船舶上层建筑整体吊装技术研究综述
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船体分段吊装工艺探索分析一、引言船体分段吊装工艺是指将船舶整体结构分为几个大块进行吊装组装的工艺,是船舶建造过程中的关键环节。
它不仅直接关系到船舶建造周期和质量,还影响着船舶的性能和安全。
对船体分段吊装工艺进行探索分析,可以有效提高船舶建造效率,保证船体各部分之间的组装连接质量,提高船舶整体结构的稳定性和安全性。
本文将从工艺流程、工艺优化和安全管理三个方面进行船体分段吊装工艺的分析探索。
二、工艺流程的分析船体分段吊装工艺的工艺流程主要包括分段设计、吊装设备选择、现场操作等环节。
分段设计是整个工艺流程的重要环节,它需要根据船舶设计图纸和各结构部件的特点,确定每个分段的大小、形状和重量,以便后续的吊装和组装。
对吊装设备的选择也至关重要,合适的吊装设备可以保证吊装过程的顺利进行,同时确保吊装操作的安全。
现场操作是工艺流程中的关键环节,在吊装过程中需要严格按照操作规程进行操作,确保分段的精准吊装和准确组装。
对工艺流程的分析可以发现,在每个环节都存在着一定的复杂性和技术难度,需要工程技术人员具备丰富的经验和专业知识,才能顺利完成各项工作。
为了提高工艺流程的效率和质量,需要不断探索和优化各个环节,提高工艺流程的整体水平。
三、工艺优化的探索在船体分段吊装工艺中,工艺优化是提高工艺流程效率和质量的关键。
针对分段设计环节,可以通过优化设计方案,减少分段数量和提高分段结构的统一性,从而减少吊装次数和减轻工艺负担。
对吊装设备的选择也可以通过技术更新和设备更新,提高设备的吊装能力和操作灵活性,从而提高工艺流程的效率和安全性。
在现场操作环节,可以通过培训操作人员和引入先进的智能化技术,提高操作人员的技术水平和操作的精准度,确保吊装和组装过程的顺利进行。
工艺优化的探索需要在实际的工作中不断进行尝试和总结,同时结合船舶建造的实际情况,提出切实可行的优化方案。
需要密切关注吊装技术和设备技术的发展趋势,及时引进并应用先进的技术和设备,为工艺优化提供技术支撑。
超大型油轮上建整体吊装工艺作者:张玛高丽龚永林来源:《广东造船》2013年第05期摘要:本文以广州龙穴造船有限公司在建的32万载重吨VLCC为例,介绍超大型油轮上层建筑整体吊装工艺。
关键词:超大型油轮上层建筑;整体吊装工艺VLCC Superstructure Complete Assembly Lifting TechnicZhang Ma, Gao Li, Gong Yonglin( CSSC Guangzhou Longxue Shipbuilding Co.,Ltd. Guangzhou 511462 )Abstract: In this paper, taking Guangzhou Longxue Shipbuilding Co. Ltd. in 320000 DWT VLCC as the object, introduces the VLCC superstructure complete assembly lifting technic.Key words: Superstructure of VLCC; Lifting technic1 前言VLCC船作为远洋石油运输的战略性运输工具,是国家进口原油运输不可或缺的“助手”。
随着船舶主尺度的增加,VLCC的上层建筑尺寸和重量随之增大,其内部布置复杂程度亦随着增加。
上层建筑整体吊装,对缩短造船周期、降低劳动成本和提高生产效率具有十分重要的意义。
由于VLCC的上层建筑具有尺寸大、重量大和刚性弱的特点,因此有必要探讨上层建筑整体吊装工艺,保障整体吊装顺利进行。
本文以广州中船龙穴造船有限公司建造的32万吨VLCC原油轮为例,介绍超大型油轮上层建筑整体吊装工艺。
2 上层建筑概况上层建筑整体长17.1m(Fr34~Fr53)、宽60m(包括翼桥)、高22.15m,共有七层。
