小型軍事輔助船整體吊裝下水工藝分析

江清波，譚新東，譚守柱，張新華

（1.陸軍裝備部駐揚(yáng)州地區(qū)軍事代表室，江蘇揚(yáng)州 225009；2.泰州口岸船舶有限公司，江蘇泰州 225313）

0 引言

輔助船整船吊裝下水的工藝方法、受力特點(diǎn)、安全性保障措施是保證船舶整體吊運(yùn)下水安全的根本。新建船舶下水通常采取縱向船臺(tái)重力式下水、船塢自浮式下水等方式。為節(jié)約下水成本，可利用現(xiàn)有的600 t龍門(mén)起重吊機(jī)對(duì)小型船舶進(jìn)行整體吊裝下水。本文以某小型軍事輔助船為例，對(duì)采用龍門(mén)起重吊機(jī)進(jìn)行整體吊裝下水的方案進(jìn)行介紹，分析吊裝下水的工藝方法、受力特點(diǎn)及安全性保障措施。

1 主要參數(shù)

船舶吊裝下水的主要參數(shù)見(jiàn)表 1，吊索具配備情況見(jiàn)表2。

表1 船舶吊裝下水的主要參數(shù)

表2 吊索具配備情況

2 吊裝下水方案

2.1 總體方案

按照指定的工藝方案，采用600 t龍門(mén)吊將小型軍事輔助船從合龍場(chǎng)所吊裝至江面指定水深處，進(jìn)而完成下水作業(yè)。

2.2 合龍場(chǎng)所

根據(jù)建造計(jì)劃及下水形式，將合龍場(chǎng)地布置在船塢區(qū)域分段總組場(chǎng)所，船舶長(zhǎng)度方向與龍門(mén)吊大梁方向平行。

2.3 整體吊裝工藝

2.3.1 吊碼加強(qiáng)

為保證吊力能有效傳遞至下層甲板，必須對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)處理。在甲板下方增設(shè)垂向加強(qiáng)筋，垂向加強(qiáng)筋的位置要與吊環(huán)加強(qiáng)肘板相對(duì)應(yīng)。吊環(huán)與甲板焊接采用CO氣體保護(hù)焊或堿性焊條施焊，開(kāi)坡口全焊透。吊環(huán)背面1 m范圍內(nèi)所有的縱向構(gòu)架和橫向構(gòu)架均需進(jìn)行加強(qiáng)焊。

2.3.2 操作流程

掛鉤→連接吊件→鎖緊吊索→檢查確認(rèn)（鋼絲繩掛法、連接方式是否有誤）→切割船體外板與胎架上的連接點(diǎn)→檢查確認(rèn)（連接點(diǎn)是否全部割除）→升高起重臂，使主鉤和副鉤全部受力，并停留5 min→檢查確認(rèn)（是否有異常情況）→升高起重臂，使上層建筑離開(kāi)胎架的高度達(dá)到250～300 mm→檢查確認(rèn)（吊耳、吊索具及船舶的變形情況）→調(diào)整起重臂的高度，使整船在100～300 mm范圍內(nèi)來(lái)回升降2次→檢查確認(rèn)（起重機(jī)的制動(dòng)性能是否滿足要求）→起吊升高→清理現(xiàn)場(chǎng)→船體下水位置定位、就位→檢查確認(rèn)（是否符合安裝要求）→拆鉤，檢查吊索具并入庫(kù)→作業(yè)完畢，清場(chǎng)→填寫(xiě)記錄分析表。

2.3.3 注意事項(xiàng)

1）為保證質(zhì)心位置不變、起吊過(guò)程安全，需要將船體外的腳手架全部拆除。

2）在整體吊裝前需要將所有焊機(jī)棚、垃圾箱和托盤(pán)清理下船。

3）在整體吊裝前需要將所有皮線、打磨用氣管等全部清理下船。

4）在整體吊裝前需要將腳手架、梯子全部清理下船。

5）在整體吊裝前需要將生產(chǎn)垃圾清除干凈并將所有可能移動(dòng)或滾動(dòng)的物體固定到位。

2.4 質(zhì)心確定

本例中，空船質(zhì)量為410 t，利用TRIBON軟件對(duì)船舶質(zhì)心進(jìn)行計(jì)算。

2.5 吊點(diǎn)布置

1）該船使用1臺(tái)600 t龍門(mén)吊進(jìn)行吊裝下水。

2）上小車裝置的1號(hào)鉤和2號(hào)鉤吊重均為220 t，兩主鉤間距為12.2 m。下小車裝置設(shè)有3號(hào)鉤，吊重為320 t。

3）根據(jù)本船的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，艉部在 FR4、FR6、FR8、FR11肋位，左右距中3 200 mm處共設(shè)置8個(gè)吊碼（見(jiàn)圖1）。艏部在FR46肋位，左右距中2 000 mm、2 500 mm、3 000 mm、3 500 mm處共設(shè)置8個(gè)吊碼（見(jiàn)圖2）。艏艉共設(shè)置16個(gè)D30吊環(huán)。

