大吨位小水线面双体船分段建造技术

等：　张　芳，　大吨位小水线面双体船分段建造技术·３１·

大吨位小水线面双体船分段建造技术

张　芳，雷　丽，陈　凤，王春永

（）渤海船舶重工有限责任公司，辽宁葫芦岛１２５００４

　　提　要　小水线面双体船优良的耐波性和宽敞的甲板面积使其应用范围越来越广泛。该船型特点之一就是连接桥处以及支柱体首尾处线型复杂，同时湿甲板面积较大、板厚较薄，具有三条中心线（船体中心线、左片，体中心线及右片体中心线）建造变形控制比较困难。该文以渤海船舶重工有限责任公司为中国科学院成功建造的２从分段划分设计、胎架设计以及分段建造流程方面，介绍了大吨位小水线５００ｔ综合科学考察船为依托，　面双体船的分段建造技术。

关键词　小水线面双体船　分段划分　胎架设计　分段建造流程中图分类号　Ｕ６７１　　　文献标识码　Ａ

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接收缩变形，保证分段合拢后线形光顺，将分段划分在距水密舱壁（ＦＲ３８、ＦＲ７０）１５０ｍｍ处。即将左右舷潜体分段分别划分为３段，共计６个分段。１．２　连接桥分段划分

科考船是在高七垮内建造，七垮最大宽度为而科考船船体最大宽度为２且此处结构２８ｍ，６ｍ，

是箱型结构，如采用普通的分段划分方法，分段合拢困难。为保证分段在垮内翻身及顺利上船台合拢，必须将连接桥分段在纵向靠近船中位置分割为两

，作者简介：张　芳（女，研究员级高工。１９６８－）

１　分段划分技术

分段划分应充分考虑工厂起重能力、船体结构特点及保证分段合拢后线形光顺的前提下进行设计。为保证分段合拢后符合精度控制及建造公差要

１］

，求［应尽量减少分段大合拢缝。

１．１　潜体分段划分

为保证分段一端有足够的强度，减少合拢缝焊

段。为此在分段划分设计上将内部结构与外板错

开，将内部构件斜向切开。分段合拢时先上左舷，右舷分段可直接与左舷分段结构搭接合拢。解决了分段合拢施工的难题。即将左右舷分段分别划分为共计１５段，０个分段。

１．３　上甲板分段及上层建筑分段划分

上甲板分段原则上同连接桥分段一样。由于该部位分段重量较连接桥分段轻，为减少分段合拢焊接变形，将该部位左右舷分段分别划分为３段，共计６个分段。

上层建筑分段划分时以各层甲板为基础分别划

分为船长甲板分段、驾驶甲板分段和罗经甲板分段。１．４　分段精度控制

对分段余量分布进行研究，尽量提高分段无余仅将分段一端预留余量，另一端为无余量量装配率，

或适当的补偿量。尽量避免在装配过程中进行二次切割，由于二次切割增加了受热的变形和内应力，会对分段变形的控制和后续工序的施工带来不利影响。减少分段合拢时重复加热，可有效控制装配过保证分段合拢后的设程中的板材不均匀受热变形，计指标。图１为科考船分段划分图

。

图１　科考船分段划分图

２　分段胎架设计技术

分段胎架设计的重点就是控制分段建造过程中的焊接变形，考虑到潜体及连接桥分段是线型较复杂的曲面分段，根据建造方法在胎架设计中主要采用模板胎架设计，甲板胎架采用槽钢或工字钢胎架。２．１　潜体分段胎架设计

潜体分段胎架模板铺设间距以肋距为准，曲形较大的部位采取加密间距的方法。胎架预留适当的

２］

，反变形量能有效减少分段结构装配和焊接变形［

最后研究确定反变形量为Ｌ／１０００（Ｌ为分段总　，长）横向构件多的分段，其变形量加放在分段构件中的纵向位置，反之加放在分段构件的横向位置。因此潜体分段在纵向根据分段的长度加放了反变形

量。由于设计中采取了预留反变形量的技术，在分段结构焊接过程中，有效地控制了分段两端上翘、分段塌腰、外板波浪变形等焊接常见技术问题的发生。潜体分段胎架设计如图２所示

。

大了与板材变形约束面积，有效减少了结构装配焊接时的变形。

根据科考船船体外形结构复杂、分段制作难度在生产设计过程中，进行了充分试验，将大的特点，

曲面分段采用模板胎架，平面分段采用倒装法的工字钢胎架，使结构装配焊接变形得到了有效控制。

３　分段建造流程

分段建造原则是以船体为基础，以舾装为中心，以涂装为重点的壳舾涂一体化。胎架数量根据一胎尽量降低成本，提高经济效益。各分段多用的原则，

所属基座、舾装件和予埋管等均应在分段制作时预装或安装完毕。

３．１　潜体分段建造流程

（）外板上胎拼接。将所属分段底部中心外板１作为基准吊上胎架，外板胎上定位后进行外板内侧焊缝施焊，施焊顺序从中间向两端依次对称焊接。（）划结构线。在焊后交检合格后的外板上按２