自上而下分别为:罗经甲板及其下围壁、驾驶甲板及其下围壁(包括翼桥及其支撑)、E甲板及其下围壁、D甲板及其下围壁、C甲板及其下围壁、B甲板及其下围壁、A甲板及其下围壁,如图1所示。
船体分段吊装工艺探索分析1. 引言1.1 背景说明船体分段吊装是造船工程中一项重要的工艺环节,指的是将船体分成若干段进行吊装组装的过程。
随着船舶建造技术的不断发展和提升,船体分段吊装工艺也得到了不断完善和创新。
背景说明部分需要从船舶建造工艺的发展历程入手,介绍船体分段吊装工艺在船舶建造过程中的地位和作用。
船体分段吊装工艺的引入,使得船舶建造过程更加高效、安全和精确,为船舶建造行业带来了诸多益处。
通过本文的研究探索,将进一步探讨船体分段吊装工艺中存在的问题和挑战,为改进和提升这一工艺提供理论支持和实践指导。
【字数:198】1.2 研究目的研究目的是通过对船体分段吊装工艺进行深入探索分析,全面了解该工艺的现状、优缺点、改进措施、应用案例以及发展趋势,为推动船体分段吊装工艺的进一步完善和发展提供参考和指导。
通过本研究,旨在深入挖掘船体分段吊装工艺存在的问题和瓶颈,寻求解决之道,探讨如何提高工艺效率和质量,降低成本,推动船体制造行业的发展。
本研究还旨在通过案例分析,总结成功的经验和教训,为其他船体制造企业提供借鉴和参考,促进该工艺在实际生产中的应用和推广,为船体制造行业的发展贡献力量。
1.3 研究意义船体分段吊装工艺是船舶建造中至关重要的一个环节,它直接关系到船体各个部分的吊装、拼装和安装。
船体分段吊装工艺的研究意义主要表现在以下几个方面:1. 提高生产效率:船体分段吊装工艺的合理设计和实施,可以有效地提高船体制造的生产效率。
通过优化吊装工艺,减少吊装时间和劳动力成本,从而提高生产效率和降低制造成本。
2. 提高建造质量:船体分段吊装工艺的研究可以帮助优化船体的组装顺序和方法,提高船舶各部件的装配精度和稳固性,从而提高船舶的建造质量和整体性能。
3. 促进技术创新:通过深入研究船体分段吊装工艺,可以促进船舶建造工艺的创新和发展,推动相关技术的进步和应用,为船舶制造业的发展提供技术支撑和保障。
船体分段吊装工艺的研究意义在于提高生产效率、提高建造质量、促进技术创新,为船舶制造业的可持续发展提供技术支持和保障。
浅谈船舶在上层建造分段中的重要流程摘要:本文详细描述了船舶上层建筑分段建造工艺流程、总组合拢工艺及合拢后整体校正工艺,提出建造船必须规范建造工艺流程,制定各流程质量标准,提高建造精度,才能确保上层建筑分段分道建造,船台整体吊装的质量和周期。
关键词:船舶建造上层建造分段1.上层建筑分段建造储备工艺1.1材料起水、吊运工艺要求(1)材料起水吊运按我司场地起重设备条件,采用磁吸吊进行板材起水吊运;(2)磁吸吊吊运板材要求每次起吊一张钢板。
1.2材料堆放工艺要求(1)板材吊运至钢板堆场后,要求根据板材船级社认证等资料进行分类摆放,摆放时要求每张板材端部的船级社认证、炉批号、规格等信息必须可视,以确保后续板材检验及记录。
(2)板材堆放过程中,板材放落前,要求对下面一张板材表面进行杂质清洁,并沿板材宽度方向垫放3条以上垫木。
1.3材料吊运上线方式及工艺板材上预处理线的吊运方式为磁吸吊,磁吸吊吊运板材要求每次起吊一张钢板。
2.材料预处理工艺要求2.1预处理涂装工艺要求材料预处理工艺要求严格按照《车间底漆质量控制》,对材料外观检验、温度、相对湿度、钢板温度、盐分、清洁度、粗糙度及漆膜厚度等指标进行控制;2.2材料预处理后检验要求(1)双面检查板材是否存在麻点。
(2)材料流出预处理线后,材料吊运方式为磁吸吊吊运,磁吸吊吊运板材要求每次起吊一张钢板。
(3)材料流出预处理线后,要求对材料按批次、船级社认证、炉批号、规格等进行分类堆放,并显示材料端头板材信息,便于后续检验和记录。
3.分段板材和型材下料工艺3.1数控下料(HGG型材流水线)。