圖1 艉部吊碼布置（標(biāo)識(shí)數(shù)字為船舶肋位編號(hào)）

圖2 艏部吊碼布置（單位：mm）

2.6 受力分析

船舶下水總質(zhì)量為410 t，同時(shí)考慮吊裝時(shí)動(dòng)載荷的影響，選取1.2倍質(zhì)量載荷進(jìn)行計(jì)算。如圖3所示，艏部和艉部吊點(diǎn)距船舶質(zhì)心的縱向距離分別為10 457 mm和9 543 mm，質(zhì)心高度對(duì)吊裝無(wú)影響。主船體結(jié)構(gòu)均采用普通碳鋼，許用應(yīng)力為235 MPa，材料系數(shù)取1.15，彈性模量為2.1×10Pa，泊松比為0.3，密度為7 850 kg/m3。

圖3 吊裝下水布置（單位：mm）

艏部采用下小車裝置的3號(hào)鉤配合320 t吊排進(jìn)行作業(yè)，吊鉤受力為1 956.3 kN，每個(gè)吊碼受力為244.5 kN，均在承受范圍之內(nèi)。艉部采用上小車裝置的1號(hào)鉤和2號(hào)鉤配合220 t吊排進(jìn)行作業(yè)，吊鉤受力為2 143.7 kN，每個(gè)吊碼受力為268 kN，均在承受范圍之內(nèi)。

經(jīng)計(jì)算可知：艏部吊排受力1 956 kN，單個(gè)吊耳受力 245 kN。艏部吊碼區(qū)域應(yīng)力最大值出現(xiàn)在FR6吊碼下口加強(qiáng)處，最大應(yīng)力為105 MPa，滿足許用應(yīng)力204 MPa的要求。最大變形為2.26 mm，在彈性變形允許范圍之內(nèi)。因此，艏部吊碼布置符合使用要求。

經(jīng)計(jì)算可知：艉部吊排受力1 078 kN，單個(gè)吊耳受力 268 kN。艏部吊碼區(qū)域應(yīng)力最大值出現(xiàn)在FR4吊碼下口加強(qiáng)處，最大應(yīng)力為100 MPa，滿足許用應(yīng)力204 MPa的要求。最大變形為2.12 mm，在彈性變形允許范圍之內(nèi)。因此，艉部吊碼布置符合使用要求。

3 重要控制點(diǎn)

3.1 吊裝平穩(wěn)性保障

為保證吊裝時(shí)不產(chǎn)生晃動(dòng)，下小車裝置最靠近艏部的吊點(diǎn)與上小車裝置最靠近艉部的吊點(diǎn)間距為20 m，大于總船長(zhǎng)的1/4，滿足吊裝要求。

3.2 吊裝安全性保障

為減少起升重量，需要將船上工屬具、生產(chǎn)垃圾等清除干凈，將所有可能移動(dòng)或滾動(dòng)的物體固定到位。吊裝下水前要進(jìn)行下水檢查，作業(yè)施工負(fù)責(zé)人員按分工確認(rèn)簽字。

為保障船舶順利起浮，需注意以下2點(diǎn)因素：

1）本船下水狀態(tài)下吃水約3.2 m，下水前要仔細(xì)測(cè)量水位值（黃海高程），確保下水水深滿足要求。

2）吊裝下水前，應(yīng)對(duì)船舶吊運(yùn)入水位置的江底進(jìn)行勘察，確定是否滿足船舶吃水深度的要求。

4 結(jié)論

輔助船整船吊裝下水的工藝方法、受力特點(diǎn)、安全性保障措施是保證船舶整體吊運(yùn)下水安全的根本。嚴(yán)格遵循科學(xué)規(guī)律，用科學(xué)的態(tài)度制訂合理的吊裝工藝程序，并切實(shí)遵守工藝程序操作即可保證船舶的下水安全。本文對(duì)輔助船整船吊裝下水的工藝操作方案、焊接加強(qiáng)工藝、檢驗(yàn)措施進(jìn)行了深入研究，并制定了吊裝下水的操作流程。結(jié)果表明：本文提出的吊裝下水工藝方案綠色無(wú)污染、施工成本低、下水作業(yè)安全可靠。