內河船舶采用大件建造工藝可行性分析

李海森 李建華 梁豐

摘 要：根據內河貨船船型特點，結合民營船舶工業企業的實際情況，通過科學分析和不斷試驗、試用的基礎上，形成《內河船舶大段建造工藝》，以替代其他船臺建造方法建造內河船舶。

關鍵詞：內河船舶；大件建造；工藝分析

船舶建造，是按照設計任務書，船舶設計圖紙和技術文件的要求，在造船廠進行建造的過程。首先是建造船體，分放樣，下料，加工，部件裝配，分段或總段裝配，船臺總裝與焊接等。

1 現有船臺裝配方式

船臺裝配，又稱大合攏。就是把制作好的零、部件，分段或總段在船臺上最終安裝焊接成艘船體的工藝過程。現有船臺總裝的方法有：整體建造法、分段建造法和總段建造法等。

（一） 整體建造法

整體建造（又稱散裝建造法），是將制作好的零部件直接運送到船臺上進行裝配，焊接成整艘船體的方法。它存在占用船臺周期長，勞動條件差，生產成本高等缺點。目前，只有起重能力低的船廠仍然采用整體建造方式造船。

（二） 分段建造法

分段建造法是把事先在車間或加工平臺上，將零部件焊接成各種分段，并將分段吊運到船臺上裝配，焊接成整船船體的方法。分段建造方式擴大了施工面積，變大部分高空作業為平面作業，裝焊工作可在俯焊位置上進行，擴大了自動焊、半自動焊的應用；可為組織專業化及流水線生產提供了條件；可在車間或加工平臺上制作分段，改善了勞動條件；縮短了船臺周期。

（三） 總段建造法

總段是指對主船體向船長方向進行橫向劃分所形成的各環形總段。一般總段由底部、舷側、甲板和艙壁分段組成。總段劃分的大小主要取決于船廠的起重運輸能力。

總段建造法，是將預先裝焊好的各總段組裝焊成完整船體的船臺裝配焊接方法。為保證主機、軸系等安裝工作能提前進行，通常以船舯或舯后的總段作為定位基準總段首先上船臺，然后向首、尾兩方向依次安裝其余總段。該方法的優點是大部分的裝焊工作能在車間或工作平臺制造成總段，舾裝工作，機電設備安裝以及密性試驗等大部分作業也在此階段完成，因而充分擴大了舾裝工作面，有利于開展平行作業和縮短船舶建造周期。

2 內河船舶特點

（一）船首形狀

船舶前端或接近前端的部分稱為船首。船首的形狀很多，有直立首，前傾首，飛剪型首，球鼻首，縱流型首，破冰型首等。船首形狀與船舶航行性能及外形美觀、建造工藝等有關。廣西群升船舶設計公司設計的內河貨船船首，被船員戲稱為"蝴蝶頭"、"西瓜皮"船首，可認定為改良型直立首。首部橫剖面呈"U"字型，首部設計水線以下部分與設計水線接近垂直，底部用小圓弧與底線相連；設計水線以上用曲線前飄。改良型直立首的特點是擴大了水線以下型容積，并易于過渡到與平行舯體連接。

（二）平行舯體

平行舯體是指設計水線下各橫剖面面積和形狀均相同部分的船體段，它使船舶排水量集中于平衡舯體部分，并構成矩形艙位，可簡化施工工藝，節約造價，增大艙容及便于貨物裝卸。其主要參數為平行舯體長度占船長的百分數（e/L，其中e為平行舯體長度，L為船長），現有內河貨船的e/L約為）》0.7～0.8。平行舯體較長，可防止載荷集中而產生的應力集中現象的發生。

（三）方形系數Cb大

方形系數是指與基平面相平行的任一水線面（常指設計水線面）以下，船的型排水體積（V）與對應的船長L，船寬B和平均吃水線d的乘積所表示的長方體體積之比。常以Cb表示，即Cb=v/LBd。方形系數Cb表征船體水線以下部分的豐滿程度。低速船、載重大的船，Cb較大，內河貨船的Cb《0.85一0.90.完全是從綜合經濟效益考慮。

