超长距双艉鳍线型船舶进坞工艺

牛 俊， 张翠平， 周洪元， 曹云勇

(沪东中华造船(集团)有限公司， 上海 200129)

超长距双艉鳍线型船舶进坞工艺

牛 俊， 张翠平， 周洪元， 曹云勇

(沪东中华造船(集团)有限公司， 上海 200129)

结合超长双艉鳍线型船舶的结构特点，分析了其进坞的主要技术难点，针对各难点提出了艉部设置高墩、倒进坞以及横向限位桩限位的进坞工艺，保证了该船舶顺利安全入坞，为后续同类超长距双艉鳍线型船舶的进坞提供了宝贵的经验。

超长距双艉鳍 倒进坞 限位桩

1 概况

船舶在建造过程中，为了保证船壳的油漆完整性，通常需要进行二次进坞。另外船舶长期航行后，船体水线以下部分，特别是船底会生锈和生长海藻等，这些将会增加船舶航行的阻力，影响船舶性能，因此需定期进坞对其进行清理。常规船舶其船体线型水下平底部分一般较长，进坞时主要考虑潮位与船坞尺度要求，进坞方案以及坞墩布置也相对简单。

受能源危机影响，节能型船舶引起了国内外学者和设计人员的广泛关注。由于双艉鳍船舶具有良好的阻力性能、推进和操纵性能，近年来得到了迅速发展[1]。某型船是我国设计建造的一艘具有超长距双艉鳍线型的特种船舶，其双艉鳍区域纵向长70 m，艉鳍最高处距基线约7.3 m，双艉鳍使进坞作业具有一定的难度。本文针对该船进坞作业的难点，提出了倒进坞作业工艺、高墩设置方法、限位桩方法，解决了超长距双艉鳍线型船进坞难题。

2 技术方案难点分析

2.1 船型分析

该船总长约200 m，最大宽度28 m，设计吃水约6.3 m。水下部分船体线型瘦削细长，方型系数小，此外其最主要特点是艉部有约占船长三分之一的超长双艉鳍和超过40 m长的悬伸部分，如图1所示。

2.2 进坞技术难点

(1) 按规范要求，具有较长悬伸艉部的船舶，进坞时艉部布墩时应设置专用高墩。由于本船艉部双艉鳍悬伸部分斜升长且距基线较高，同时重量较重，因此需针对不同位置的艉部高墩，另需根据船体线型设计专用墩木，以此保证双艉鳍悬伸段的支撑以及墩木和船体线型的吻合。

(2) 本船具有超长的双艉鳍线型，艉鳍区域纵向长70 m，约占船长的三分之一，艉部悬伸部分距基线高达5.6 m，因此进坞时无论是中墩还是边墩的布置都比较困难。

(3) 本船具有双艉鳍线型，进坞时既要考虑双艉鳍部分船体的外板和结构安全，还要考虑两侧直径达4 100 mm螺旋桨的安全，因此进坞时需要严格控制进坞行进方向，做好纵向和横向的位置限定，以确保进坞的安全和精度。

图1 艉鳍结构线型图

3 进坞方案

3.1 坞墩布置

超长距双艉鳍线型特种船舶进坞没有可借鉴的资料，国外同类产品的进坞作业相关资料也极少见。在对本船进坞设计坞墩布置方案时，除了在平底部分设置一定量的坞墩之外，必须在艉部区域设置一定量的高墩来搁置艉部悬伸部分，使船体具有足够的支撑，确保船体线型结构不受损以及艉部区域坐墩强度。根据艉部重量分布以及结构特点，共在艉部设置了39只线型高墩，其中中墩13只，边墩10只，鳍墩16只，如图2所示。

图2 艉部区域坞墩布置示意图

3.2 进坞分析

根据制定的坞墩布置方案分别对正进坞和倒进坞方案进行比较分析(按吃水高度6.3 m，基础墩高1.8 m进行计算)。

正进坞需船坞水深：7.3 m(最高艉墩高)+6.3 m(艉吃水)+0.5 m(安全距离)=14.1 m。

倒进坞需船坞水深：1.8 m(墩高)+6.3 m(艉吃水)+0.5 m(安全距离)=8.6 m。

由以上计算结果可见，本船艉部高中墩的设置使得本船很难选择像其他常规船舶一样采用正进法进坞。为了预先搁置艉部高墩，同时进坞时艉鳍结构与坞墩不碰撞，必须采用倒进法，即艉部先进坞，这虽然增加了进坞的难度，但能有效保证本船顺利进坞。

