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1、3500TEU集装箱船舱内导架在横隔舱分段上的预装工艺一、 概述3500TEU集装箱船是我公司近年来建造的主打系列产品,自#陆家嘴厂区开工的首制工厂编号SS197轮开始至今已经建造了30余艘.2004年我公司实施整体搬迁,东进崇明基地后,施工场地、设施和施工环境发生了巨大变化,施工条件有了很大改善；同时,为了满足当时一个船台搭载的快车道要求,公司重申了以分段中间产品为导向,强化分段壳、舾、涂一体化的建造思路.在这种思路的指导下,公司设计部门和施工部门一起,以提高生产效率、缩短造船周期为原则,对后续建造的3500TEU船从分段精度制造、预舾装工艺、分段结成和总装大合拢等各个环节都进行了优化.导架
2、作为集装箱船的一种主要结构形式,因其数量众多,施工面大,自然成了工艺优化中的一项关键内容.由于要充分考虑到分段制造精度、分段中组和大合拢的总体精度要求,所以传统的导架安装工艺均为船台搭载阶段实施.导架在分段上预装工艺的提出,是一个全新的课题,国内尚无任何现成经验可以借鉴.为此,我们在优化设计和实际施工中将该项目作为重要课题,成立了课题组进行攻关,通过制定详细、具体的工艺步骤和工艺实施过程中的全程监控,保证了该工艺的顺利实施.二、 集装箱舱内导架预装的施工工艺分析1. 选取舱内导架预装作为工艺改进的可行性说明根据该船的结构设计特点,尤其是集装箱的布置和装载强度要求,舱内需安装导架、压力导轨和集装
3、箱固定件.导架垂直安装于横隔舱两侧,压力导轨垂直安装于两侧徬板和相应平台区域,固定件则对应导架和压力导轨布置于底层集装箱堆放箱角处.固定件的安装需要考虑分段合拢后的总体平整度和位置误差问题,且体积和重量很小,安装灵活方便,所以全部在船台搭载区域实施安装.两侧徬板区域压力导轨安装要考虑舱口围与徬板分段合拢以与徬板与横隔舱分段合拢后的双向精度控制问题,分段安装难度很大；平台区域的压力导轨多设置在分段胎架面或前后分段的合拢接缝处,由于外板线型较大,大多数分段无法进行翻身操作,所以也无法满足分段上的安装要求,下图一为压力导轨安装后的两种基本形式：平台区域压力导轨合拢缝舱口围徬板分段徬板区域压力导轨这样
4、,我们就把研究的对象集中到舱内导架上来.由于横隔舱分段为整体划分,上口包含舱口围部分,下口与双层底内底板相接,两侧与徬板分段相接；同时分段制造上、下面均为水平面,高度低.这些都为导架在分段阶段的预装创造了有利条件.2. 传统的施工方法与不足之处根据原施工工艺,所有的导架要待船台分段合拢结束以后进行测量、划线和安装施工.在此阶段进行测量和划线,消除了合拢阶段的尺寸误差,对保证导架的安装精度有利,但我们也必须充分认识到这一工艺的弊端：1) 由于导架的数量较多,势必带来繁琐的高空吊装作业,危险性大；2) 考虑导架的长度和重量,船台吊装必须使用大型门吊,加上导架安装定位时门吊的滞留时间,必然造成门吊资
5、源的浪费；3) 垂直立体作业,造就了恶劣的施工环境,给测量、划线、定位、电焊等各工种带来施工难度,同时需配备大量的辅助脚手架,以至工程耗时耗利；4) 分道施工以与恶劣的施工环境势必带来施工周期的延长,而在我们船台资源本来不足的情况下,这是我们最最不能容忍的问题.3. 新工艺的实施要求和特点 与传统安装工艺不同,优化后的施工工艺要求将导架安装的工位前移,即横隔舱分段上的导架必须在分段制作阶段施工交验完毕.这样一来,我们完成了船台工作平台做,高空立体作业平面做的转变.这一转变有效解决了传统工艺的不足：施工条件的改善,大大提高了工作效率,施工质量明显改观；船台工作量的减少和船台区域资源的有效节约,为
6、船台周期的革命性变化奠定了基础.从以下图二和图三我们可以直观的感受到新工艺实施后施工情况的显著变化：传统工艺下导架的施工状态新施工工艺下导架的施工状态当然采用平台分段预装的施工工艺和作业方法也不是没有风险的,为了保证此项工作的顺利开展,我们制定了详细的实施工艺.三、舱内导架在横隔舱分段上预装工艺的具体实施1. 横隔舱分段的制造要求作为导架安装的载体,横隔舱分段正反两面均要安装导架,为了防止分段翻身过程以与翻身后焊接工作带来的分段变形,除极少部分需要仰焊的部位外,主体结构必须在安装第一面导架前焊接结束.同时为了确保导架安装的准确,在分段焊接结束后,须按工艺检测表要求进行详细的精度检测.具体检测内
