斜船臺(tái)造船墩位布置設(shè)計(jì)

尹 東

（福建東南造船有限公司技術(shù)中心,福州350015）

斜船臺(tái)造船是我國(guó)大部分船廠(chǎng)采用的造船方式，因?yàn)樾贝_(tái)造船大多都采用縱向滑道重力式下水方法。具有工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，建造費(fèi)用較少、造船噸位大和維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)，但船臺(tái)與水平面有一定坡度（船臺(tái)坡度見(jiàn)表1）。所建船舶與船臺(tái)平行，船舶在船臺(tái)上有一下滑力。這下滑力，給船臺(tái)上的建造船舶帶來(lái)不利因素。

表1 常用滑道坡度與船長(zhǎng)關(guān)系[1]

1 船體基線(xiàn)（或龍骨）坡度與高度的確定

1.1 船體基線(xiàn)坡度的確定

船舶在斜船臺(tái)建造時(shí)，船體基線(xiàn)（或龍骨）的坡度，通常取與滑道坡度一致或接近。當(dāng)滑道的水下部分較長(zhǎng)或下水水位充裕時(shí)，基線(xiàn)坡度可略小于滑道坡度，以利船臺(tái)安裝作業(yè)，并減小船舶尾浮時(shí)對(duì)首橫梁的壓力。當(dāng)船體的基線(xiàn)與龍骨線(xiàn)不一致時(shí)，基線(xiàn)坡度應(yīng)以龍骨線(xiàn)為準(zhǔn)。

因此，滑道坡度一定的船臺(tái)，船體基線(xiàn)坡度也基本固定。

1.2 船體基線(xiàn)（或龍骨）高度的確定

確定船體基線(xiàn)高度（對(duì)基線(xiàn)與龍骨線(xiàn)一致的船舶，即為龍骨墩高度）時(shí)，應(yīng)考慮下列因素：

（1）船底下施工作業(yè)的方便性－－高度過(guò)小，不便操作[2]。

（2）對(duì)下水水位的影響－－高度增大時(shí)，要求提高下水水位，即增加滑道水下部分長(zhǎng)度[2]。

（3）下水裝置安裝的最低要求－－船底與滑道之間應(yīng)有足夠的空間安放下水裝置，即滑板安裝高度、下水橫梁的高度、滑板與下水橫梁間要有至少兩片楔形木對(duì)合的高度。

（4）其他因素－－如尾浮的安全性，下水橫梁的通過(guò)性，船底下特種裝置的安裝需要，墩木的穩(wěn)定性，船臺(tái)的下沉等。

以上是船體基線(xiàn)的確定因素，一般普通船型，每個(gè)船廠(chǎng)為節(jié)省工時(shí)墩位高度都是固定的。基線(xiàn)高度的主要確定是以下水滑板安裝高度、滑道處橫梁高度、兩塊楔形木對(duì)合高度的總和再加富余量50～100 mm確定，即大約高出滑道面800 mm～900 mm。

2 船體墩位在船臺(tái)位置的確定

船體墩位在船臺(tái)的位置，即船體在船臺(tái)的布置位置。船體的布置位置主要與船臺(tái)的止滑器有關(guān)，其次與船臺(tái)建造船舶長(zhǎng)度和數(shù)量有關(guān)。船臺(tái)在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者都有考慮建造一艘與船臺(tái)噸位匹配的船或兩艘小型船。所以，船臺(tái)在布置止滑器時(shí)，有的布置3副止滑器（每艘使用1副），有的布置6副止滑器（每艘使用2副）。故止滑器布置在船體什么位置，作為使用雙止滑器的船舶船中布置在兩止滑器之間，這是許多船廠(chǎng)認(rèn)可的位置。使用單副止滑器，這副止滑器安裝在船體什么位置最合適至今沒(méi)有定論。根據(jù)力學(xué)理論，單副止滑器應(yīng)滿(mǎn)足如下公式即可：

式中：N為止滑器距首端滑板承受船體壓力；f為木與鋼摩擦系數(shù)；F為船舶下水重量沿滑道方向的分力（簡(jiǎn)稱(chēng)下滑力）,F=Qsinθ（Q為船重）。

在許多船廠(chǎng)止滑器都布置在舯后6～8個(gè)肋距，但在《船舶縱向滑行下水工藝》（CB*/Z51-81）[1]中止滑器安裝位置為離首端2/5L，根據(jù)船舶大小，也可取：

對(duì)小型船位于舯前3～5個(gè)肋距，對(duì)于大中型船位于舯前6～8肋距。這與許多船廠(chǎng)的意見(jiàn)不一。確保船舶下水的安全，使用單副止滑器的船舶，止滑布置在舯0.4L內(nèi)，即大船舯前后6-8肋位之間，小船3～5肋位之間都是可行的。

