船舶上层建筑吊装变形控制研究

姜江

（上海华润大东船务工程有限公司，上海 202155）

船舶上层建筑吊装变形控制研究

姜江

（上海华润大东船务工程有限公司，上海 202155）

在船舶上层整体吊装过程中，吊装变形控制作为重要的一环，直接影响着船舶上层建筑吊装质量及安全性。所以在船舶上层建筑吊装过程中，必须要采取有效措施，来降低或避免吊装过程中出现变形现象。本文以上层建筑吊装变形控制措施作为出发点，提出上层建筑吊装变形矫正（火调）的有效方法。

船舶；上层建筑；吊装变形；变形控制；变形矫正

在建造船舶的过程中，由于上层建筑的板材较薄、薄板面积大，致使在吊装过程中，容易使上层建筑出现变形现象，并且变形矫正非常困难。所以，船厂要进一步细化吊装方案，特别是对吊排的布置形式，以及各个起吊过程中变形控制，从而保障船舶能够顺利展开工作。

1 上层建筑吊装变形控制有效措施

（1）材料管理。由于上层建筑中的薄板材料在施工过程中非常容易出现变形现象，在吊运、下料、拼板、堆放过程中，要严格按照有关要求及有关工艺流程进行变形控制。例如在吊运过程中，要采取吊梁吊运或者磁铁吊运，从而降低自由边吊运板夹造成的边缘变形。在片体施工完成后，要严格加强壁板转运、堆放等管理工作，避免施工材料在转运时出现转运、吊运变形现象。

（2）自动焊缝变形控制。由于上层建筑薄板在自动焊缝过程中容易产生波浪变形，所以在拼板过程中要选择相对比较平整的工作场地。在正式进行焊接工作前，要用压铁块固定在上层薄板四周，控制自动焊缝所造成的焊接变形，在变形控制结束后再安装壁板构件，将其固定住后再焊接结构，从而能够保障在上层建筑小组阶段时，能够有效进行变形控制。

（3）加强排管理。为了保障上层建筑壁板更加平整，通常都会在上层建筑壁板上再次安装加强排，并且要加强安装排管理，严格要求加强排材料使用要求以及安装时机与拆除时机，并进一步明确加强排的焊接技术要求与焊接高度，使加强排管理朝标准化、规范化发展，充分发挥加强排在上层建筑吊装变形控制中的作用。

（4）加强测量工作。想要做好上层建筑吊装变形控制工作，必须要做好在施工过程中的测量工作。保障上层建筑与吊装间的承重比，即上层建筑对吊装装置及吊装的最大承受量。首先在胎架制作阶段，要做好划线精准性及装配质量，要求上层建筑与吊装装置对口的准确性与对合性。在做好精度测量控制工作后再进行焊接施工，要求从焊接中心位逐次向外进行焊接。在焊接结束后，要再次对焊接、火调后进行测量分析，在上层建筑脱胎后要水平搁置，避免在火调施工过程中产生中垂、扭曲变形现象。

（5）上层建筑分段起运管理。上层建筑中的小组分段气晕以及合力片体运转需要起运课大力配合，在吊装层面要尽量通过吊梁或磁铁吊。由于上层建筑薄板强度较弱，应尽量减少材料运转次数及上层建筑分段的运转次数，避免由运转次数过多导致气运变形。在上层建筑分段脱胎过程中，要严格检查加强排焊接的牢固性以及连贯性、完整性。在脱胎工作完成之后，应将搁凳、龙门架放在结构较强的部位，保障分段时的平整性，避免因垫放问题造成上层建筑整体变形。

（6）吊环设计。在上层建筑吊装过程中，其变形控制与舾装组装的完整性有着重要的联系。由于船舶体积大，在吊装过程中受重量影响，使得吊装时的重心难以控制，如果所采用吊环中的钢丝绳因受力不均衡造成吊装倾斜，那么吊装安全性能将无法保障。因此，有关技术人员必须要加强吊环设计，例如上层建筑的重量重心、钢丝绳夹角、钢丝绳长度、吊环强度是否符合标准、吊点布置等设计环节。以钢丝绳的长度来分析，在上层建筑吊装过程中，可以通过吊环调节孔来根据实际吊装舾装件重量重心来配置钢丝绳，进而保障钢丝绳的长度能够符合吊装标准，保障每个钢丝绳能够平均受力，避免出现因钢丝绳受力不均而出现的倾斜现象。

2 上层建筑总组火调（变形矫正）

（1）加强工具改进。根据船舶上层建筑结构以及角钢空间等特点，可以采取多种型号的辅助工具给予矫正，并掌握矫正工作的灵活性，能够有效加强上层建筑吊装变形矫正效果。火调矫正所使用的能源为天然气，火枪嘴型号最好为 1# 或 2#，通过加热火焰细长能够有效提高矫正质量。

