2 000 t V型底船上排技術(shù)

某V型底船（以下簡(jiǎn)稱某船）總長(zhǎng)約110 m，上排質(zhì)量約2 000 t，艉部龍骨為升高龍骨，球鼻艏在艏部龍骨下高約1 m。某3 000 t 船臺(tái)滑道全長(zhǎng)286 m，軌距6.5 m，滑道頂端標(biāo)高約4 m，末端滑道標(biāo)高約-7 m。船臺(tái)配備18 臺(tái)額定承載200 t 的隨船小車，6 節(jié)分段式鋼制桁架，每個(gè)鋼制桁架安裝在2 節(jié)隨船小車上，通過(guò)改變6 節(jié)鋼桁架之間的隨船小車的連桿長(zhǎng)度，可以組成不同長(zhǎng)度的斜架車（以下稱分段式斜架車）。

1 布墩設(shè)計(jì)

某船在3 000 t 船臺(tái)上排，利用分段式斜架車與4 臺(tái)隨船小車進(jìn)行。斜架車上設(shè)中心墩18 個(gè)、邊墩8 組；4 個(gè)隨船小車上各設(shè)中心墩1 個(gè)，布墩示意圖見圖1；船上排后增設(shè)5個(gè)輔助龍骨支撐墩。艏、艉中心墩中心線間距95 m。中心墩總面積和邊墩的總面積均大于進(jìn)塢擱置圖的面積，上排后船墩承載符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。

圖1 布墩示意圖

根據(jù)水下船體的縱傾角度，調(diào)節(jié)斜坡船臺(tái)上6節(jié)分段式斜架（鋼桁架）之間的連桿長(zhǎng)度，將分段式斜架車的傾斜角度調(diào)整為船的縱傾角度。此時(shí)在斜架車上以船的縱傾角度線為基線布墩，一方面可以滿足船上排時(shí)艏、艉同時(shí)坐墩，即所有船墩同時(shí)坐墩，避免了斜坡船臺(tái)上排時(shí)艏先坐墩、艏?jí)毫Υ蟮娜毕荩懦唆疾魁埞亲冃蔚碾[患；另一方面避免了船進(jìn)塢時(shí)未將縱傾值調(diào)至不超過(guò)1%船長(zhǎng)，造成坐墩難度增大的風(fēng)險(xiǎn)。節(jié)省了繁重的船舶浮態(tài)調(diào)整工作，對(duì)船舶臨時(shí)搶修具有重要意義。

2 水深裕度測(cè)算

建造斜坡船臺(tái)對(duì)碼頭水深的要求，相比建造干船塢要小得多，可選擇的建造場(chǎng)地多。建造船臺(tái)的水下土方開挖量也遠(yuǎn)小于建造干船塢的土方開挖量，在日常維護(hù)中也減少了大量的疏浚、清淤工作，這是船臺(tái)建造、維護(hù)有利的一面。但是船臺(tái)水深比干船塢水深小得多，造成上排作業(yè)受水深的束縛大，上排前需要對(duì)水深進(jìn)行精確測(cè)算。

為解除水深的束縛，可以采用以下幾種方法滿足上排作業(yè)對(duì)水深的要求。

1）船舶水下橫向入墩代替常規(guī)的縱向入墩。艉部龍骨為升高龍骨，艏部龍骨下有約1 m 高的球鼻艏。如果采用船舶縱向入墩的方式上排，船臺(tái)水深嚴(yán)重不足，球鼻艏會(huì)撞擊到邊墩及艉部升高中心墩，造成球鼻艏的損壞。為防止球鼻艏受損，可將斜架車先下放至船臺(tái)水下滑道末端，船從水下船臺(tái)的一側(cè)橫向平移進(jìn)入船墩上方，此種方法稱為船舶水下橫向入墩。這種方法可降低上排水深，達(dá)到比要求值低1.5 m 以上，有效降低了上排作業(yè)對(duì)水深的要求。

2）在高潮位實(shí)施上排，增加上排水深。潮位隨季節(jié)的變化差異很大，以某3 000 t 船臺(tái)附近海域?yàn)槔谙募救臻g有很高潮位。如果船舶在夏季上排，只需要選擇在高潮位橫向入墩上排，就可以解除水深的束縛。

