小型船舶整体吊装下水工艺

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摘 要：船舶下水是船舶建造过程中一个非常重要的环节，方式多样各异。船舶整体吊装下水方式作为一个非常规的下水方式，主要是根据船厂坞期安排及自身的吊运机械设备的吊运能力应运而生，是比较经济、适用的一种下水方式。此种方式不占用船坞或船台，在吊机覆盖的地面区域即可实施。该文根据小型船舶整体吊装下水的实施案例，通过对下水前的方案设计、策划、下水吊装工艺等，介绍船舶整体吊装下水的原理、方法及流程工艺，探讨整体吊装下水作为小型船舶下水方式的可行性及优越性。

关键词：船舶 吊装 下水

中图分类号：U671 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（a）-0064-04

船舶下水是船舶建造过程中一个非常重要的环节，常规自带动力船舶达到一定的下水状态必须下水，否t后续类似轴系较中、舱室强度试验等工作将无法开展。目前，除了拥有船坞的船厂可以采用出坞下水外，下水的方式还有很多，以纵横方向分作两大类的话，纵向下水以纵向油脂、滑道方式占主要地位，中小型船舶采用较多的纵向下水方式还有气囊滚动下水；横向下水采用轨道、液压堕船小车、机械方式见多数；其他还有一类针对小型船舶下水方式――整体吊装下水。船舶下水的各种方式都有各自的优缺点，这里不做详细阐述。船舶整体吊装下水方式，主要是根据船厂坞期安排及自身的吊运机械设备的吊运能力应运而生的方式，下水整体重量能够控制在吊机的最大安全负荷范围内的船舶比较适用且经济的一种下水方式。此种方式不占用船坞或船台，在吊机覆盖的地面区域即可实施。根据广新海事重工股份有限公司近年来建造的30 m港作拖轮整体吊装下水操作的实践，着力向大家推荐小型船舶整体吊装下水工艺的优越性，安全、环保、经济。

1 基本参数

具体情况见表1。

2 工作原理、工艺流程

2.1 工作原理

在船舶重心的前后主船置（计算）设置吊点，通过吊装索具或其他工装，利用大型吊运设备，将船舶整体吊运至水中，以达到船舶下水的目的。

2.2 工艺流程

船舶整体吊装下水工艺过程分为4个步骤。

第一步：对船型及船舶状态进行分析、计算，确定船舶整体吊运方案及详细吊运工装的设计。

第二步：在船舶前后主船体设计吊点位置安装吊运工装，并检查、探伤合格。

第三步：对吊运索具进行检查、确认、安装；对吊运设备的状态进行检查、确认；对船舶自身的状态进行检查确认；以上3点均满足条件，即具备吊运条件。

第四步：选择恰当的时机进行，将船舶吊运下水，完成下水全过程。

3 实船下水作业

以“30 m NPS TUG”船为例，讲述该船型的整体吊运下水工艺。

以下为吊装方案示意图（见图1）。

说明如下：

（1）全船共使用工装垫块3个，设置在船体艏部，舷顶列板上端采用圆管包边保护，防止刮损吊带。吊带在船舶下水后将工装卸下收回。

（2）下水后将艉部伸出甲板面的加厚板按结构图数值修割整齐并打磨。

（3）吊装所用到的吊带、钢丝，须检测合格，卸扣要探伤检测，艉部的加厚板与船体结构的对接焊缝和角接焊缝100%UT探伤检测，所有的检测合格方可使用。

（4）表2中的卸扣和钢丝绳为最低配置，可使用更高规格的代替。

3.1 30 m NPS TUG整体吊运方案负荷计算

3.1.1 船舶吊运时的重量

根据设计统计，船舶下水重量为450 t。

3.1.2 门吊的起吊能力

按600 t 计。吊钩、钢丝绳及工装总计约15 t，起吊净重约465 t ，在龙门吊起吊负荷范围内，吊运星级为四星级。

3.1.3 起吊方案

（1） 在船体艉部分段的舷顶列板设置一块加厚板，并伸出甲板面作为吊耳，左右舷各一块，采用常规吊环加卸扣的形式挂钩（见图2）。

（2） 在船体艏部区域工装垫块，采用吊带兜吊的形式，垫块主体为钢板焊接成的箱体2600×320×320 mm，上面铺150 mm厚的橡胶板，使吊带的集中载荷变成在6个肋位间的均布载荷（见图3）。

3.1.4 受力分析

以下为受力分析示意图（见图4）。

（1）下水重量450 t，重心在：X=FR31+300，Y=-61.4， Z=4208.46，重心高度对吊装无影响，重心向右偏61.4 mm，1#和2#钩吊重相差很小，只有2.3 t，在吊钩的起吊范围内，对吊装几乎没有影响，1#和2#钩吊重以相同计算。艉部吊点距船舶重心的纵向距离为6 800 mm，艏部垫块吊点中心距船舶重心的纵向距离6 950 mm。