技术中心提供数控下料指令,加工作业区使用等离子数控切割机按指令进行下料。
等离子数控下料切割过程精度控制要求:(1)数控切割机参数确定。
上建分段下料阶段加工作业区根据本厂数控切割机自身的切割精度统计数据,按照FPSO上建板材厚度,确定满足下料精度要求的“割缝补偿”参数,确保零件下料尺寸偏差范围为0-2mm。
卸船机整机吊装方案设计探讨论文随着船运业的快速发展,卸船机整机吊装方案设计成为航运业的重要组成部分之一,也日益成为各个船厂、港口企业的必备设备。
卸船机整机的吊装是卸船机能否正常启用的关键环节,只有合理设计好卸船机整机吊装方案,才能确保卸船机的运行安全, 同时减少维修次数和运行成本。
因此,本文针对卸船机整机吊装方案的设计进行探讨,从物理、力学和工程方面综合考虑,提供可行性实用性的解决方案,为相关领域的人员提供参考和借鉴。
1. 概述卸船机整机吊装方案设计的主要任务是根据实际情况,选择合适的起重设备和方法,将卸船机整机安全高效地吊装到合适的位置。
根据工期紧迫、地形地貌等各种复杂情况的不同,吊装方案的设计会有所差异,但是总的来说,设计方案需要考虑以下三个方面:(1) 物理特性:包括卸船机整机的自重、空间位置、整机尺寸、重心位置、现场地形等等。
(2) 力学性质:包括卸船机整机的承载能力、应力分布、卸载动作的条件、移动方向、速度控制等。
(3) 工程操作:包括对吊装现场的排查评估、起重设备的选择、吊具配备、作业计划编制、工人培训、危险源控制等。
2. 物理特性从物理特性的角度来说,卸船机整机吊装方案的设计需要考虑多个因素。
首先,卸船机的自重应当被准确地评估,以便选择适当的起重设备。
其次,整机的空间位置,包括各个部件之间的间距和相对位置以及与周围设施的关系都是有必要的。
此外,要考虑整机的尺寸、重心位置及其对设备运行的影响等因素,以确保整个吊装过程不会对卸船机的各个组成部分造成不良的影响。
3. 力学性质卸船机整机吊装方案的设计需要考虑到一系列力学原理,判断吊装的安全性和合理性。
首先,需要评估卸船机整机的承载能力,以确保吊具和设备的质量与承载能力的匹配。
其次,需要判断卸船机整机的应力分布及各个组成部分之间的相互影响,以确保吊装过程中不会对卸船机的整体结构产生不利影响。
最后,需要设计可行的卸载动作条件和移动方向,并控制其速度,以确保吊装过程的平稳和安全。
船体分段吊装工艺探索分析摘要:在世界经济一体化的背景下,航海运输发挥了重要作用,使得各国之间的经贸往来越来越频繁。
这也使得船舶工业在近些年高速发展,创造了巨大的经济市场。
我国是世界上拥有比较先进造船技术的国家,能够使用多种不同的工艺来提高船舶的性能。
本文将对船体分段吊装工艺进行研究。
关键词:船体;分段吊装;吊装工艺引言:目前,分段吊装过程是船舶建造的关键环节。
船舶制造是我国十分重视的领域,正在不断加大资金和技术投入,并取得了良好的效果。
在船舶建造过程中,涉及到许多不同的工艺流程,其中吊装是十分重要的一个环节,将对船舶的整体质量构成比较重要的影响,因此就需要结合实际情况对船体分段吊装工艺进行优化。
1船体分段吊装工艺概述1.1船体分段吊装工艺内涵概述船体分段吊装是指施工单位使用起重设备对船体分段进行翻身或移位的作业工作,是船舶建造过程中的一项重要工作,对船体建造的安全、质量和周期起着至关重要的作用。
为保证吊装作业的顺利进行,大多施工单位均要在作业前进行严密的吊装方案设计。
吊装方案设计的可行性与合理性,直接决定了吊装工作能否安全、高效的进行。
船舶的建造是一个非常复杂的过程,目前比较成熟的工艺为分段建造,对每一段单独组织生产和规划,按照规定的时间,选取合理的地理环境建造,并最终在船坞等地方完成船舶的吊装和焊接,最终实现大型船舶的建造。
在上述过程中,船舶的分段吊装与焊接是一个非常关键的环节,该环节的质量直接决定了船舶建造是否成功。
1.2船体分段吊装工艺内容船体分段吊装工艺相对来说是一个比较复杂的工作,涉及到许多细节性操作,都会对整体工作的效果构成重要影响。
