纵向斜船台滑道并列造船止滑器布置研究

闻 鸣

(中船第九设计研究院工程有限公司，上海 200063)

纵向斜船台滑道并列造船止滑器布置研究

闻 鸣

(中船第九设计研究院工程有限公司，上海 200063)

为避免止滑器与滑板卡扣碰撞，纵向油脂滑道的止滑器要求安装在滑道的外侧，以避开滑道内侧的滑板卡扣。并列造船的船台，为满足不同船型的下水要求，主滑道两侧均需安装止滑器，由此带来了止滑器与卡扣干扰的问题。本文结合工程实际，对止滑器布置进行研究分析，根据实际需求采用不同的布置方式，解决止滑器与滑板卡扣干扰碰撞问题，保证了滑道下水安全。

斜船台滑道；油脂滑道；止滑器；并列造船

0 引 言

纵向斜船台滑道是一种传统的造船设施，船舶在斜船台上建造，建造完成后依靠自身重力沿斜滑道下水。

常规斜船台仅用于单艘船舶建造，船台面上对称布置2根斜滑道。随着部分船台开始配置大型门式起重机，为了提高门式起重机的利用率，加快船台建造能力，部分业主提出在船台上并列造船。并列造船对止滑器的布置提出了新的要求，本文结合实际项目，对并列造船的船台止滑器布置进行分析研究。

1 项目概况

1.1 船厂概况

埃及某船厂位于地中海南岸亚历山大市，始建于20 世纪 50 年代，建有2万吨级半坞式斜船台2座，为埃及最大造船厂。改造前船台破旧，船台两侧起重设备基本处于报废状态，整个船台处于停工状态，已不具备造船能力。为提升本国造船能力，埃方要求对亚历山大船厂的南船台进行升级改造，使其具备建造5万吨级船舶的能力。

1.2 初步改造方案

南船台原为半坞式船台，长180 m、宽28 m，坡度为1∶20。为满足5万吨级船舶的建造和下水的要求，将船台加宽至38 m、接长至220 m，坡度保持不变。船台面对称布置斜滑道2根，滑道中心间距8 m，长213 m，宽1.5 m，坡度同船台。根据亚历山大船厂方要求，改造后仍采用油脂木滑道，即在混凝土滑道梁表面安装滑道木，下水前在滑道木表面浇涂油脂作为润滑。为提高造船能力，船台上配置300 t门式起重机，门式起重机跨船台及侧方总组平台，轨距96.5 m。

1.3 埃方补充要求

在项目即将改造施工前，埃方提出，考虑到其国内小型船舶需求量较大，且未改造的北船台现已基本不具备造船能力，要求改造后的南船台要具备同时建造2艘船宽不大于11.5 m、下水重量不大于1 000 t 的小型船舶的能力。

改造后南船台宽38 m，具备2艘小型船舶并列建造的条件，但并列建造的船舶下水至少需要2对下水滑道，为节约投资，设计考虑在原设计的2根主滑道的外侧各增加1根副滑道，主、副滑道中心间距5.0 m。5万吨级船舶下水使用中间的2根主滑道，小型船舶下水使用同一侧的主、副滑道。

2 并列造船止滑器干扰问题

2.1 止滑器选型

止滑器的作用是利用止滑构件顶住滑板来克服船舶的下滑力，以保证船舶在滑道上待命下水。止滑器荷载按下式计算：

式中：P为每个止滑器荷载，kN；K2为左、右止滑器的不均系数，取2；F为船舶下水重量沿滑道面之下滑力，kN；α为滑道面与水平面夹角，滑道坡度=1/20，α≈2.860；μ为油脂的静摩擦系数，取0.02；N为下水重量对滑道面的正压力，kN；WL为下水重量，t；n2为同时开启的止滑器数量，取2。

根据计算，50 000 t船舶待命下水配置3 500 kN止滑器1对，1 000 t小型船舶待命下水配置450 kN止滑器1对。为保持较好的同步性，止滑器采用多级杠杆式。多级杠杆式止滑器具备同步性佳、技术成熟、打开快速、操作简单等优点，其主要结构包括基板以及固定在基板上的多级杠杆、钢索等部件。

WL/tP/kN 50 000 t 船舶11 0003 291.3 1 000 t 船舶1 000299.2

止滑器工作时，第一级杠杆（止滑器）超出滑道上表面，顶住滑板外侧的止滑块，使船舶在滑道上保持静止。下水时，松开操纵钢索，各级杠杆依次松脱，使滑板失去支撑下滑。

2.2 止滑器安装

船舶沿滑道滑行下水时，在滑板支撑反力的作用下，两侧滑板有向外侧滑移的趋势，为防止滑板向外滑出滑道，在滑板内侧端头设有下垂的卡扣。为避免止滑器与滑板下垂的卡扣干扰碰撞，止滑器则要求安装在滑道的外侧面。