3） 當(dāng)船舶在春季、秋季特別是冬季上排時(shí)，不是每周都有足夠的潮位滿足船舶上排。這時(shí)就要選擇一個(gè)相對(duì)較高的潮位，一方面降低船墩基線高度，降低水深要求；另一方面在保證船舶坐墩穩(wěn)性的前提下，通過(guò)增加邊墩的數(shù)量、面積，降低邊墩的高度，降低船舶橫移入墩對(duì)水深的要求，進(jìn)一步降低上排水深要求。

采取以上措施后，可以保證該船上排有0.3 m及以上的水深裕度，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。

3 船墩設(shè)計(jì)

某船上排質(zhì)量約2 000 t，設(shè)計(jì)中心墩可以承載該船的全部質(zhì)量，8 組邊墩承載該船約三分之一的質(zhì)量。

中心墩的結(jié)構(gòu)為鋼質(zhì)箱體內(nèi)裝砂子，砂子上鋪設(shè)鋼板、木方（簡(jiǎn)稱為砂箱中心墩）。砂箱中心墩既有足夠的強(qiáng)度和剛性，可承載船的全部載荷，又有良好的緩沖性能。當(dāng)個(gè)別砂箱中心墩受力大時(shí)，砂箱中心墩可被壓縮，附近的其它中心墩可分?jǐn)偲漭d荷，避免因坐墩位置偏差等原因造成個(gè)別中心墩應(yīng)力過(guò)于集中而導(dǎo)致船體變形。

邊墩采用鋼架、上鋪木方結(jié)構(gòu)，受力最大邊墩鋼架位于舯部，船墩型值平緩，主要起承載作用，最大受力450 kN。邊墩鋼架采用125×125×12的角鋼制作。按邊墩頂面有450 kN 的垂直均布載荷，受力模型如圖2所示。經(jīng)有限元分析，最大集中應(yīng)力為151 MPa，安全系數(shù)1.5，滿足承載該船的強(qiáng)度要求。

圖2 受力模型

4 上排操作

上排流程：①該船橫向定位在水下斜架車的外側(cè)；②水深滿足要求時(shí)，橫移船入墩；③控制斜架車和船同步行進(jìn)，水深裕度逐漸減小；④水深裕度0.3 m 時(shí)，開始精確控制船與船墩的位置；⑤斜架車和船繼續(xù)同步行進(jìn)，船體全部坐墩。

上排的每個(gè)步驟如何監(jiān)測(cè)、控制好船和水下船墩的相對(duì)位置是保證坐墩精度的關(guān)鍵。

為精確監(jiān)測(cè)船和水下船墩的相對(duì)位置，在艏部和艉部的隨船小車上安裝艏定位標(biāo)桿和艉定位標(biāo)桿。定位標(biāo)桿上設(shè)水深標(biāo)尺，上排操作人員可以通過(guò)定位標(biāo)桿監(jiān)測(cè)水深裕度和坐墩位置偏差。

為精確控制船和水下船墩的縱向位置，將船和斜架車用鋼纜連接成一個(gè)整體，通過(guò)觀察定位標(biāo)桿處水深裕度和標(biāo)桿對(duì)應(yīng)船體的舷側(cè)標(biāo)記，合理收放鋼纜，控制好船和船墩的縱向相對(duì)位置，保證船坐墩的縱向偏差符合要求。

為精確控制船和水下船墩的橫向位置，在中心墩的一側(cè)（即船橫移入墩前，所處位置的另一側(cè)）加裝定位邊墩，定位邊墩高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它邊墩的高度，斜架車和船同步行進(jìn)時(shí)，船始終與定位邊墩接觸，便可保證坐墩橫向偏差滿足要求。定位邊墩解決了船在涌浪作用下坐墩精度不容易控制的缺點(diǎn)，降低了上排操作難度。

上排前，技術(shù)人員編制上排方案和上排作業(yè)指導(dǎo)書，并向上排操作人員和船方人員進(jìn)行了安全技術(shù)交底，明確上排流程人員分工、操作中的難點(diǎn)和關(guān)鍵工序，做到人人服從指揮、各司其職、協(xié)同配合，順利完成了2 000 t 某船安全、快速上排。目前通過(guò)此種上排設(shè)計(jì)、操作方法，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多艘1 000 t～2 000 t V 型底船的安全、快速上排。