176 000 t大型散貨船船首搭載優(yōu)化

鄭 軍，顧文捷，張林鴻

（1. 江蘇新世紀造船有限公司，江蘇泰州 214518；2. 泰州口岸船舶有限公司，江蘇泰州 225321）

176 000 t大型散貨船船首搭載優(yōu)化

鄭 軍1，顧文捷2，張林鴻1

（1. 江蘇新世紀造船有限公司，江蘇泰州 214518；2. 泰州口岸船舶有限公司，江蘇泰州 225321）

江蘇新世紀造船有限公司承接數(shù)條176 000 t散貨船，該型船從分段劃分到總組搭載原則工藝，計劃放在30萬噸船塢里建造。由于后續(xù)訂單較多，造船周期緊，故考慮一部分放到小船塢里建造，但是小船塢匹配的起重吊車不能滿足原建造工藝的要求，通過優(yōu)化總組的方式在原分段劃分不變的情況下，讓小船塢里造大船變成了現(xiàn)實。

散貨船；搭載；起重吊車；總組方式；吊裝

0 引言

船舶生產(chǎn)建造過程中的最大資源是船塢和起重吊車，兩者是船企最主要的生產(chǎn)設施。搭載作業(yè)的效率一直是造船企業(yè)關注的焦點，也是生產(chǎn)能力的體現(xiàn)。在同等時間內合理利用起重機的吊裝頻率和搭載總組段的數(shù)量能夠有效縮短船舶下水周期，從而提高船廠效益，減少吊裝搭載數(shù)量也是保證提前下水的有效途徑，如何減少吊裝數(shù)量是所有造船人一直研究的問題。通常的做法是考慮起吊重量最大化和松鉤時間最短化，以吊裝時的總段最大重量和最短的吊裝定位時間去控制和利用起重機這一重要資源[1]。合理的總組搭載順序流程是控制起重機松鉤時間的關鍵，能夠從根本上減少起重機的運行時間而提高吊裝頻率，為下一組總段的連續(xù)吊裝節(jié)省了一定的時間。這樣就可以從理論上縮短船舶下水周期，同比時間內完成足夠多的船舶訂單。因此，選擇合理的船塢和起吊裝置，對提高船廠的經(jīng)濟效益尤為重要。

1 定單船舶制造場地的確定

定單船舶為176 000 t散貨船，總長291.8 m，型寬45 m。該型船噸位較大，原計劃考慮放在800 t門吊起重機的300 000 t船塢內建造，其建造原則工藝和分段劃分都是以配備800 t門吊起重機的300 000 t船塢為參照的。

由于部分船東對船舶需求比較迫切，需提前交付，可船塢周期緊，無法安排。為滿足船東要求，只能考慮在配備有600 t門吊起重機的10萬噸級船塢內建造該船舶。因分段劃分采用的同一標準，按原計劃的建造原則工藝在該船塢內建造肯定滿足不了要求，起吊能力和總組重量相沖突。要保證提前下水交船就要考慮縮短建造周期，縮短建造周期的有效途徑就是減少總段搭載的吊裝數(shù)量[2]。合理地組織策劃總組方式對減少吊裝數(shù)量、后道工序前移及減少施工者的勞動強度都至關重要。原分段劃分的大小和劃分位置等原因導致調整也存在很大難度，尤其對于船舶的首尾區(qū)域，結構密集，重量巨大，線型復雜多變，任意地調配重量和加減分段數(shù)量不但不利于縮短分段的搭載周期，而且不利于人員裝焊施工及精度的控制。通過模型模擬搭載，改變總組的方式，并利于吊裝搭載作業(yè)，做到均衡有序生產(chǎn)，以適應現(xiàn)有船塢的起吊能力，成功將 176 000 t大型散貨船在小船塢內建造完成。

以首端區(qū)域的總組方式吊裝優(yōu)化為例，將實際操作要點及注意事項加以歸納總結，希望能給同行以借鑒。

2 艏部區(qū)域的劃分

176 000 t散貨船首部設有球鼻艏，有5層平臺結構和主甲板，另外該船還設有艏樓甲板一層和舷墻結構。原建造匹配800 t門吊的吊裝能力，同時考慮分段的建造和總組形式，將整個艏部劃分為上、中、下3吊吊裝，球鼻艏單獨制作后的重量過大不便于分段的移胎和總組翻身，對總組安全和總組的施工環(huán)境也相當不利，故將球鼻艏劃分為上下兩個段，如圖1所示。

3 艏部總組工藝的調整

該船舶由于調整了建造場地，匹配600 t門吊，其吊裝能力達不到原工藝的要求，于是通過調整總段的重量來滿足起重機的起吊能力，確保調整后既不影響分段的建造基面及坡口形式，又不會超出門吊的起吊負荷。根據(jù)原來的分段劃分及總組形式進行了綜合調整：最下面的總段因為底部結構較強，材料較厚，通過計算匯總，正好滿足門吊負荷要求。上面的總段由于線性外飄，艏部甲板上又有很多系泊設備等，重量已經(jīng)達到了門吊的最大負荷，還有所超出，考慮部分舾裝設備在總段吊裝后上船，所以沒有添加其他重量的可能性。中間總段有3層平臺，重量稍有超出，根據(jù)結構劃分的形式將原總段距基線17 000平臺分開為2層吊裝是常見的思路，即將 F51P/S預組后單獨吊裝，其他 F31P/C/S及F41P/S分段預組后吊裝。考慮到F51與F41分段的外板接縫位置是艏柱板，其板材較厚，很難保證其結構對正和線性的光順，工作難度及施工周期較長，因此要將該工作前移到分段總組階段實施，以縮短船臺合攏周期，這樣分為2層吊裝的方案就被取消。綜合考慮后，將F31P/S預組后獨立吊裝，但為了保證其他分段能正常總組成一個總段，同時考慮到F41P/S需要有總組平臺基面，此時還是按照原來的總組方式進行吊裝總組，與F31P/S相鄰總組分段的對接縫和角接縫不進行焊接，僅適當考慮一些定位焊以保證分段在總組時不產(chǎn)生位移，該F31P/S段作為上面分段總組時的臨時“凳子”存在，當F31P/S總段吊裝前拆除這些定位焊，同時將“坐”在F31P/S上的總段吊離并用支撐擱墩墊實，待F31P/S吊裝上船臺定位焊接后再將該總段吊裝，如圖2所示。