但此反應(yīng)脂肪酸中的不飽和雙鍵也會(huì)發(fā)生氫化反應(yīng)，常用該反應(yīng)將植物油氫化為長(zhǎng)鏈的脂肪醇，若要避免此類(lèi)還原反應(yīng)的發(fā)生，可用銅、鎘的氧化物或其皂鹽催化。

3 墩木及其布置

3.1 墩木，又稱(chēng)楞木，是船臺(tái)上支承船體的主要裝備

墩木也包括活絡(luò)鐵墩、水泥墩、鐵墩[2]。

木墩：主要由松木鋸成，分為方墩和楔形墩。方墩長(zhǎng)為900～1 000 mm,寬為300 mm、高度有50、80、100、150、300 mm等規(guī)格。楔形墩長(zhǎng)為900～1000 mm,寬為300 mm、有大小頭、斜面7°～10°。木墩安全負(fù)荷能力25 t。

活絡(luò)墩：活絡(luò)墩有活絡(luò)鐵墩和沙箱。活絡(luò)鐵墩長(zhǎng)900 mm、寬300 mm.高320 mm，安全負(fù)荷30～50 t/個(gè)，沙箱長(zhǎng)900 mm、寬300 mm.高500 mm，安全負(fù)荷40～60 t/個(gè)。

水泥墩和鐵墩：水泥墩和鐵墩規(guī)格、樣式不定，即船廠(chǎng)不同規(guī)格、樣式不同。安全負(fù)荷遠(yuǎn)大于木墩。

墩位樣式（見(jiàn)圖1）。

圖1 墩位樣式

3.2 鋼撐

鋼撐分為固定鋼撐和可調(diào)鋼撐，主要作用是支持船體分段，以防傾側(cè)，主要用于首尾分段。

3.3 墩位的布置

目前在我國(guó)各船廠(chǎng)，用以保證在船臺(tái)上支承船體并使船體向下裝置坐落的裝置主要是中墩（兩滑道間的墩位）和邊墩。這就要求中墩和邊墩處在最大載荷下，不但要能夠承受下水船舶的重力和保證船體結(jié)構(gòu)的不變形，而且能順利和無(wú)障礙地進(jìn)行拆墩工作。因此，中墩和邊墩的條件，除了應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、重力和體型小外，還應(yīng)使它們的構(gòu)造能使得拆除工作不但容易而且迅速。

現(xiàn)在還沒(méi)有精確的計(jì)算方法來(lái)確定單只墩位的負(fù)荷，一般各廠(chǎng)都根據(jù)本廠(chǎng)在建造各類(lèi)船舶過(guò)程中所積累的經(jīng)驗(yàn)而定。在確定單只墩位的負(fù)荷時(shí)，主要應(yīng)考慮與墩位工作負(fù)荷有關(guān)的因素，以不破壞船底的局部強(qiáng)度和船臺(tái)的強(qiáng)度為主要依據(jù)[3]。具體布墩應(yīng)根據(jù)下列原則確定：

(1) 根據(jù)船舶重量計(jì)算船臺(tái)負(fù)荷分布，確定中墩和邊墩的最少數(shù)量。通常中墩多于邊墩。在實(shí)際布墩中墩位的數(shù)量應(yīng)大于墩位最少數(shù)量的120%，以滿(mǎn)足船底局部補(bǔ)油漆等原因需要拆墩時(shí)，總數(shù)量減少的需求。但倒墩數(shù)量不要超過(guò)總墩數(shù)的10%，并要均布于船底。

(2) 下水橫梁的安放，根據(jù)船型和下水需要，確定下水橫梁的數(shù)量和安裝位置。

(3) 墩位總長(zhǎng)度和寬度，一般船體墩位總長(zhǎng)度約為0.9Lpp（Lpp－船舶垂線(xiàn)間長(zhǎng)）。總寬度不小于0.7B（B－船寬）。

(4) 考慮墩位和船臺(tái)的承載能力。一般墩位的承載能力可取為：對(duì)單列墩，每個(gè)20～30 t；對(duì)“井”字式墩，每個(gè)30～50 t。當(dāng)船舶下水重量過(guò)大、墩位處的船臺(tái)局部承壓能力不足時(shí)，可考慮適當(dāng)增多墩位。在小船臺(tái)上造大船時(shí)，也可用增多墩位的方法來(lái)減小船臺(tái)的局部負(fù)荷[3]。

(5) 墩位的間距，墩位的前后間距一般根據(jù)船廠(chǎng)分段上船臺(tái)時(shí)的緊墩方式和船的大小、底部線(xiàn)型確定。用鋼錘緊墩，墩位間距不應(yīng)小于1.2 m，用游錘（有的叫鍾，北方叫夯）緊墩，間距不應(yīng)小于1.8 m。墩位的列數(shù)，中墩，指船臺(tái)兩滑道間的墩位。中墩的列數(shù)根據(jù)滑道間距和墩木尺寸確定，一般船臺(tái)固定中墩列數(shù)也基本固定。邊墩，是指船臺(tái)滑道兩邊的墩位。邊墩列主要根據(jù)船寬來(lái)定，一般最外檔邊墩布置在距舯0.35 B即可。

