客滚船外板区域脚手架搭设形式研究

杨 瀛 张丽华

（广船国际技术中心)

0 前言

脚手架在船舶建造过程中起着重要的施工配合作用，贯穿着整个建造过程。相对于较为封闭的船舶舱室，外板区域的脚手架搭设形式存在较大的灵活性，往往也可同时采用其他配合形式进行施工，但因其线型过渡和船舶高度的影响，脚手架的搭设形式选择存在着多方面的影响因素。

1 外板区域几种主要的作业配合形式及其特点

1.1 特涂式脚手架

主要采用承插型盘扣式钢管脚手架或钢管扣件架，从地面逐层搭设而成，与建筑业使用的脚手架存在部分相同之处，是船舶修造业常规采用的搭设方式，搭设实例见图1。

优点：灵活多变，多种情况均可适用。

缺点：

（1）脚手架材料用量大，搭设人工耗用多，搭设周期长；

（2）斜撑、剪刀撑、连墙杆等整体性构造件多，设置要求高；

（3）逐层叠加搭设，下层构件随搭设层数的增加而受力逐渐增大，搭设高度受限，一般应不大于24m；

（4）受整体变形、扭曲等影响较大，牵一发而动全身，有整体坍塌风险。

1.2 横杆工装脚手架

横杆工装脚手架是使用悬臂式横杆工装，安装于结构预装的脚手码上的一种新型脚手架，在船舶建造中开始逐渐大范围替代传统的特涂式脚手架而成为一种主要的搭设形式，搭设实例见图2。

优点：

（1）脚手架材料用量和人工耗用量低，横杆工装脚手架在外板区域的材料和人工耗用量可仅为特涂式脚手架的1/5 和1/3，在越大的船型表现越优越；

图1 特涂式脚手架的应用实例

图2 横杆工装脚手架架的应用实例

（2）可在分段堆放及地面总组阶段预先搭设，大幅节约后续船坞周期，减少待工；

（3）每层相互独立，力学性能较好，搭设简单，不受搭设层数和高度的影响。

缺点：额外增加脚手码材料费用，以及脚手码拆除和批磨补涂等工作。

1.3 吊篮及高空车

造船工装化的典型施工配合方式，特别是船坞建造过程中，吊篮和高空车的大量使用，不仅可大量减少外板区域脚手架的搭设，还可大幅提高施工效率，其应用实例见图3。

优点：工装化程度高，可极大提高施工效率。

缺点：（1）在船舶艏艉区域线型曲度较大区域，或存在设备行走阻挡物的区域无法采用；

（2）在吊篮和高空车上施工人数一般为1～2人，与脚手架相比，在一个区域内无法实现多人同时集中施工，局部作业展开难度较大。

图3 吊篮和高空车的应用实例

图4 客滚船的典型区域布置示意图

2 客滚船外板区域的结构特点和作业特点

2.1 主要结构特点

客滚船因其在结构形式上主要存在以下特点，导致其在外板区域的施工配合形式及脚手架搭设形式的选择上，与常规货船相比存在复杂多变的情况：

（1）外板作业点多，有时还需要进行全作业面覆盖，同时因为其整体高度一般较大，如果直接选择搭设落地式特涂架，其脚手架搭设用量将达到一个夸张的程度，且无法满足高度超过24m 区域的施工作业面覆盖；

（2）曲度大的线型区域及上建区域范围较大且舷窗密布，见图4，因此外板区域无法安装吊篮，而高空车最大施工高度不大于30 米，且受其局部集中施工能力限制，无法满足覆盖施工的要求；

（3）结构板厚较薄，如果在全外板面大范围焊接脚手码用于搭设横杆工装脚手架，也存在着导致外板变形或美观度下降的不足之处。

2.2 作业特点及安全特点

上建外板区域存在大量的舷窗安装作业，因此客滚船相比常规船舶，其作业及安全特点主要表现在以下几个方面：

（1）外板区域的施工周期长，部分区域的脚手架甚至需留存至码头节点进行手尾工作，且作业人员多，作业频率高，安全风险相对常规船舶大幅增加；

（2）外板区域属于敞开空间，作业人员施工时，受生理因素或风力影响等原因，恐高心理将不可避免高于舱室等封闭空间，因此在外板区域的施工配合形式及脚手架搭设形式选择时，对于安全性能及施工防护方面的提升应相应增加。