吊装过程中,一般被吊物的质量比较大,体积相对也比较大,这就给实际工作的展开带来了一些困难。
需要使用更加先进的吊装技术才能够完成吊装工作,降低危险性。
一般在实际船舶制造吊装工作中,都需要使用一些大型的辅助设备,确保被吊物的稳定传输。
吊装工作的区域比较密集,主要是在船坞内进行,船坞内还有其他工人进行焊接等工作,因此就有可能因为工作区域过于密集造成一定的危险性,需要能够对施工现场进行有序指导,才能够确保所有工作有条不紊的进行。
一主机到厂前的准备工作1.确定主机装船方案和起水方案根据主机的重量、大小和厂家吊机起吊能力等参数,确定主机分几大部件散装或者整机运输,运输船舶的吨位,主机放置在运输船上的具体位置。
根据主机组件的重量和码头吊机(浮吊)的技术参数,确定主机的起水方式。
根据码头水深,考虑潮汐影响,按照船舶的载重吃水,计算码头停靠的位置和时间。
按照主机在船上的放置位置、舱室的高度、吊机的服务范围和起重能力、吊机的有效吊高、主机起吊前后船舶吃水的变化等确定主机的起水方案,示意图如图1所示。
图1主机起水示意图其中:H---吊机的有效吊高;H0---主机高度;H1---吊机到主机(吊梁)高度;H2---船舶甲板到水面高度;h1---船舶吃水;h2---浮吊吃水。
必须满足条件:H≥H0+H1+H22.确定主机的存放位置和保护方案根据船厂的情况,确定主机各组件和各附件的存放位置。
对主机各部件进行搭架保护,并盖好三防布防尘和防潮。
检查主机各部分的润滑情况,并对润滑不足的地方加润滑油或润滑脂。
二主机的组装散装来货的主机需要先进行主机的组装。
在服务工程师的指导下,按照主机的组装要求进行组装,并按要求进行报验。
考虑到主机的重心,一些大的附件如增压器可暂不安装,待主机吊上船以后再安装。
1.场地要求:主机组装要求在车间或者风雨棚中,控制组装场地周围的作业,保持环境的清洁卫生,禁止产生大的粉尘的作业。
按照主机要求控制空气湿度,空气湿度大的时候应避免组装作业,必要时使用除湿机。
2.支座及工具要求:主机的随机支座设计时仅考虑主机的底座重量,因此主机整机组装需要制作新的支座,根据主机厂书面认可的图纸,按工艺要求制作支座,并进行强度校核。
主机的其他工具,则需要根据来货的情况制作,如活塞固定工装、连杆固定工装、连杆十字头组装平台、油盆等。
三确定吊装方案及步骤1.按主机厂的要求设置吊点,吊点要根据主机的重心来定。
2.制作主吊具和吊梁,按主机厂书面认可的图纸制作,并进行强度校核。
132研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2018.02 (上)对石油需要的日益剧增,海洋导管架式、坐底式等钻井石油平台随之迅速发展;同时,海洋平台建造规模越来越大,平台上部组块结构重量越来越重,体积越来越大,同一平台分几次吊装技术也日趋成熟。
上部组块在海上的吊装,往往是制约整个工程的进度、成本和安全的关键因素,风险较大,同时也是海洋工程的关键节点所在,也最能展现企业的技术能力、管理能力和装备能力。
为了给安装方实施海上吊装顺利展开和安全性提供有力的技术支持,在上部组块详细设计阶段,进行吊装计算分析,根据技术文件设计吊点位置、尺寸等,合理地选择吊装所需起重浮吊船和运输驳船等资源,是极为重要的。
1 上部组块吊装重量、重心确定影响海上平台上部组块吊装重量、重心主要因素是平台结构自重和机械、管线、电气、仪表等设备的重量、重心,所以平台组块上各专业重量、重心的准确性是整个组块设计的基础和根本,是设计前期的重中之重。
详细设计阶段,各专业主要根据平台总布置图和厂家资料等来确认各自专业的设备重量和重心,汇总制成重控报告后,即可确定平台上部组块吊装重量和重心。
通过SACS 软件模拟上部组块结构和各专业设备荷载,对上部组块整体进行静力分析、地震分析、装船分析、拖航分析等,根据分析结果调整上部组块结构梁的规格或结构形式。
