特大型艙口蓋結(jié)構(gòu)制作工藝探討

(南通中遠(yuǎn)重工有限公司，江蘇 南通 226000)

側(cè)移式艙口蓋的操作是將艙口蓋向船兩側(cè)移動(dòng)以便空出貨倉(cāng)。操作機(jī)械可以是導(dǎo)軌、齒輪或者鏈條傳動(dòng)，基本的設(shè)置方式是：?jiǎn)紊w式，艙口蓋在艙口的一側(cè)；雙蓋式，艙口蓋在艙口的相對(duì)兩側(cè)。這種艙口蓋的優(yōu)點(diǎn)是蓋板塊數(shù)少,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,開(kāi)關(guān)可靠及操作方便[1-4]。

隨著船舶載重量的逐漸增大，特大型艙口蓋逐漸進(jìn)入市場(chǎng)。特大型艙口蓋單塊重量約150 t，外形尺寸約32 m×22 m×1.6 m，一般生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)的場(chǎng)地及吊機(jī)資源很難滿(mǎn)足艙口蓋的整體制作要求，所以主體結(jié)構(gòu)多采用先分段制作再整體合攏的方式進(jìn)行制作。

此套艙口蓋為重型艙口蓋，單蓋重量超過(guò)100 t、尺寸超長(zhǎng)，受自重的影響，下垂量較大，同時(shí)考慮到齒條配合的精度要求很高。為了更好地控制艙口蓋拱度，分段采用“直角梯形法”制作，并在合攏口處加放裝配余量。

1 艙口蓋預(yù)拱度取值

1)根據(jù)艙口蓋結(jié)構(gòu)型式及橫梁分配情況，整體劃分為4段，每段重量約40 t。

2)確定艙口蓋在胎架制作時(shí)預(yù)拱度F及各分段的補(bǔ)償量A。

F胎架=F自重+F拱度+F焊接收縮

(1)

式中：F自重——艙口蓋滾輪支撐下的自重下?lián)隙龋?0 mm;

F拱度——艙口蓋滾輪支撐下成型拱度，10 mm;

F焊接收縮——艙口蓋分段合攏焊接變形引起的拱度損失，4 mm。

焊接收縮余量根據(jù)制造經(jīng)驗(yàn)一般取 (F自重+F拱度)的10%～15%，大艙口蓋取小值，此套艙口蓋實(shí)取10%即4 mm,F胎架=44 mm。

2 艙口蓋折線(xiàn)形拱度線(xiàn)放樣

艙口蓋采用二次拋物線(xiàn)預(yù)拱，頂板及相應(yīng)的橫梁理論上也是二次拋物線(xiàn)，不便于板材下料和埋弧自動(dòng)焊拼板。艙口蓋分段組裝合攏時(shí)，各分段范圍內(nèi)的胎架上口線(xiàn)按二次拋物線(xiàn)分布，不利于胎架制作和檢測(cè)。目前根據(jù)大型龍門(mén)吊主梁制作的經(jīng)驗(yàn)，艙口蓋分段拱度線(xiàn)用折線(xiàn)代替二次拋物線(xiàn)預(yù)拱，見(jiàn)圖1。

圖1 折線(xiàn)型預(yù)拱度示意

3 艙口蓋分段“直角梯形”放樣

1)根據(jù)折線(xiàn)預(yù)拱放樣確定各分段頂板補(bǔ)償長(zhǎng)度。分段頂板長(zhǎng)度向艙蓋中心線(xiàn)方向補(bǔ)償，補(bǔ)償長(zhǎng)度由折線(xiàn)預(yù)拱值決定，見(jiàn)圖2。

圖2 頂板補(bǔ)償長(zhǎng)度

2)艙口蓋折線(xiàn)放樣后，頂板及橫梁的腹板、面板等理論上也是折線(xiàn)長(zhǎng)度。由于所有的縱、橫梁均需要垂直于頂板安裝，若都采用折線(xiàn)長(zhǎng)度制作，不利于制作和最終的檢測(cè)。目前根據(jù)大型龍門(mén)吊主梁分段制作經(jīng)驗(yàn)，艙口蓋分段采用“直角梯形”方法制作，見(jiàn)圖3。

圖3 “直角梯形”分段

艙口蓋主尺寸檢測(cè)對(duì)比情況見(jiàn)表1。

表1 制作結(jié)果對(duì)比 mm

4 結(jié)論

大型艙口蓋分段制作的關(guān)鍵是通過(guò)確定預(yù)拱度并根據(jù)預(yù)拱度確定分段的補(bǔ)償量，以此來(lái)確定艙口蓋各“直角梯形”分段的外形尺寸。艙口蓋自重下?lián)隙瓤梢酝ㄟ^(guò)計(jì)算求出，焊接變形引起的拱度損失是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值，合理地確定焊接變形引起的拱度損失是分段預(yù)拱度放樣的首要工作。此套艙口蓋的成功制作，證實(shí)了大型艙口蓋“直角梯形法”分段制作工藝合理有效，同時(shí)積累了拱度損失經(jīng)驗(yàn)值，可供后續(xù)此類(lèi)型大艙口蓋或類(lèi)似鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的制作參考。

[1] 粱 貴.淺析艙口蓋結(jié)構(gòu)的加工及安裝[J].中國(guó)水運(yùn)，2012(6)：105-106,264.

[2] 田勤國(guó)．艙口蓋結(jié)構(gòu)的加工與安裝[J]．造船技術(shù)，2001(1)：18-20．

[3] 吳仁元．船體結(jié)構(gòu)[M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001．

[4] 李忠林．船舶建造工藝學(xué)[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006．