图5 艉部线型曲度较大区域特涂式脚手架的搭设示意图

图6 外板区域的横杆工装架搭设示意图

3 客滚船外板区域的脚手架搭设形式研究

通过研究客滚船的结构特点及作业特点，并综合考虑船舶建造实际施工周期的影响及上建区域部分工作需留存至码头节点施工的特点，按各个区域进行分解，采用不同的脚手架搭设形式，以适应整体施工需要。

3.1 艏、艉线型曲度较大的区域

此区域支撑较多(高空车不适用)，且线型较大(横杆工装脚手架不适用)，因此主要以特涂式脚手架为主要搭设形式，可充分发挥出其搭设灵活的特点，同时因高度较为有限，脚手架搭设量及搭设难度尚在可接受的范围内，见图5。

图7 外板悬挂架的主要搭设形式示意图

图8 可折叠挂架的主要形式

图9 客滚船外板区域的脚手架搭设形式总览

3.2 非上建区域的外板横对接缝

船坞阶段主船体结构区域外板的横向对接缝，可采用横杆工装脚手架进行搭设，可大幅降低脚手架材料用量及搭设难度，见图6。

3.3 上建区域脚手架搭设形式

上建区域存在舷窗多、作业周期长、高度大等典型特点，是客滚船脚手架布置的重难点，如何在保证施工安全的核心前提下，尽可能减少脚手架搭设量和搭设难度，同时充分满足人员的施工方便性，是脚手架布置设计需解决的主要问题。

综合对比分析特涂式脚手架、横杆工装脚手架、高空车+吊篮等主要施工配合方式后，发现无论单独采用其中一种或几种组合，均不能完全满足上建区域的施工需求，因而，结合现有脚手架及挂架的特点，研发设计一种满足相应使用要求，且轻便灵活成本合理的悬挂式脚手架或专用工装成为最优选择。

在甲板或平台的强结构处，装焊固定吊码，使用吊装链条，连接多层悬挂式脚手架，作为上建区域外板的主要脚手架搭设形式，可进行局部挂设或者连续挂设后连接成整体，并在外侧包裹安全网，见图7。

也可使用多层可折叠挂架和悬挂式脚手架组合搭设，可折叠挂架的主要形式，见图8。

悬挂式脚手架，除需增加工装制作成本外，其相比于特涂式脚手架等其他施工配合形式，有以下优势：

（1）将悬挂式脚手架与甲板面预装吊码连接固定即完成搭设，无需像其他脚手架形式需单个零件逐个组装搭设，操作简单，搭设速度快；

图10 现场类似实施情况

（2）降低脚手架(特别是特涂式脚手架)搭设材料用量及搭设人工投入；

（3）可折叠，因此其占用空间较小，存放和运输方便。

3.4 整体情况及安全性能

综合上述，形成艏、艉线型曲度较大区域搭设特涂式脚手架，无舷窗外板区域搭设横杆工装架，以及上建区域搭设折叠悬挂架的多种组合搭设形式，见图9 和图10。其他零散区域，可使用高空车辅助施工，查漏补缺。

在安全性能方面，综合了各类型脚手架的主要优势：

（1）艏、艉线型曲度较大区域的特涂式脚手架搭设灵活，脚手架形成稳定的塔式结构，整体层数不高，人员上落方便；

（2）横杆工装架可大量节省脚手架用量且可预搭，受力稳固；

（3）悬挂架形成整体后，其整体稳固性强，受力可靠，包裹安全网后内部形成半封闭空间，提升作业人员高空作业安全性。

4 结束语

客滚船外板区域的脚手架布置，是以安全施工为核心，在提升施工方便性与减少脚手架搭设用量两方面寻求最佳平衡，将部分工序前移，提高船坞建造效率，对船舶的顺利建造起到至关重要的影响，也是企业降本增效和打造核心竞争力的有力手段。