（2）加强火工培训。由于船舶上层建筑结构非常复杂，导致上层建筑波浪变形的因素有很多，吊装导致的变形只是其中一部分。所以为了能够有效提高矫正效果，必须要加强火工培训工作，提高火工的理论知识，实现实践与理论相结合。工装木槌作为上层建筑矫正的重要工具，必须要在培训中进行实操演练，让每个火工都能够掌火船舶上层建筑变形矫正方法，从而保障矫正工作能够顺利实施。

（3）火调工艺交底。①拆除加强排：为了能够提高加强排的利用率，保障加强排的变形控制效果，要求拆除加强排时，必须要在上层建筑每个结构、每个环节完成水火矫正之后，再进行加强排拆除工作，避免因加强排拆除过早所导致的上层建筑波浪变形。②矫正顺序：现如今的船厂大多都在陆地进行船舶总组工作，待总组工作完毕后再整体吊装上船，从而有效减少造船周期。为了避免上层建筑吊装变形影响，在上层建筑总组火调矫正过程中，应分为两大阶段分别进行：一是粗调。即拆除加强排之前，要根据要求将长条形对硬档区域的矫正工作；二是精调。在粗调工作完成后（硬档工作矫正后），再根据相关要求采用短条形或者圆点形对软档的平整度进行矫正，保障上层建筑板格平整度能够达到要求标准。通过科学的矫正顺序，即粗调、精调，降低上层建筑吊装变形的影响。

在上层建筑的总组装配焊接工作完毕之后，为了避免上层建筑吊装变形的影响，应采用以下向上的火调施工顺序。在矫正过程中，要以工程力学原理为基础，应以上层建筑中的第三层作为火调出发点，再向上、向下分别进行矫正工作，能够有效降低不同层级结构之间的相互作用影响，从而提高矫正效果。在火调矫正过程中，应保障火调施工的对称性，即上下面、左右面的对称性，如果在一面进行火调，也要保障四角分别进行火调作业，再配以木槌、工装技术的辅助，从而达到良好的矫正效果。

（4）矫正方法。①硬档矫正法：在对上层建筑硬档矫正之前，要做好硬档热线划分工作，通过长条形进行加热矫正。其加热工艺为：加热直径为20mm、加热深度为 2/3t、加热速度为 25m/h，加热温度为 580～660℃（因材料而异）、水火距离为15～55mm（因材料而异）。在硬档矫正过程中，应保障正确的矫正顺序，通常情况下采取“跳格法”进行矫正，并且能够矫正两次，其矫正收缩率大约占率矫正比例的 60% 以上（数值越高越好）。在硬档矫正之后，要立即对结构角钢的直线度是否精准进行检查，如果存在误差要立刻矫正。②软档矫正法：待到粗调工作结束之后，要保障上层结构建筑保持良好的平整度；在精调之前要在拉线与直尺处进行逐一排查，如有不平整的区域，要进行及时矫正，避免影响到后续工作，并在容易出现变形的位置做出记号，以便于后续操作。

3 整体吊装技术研究

（1）舾装托盘的运用。在船舶上产设计过程中，要重点注意托盘管理与托盘设计两大环节。其中，托盘不仅是施工单元，同时也是硬件器材安装集配单元，在设计、实物造船中不可或缺的一大环节。当代造船要以中间产品为向导，通过时间有序与空间分道的舾涂一体化的打造模式。托盘工艺就是根据此类要求，将中间产品进行划分，根据不同施工阶段采用不同工艺要求，将不同安装装置与不同施工区域作为一个单元，进而施行设计工作。

（2）上层建筑舾装完整性研究。船舶上层建筑整体吊装的根本目的是：在保障舾装相对完整的基础上，力求一次性吊装成功，进而缩短码头周期与船坞周期。一般情况下，在上层吊装过程中要求舾装的完整性要达到 90% 以上。其吊装技术主要体现在以下几点：①提交船舶整体结构以及结构的密性，明火作业技术（内外明火）。②除了船舶底层与船舱对接工作，其他舾装件均要安装完毕。③绝缘体、电缆铺设完毕的同时（底层除外），并保障船体部位油漆涂刷完毕（底层漆除外）。

（3）区域建造模式。通过并行造船工艺，将船舶制造分为多个制造环节，在平面的陆地上实施分段制造。该方法能极大提高建船效率，同时又降低施工难度与强度。待到各个船舶环节制造完毕之后，在指定地点将这些船舶部位进行统一组装，进而形成上层建筑整体总段，之后按照上层建筑舾装完整性的要求进行舾装工作，保障上层建筑的整体性。

4 结语

综上所述，在船舶上层建筑吊装中，必须要做好吊装变形控制工作，从而保障上层建筑在吊装过程中的安全性，保障上层建筑吊装工作能够顺利完成。本文重点提出了上层建筑吊装变形控制有效措施以及上层建筑变形的矫正方法，希望对我国有关部门起到一定作用。

[1]温涛 . 成品油船上层建筑总段吊装变形控制研究及应用 [D].上海交通大学，2010:11～12.

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1671-0711（2017）03（下）-0121-02