新型船用工裝腳手架的設計及應用

葛坤+許星+莊瑞民

摘 要：腳手架是配合船舶建造的一個極為重要的組合構件。為適應現代造船模式，實現降本增效，縮短建造周期，各大型船舶建造企業都在研究一套完整的新型船用腳手架工裝體系及其應用技術，以此來滿足修造船用腳手架的快速、高效、科學搭設；滿足當前形勢下多種類型船舶的分段制作、噴砂、涂裝、總組、搭載、焊接等要求。

關鍵詞：腳手架；工裝；設計及應用

中圖分類號：U664.8 文獻標識碼：A

Abstract： Scaffolding is important for shipbuilding process. In order to be adapt to modern shipbuilding mode， decrease the production cost， improve the efficiency and shorten the shipbuilding period， many Shipyards are researching and applying a creative scaffold system to fully satisfy the various building processes demands such as section production， Sand blasting， Coating， block assembly and Welding.

Key words： Scaffold； Tools； Design and application

1 引言

現代大型船舶建造均采用模塊化生產，首先將整船分為若干分段（即模塊）單獨建造，然后在船塢或船臺將各分段焊接組合在一起形成船舶整體。由于在分段建造或船臺搭載的工作高度均在2 m以上，屬于高空作業。必須先搭建好工作平臺后，才能進行舾裝、管裝、涂裝、焊接等作業。一般船廠采用鋼管加構件的傳統腳手架搭設工作平臺，但隨著現代造船節奏的加快，以及降本、增效、節約成本的考慮，傳統腳手架已經不適于現代造船的模式。

2 傳統腳手架問題分析

在船舶建造過程中，腳手架搭設工作長期以來，耗費工時和人力的情況都沒有很好解決，阻礙生產工序的正常進展。因此，簡化腳手架搭設流程，提高搭設效率，降低人工成本，意義重大。

2.1 分段腳手架問題分析

（ 1 ） 船體分段在噴砂、涂裝過程中，艙室內腳手架 搭設困難，易與分段碰撞留下多處位置需要二次補涂。

（ 2 ）部分典型船體分段，其外板腳手架搭設工作量大，且要多次重復拆裝，效率低造成浪費。

2.2 船臺腳手架問題解決思路

為提高腳手架搭設的針對性，必需實現腳手架搭設簡潔化。

（ 1 ） 實施船臺用腳手架預搭設，部分搭設過程轉移至分段或總組階段完成，同時杜絕不必要重復性搭設工作；

（ 2 ） 實現全船腳手架的規范化，統一化，簡潔化，急需要做到各區域腳手架的配合，形成完整的全船腳手架系統。

3 設計方案

為解決傳統腳手架物量大、搭拆勞動強度大、效率低的問題，根據船舶建造特點，制作了多種形式的腳手架工裝。一類是采用輕型的、組合式的腳手架工裝，可實現快速搭拆，其工裝形式多變，可根據不同船型分段自由組合，重量輕、安裝、拆除方便，勞動強度小，節約時間；另一類為大型的、整體式的腳手架工裝，可用吊車整體吊運，安裝簡單、維護成本低，避免了反復搭拆，降低成本；除此之外，利用輕型腳手架零件與大型工裝件的配合，能充分滿足各種建造過程對腳手架的需求。

3.1 設計內容

組合式腳手架工裝由固定裝置（卡槽板或耳板）、連桿、肘板、立柱四部分組成，固定裝置與連桿焊接在一起或由螺栓連接，連桿與肘板焊接連接或由螺栓連接，肘板與欄桿立柱用焊接連接或用插銷方式固定。將多個組合式腳手架通過卡槽或焊接耳板固定在分段上，組合式腳手架之間鋪設腳手板，用鐵絲捆綁牢固，然后插入立柱并拉設橫向護欄，形成了安全、可靠的立體作業平臺。

整體式腳手架工裝有掛籠、跳板、塔架三種。塔架由立桿、作業平臺、斜梯、梯蓋、托架、欄桿等幾部分組成；跳板由作業平臺、立柱、欄桿組成；掛籠由立桿、作業平臺、斜梯、耳板組成。塔架立于地面，靠近分段，可以焊接分段外板垂向合攏縫（10 m以下），配合跳板可以焊接水平合攏縫，掛籠通過上端耳板焊接在甲板上。