調整后的總組方式不但沒有對船體結構重新進行劃分，在不影響總段吊裝搭載的同時又節(jié)省了總組場地和提高了吊車的利用率，對有效利用生產(chǎn)資源和提高生產(chǎn)效率都有積極意義。

4 總段在船塢搭載的操作及注意點

船臺搭載合攏需要按序吊裝，在底部總段吊裝定位并裝焊結束后就接著吊裝總組后的 F31P/S分段，因為F31P/S作為上面分段總組時的擱墩分段使用，故該段在吊裝前需提前將總組在F31P/S上的總段先吊離并擱置好，需提前準備幾根與F31P/S高度等高的支撐柱并調整好支柱間的相互位置，將F41P/S、F33C和F51P/S總組后的分段吊移到支撐柱上擱置平穩(wěn)并采用木方塞緊墊實將之擱置，此時就可以吊裝合攏F31P/S分段，待F31P/S定位并裝焊后即考慮將F41P/S、F33C及F51P/S預組后的總段吊裝上船臺搭載。該總段的定位與分段總組時的方式一致，由于在總組階段已經(jīng)對型深及型寬進行了測量和調整，船臺搭載定位時就顯得很輕松。考慮總組時焊接應力的存在，需要注意的就是在兩個預組段拆開吊裝前需要將上述總段外板下端的防變形加強安裝到位，為后續(xù)定位和裝配減少工作量，節(jié)省時間。

5 合理總組搭載的重要性

船臺總裝是船舶建造的重要環(huán)節(jié)，也是船舶建造中各類計劃制定的依據(jù)。船臺吊裝順序制定的好與壞直接影響著船舶建造質量和建造周期。船臺吊裝順序優(yōu)化是實現(xiàn)資源的充分利用和合理配置，有效縮短船臺周期的關鍵，實現(xiàn)優(yōu)化對分段吊裝最大化和成本最小化有著重要的意義[3]。

在提高年度造船噸位產(chǎn)量和提高綜合效益的同時還能在最大程度上滿足市場訂單對公司硬件設施的要求。船舶的大小無非就是自身載重量的大小和船舶外形尺寸大小的區(qū)別，同類船舶載重量的加大意味著船舶自身的船長、型寬、型深等外形尺寸在變化，這樣與船塢塢底的平底接面積也會隨著尺寸的增大而增加。在船塢剛性條件基本滿足的同時，船塢塢底承載能力也允許的條件下，就可以考慮小型船塢內建造大型船舶。

6 結論

筆者以176 000 t散貨船首部區(qū)域總組優(yōu)化為例，在不改變分段劃分，不改變板材坡口開設等情況下，通過預總組搭載形式的調整，成功實現(xiàn)了小船塢里造大船的目標，希望可以給兄弟船廠以借鑒。

將一些新興的吊裝技術引入船廠已成為打造現(xiàn)代造船模式的必然選擇之一，搭載技術的改變將可能有力推動船廠的建造速度，在保障生產(chǎn)安全、加強生產(chǎn)協(xié)作的同時，對提高生產(chǎn)效率有促進作用，能打破傳統(tǒng)造船行業(yè)的種種弊端，從而提高經(jīng)濟效益并確保安全。

[1] 華乃導. 船體建造與修理工藝[M]. 北京: 人民交通出版社, 2002.

[2] 徐兆康. 船舶建造工藝學[M]. 北京: 人民交通出版社, 2000.

[3] 施克非. 船舶裝配工[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2008.

Optimization of Bow Carry of 176 000 t Large Bulk Carrier

ZHENG Jun1, GU Wenjie2, ZHANG Linhong1

(1. Jiangsu New Century Shipbuilding Co., Ltd., Jiangsu Taizhou 214518, China; 2. Taizhou Kouan Shipbuilding Co., Ltd., Jiangsu Taizhou 225321, China)

Jiangsu New Century Shipbuilding Co., Ltd. has undertaken several 176 000 t bulk carriers. The vessel, from the block division to the principle process of the total set of carrying, is planned to build in the 300 000 t dock. Since there are many subsequent orders and the shipbuilding cycle is tight, it is considered to transfer parts of the construction to the small dock. But the lifting crane matching the small dock cannot meet the requirements of the original building process. By means of optimization of total group under the condition of the same block division, building large vessel in small dock becomes reality.

bulk carrier; carry; lifting crane; set of way; lifting

U671.4

A

10.14141/j.31-1981.2017.03.007

鄭軍（1976—），男，工程師，研究方向：船舶建造工藝、工法研究方面的設計。