调整后的组块结构重量和重心须在重控报告中更新替换。
2 上部组块吊装分析根据重控报告中组块吊装重量重心,首先确定组块吊装吊点的位置,吊点位置选择原则:上部组块重心须在两吊点中间±1/6距离范围内,吊绳与水平面的夹角一般不小于60度。
除此之外,组块吊装时还应该考虑组块结构因偏心对吊绳力与结构强度的影响。
在开敞暴露海域(即海上)进行吊装,在设计吊点和形成于吊点相连的节点并将吊装力传递到结构内部的其他内部构件时,应使用最小为2.0的荷载系数计算静荷载。
53000DWT散货船上层建筑整体吊装工艺设计来源:船舶工程 2009 作者:袁红莉,蔡振雄,陈章兰发表时间:2010-07-16 17:48:52摘要:介绍了53000DWT散货船上层建筑整体吊装工艺设计.在技术上,通过对上层建筑整体吊装过程中结构的静力有限元分析,由分析结果找到受力薄弱环节,对薄弱环节提出加强方案,并对加强后的上层建筑结构再次有限元分析校核强度,将加强后的上层建筑整体吊装.生产实践表明,上层建筑整体吊装工艺设计相当成功,对后续船舶上层建筑整体吊装和其它船舶实施上层建筑整体吊装具有较强的指导和借鉴意义.0前言近年来,我国船舶建造设施、能力、规模得到大幅改善,技术水平也大幅提高[1].要高质量、高效率按期完成新船建造任务,缩短造船周期,必须依靠新工艺、新技术.而上层建筑整体吊装技术的运用,则可以大大缩短造船周期,降低造船成本.通常上层建筑由五至六层甲板及内外围壁构成,每一层甲板及其下围壁组成一个或二个分段,再加上烟囱等分段,共计有9~12个分段.传统造船是以分段建造为主,将各个分段分别吊装上船台大合拢.船台周期较长,同时船尾所在的船台局部承压大,船舶下水后再进行舾装、内装.上层建筑中包含较多的舾装、管装和电装件,生活设施多、居住舱室内装修时间长,码头舾装时间长. 上层建筑整体吊装是将船体主甲板以上的上层建筑部分作为一个区域,先行在陆地上(搭载平台)进行分段合拢,形成一个大的总体区域,同时进行预舾装(设备进舱、管道和电缆铺设、内装和涂装等)作业,待上层建筑区域舾装结束后,进行水上吊装与主船体合拢,实现缩短船台周期,特别是码头舾装周期,从而缩短造船总周期.一般来说,上层建筑整体吊装可以缩短造船周期1个多月的时间,大大提高了劳动生产率,降低造船成本[2].因此对上层建筑实施整体吊装水上合拢,对提高船台效率和缩短码头周期以及改善作业条件具有重要意义.要实行上层建筑整体吊装,必须考虑以下几个方面因素:上层建筑外形尺寸、重量重心位置;结构强度、刚度;工厂设备的吊运能力;快速定位装置;安全可靠性等[3].根据现有浮吊的起重能力和上层建筑整体重量、重心进行分析,对上层建筑实现整体吊装并成功进行水上合拢.1上层建筑基本情况1.1上层建筑整体吊装范围53 000 DWT散货船上层建筑共有七层甲板,自下而上分别是第一居住甲板、第二居住甲板、第三居住甲板、第四居住甲板、第五居住甲板、第六居住甲板(驾驶甲板)和罗经甲板.此次吊装范围包括以上七层结构和烟囱.整个上层建筑长约16.0 m(FR14~FR34),宽约32.3 m,高约20.0 m.上层建筑主体尺寸如图1所示1.2上层建筑整体吊装重量重心上层建筑整体吊装重量,包括船体钢料、舾装(船机电)、内装、吊耳及局部加强结构、索具等重量,总计670t.重心位置:FR26-308,距前围壁6.704m.2上层建筑整体吊装技术方案53 000 DWT散货船上层建筑整体吊装总重量约为670 t,整体吊装选用1 000 t浮吊,吊高75.1 m,扑幅26.1 m,采取侧吊方式,大致估算具备上层建筑整体吊装的硬件能力.实施整体吊装方案所涉及的技术问题重点在于上层建筑结构强度校核、吊耳设计、布置、吊耳所在位置局部结构加强、索具选取及吊装方案设计等方面.FR34侧视图2.1吊耳设计吊耳的设计需要计算起吊物件重心位置,确定吊耳位置.根据起吊物的重量,确定吊耳的结构及强度.