3.2 技術要點

兩種類型的新型腳手架工裝，通過以下技術方案來減少船體分段腳手架搭設過程中的拆卸工作，實現一體化搭設，相互配合形成船舶建造過程中的一套完整的新型腳手架系統。

3.2.1 新型腳手架的基礎零件

針對船舶分段結構的特點設計制作的新型腳手架的基礎零件，是整個新型工裝腳手架的最重要組成部分，利用基礎零件可以預先組合成所需要的腳手架形式，再結合船體分段結構特征將組合好的基礎零件組合直接“掛”上去，來實現腳手架的快速搭設和拆卸。

3.2.2 掛籠式腳手架技術要點

船舶外板與船舶主甲板的設計節點通常是外板的上端自由邊比甲板面高出100 mm，可以利用這一點作為掛籠式腳手架（簡稱掛籠）的“掛點”來實現掛籠的固定，見圖1。根據船舶分段的型線形情況制作出不同的掛籠式腳手架，掛籠中設置上下梯步，設置2 m高的工作平臺。利用可拆卸式跳板連接掛籠，實現掛籠與掛籠、掛籠與塔架之間的連接，滿足船體線形分段外板縫橫向合攏施工的需要。

3.2.3 塔式腳手架技術要點

設計一個穩定的可移動工作平臺架（簡稱塔架），見圖2，內部設置上下樓梯，將其擺放在合攏縫的位置，代替腳手架來滿足底邊柜與底邊柜外板合攏縫的施工的需要。利用可拆卸式跳板連接前后塔架，實現各個塔架之間的連接，滿足船舶底邊艙與頂邊艙外板橫焊縫合攏施工的需要，同時利用梯步可實現塔式腳手架工裝與掛籠式腳手架工裝的連接。endprint

3.2.4 跳板式腳手架技術要點

通過在合攏口下方焊接所需的基礎零件，用螺栓連接并組合基礎零件，鋪設普通踏板，實現首尾大線形橫向合攏縫腳手架的搭設，見圖3。

3.2.5 安全技術要點

本新型工裝腳手架均采用1 t載荷進行校核，實際載荷預估為250 kg，安全系數為4。充分保證了整套腳手架工裝的安全性，各個連接節點都通過嚴謹計算校核，并在制作圖中嚴格規定了焊腳大小以及螺母連接的形式。本結構材質為Q235A。

4 實施方案及效果

本組合式腳手架工裝在分段使用時是由基礎零件組合實現腳手架快速搭載。通常情況下基礎零件的連接工作都提前完成待用?；A掛件能夠快速搭設到位，其后鋪設腳手板，安裝樓梯以及層間通道，設置護欄并完成必要的綁扎工作。各個基礎掛件在卡槽處同時設有吊耳孔，可以方便吊車輔助整體搭設和拆除。新式分段工裝腳手架連接節點見圖4。

掛籠、跳板及必要的防護欄桿組成掛籠式工裝腳手架。首先根據合攏縫位置的線形情況選擇需要的掛籠，根據合攏縫的施工位置，將上端帶卡槽的耳板卡在船體甲板面外板的自由端，完成掛籠定位。每個掛籠上面都設置有吊耳孔，搭設時借助吊車將掛籠式腳手架搭設到位。掛籠式腳手架的線形隨船體線形變化，保證外板施工的便捷性，同時掛籠內的上下梯步使施工人員能夠自由通行。如圖5所示，掛籠1、掛籠2、掛籠3利用10 m跳板連接在一起，形成一個一體的腳手架組合。

固定式塔架、跳板及必要的防護欄桿組成外板用腳手架。首先根據船臺合攏縫位置先將固定式腳手架工裝擺放到位，每個鋼制平臺腳手架工裝上面都設置有吊耳孔，搭設時借助吊車將其擺放到位。擺放在距離船體外板150 mm左右的位置，將預設的施工通道對準合攏縫，以方便施工。本腳手架工裝擺放完畢后再搭設跳板，將各個腳手架工裝連接起來，如圖6所示，并插入欄桿設置護欄。搭設好以后的外板腳手架是一個整體，船舶下水時可以不用拆除，后續船亦可以繼續使用。

5 結論

經過對上述新型腳手架的綜合評審、改進和制作?，F已廣泛運用到生產中并取得了顯著成效。新型船用工裝腳手架組合適用于散貨船、集裝箱船、多用途船等多種船型，結構簡單、輕便，造型美觀。實踐證明，這種新型工裝腳手架組合是經濟高效、安全可靠的，是適應現代造船模式并可以替代傳統腳手架的一種新型工裝腳手架。endprint