（四）船寬相對較寬

如交通運輸公布的西江干流過閘船型標準中，1500噸級集裝箱船船舶主尺度為：總長48.0～50.0米，船寬15.8米。

3 船廠的實際情況

由于資金因素，大眾船廠與多數民營船舶工業企業一樣，沒有高架吊車或大型龍門吊。

4 《內河船舶大件建造工藝》簡介

內河船舶大件建造工藝，是按照科學的態度，安全的原則和實事求是的精神，逐步試用、分析、總結而提出來，并在使用過程中獲得良好的效果。

大件建造工藝的科學性反映在充分地分析了目前國內外船臺總裝通常使用的分段建造法和總段建造的基礎上而試制、試用而總結出來的，并充分注意到結構的連續性，載荷的有效傳遞性和防止船舯0.42范圍內結構的應力集中情況的發生，也不影響結構節點的完好施工工藝；它的安全性反映在利用吊車吊運安裝作業中，吊車操縱者的視線良好，無視覺的盲區與死角；實事求是的精神是指只能使用在內河船舶建造的船臺總裝方面，且船廠沒有高架吊車或大型龍門吊的前提條件下。

大件建造工藝，系將主船體占船長方向劃分為三段，即船首段、船中的平行舯體段和船尾段。船首段、船尾段較小，各稱為一大件。平行舯體段較大，劃分為五大件（即前艙壁、后艙壁、左舷側、右舷側和船底部）共七大件。因內河貨船均為雙殼結構型，呈立體型大件，吊裝時無需作臨時性加強或臨時加強范圍有限，船底部大件為雙層底結構，可在船臺位置建造，也可在平臺上裝焊而吊運到船臺上，視其船底大件的重量、船臺、平臺的周轉而定；前、后艙壁大件的吊運前必須做好臨時加強措施，保證吊裝安全與不發生吊運、吊裝時造成的結構變形。

船首、船尾大件可采用正裝法或倒裝法建造，視其線型而選定。一般來說，船首大件宜采用正裝法建造，船尾大件宜采用倒裝法裝焊。各大件的裝焊均可采用：（1）用零、部件直接裝焊成大件。其制造過程與分段裝焊相同，鋪板一一焊接板縫一一劃縱構件、橫構件安裝線一一裝焊縱、橫構件一一焊接內部構件與板之間的角焊縫一一大件或分段翻身一一清根（扣槽）及封底焊一一矯正一一劃大件或分段輪廓線和定位線一一檢驗（結構性驗收）等；（2）先由零、部件裝焊成分段，后由若干個不同分段組裝配、焊接成大件。

5 大件建造工藝的優勢與不足

（一）具有與分段裝配的一切優點：各大件平行作業，擴大了施工作業面；裝配焊接工作可在俯焊位置進行，擴大自動焊、半自動焊的應用；可在平臺上或車間內作業，改善了勞動條件。

（二）與分段船臺建造法相比，縮短了船臺周期；減少了高空作業范圍，改善勞動條件。

（三）大件建造工藝具有與總段建造法的一些優點：大部分的裝焊工作能在車間或平臺上完成，有利于開展平行作業和縮短船臺周期。

優于總段建造法的是：船體大合攏的環形焊縫少，只有首、尾部大件與平行舯體的五大件組成的中總段合攏之處有兩道環形焊縫，且其兩道環形焊縫遠離船舯0.4L范圍，并可采用以往木質船舶建造工藝中的避距方法（避距系指縱向板材接縫避開在同一橫截面上）的以保證縱向強度，予以克服，即在大件上采用板材避距方式，將環形焊縫改變為非環形焊縫，其焊接工藝可用酸性焊條和交流電焊機完成。

（四）大件建造工藝的不足點：僅適用于平行舯較長的內河船舶；不具備總段建造法的舾裝、主機、軸系等設備在船臺建造過程中進行預安裝施工工作。

6 大件建造改進工藝

直接在船臺上建造船底大件，但不裝焊內底板→吊裝后艙壁→吊裝左、右舷側大件，并在主甲板位置處加焊兩道橫向臨時加強梁，用以固定措施→焊接雙層底內部結構與船底板之間的角焊縫→吊裝內底板，并進行內底板焊縫接。

改進工藝是因雙層底的高度有限，后裝內底板的目的是改善雙層底內構件施焊的勞動條件。從而加快施工過程，減少了施工人員，一般6～7人便可以完成大件建造船臺裝配，焊接施工作業過程。

7 結語

《內河船舶大件建造工藝》是我廠技術創新的結晶，技術查詢為國內首創，可能存在不少不足之處，望廣大同行專家學者提出寶貴指導建議，供我們不斷完善、改進和提高該工藝水平。

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