7、容如下数据单位皆为毫米：1) 横隔舱分段的长、宽、高三向尺寸和对角线尺寸.2) 以中心线为基准,测量距中1458、4026、6544、9026、11580纵向隔板的实际距中尺寸.3) 以BL20800舱口围顶板为基准,测量BL4384、6988、9592、12196、14800、17650平台,与BL19815扶强材高度的实际尺寸.4) 检测横隔舱分段平整度,测量点为距中1458、4026、6544、9062、11580与BL1900、4384、6988、9592、12196、14800、17650、19815的交点处.由于分段胎架面均进行了平面望光和两次划线操作,平整度和分段型尺寸基本可以保
8、证,所以以上数据主要针对脱胎前上表面非胎架面进行检测.检测结束后,将实测数据与理论要求数据进行对比,检测结果若有超差,必须修整到公差范围之内；如局部变形较大,无法满足平整度的要求,可适当放松胎架,确保上表面的平整度要求达标.然后根据上表面检测数据望光,在分段的上下两面各调制出一个水平基本,并通过竖制角铁的方法作出记号,供导架安装时使用.2. 导架安装线勘划数据单位皆为毫米 由于导架数量较多,为了保证准确和快速的将导架安装到位,工艺要求在分段的两面分别画出导架的安装基准线,具体步骤如下：1) 以中心线为基准,向左右两侧划出距中1458、4026、6544、9062、11580的导架安装左右位置线
9、.2) 以BL20800舱口围顶板为基准向下划出BL19815、17650、14800、12196、9592、6988、4384导架安装上下位置线.3) 分段翻身安装前按同样步骤重复划出反面导架线.3.导架安装与过程控制1) 单组导架在导架制作专用胎架上成型后,根据分段预装计划按编号配送到横隔舱分段上进行安装.2) 具体安装过程和尺寸数据参照导架总装图图号9800A、C92H和勘划好的安装线进行,3) 安装中必须按照基准面仔细测量导架安装后的高度,保证安装好的导架在同一水平面,并按检测表要求进行焊前和焊后的检测.4) 对于后端胎架面为水密横舱壁,前端为导架支撑的分段,前端导架安装焊接结束后可起
10、到辅助加强作用,允许分段直接接翻身装后端导架；对于前后端都是导架支撑的分段,则要根据分段的结构特点对胎架面进行必要的翻身加强,然后再翻身装后端的导架.5) 单面导架安装完毕,分段翻身后,必须将分段翻身前剩余的焊接工作全部结束,然后参照先前确定的基准面,通过火工等手段消除因分段翻身和焊接工作所引起的结构变形.待基准面复原后再进行第二面导架线勘划和安装工作.4. 导架安装的公差标准数据单位皆为毫米相邻两组导架间距2460+3-0导架平整度+3-0导架安装高度 +0-3其它公差标准按导架总装图图号9800A、C92H分段导架安装施工完毕后如下图四、图五所示：单面为水密横舱壁的分段两面均为导架支撑的分
11、段4、技术效果分析通过对3500TEU集装箱船横舱壁导架安装进行工艺优化,推进了公司造船新技术在生产中的实际应用；通过不断总结经验,持续改进,新工艺在后续同型船只上得以顺利实施,且成果显著：1) 集装箱导架由原来散装到分段预装结束,大大减少了船台工作量,改善了船台作业环境.下图六是全船导架和压力导轨的舱室布置图,其中以A、C编号的为舱内导架,以B编号的为压力导轨.统计可见,全船导架与压力导轨共计410根,横隔舱12只分段上共预装导架248根,为总数量的60.5%；考虑到各自的长度问题,导架的分段预装工作量可以达到安装总量的75%以上.说明：12舱导架需跨分段安装,单只分段无法完成预装工作,目前
12、仍与压力导轨采取同样的方式安装2) 采用优化新工艺后,由于制定了专门的测量工艺并严格检测,确保了导架的安装精度.从分段合拢完毕后相关人员的检验证明,导架的安装偏差大大优于传统的船台散装方式,为码头套箱工作提供了有力保证.3) 在后续3500TEU集装箱船的建造过程中,船台建造周期明显缩短,由最初的166天,先后缩短到72天,60天,以至40天左右的国内同型船最高水平,这里面,导架的分段预装工艺是重大贡献之一.5、结束语3500TEU集装箱船目前已成为我公司的拳头产品,导架分段预装工艺通过不断完善,日趋成为我公司的一项先进的成熟工艺,为建造同类型集装箱船舶积累了宝贵经验.考虑到后续同型集装箱船PSPC新标准要求,我们已着手新课题的研讨,压力导轨在分段结成乃至分段制造阶段的预装是我们下一步必须解决的问题.相信通过我们不断完善和提高施工工艺,改进检测手段,不断将施工的新工艺、新技术应用于生产实践,定能让公司的造船水平更上一个新台阶.
