某型滾裝船艏門制作新工藝探討

王燕

（福建省白馬船廠，福建 寧德 355011）

某型滾裝船艏門制作新工藝探討

王燕

（福建省白馬船廠，福建 寧德 355011）

某型滾裝船主要用途是運輸車輛、人員派送，其船體內設有滾裝通道，船首、尾設有跳板、艏門等。其艏門結構為一個相對獨立、完整的運動部件，外形與船體首部外板線型吻合，內部結構尺寸需滿足艏跳板的收放。艏門沿船中縱縫對開，分左右兩扇對稱布置，為鋼質全焊接結構，與船體結構間通過鉸鏈連接，其開啟和關閉通過操作液壓油缸完成，并帶有插銷、鎖緊鉤、上下止擋塊裝置、推力軸承裝置等附件，確保艏門開閉安全、可靠；艏門四周設水密結構，安裝密封橡皮，以確保滿足船舶在航行中的安全要求。

滾裝船；艏門；首部分段；鉸鏈臂

1 艏門制造概述

艏門結構與船體通道系統間的運動協調關系復雜，其結構設計與制造質量對船舶的使用性能及船體首部整體外觀質量影響很大，外形設計需滿足船體線型一致性要求，減小船體興波阻力。因此，艏門制作工藝的合理與否將直接影響艏門的制造質量。按以往的經驗，考慮到船廠的施工特點和工藝水平，艏門的建造通常有以下2種方式。

1.1 傳統的單一舾裝件制作法

首部分段與艏門建立獨立的胎架，再將艏門與首部分段進行小合攏。其特點是首部分段與艏門可以同步施工，施工作業條件相對較好。但缺點是在建造中不能直觀體現艏門結構與船體結構之間的構件連接關系，且艏門四周結構沒有約束，容易產生縱、橫及扭曲變形，如果誤差過大，將難以校正；艏門建造需采用外板雙斜切胎架，其船體外板線型精度難以控制，極易造成門縫與外板縫錯位、船體外板與艏門外板線型不吻合。

1.2 與船體結構有效連接的整體制作法

艏門作為首分段的一部分與分段一起建造，然后與主船體合攏。該方案艏部分段外板縫與艏門板縫整體排板，首分段結構與艏門結構通過連接過渡結構形成整體框架，能有效控制艏門結構在裝焊中的變形，最后割開艏門接縫。采用該方法不僅可以有效地保證艏門和首分段的線型光順連接，確保左右門的一致性，施工工藝簡單，具有較大的可操作性，還可以減少胎架制作工序，節約成本，縮短建造周期，方便檢驗。這也是下面本船艏門制造所選用的方法。

2 艏門與船體結構整體制造工藝

2.1 準備工作

制造前，需做好以下準備工作：①艏門是首部分段的一部分，可通過計算機三維設計軟件系統，對艏門進行三維建模，包括結構線設計、外板板縫排列，以及艏門門框與船體結構間的輔助連接結構等，通過放樣生成肋骨型值、構件尺寸、繪成零件圖、板材套料圖及相關數據資料，供數控切割機劃線下料。②建立胎架。艏門與首部分段一起建造，在首分段甲板面建立支柱式胎架，在胎架上整體反造。③以胎架面為基準，在胎架旁豎立一測量標桿，作為艏門建造中的標高測量基準，輔助船體結構完工測量及艏門構件定位安裝。④艏大門結構安裝前，需將首部分段結構裝焊完畢，并完成火工矯正，在艏門框與船體結構連接部位的外板處，需預留約600mm待焊區，待艏門門框定位安裝后，一起施焊。

圖1為艏門與船體結構連接圖，圖2為艏門結構圖。

圖1 艏門與船體結構連接圖（線型一致性）

2.2 艏門裝配工藝流程

艏門結構與船體結構采用不同的骨架形式，安裝時，關鍵環節是門框構件的定位，采用若干輔助連接過渡結構與門框周邊的船體結構進行定位裝配，將門框結構與船體結構形成一個剛性整體。在安裝過程中，通過標桿測量艏門結構的定位點坐標型值，從而確保艏門結構的裝配精度。

2.2.1 艏門門框及內部縱橫構件小預制

預制過程為：①頂部梁結構預制并焊接完成。②底部箱形結構底板、側板拼焊完成，其內加強筋板可預先點焊到位，待內部結構安裝對接后再焊接。頂板零件暫不安裝，等底部區域外板焊妥之后再裝焊。③首部箱形結構預制并焊接，面板暫不安裝，待首封板區域焊接完成后再裝焊。④側部箱形結構預制并焊接完成，其中，面板零件暫不安裝，待側部區域外板焊接完成后再裝焊。⑤鉸鏈臂結構預制并焊接完成。⑥內部縱橫構件預制并焊接完成。