（2）在艉部，采用上小车的1#钩和2#钩挂钩，钢丝绳垂直，两个吊钩分别受力均为：F1：2×F1×（6800+6950）-530×6950=0 F1=113.8 t，F1平均分给4个吊耳，每个吊耳受力约为28.6 t。

（3）在艏部，3#钩的吊钩受力为F2：F2×（6800+6950）-530×6800=0 F2=222.5 t

吊带的兜吊形式及角度如图4所示，每根吊带受拉力为P，上垫块受压力为Fa，舭部垫块受压力为Fb，下垫块受压力为Fc；2P=F2/2/cos8°=115.2 t，P=56.2 t，

在舷侧a处，垫块对船外板的压力为：Fa=2×2P×cos84°=23.5 t。

在舭部b处，垫块对船外板的压力为：Fb=2×2P×cos62°=105.5 t。

在底部c处，垫块对船底呆木底板的压力为：Fc=2×2P×cos61°=108.9 t。

（4） 船体局部强度验算。

①单根吊带在舷侧外板与甲板的角接处的压力为Fa/2=11.8 t，该位置有两根半圆管支撑，足以将11.8 t压力分散到甲板和强肋骨上。

②工装垫块在舭部外板的压力为Fb=105.5 t，承压区域有6档T型材，T型材腹板板厚10 mm，承压面积达420 cm2，压应力为251.2 kg/cm2，比允许压应力800 kg/cm2小。

③工装垫块在船底呆木外板的压力为Fc=108.9 t，呆木底板板厚25 mm，承呵域有6档肋板，承压面积达452 cm2，压应力为240.9 kg/cm2，比允许压应力800 kg/cm2小。

由以上计算可知，工装垫块对船体外板的压应力均小于允许压应力，受压构件的长度方向较小，不会发生构件失稳，垫块对船体外板不会造成挤压变形。

3.2 30 m NPS TUG整体吊运施工工艺

如图1（吊装方案示意图）所示。

（1）在艉部的伸出加厚板的吊耳处焊接吊耳垫板，以及装焊三角肘板。每个吊环焊接两块垫板，保证内圆边平齐，外圈焊接，焊角不小于15 mm。

（2）在舷墙的FR43和FR48位置各焊接一个5 t-A的吊环，用来挂工装垫块用，左右对称，共4个。

（3）在地面上按30 m港作船吊运方案示意图中φ16钢丝绳固定垫块示意图把一舷的下垫块、舭部垫块、上垫块固定在φ16的钢丝绳上。同样把另一舷的上垫块和舭部块固定在钢丝绳上。如果下垫块先联结后不好放进船底处，可先把下垫块放在该处船底地面，再联结钢丝绳。

（4）艏部在吊装安装工装垫块前，注意现场检查船底墩位是否与垫块位置和钢丝绳冲突，若有冲突的墩位，请在旁边位置加墩后再拆除相冲突的墩位。请勿直接拆墩。

（5）将连接好的垫块挂在5t-A吊环上，最后收紧φ16钢丝绳，微调垫块位置，使垫块的橡胶与船外板紧贴，如有的地方实在调不到位可增木楔，增大与外板的接触面。

（6）若收紧φ16钢丝绳过程中出现钢丝绳刮到外板，须做好保护，可用橡胶皮包裹一下与外板接触区域的钢丝绳，保护外板油漆不受到钢丝绳的刮损。

（7）放下上小车的两侧1#、2#吊钩，各挂上图纸所示的钢丝绳，钢丝绳使用卸扣与吊环连接。

（8）放下下小车3#吊钩吊排，使用吊排上原配的100 mm长30 m的钢丝，两头各挂上120 t卸扣，120 t卸扣穿两根高强度环形吊带，两根环形吊带的下端使用85 t卸扣连接在一起，85 t卸扣下再连接40 m的高强度的合成纤维吊带。

（9）用吊排的一边的高强度环形吊带牵引40 m的合成纤维吊带的一端，另一端绕过船底与吊排另一边的高强度环形吊带上的卸扣连接。吊带收紧的过程中确保40 m的合成纤维吊带附在垫块的限位槽内。

（10）艏艉挂钩完毕后，缓慢上升吊钩，使吊带拉直，使上下小车约受10 t载荷，观察艏部垫块与船体外板接触面的贴合情况。如发现有异常情况立即松钩调整。

（11）检查有无安全隐患。

（12）安全人员将无关人员清离现场，指挥下小车上升，上升到距墩位高200～300 mm时，停止静载5～10 min，检查有无异常情况，没有发生异常情况下指挥下降100～200 mm，检查制动系统是否正常，门吊吊梁弯曲情况，检查有无异常情况。同样的操作需要做3～5次，没有发生异常时，确认安全后，指挥行车正常上升到4 m后停止，检查有无异常情况，未发生异常时，按常规吊运操作即可。吊装行走按设计安全路线行走。

参考文献

[1] 黄浩.船体工工艺手册[M].国防工业出版社，2013.

[2] 广新海事重工股份有限公司.船舶整体吊运下水工艺方案[Z].