上层建筑整体吊装的总重量、重心可根据整吊范围逐项累计算出,由此确定吊耳位置及结构型式和局部加强措施.吊耳设计与布置如图2所示.2.1.1吊耳位置吊耳为保证起吊过程中上层建筑整体受力平衡,根据浮吊情况,并确保吊耳受力能在上层建筑结构中由主要围壁板、纵桁及横隔板传递,防止薄弱部位变形,吊耳布置在驾驶甲板两侧、距舯12000外围壁板正上方,共设4个吊耳组,其下有纵桁及横隔板、肘板加强,左右舷对称布置,吊点位置为FR21(艉吊耳)、FR32(艏吊耳)处,保证吊钩受力与重量重心在同一直线上.吊耳布置见图2中左侧图示.2.1.2吊耳结构吊耳结构根据起吊受力情况进行设计,吊耳板厚22 mm,内外各加一块复板(厚16 mm)加强,每个吊耳组有4个吊孔.艏、艉吊耳的结构分别见图2中艏吊耳图和艉吊耳图所示.2.1.3吊耳强度计算起吊时,吊耳承受拉力,而吊耳与上层建筑间由焊缝传递力,吊耳受力最恶劣部位在吊钩位置与焊缝位置.吊钩位置受拉伸和挤压,设计中以抗拉伸应力进行计算,而以挤压应力作为校核,由此计算出吊钩处板厚. 吊耳受力经焊缝传递给上层建筑结构,焊缝处受拉伸应力,由吊耳受力计算板的厚度,根据板厚可得焊脚高度.再根据焊缝的抗拉强度计算焊缝长度,布置焊缝.2.2上层建筑结构强度校核上层建筑整体结构强度校核是整体吊装时最核心也是最复杂的部分,由于安装吊耳的部位承受整个上层建筑总体重量,如果该部位强度不够,则会产生局部屈服,导致塑性变形,严重情况下会出现撕裂;同时,对上层建筑整体而言,吊耳部位拉力向上,而上层建筑重力方向向下,使结构产生附加弯矩,弯矩超过结构所能承受的负荷时,结构会产生弯曲变形,严重时,弯矩产生的塑性变形无法恢复;此外,结构的弯曲变形会造成内部部分相对薄弱部位产生破坏等.因此,吊装时对上层建筑结构的强度校核关键在于加强吊耳部位强度,以防撕裂和控制结构变形两个方面. 上层建筑吊装过程主要考虑受静力作用,为简化计算过程,忽略门洞等影响,将各下层甲板、内部舱壁等视为隔板,且以最不利载荷状况计算,有利于吊装过程的安全设计.其中,吊耳部位承受集中载荷,可直接进行静力受力分析计算,然后据此进行吊耳部位结构强度设计及焊缝长度设计.而对上层建筑其它部位在吊装过程中受力变形情况较复杂,将上层建筑建立简化的有限元模型,采用PLAN42进行网格划分,将结构重量转化为均布载荷加载于箱形结构上,然后进行有限元静力求解.为清楚显示图形,截取吊耳所在甲板(第六甲板)的变形情况,如图3所示,可以看出,由于吊耳位置向上受力产生的垂直向上的变形与由重力作用向下方向的变形。
180KBC散货船大总段吊装方案研究【摘要】随着分段储备量的提高,总组场地小成为制约公司发展的瓶颈,扩大总段总组是解决总组场地的最有效手段,大总段的吊装具有更高的要求。
本文通过180KBC散货船艉部总段吊装方案的研究,为大总段吊装积累经验,具有重要的推广意义。
【关键词】大总段;吊装;龙门吊;散货船0.背景目前公司现有一座3#船坞,配备2台800吨龙门吊,龙门吊覆盖5#、6#总组平台,面积约为86143平方米。
83KVLGC船液货舱总组占地58268平方米,可用于分段总组的面积仅剩27875平方米,为保证船舶建造周期,解决缺少总组场地的难题,考虑180KBC散货船机舱及艉部总段扩大总组建造。
大总段为上下层总段大总组,重量大大增加,可布置吊点的区域不变,吊装方案存在一定的难度,因此将大型总段吊装进行深入的研究。
1.研究内容1.1大总段吊装范围三总段扩大总组可节约总组场地约4000平方米。
机舱总段10A+10B+110组成10ZA总段,根据分段总段划分图,其中涉及101、102、161/71、162/72、122/32、142/52共10个分段;机舱总段10C+10D组成10ZB总段,其中涉及123/33、124/34、143/53、144/54共8个分段;艉部总段11A+11B总段组成10ZC总段,其中涉及111、181/91、182/92、183/93共7个分段。