分段施工图尺寸划出肋骨、舱壁及纵横结构安装线。

图２　潜体分段胎架模板示意图

肋位线每档加放１ｍｍ收缩量。划线自检验合格后打洋冲。最后进行划线完工交验。）结构装配。３　　（

①潜体分段环肋骨装配；

；安装方法同上）②潜体分段加强环肋骨装配（

③肋骨与外板装配；④安装纵向加强梁；⑤两侧水平桁预装；

⑥舱壁安装；

平台隔壁、两侧立板及所属⑦安装下平台板、加强肘板；

⑧潜体分段两侧上部外板封焊；

连接肘板等最后装焊。⑨分段内部嵌补板、（）分段焊接。４

（）装舾装件、加强和吊耳。５

（）划出分段基准线、检查线。６（）分段下胎完工交验。７

２．２　连接桥分段胎架设计

对于连接桥、主甲板分段铺设通用槽钢胎架，胎架上增设反变形。胎架设计间距为６００ｍｍ×

针对首部分段湿甲板线型变化复杂，专１０００ｍｍ。　

门设计制作湿甲板胎架，在胎架设计中同样预留反变形量。以尾部２具体形式如图３１５分段为例，所示

。

图３　连接桥２１５分段胎架图

（）分段涂装并待船台装配。８

３．２　连接桥分段建造流程

连接桥分段（尾部线型较大的２装１５分段除外）。配工艺（倒装法）

在专用装配胎架上以主甲板为底采用倒装法建造。胎架制作采用槽钢框架，间距同科考船肋骨间距，为６００ｍｍ×１０００ｍｍ。安装顺序如下：　

２．３　上层建筑胎架设计

上层建筑分段采用立式胎架，将面板宽高２１００ｍｍ，５０ｍｍ的工字钢按１０００ｍｍ×　

分段四周钉焊。这样增１０００ｍｍ的间距制作胎架，　

·３４·造船技术　　２总第３０１５年第３期（２５期）　

）主甲板上胎拼板；１　　（

（）主甲板结构划线；２

（）纵横结构依次定位安装；３（）隔壁安装；４

（）安装湿甲板外板，为控制两侧湿甲板外板线５型，分段上安装临时支撑，支撑设置在强构件附近；

（）安装上平台及所属加强结构；６

（）待全部结构定位焊结束后，完成焊前交验７

后有序开展后续工作。

３．３　高应力区焊缝焊接控制

小水线面双体船支柱体在舷台部位为结构高应力区，对焊接质量应严格要求。该部位结构应保证较小的焊接残余应力。支柱体外板水平焊缝母材与焊接材料应平滑光顺过渡，并要求人工打磨光顺。焊接时应连续施焊，减少停顿。高应力Ⅰ区及高应力Ⅱ区位置如图４所示。

合格等级为Ⅰ　　高应力区焊缝要求进行Ｘ探伤，

级。为保证高应力区焊缝焊接质量专门制订如下施工方案。

高应力Ⅰ区的外板水平和垂向焊　　分段制作中，

缝，其母材与焊接材料应平滑光顺过渡，焊缝表面不打磨后焊缝余高１ｍｍ～３ｍｍ。得有明显凹凸存在，

船台合拢中，高应力区内外板的垂向和水平大合Ⅱ拢缝其母材与焊接材料应平滑光顺过渡，焊缝表面不得有明显凹凸存在，打磨后焊缝余高１ｍｍ～３ｍｍ

。

图４　结构高应力区

　　下潜体及连接桥分段高应力区外板横缝及纵缝

（，纵缝上下遇十字接缝则上下延伸３除进行００ｍｍ）Ｘ探伤以外增加１００％超声波检验。要求超声检验

４］

。对达不到标准的部位进行全面标准为一级合格［返修。

此重点部位的装配和焊接必须由较高等级的装配工和焊工施工，确保焊接质量。

４　结束语

实船建造完工的主尺度测量结果如表１所示。

表１　主尺度测量结果

序号１２３４５６７８

测量项目总长Ｌｏａ垂线间长Ｌｐｐ

型深Ｈ　型宽Ｄ　设计水线长Ｌｗｌ

基线挠度下潜体长度艏艉上翘

５３．５８５ｍ理论值６０．９０ｍ５３．４ｍ１０．５ｍ２６ｍ５０．７８ｍ

允许公差±６０ｍｍ±５０ｍｍ±１０ｍｍ±２６ｍｍ±５０ｍｍ±３５ｍｍ±５３ｍｍ

艏上翘±４０ｍｍ艉上翘实测值偏差值

左舷－１７ｍｍ＋４０ｍｍ＋１０ｍｍ－２５ｍｍ

－１７ｍｍ－３ｍｍ

左０＋２－２４－３４－２６－５＋１５右０－６－２１－３１－３０－１４－１６－１７ｍｍ＋１５ｍｍ

＋１５ｍｍ－１６ｍｍ右舷－３５ｍｍ－２６ｍｍ＋１２ｍｍ

该船变形控制效果显著，实　　实际测量结果显示，

船外形光顺美观，符合原设计的各项指标要求，是目前大吨位小水线面双体船比较实用的建造技术。

参考文献

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［］钢制海船入级规范［北京：人民交通２Ｍ］．　中国船级社．

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［］任慧龙，曾骥．预测船体分段焊接变形方法概述３　李鸿，

［］．船舶工程，Ｊ２００５，５：５５－５８．

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