擇不同的監測點及轉移基準平面的方法，實時反映浮船塢狀態指導浮塢中央控制室調載，保證塢內滑道與碼頭滑道底板對接直線度及水平度，為整船下水精度及安全性提供保障。

關鍵詞：散貨船；下水；浮船塢；全站儀；監測

中圖分類號：U671.5 文獻標識碼：A

1 前言

57 000 DWT散貨船在船臺建造，采用機械式――浮船塢下水方案，通過船臺平面滑道水平拉移方式將其移至翠華山浮船塢上，然后將浮船塢移至塢坑后下沉，船舶由于自身浮力起浮后完成整個下水過程。

由于船體重量全部由左右兩條平面滑道梁承載，拉移過程中滑道梁的運動軌跡的直線度及水平度是整個拉移過程的關鍵，即浮船塢在持續變載條件下塢內滑道與碼頭滑道底板對接的直線度及平整度。本文簡要介紹在整船下水拉移過程中通過選擇不同的監測點及參考平面實時反映浮船塢狀態，指導中央控制室調載以保證整船下水精度及安全性。

（1）57 000 DWT散貨船主要參數

2 監測方案與實施步驟

2.1 監測方案

測量方法充分利用公司現有先進全站儀設備，在選取兩點作為基準點后能建立空間坐標系。通過選取工作平面為基準，利用三維測量工具全站儀將基準轉移從而有效反映浮塢工作平面精度；在浮船塢持續變載狀態下，配合一種以瞬間靜點測量表征動態的測量方法，有效的測量浮塢及船舶的即時變形狀態指導浮船塢中央控制室調整各壓載艙壓水，以保證下水拉移精度及下水安全性。

2.2 實施步驟

由于浮船塢使用年限長，各類船只進出塢方法不同（正進塢與反進塢），對浮船塢塢底平面會產生不可恢復的永久變形，同時結合公司翠華山浮船塢改造后中央控制室（以下簡稱中控室）配載儀不準確，無法準確反應浮塢狀態。為保證整船下水過程中，塢內滑道與船臺滑道底板水平及中心線對合，采用以下測量方法指導調整浮塢狀態：

（1）拉移前浮塢粗調載。滑道進塢后，利用中控室配載儀粗步調整塢墻六面吃水，鎖定左右塢墻吊機，利用激光經緯儀在塢甲板中部滑道平面對滑道工作面進行測量，指導中控室調載，使塢甲板工作區域滑道工作平面水平差值控制在工藝要求的偏差范圍以內。測量點位置如圖1。

圖1 粗調載測量點示意

（2）拉移前浮塢精調載 利用三維測量儀器全站儀對整個滑道工作平面水平差值測量（取中部為基準點，按儀器自身默認建立坐標系，僅參考高度值），根據測量結果指導中控室有效的針對各壓載艙室調載（塢壓載艙布置及測量點如圖2），使得滑道工作平面（包括左右滑道）整體水平差值控制在工藝制訂的偏差范圍以內。調整完成后計算所有測量點的高度平均值

圖2 浮塢壓載艙及測量點布置

3 確定下水過程監測點

3.1 塢內監測點

塢內滑道水平調整完成后確定滑道工作中心線，并做好標記。在確定的其中一條滑道中心線上，取靠塢首與靠塢尾適當位置分別取基準點1點（0，0，0）和2點（x，0，z），并在塢首、塢舯及塢尾指定位置設置固定標桿，做好坐標標記并貼上光靶，分別為塢首F（X1Y1Z1）、塢舯M（X2Y2Z2）、塢尾A（X3Y3Z3）。為方便監控過程中即時得出數據指導中控室調載，57 000 DWT散貨船通常取Y1=Y2=Y3=a，Z1=Z2=Z3=1 000+b（其中a=（B-C）/2，B為主船體型寬值，C為兩滑道中心線間距離），b為滑道水平測量平均值，見步驟2。浮塢監測點布置，見圖3。

圖3 浮塢監測點布置圖

3.2 船體監測點布置

在船體外表面上設置監測點，通過測量主船體上的監測點，計算出主船體在拉移過程中每個測量瞬間的變化量，船體監測點布置見圖4，從而得出主船體每個區域的撓度變化，提前調整浮船塢的狀態。

光靶貼裝定位方法：借助全站儀，先以第1、7光靶位置做為全站儀的1、2測量點以確定全站儀的0-X軸（平行船體中線）然后再依次確定每個光靶的位置，光靶離外板上自由端約150 mm，所有光靶中心在同一水平面上，且光靶平行船中線方向（0-X軸方向）的間距一致（23 000 mm）。

圖4 船體監測點布置圖

4 下水過程監控

4.1 塢內監控點（1號全站儀）

（1）選取基準。在船臺地樣半寬線首、尾適當位置選擇B1 、B2點 作為基準點建立坐標系，根據右手螺旋法則可以得知各坐標軸方向。（注：搭載前船臺區域都將劃出地樣中心線、地樣半寬線及合攏口線，作為分段或總段搭載時精度控制基準）。

（2）根據已選好基準，測量F點、M點、A點，通過比較 大小正負關系（正表示偏向Y軸正向，負表示偏向Y軸負向）指導中控室通過塢艏錨絞機調整中心線，使得浮塢與船臺中心線偏差控制在制定的精度范圍內。

（3）拉移過程中，不斷監控F點、M點、A點三點坐標值，根據對比各點Y值的正負及Z值與1 000 mm的差值指導中控室調載，保證在整個拉移過程中塢處于水平、對中狀態，見圖5。

圖5 拉移過程中調載示意圖

4.2 船體監測點（2號全站儀）

以1號點為基準點 ，未拉移前所有測量點的高度值都為零。移船過程中，利用全站儀定時測量船體外板上光靶的高度數據Zi值。在各個狀態通過測量1至7點的高度值可以計算出船體的撓度變形，從而表征出塢的變形，指導中控室對塢的壓載進行調整。

例：某一狀態下各點測量數據高度值為Zi（i表示測量點編號，i=1，2…7）

當 k

當 k>k0時，船體此時狀態為上撓，其值為

現場實際根據最大撓度值及船體進塢長度來指導調整各艙室壓載。

5 監測結果

下水拉移過程中，通過將實時監測數據向中控室反饋指導調載及塢四角錨位固定，同時記錄數據進行總結對比，得出能夠保證下水精度及安全性的標準偏差值。

表1表2為公司2011年5月份某船整船下水的監測數據。

表1 下水浮塢狀態變化測量數據

6 結論

通過公司連續7艘船實施整船下水的不斷總結和整船下水工藝的不斷成熟，對下水過程中為指導浮船塢調載所得監測數據進行分析，測量方法已經固化并得出基本偏差要求，能夠實時有效的指導浮船塢調載，對拉移過程中的船體變形起到預先控制的作用，同時對同類型船舶實施類似下水方案有一定指導作用。