3.3 限位分析

船舶在进出坞时由于水流的波动，会纵向横向移动，由于已在坞底预设高墩，且艉鳍、螺旋桨与坞墩之间间距不大(见图3)。为防止船体及艉鳍结构、螺旋桨与坞墩之间的碰撞，需要严格控制进坞行进方向，做好纵向和横向的位置限定，以确保进坞的安全和精度。

图3 螺旋桨处坞墩布置示意图

经分析研究，在船坞坞壁两侧设置限位桩是一种比较合理有效的限位方式。由图3可见，螺旋桨距中心线处高墩的距离仅为850 mm。根据本船尺度，要求每对限位桩左右舷之间的距离为28.6 m，即保证本船进坞时距坞壁两侧留有300 mm的间隙，使之既能有效控制横向移动，防止艉鳍、螺旋桨与坞墩碰撞，又不影响船舶的前后拖动。

本船艉部线型复杂，艉部高墩是经过精确计算预先布置的，如在进坞过程中行进方向偏离较大时，双艉鳍船体结构和螺旋桨就会碰撞到预先布置的高墩。因此船舶倒进坞工艺流程中的限位桩设置是至关重要的，只有限位桩设置合理，才能解决超长距双艉鳍线型船舶进坞时的纵向和横向限位难题，有效确保了螺旋桨和船体结构的安全。限位桩设计时考虑在满足限位要求的前提下简单实用，采用一根钢管作为卡位柱桩，再配于两根支撑角钢，每对限柱28.6 m，保证船舶与坞壁300 mm安全距离。分别在距离船艉30 m、70 m、100 m处设置共3对限位桩，通过这3对限位桩控制本船进坞左右位置(见图4)。

图4 限位桩布置图

3.4 具体实施

通过对本船进坞的各个难点进行分析，制定了艉部高墩预埋，艉部先进的倒进坞方案。同时在船坞两侧坞壁设置3对限位桩限制本船进坞时的左右移动，保证进坞安全。

本船总长约200 m，最大宽度28 m，进坞时吃水约6.3 m，排水量约15 000 t，倒进坞时所进船坞要求坞内水深≮8.6 m。为满足进坞时施工作业条件，进坞时船艉距坞壁≮10 m，两侧距坞壁≮5 m。

结合以上条件选取船坞时要求船坞主尺度：长度≥220 m，宽≥38 m。经考察某浮船坞符合本船进坞各项要求，浮船坞作为漂浮在海上的大型船舶修理设施，本身具有船舶的一般性能(浮性、稳性、抗沉性等)，又具有与其功能相适应的使用特点[2]，故选取该浮船坞进坞。

进坞时严格按照进坞工艺采取倒进坞方式，限位桩控制横向的移动，整个进坞过程安全有序，顺利地完成了本次进坞。

4 结束语

本船是我公司首次设计建造具有超长距双艉鳍线型的大型船舶，为满足该船特殊的线型，针对艉部设计制作了39个线型高墩。本文介绍的是该型1号船试航后在异地船坞进坞检修维护所采用的倒进坞工艺。本次进坞之前对船坞尺寸、潮位、应急方案等均作了详尽地研究，技术准备充分，进坞流程科学合理，为后续船及同类超长距双艉鳍线型船舶的进坞提供了宝贵的经验。

[1] 许娜.双尾鳍船型线设计方法研究[D].大连：大连理工大学，2009.

[2] 王京齐，黄详兵.浮船坞船舶进坞时的强度简化计算方法[D]. 武汉：海军工程大学，2005.

Docking Technology of Overlong Twin-skeg Ship

NIU Jun， ZHANG Cui-ping， ZHOU Hong-yuan， CAO Yun-yong

(Hudong-Zhonghua Shipbuilding(Group) Co.，Ltd., Shanghai 200129, China)

In this article, the structure characteristics of overlong twin-skeg ship are introduced, the docking technology difficulties are analyzed. In order to ensure its safe docking, the docking technologies of setting high blocks, reversed docking and setting transverse limit piles are provided, which can provide a reference for similar ships.

Overlong twin-skeg Reversed docking Limit pile

牛 俊(1960-)，男，工程师。

U671

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