(6) 在布置墩位時(shí)還應(yīng)考慮分段的劃分，首先應(yīng)滿(mǎn)足船體分段安裝穩(wěn)定性的需要。在首尾分段船體布墩不能滿(mǎn)足分段安裝穩(wěn)定性的需要，應(yīng)加設(shè)鋼撐來(lái)穩(wěn)定，在尾部還可架設(shè)高架墩。其次應(yīng)避開(kāi)大合攏縫，在大合攏縫前后留一定距離，方便大合攏。

4 布墩細(xì)節(jié)及探討

（1）每家船廠(chǎng)有自己的布墩工藝，有的船廠(chǎng)布單墩，有的布“井”字墩。布單墩有利于敲墩和局部倒墩油漆。“井”字墩有利于墩位的穩(wěn)定性，但不利于敲墩和局部倒墩油漆。若船體墩位單墩能滿(mǎn)足支承船體重量，將盡量布單墩。但布單墩時(shí)墩位要縱橫穿插。

（2）大船臺(tái)造小船，布墩較困難。由于船臺(tái)大，船臺(tái)滑道間距大，滑道面寬。建造的船小，船寬太小。滑道寬度以及滑道兩邊各預(yù)留600～800 mm的通道，這一位置也是船體布墩的黃金位置。在布墩時(shí)，有時(shí)邊墩沒(méi)法布置，在這種情況下，許多船廠(chǎng)采用增加橫梁的辦法。在有的船舶，邊墩只能布線(xiàn)型墩，在布線(xiàn)型墩時(shí)一定要注意船體線(xiàn)型與水平線(xiàn)間的角度，因?yàn)槎漳灸芎痪o的臨界楔形角度為21.8°。否則，應(yīng)采取在船殼板上臨時(shí)焊一塊水平面板的辦法來(lái)解決超夾角布線(xiàn)型墩的需求。

（3）布墩時(shí)，墩位布置盡量在船底平直部位，這樣建造墩位方便、快速，并能保證建造墩位的工藝優(yōu)良。若不能避免使用線(xiàn)型墩時(shí)，線(xiàn)型墩最好設(shè)單墩，這樣容易保證建造墩位的工藝。

（4）在布置墩位時(shí)應(yīng)避免布置在合攏縫，船底放水塞位置，海底閥箱，測(cè)深儀以及滑道通過(guò)的部位。一般合攏縫、放水塞、海底閥箱、測(cè)深儀等這些位置都在艙壁附近，無(wú)法保證墩位布置在橫艙壁處布墩。滑道通過(guò)的部位不能布墩，經(jīng)常船底縱桁材也在該位置，墩位也無(wú)法保證在縱桁材上。為了保證墩位處船體有足夠的強(qiáng)度，每個(gè)墩位應(yīng)跨兩個(gè)肋位。

（5）在做墩位時(shí)，有的船廠(chǎng)全船使用活絡(luò)鐵墩，有的船廠(chǎng)中墩使用活絡(luò)鐵墩，邊墩使用沙箱。使用活絡(luò)鐵墩，在船舶下水敲最后部分邊墩時(shí)，由于該部分墩位受壓過(guò)大，經(jīng)常有活絡(luò)鐵墩爆裂或卡死現(xiàn)象，會(huì)有一定的安全隱患。使用沙箱，無(wú)活絡(luò)鐵墩爆裂的缺點(diǎn)，但給船臺(tái)帶來(lái)灰塵污染并影響船臺(tái)清潔衛(wèi)生。可在邊墩的船首布置部分沙箱，消除鐵活絡(luò)墩的缺點(diǎn)，也減少船臺(tái)污染。

5 總結(jié)

（1）船舶墩位布置要有足夠的墩位數(shù)量承受船體的重量，墩位分部于0.7B、0.9Lpp，墩位間要保證一定的施工（緊墩）間距。

（2）船舶墩位布置要保證船底有一定高度，確定船舶在船臺(tái)的位置，便于船底施工和確保安裝尾軸、舵槳等空間。

（3）船舶墩位布置要保證船舶下水工程的操作方便和下水安全。

[1]江南造船廠(chǎng)，船舶縱向滑行下水工藝（CB*/Z51－81）,1982

[2]黃浩.船體工藝手冊(cè)（第三版）[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2013

[3]沙慧忠,梁開(kāi)成.起重工工藝學(xué)（中級(jí)）[M].哈爾濱工程大學(xué)出版社,1988