提前安装封舱件,舾装件、设备等安装后一同吊装。
图1 大总段示意图1.2总段总量、重心计算总段的重量除船体结构、焊接、油漆重量以外,还需包括总组阶段及其之前安装的所有舾装件、设备的重量。
机舱总段管系、大型设备比较集中,重量占整体重量比重较大,扩大总组后的总段重量比较接近龙门吊极限,因此必须对总段C、B、P各阶段安装的所有舾装件进行统计和计算,否则将造成总段超重、偏重,无法起吊的情况,存在严重的安全隐患。
10ZA总段三甲板空间较小,所以三甲板面138吨单元坞内进行安装。
船舶上层建筑整体吊装技术研究综述
卫涛 119010014
摘要:上层建筑是船舶甲板以上凸出的最大结构部分,上层建筑整体吊装技术发展大致可以分为逐层吊装、多层吊装和整体吊装三个阶段。
本文阐述了上层建筑整体吊装技术发展,总结了上层建筑整体吊装的各项关键技术,展望了上层建筑整体吊装技术的应用前景。
关键词:上层建筑;整体吊装;关键技术;发展趋势
一、上层建筑整体吊装技术发展
随着国际航运的竞争的日趋增强,对船舶大型化和造船速度提出了更高的要求。
制约快速造船一个很重要的原因是船舶舾装的程度,上层建筑作为船舶舾装工作量最大的一个模块,提高其整体吊装前的舾装程度,无疑会大大提高劳动生产效率、缩短船舶的建造周期、降低造船成本。
上层建筑不承受船体主要载荷的构件,因此结构强度及刚度设计相对较弱,整体吊装时容易变形,一旦吊放到船体后校正又非常困难,另外受设备吊装能力的限制,上层建筑吊装技术发展经历了逐层吊装、多层吊装和整体吊装[1],[2]三个阶段。
逐层吊装阶段。
在主船体合拢、主机吊装结束后再按层次从下至上分别进行上层建筑各层结构的吊装:首先,按层次进行分段划分并建造;其次,进行铁舾、管系、电器等预舾装;进行逐层吊装上船合拢,在进行余下部分舾装工作。
由于铁舾、管路、电缆等都涉及衔接工序,因此大量的舱室内舾装工程只能在衔接完成后进行,还存在材料运送和高空作业的不便的问题,因此逐层吊装的作业方式占用了大量的船台周期和码头周期,导致施工效率很低。
多层吊装阶段。
随着吊装设备能力的提高和工艺的逐步改进,上层建筑逐渐由逐层吊装向多层吊装方向发展。
一般选择以2~4 层上层建筑分段作为一个总段,将整个上层建筑分成2~3 部分进行多层吊装。
多层吊装技术的运用,减少了吊装上船后的合拢接头,使原先部分涉及衔接部位而只能在船上进行的舾装工作都能转移到多层总段内进行,有效缩短了船坞及码头舾装周期。
整体吊装阶段。
上层建筑的整体吊装是近年来提出的,当船体在坞内建造的同时,将上层建筑在专用平台上进行装焊和预舾装,从而形成整体总段,即将原先在船上搭载的工作转移到平台上进行,并在总段内完成大部分预舾装工作及涂装工作,然后将上层建筑整体吊装到主船体上,再进行少量的底层装焊,电缆、管子的连接等工作。
二、上层建筑整体吊装关键技术
随着船舶大型化以及预舾装程度的提高使上层建筑整体分段的尺寸、重量越来越大,因此大型船舶上层建筑的整体吊装难度也同样突出,而如何解决上
层建筑整体吊装时的结构变形也就成了各个船企的热门研究课题。
下面针对船舶上层建筑整体吊装的关键技术展开论述。
(1)托盘管理及结构完整性
托盘设计是按照现代造船模式要求,进行中间产品的工程分解,按照不同的工艺阶段、不同的施工区域和安装位置确定一定作业量为基本单元的一种设计方法,托盘管理则是运用托盘设计所提供的工艺技术数据和生产管理信息,根据作业日程计划的要求,通过器材的纳期及集配管理,将外场安装需要的各类器材以托盘形式送到作业现场,确保按时施工,实现生产计划的有序可控。
结构完整性主要着重于上层建筑建造时具有较高的预舾装率[3],要求运用并行造船工艺,在指定的平地上进行分段制造,在指定场地进行组装,形成上层建筑整体总段并进行完整性舾装。
托盘管理技术和预舾装率虽然不直接涉及上层建筑整体吊装,将严重影响上层建筑的建造进度,决定了上层建筑整体吊装的实际效用。
(2)设备起吊能力