滑道侧面止滑器安装位置处，滑道梁内预埋定位板，止滑器基板通过螺栓、焊接与预埋定位板连接固定。止滑器基板、杠杆均有一定厚度，且有一定的安装间隙，则止滑器整体会突出滑道梁一定厚度。本工程3 500 kN止滑器、450 kN止滑器最大厚度分别为322 mnm，230 mm。

2.3 止滑器干扰问题

当50 000 t船舶下水时，使用中间2根主滑道，滑板卡扣位于主滑道内侧，3 500 kN止滑器安装在主滑道的外侧，如图3和图4所示。

当1 000 t小型船舶下水时，使用同一侧的主、副滑道各1根，主滑道上的滑板卡扣位于外侧，主滑道上的450 kN止滑器则需安装在滑道内侧，如图5和图6所示。

中间 2 根主滑道分别用于50 000 t船舶和1 000 t 船舶下水，其滑道两侧均要求安装止滑器，按常规止滑器布置方式，主滑道两侧均有止滑器突出，当50 000 t船舶、1 000 t 船舶分别滑行下水时，滑板的卡扣将分别与450 kN止滑器、3 500 kN止滑器发生碰撞，导致无法安全滑行下水。

副滑道用于1 000 t船舶下水，仅在副滑道的外侧安装有止滑器，无干扰问题。

3 止滑器干扰解决方案

3.1 临时拆除不相关止滑器（方案1）

50 000 t船舶下水时，拆除主滑道内侧的450 kN止滑器，仅保留滑道外侧的3 500 kN止滑器；同样1 000吨船舶下水时，仅保留主滑道内侧的450 kN止滑器，拆除滑道外侧的3 500 kN止滑器。一侧止滑器拆除后，滑板卡扣侧滑道侧面无突出物，滑板可以顺利下滑。

本方案优点：船舶下水时完全无干扰，安全性好，且无需调整止滑器、滑道结构等设计方案。

本方案存在问题：安装好的止滑器拆除时需整体拆除，带有杠杆的止滑器形状不规则，难以保管，且止滑器安装精度较高，基板需与预埋板焊接固定，拆除后安装需再次进行调试，反复拆装极容易导致止滑器损坏。

若1 000 t船舶仅近期有建造需求，远期船台专用于5万吨级船舶建造，则本方案较为合适。近期仅需安装450 kN止滑器，用于1 000 t船舶止滑固定；远期彻底拆除450 kN止滑器，在主滑道外侧安装3 500 kN止滑器，用于5万吨级船舶止滑固定。

经与亚历山大船厂方沟通，埃方表示远期也需要兼顾小型船舶并列建造，止滑器反复拆装，对安全不利，故不采纳本方案。

3.2 止滑器安装高度下移，增长第一杠杆长度（方案2）

止滑器在工作状态（即第一杠杆顶住滑板止滑块状态），第一杠杆高出止滑器基板顶面；止滑器松开状态时，各级杠杆处于自然垂落状态，均不高出基板顶面，也不高出滑道顶面。

当5万吨级船舶下水时，主滑道内侧的450 kN止滑器处于松开状态；同理，当1 000 t船舶下水时，主滑道外侧的3 500 kN止滑器也处于松开状态。若将止滑器整体下移，使基板顶面低于滑板卡扣下缘，则船舶下滑时，滑板卡扣可以从松脱的止滑器上方通过，不影响滑行下水安全。

以450 kN止滑器安装为例，滑板卡扣高度150 mm，若止滑器安装时，基板顶面高度低于滑道上表面180 mm，则即便不计滑道上表面的油脂厚度，止滑器基板顶面至少低于卡扣下缘30 mm，滑板卡扣可以从止滑器上方下滑通过。

止滑器降低安装高度后将导致止滑器杠杆受力增大。滑板止滑块中心（止滑器第一杠杆受力点）一般高出滑道表面100～300 mm。降低安装高度，止滑器第一杠杆受力点位置并不改变，但距离杠杆固定端的力臂距离却有增加，导致杠杆、止滑器基板荷载增大，对止滑器设计要求高。