圖2 艏門結構圖

2.2.2 艏門門框構件定位安裝

艏門門框構件定位安裝要點包括：①頂部梁結構使用輔助連接結構，通過船體的艏檐板上胎定位安裝，頂梁結構四周及折角點處定位坐標通過標桿校核，以確保構件的安裝精度。②底部箱形結構使用連接結構，通過船體的內底板上胎定位安裝，其箱形梁四周及折角點處定位坐標通過標桿校核，以確保構件的安裝精度。③首部箱形結構左右舷構件間，預先點焊已加工妥的推力軸承塊3對，并使用85mm×16mm的輔助馬板加固，結合頂部梁結構與底部箱形結構上胎安裝定位。艏柱板冷加工后，同首部箱形結構一同上胎安裝，并通過標桿復核箱形結構上下坐標點型值，以確保構件的安裝精度。④側部箱形結構與鉸鏈臂一同使用輔助連接構件，通過首部分段的艏封板上胎安裝定位，并通過標桿復核箱形結構的上下坐標點及與鉸鏈臂交點坐標型值，確保構件的安裝精度。

2.2.3 艏門內部構件安裝

艏門四周框架安裝定位后，測量校核整體門框的外形定位尺寸，再安裝已拼裝焊妥的內部構件，先裝橫向構件，再裝縱向連續構件，然后再裝臨時加強材，復核線型。

2.2.4 艏門和船體四周的水密結構安裝

艏門和船體四周的水密結構包括橡皮槽、橡皮槽墊板和壓緊板。艏柱位置水密結構預先各自焊裝在艏門相應構件上，構件之間由樣板（10×100）控制間距，并保證水密橡皮壓縮量為（10±5.0）mm。

2.2.5 安裝艏門上止檔塊構件

止檔塊需按圖加工坡口，控制裝配間距。

2.2.6 吊裝艏大門區域外板

在吊裝外板時，外板應按樣加工到位，確保外板線型光順過渡，避免強制裝配，產生內應力，造成艏門割下后產生局部變形，影響艏門的正常開啟和關閉。

2.3 艏門焊接

焊前先對艏門結構裝配完整性進行檢查，確定沒有漏裝、錯裝的情況；對沒有約束和易變形的構件均增設臨時加強。焊接時，需注意以下幾點：①焊角高度嚴格按照圖紙要求，避免焊角過大或過小。②施焊過程中，嚴格控制焊接順序——先焊艏大門四周框架結構間的焊縫，再焊接內部構件間焊縫，之后再焊艏門區域外板焊縫，最后焊接艏門骨架與外板的角焊縫。③為減少焊接變形，在施焊過程中，應先焊對接縫，后焊角接縫；采用從中間向左右、從中間向艏艉，由內向外的焊接次序，且盡量采用對稱施焊。④待艏門框架、內部結構及外板焊接完成后，安裝并焊接底部箱形結構面板、首部箱形結構面板、側部箱形結構面板，并焊妥。⑤所有焊接完成后，拆除臨時加強結構，使艏門處于自由狀態，測量艏大門變形情況，火工校正，提交驗收。

3 艏門切割

在門框切割線附近畫檢驗線、切割門框線，經檢驗合格后，切割艏門，切割時采用間斷式割縫方式，即每1m割縫長度內留100mm不割，等艏門應力釋放后，安裝艏門鉸鏈，最后再完全割除門框線。

4 艏門鉸鏈的安裝

艏門鉸鏈定位安裝需拉線確定艏門鉸鏈中心線，以空心假軸定位鉸鏈臂軸套，以鉸鏈臂軸套內孔中心為基準，采用假軸定位鉸鏈雙眼板。

在以假軸定位鉸鏈臂軸套及鉸鏈雙眼板時，應保證假軸中心與鉸鏈中心線的同軸度小于等于0.1mm。經檢驗鉸鏈中心線符合設計要求后，實施軸套與鉸鏈臂、鉸鏈雙眼板與主船體的焊接，施焊過程中觀察假軸的變化，要邊轉動邊調整邊測量，對稱施焊，及時檢測，并隨時調整焊接順序。

5 結束語

艏門是該型滾裝船建造中的難點工程，但如果在建造中能制訂合理的施工工藝，嚴格控制裝配和焊接順序，也能成功地解決艏門制造和鉸鏈安裝的精度問題，確保艏大門與船體線型的一致性及左右大門的對稱性。

［1］吳克南.我國滾裝船運輸軍事重裝備的適用性研究［D］.大連：大連海事大學，2016.

［2］張晶.滾裝船艏門力學分析與液壓系統超越負載控制［D］.哈爾濱：哈爾濱工業大學，2015.

〔編輯：劉曉芳〕

U674.13+5

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.17.007

2095－6835（2017）17－0007－02