船厂的设备起吊能力是决定上层建筑整体吊装实施可行性的最关键的因素,早期上层建筑整体吊装技术应用受限主要是因为起吊能力不够造成的。
设备起吊能力主要包括吊机额载(包括主吊、副吊)、吊牌自重与额载、钢丝绳的长度与额载等。
对于部分中小型船厂而言,为了实现大型上层建筑的整体吊装往往采用塔吊或者龙门吊联吊的型式出现,在这种情况下还需要慎重考虑吊机的间距设置、移动控制等各项问题,以防止重大吊装事故的发生。
(3)吊点配置
吊点配置一般要考虑以下两方面因素:需要满足钢丝绳夹角要求,一般来说钢丝绳与竖直方向夹角较小,否则将加大钢丝绳的承载负担;根据重量重心进行吊点配置,在用单台吊机进行吊装时,靠近艏部吊点和靠近艉部吊点一般设置在重心的两侧对称位置,有利于钢丝绳吊装时两端的受力平衡及调整。
总重量应包括分段结构重量,电气舾装、冷空通舾装、内舾装、外舾装、管系舾装等重量,焊剂重量以及涂料重量等。
上层建筑整体受力连续性最好的位置为舱壁位置,通过连续的舱壁传递,可借助围壁结构本身强度控制大部分的吊装变形,因此在进行上层建筑整体吊装时往往将吊点设置在甲板的前后端壁及侧壁位置。
(4)响应分析
上层建筑在进行整体吊装过程中,承受的载荷为结构的自重载荷。
在载荷的作用下,结构内部会产生应力及位移,应力超过了许用值或者产生了较为严重的变形都将引起结构的破坏,因此在吊装过程中必须保证结构具有足够的刚度和强度。
响应分析内容如下:参考有限元直接计算指南[4](如中国船级社的《船体结构强度直接计算指南》)来对上层建筑结构进行有限元建模;对结构施加载
荷,包括质量载荷及位移约束,在考虑质量载荷时往往需要考虑吊装初始、结束时的加速度而加大重力加速度值,另外一般还需要将舾装重量以载荷或者是质量折算的形式施加到结构模型上;应用有限元软件(如PATRAN、ANSYS 软件等)完成计算,按照计算结果调整吊码设计并针对位移和应力较大区域制定相应的加强方案。
三、整体吊装技术发展趋势
上层建筑整体吊装技术应用的必要性。
进入二十一世纪以来,船舶企业的经营与管理也已经从过去单一的目标式发展开始向系统化、科学化管理转变,因此如何应用更科学更先进的技术完成上层建筑的整体吊装,在很大程度上成为企业未来生存和发展的关键技术之一。
另外,近几年受金融危机影响,船市低迷,为了抢占市场和降低运输成本,船舶的大型和超大型化趋势持续加强,上层建筑整体重量普遍超大[5],能否配备大型起重设备以实现上层建筑的整体吊装,进一步缩短船坞周期及船舶建造周期,成了制约大部分小船企的因素之一。
上层建筑整体吊装技术应用的有效性。
在具备大型起重设备的前提下,通过深化和完整上层建筑的托盘管理,达到集、配、送一体化,提高上层建筑总段预装的完整性(可以使预舾装率[6]达到90%以上),完成上层建筑整体吊装后,再进行少量接头工作及修补工作就可进行码头调试、空船测重试验,从而大大提高劳动生产率和内装质量,缩短造船周期,降低成本,改善作业环境,最终实现壳、舾、涂一体化造船的发展战略总目标。
随着船舶的日趋大型化,船舶市场竞争的日趋激烈,上层建筑总段完整性舾装工艺配合上层建筑整体吊装技术的方法必将是今后上层建筑整体吊装技术的根本发展方向。
参考文献
[1]袁红莉,蔡振雄,陈章兰.53000DWT 散货船上层建筑整体吊装工艺设计[J].
船舶工程,2009,31(2):1-3.
[2]黄兴群.上层建筑完整性整体吊装工艺研究[D].上海:上海交通大学,硕士
论文,2008.
[3]周春霞.基于现代造船模式的船舶舾装模块化设计应用研究[D].上海:上海
交通大学,硕士论文,2008.
[4]中国船级社.船体结构强度直接计算指南[M].北京:人民交通出版社,2001.
[5]张延昌,王自立,罗广恩.船舶上层建筑整体吊装强度有限元分析.船舶工
程,2006
[6]杨永谦,黄贻平等.29000t货船上层建筑整体吊装内舾装的安全性分析[J].
华南理工大学学报,1997(7)。