450 kN止滑器止滑力仅为450 kN，荷载相对较小，即便降低安装高度后导致力臂长度增加，对止滑器整体设计影响不大，可以通过加强基板、杠杆、固定螺栓等解决。3 500 kN止滑器所受止滑力较大，如果降低安装高度，对止滑器整体设计影响较大，止滑器所用材质、杠杆级数、结构形式、打开方式等均要相应调整，止滑器设计、制作困难，且无类似的工程经验。为保证工程安全，建议本方案用于小型止滑器布置。

3.3 止滑器凹入式安装（方案3）

止滑器突出滑道侧面的厚度包括基板、杠杆、锁紧螺母以及安装间隙等。以3 500 kN止滑器为例，其最外缘锁紧螺母处突出厚度为322 mm，在滑板卡扣下垂高度150 mm范围内突出厚度为235 mm（包括基板、杠杆厚度）。

如果将止滑器凹入滑道安装，使止滑器突出部分与滑板卡扣在空间上错开，滑板下滑时，卡扣可以从止滑器突出部分的外侧错过，避免与止滑器碰撞。主滑道宽1.5 m，滑道表面横向并排布置0.3 m×0.3 m的木方5根，在3 500 kN止滑器安装位置，拟取消外侧1根木方，则该段滑道宽1.2 m，与上下段滑道相比较，该段滑道向内凹入0.3 m，大于止滑器杠杆部分突出的厚度。主滑道用于下水1 000 t船舶时，外侧的3 500 kN止滑器不工作（杠杆均处于松脱状态），滑板卡扣可以从止滑器杠杆外缘错过。

4 工程选用方案

经与亚历山大船厂方充分沟通，本工程最终选用方案为：主滑道内侧的450 kN止滑器降低安装高度；外侧的3 500 kN止滑器凹入安装。针对450 kN，3 500 kN止滑器采用了不同的方案，避免了滑板卡扣与止滑器干扰碰撞，该方案获得了外方咨询工程师的认可。

450 kN止滑器降低安装高度后，仅增加了止滑器第一杠杆的受力力臂长度，对止滑器重新加强设计。

3 500 kN止滑器凹入0.3 m安装，考虑到单根滑板长度约8～10 m，而止滑器安装段长度仅为4.9 m，小于单根滑板长度，下滑的滑板不会卡入缩入段。同时在止滑器安装段缺口下沿将滑道削角，平面上形成斜边，并加强滑板的纵向刚性连接，提高滑行下水的安全性。

3 500 kN止滑器安装段滑道宽度较其余段滑道窄20%（0.3 m），为防止该段滑道木上的油脂承压过大，需对油脂承压能力进行复核。油脂承压按下式计算：式中：ps为油脂压强，kPa；k为两根滑道间不平衡系数，取1.1；WL为5万吨级船舶下水重量，11 000 t；n为滑道根数，取2；ls为每根滑道上的滑板总长度，取165 m，bsw为滑道木的宽度，1.2 m。则ps=305.6 kPa。

油脂正常承压能力为 200～300 kPa，经复核，3 500 kN止滑器安装段油脂承压305.6 kPa，略超出正常承压能力。同时考虑到亚历山大夏季气温较高，建议船厂采用熔点较高、承压能力较强的硬质油脂，避免局部油脂受压过大，确保下水安全。

5 结 语

为避免止滑器与滑板卡扣碰撞，常规纵向油脂滑道的止滑器均安装在滑道的外侧。本工程由于并列造船要求，主滑道分别用于不同船型的滑行下水，两侧均需安装止滑器。根据不同船型的止滑要求，本工程对相应的止滑器提出了不同的布置方案，解决了止滑器与滑板卡扣干扰碰撞的问题，保证了并列造船的船台下水安全，对同类型有并列造船要求的斜船台设计有一定的参考意义。

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Studies about the stopping triggers arrangement on parallel inclined berths

WEN Ming
(China Shipbuiding NDRI Engineering Co., Ltd., Shanghai 200063, China)

In case the collision between stopping triggers and slide fastener, the triggers on longitudinal greased slipway are installed on the outboard of the skid ways. In order to meet the launching requirements for different types of ships, triggers ought to be installed on each side of the skid ways for berths in parallel leading to a conflict issue between triggers and slide fastener. Combined with engineering practice, the essay analyzes the triggers’ arrangements, proposes different schemes, and then solves the problems of collision, finally ensures the launching safety.

inclined berth；greased slipway；stopping trigger；shipbuilding parallel

U673.31

A

1672 – 7649(2017)08 – 0114 – 05

10.3404/j.issn.1672 – 7649.2017.08.024

2016 – 06 – 28；

2016 – 08 – 22

闻鸣(1981 – )，男，高级工程师，从事船厂水工工艺研究。