集装箱船舱口盖节点设计优化研究

马 可，蒋 胜，陈 涛

（中船黄埔文冲船舶有限公司，广州511462）

1 前言

舱口盖是集装箱船装箱系统的核心装置，具有物量大、难点多、成本高等特点。常见的集装箱船舱口盖多为吊离式舱口盖，一般包含舱盖结构、密封装置、支承装置、压紧装置、限位装置、导向装置、通风装置等部分；舱口盖顶上需要装载集装箱，舱口盖附件需要安装在舱口围板上，舱口盖的所有部件安装精度要求高，并且舱口盖具有风雨密要求。因此，集装箱船舱口盖的施工繁杂、难度较大，而通过舱口盖节点优化设计，从技术角度为舱口盖的制作安装提供便利，从而达到缩短项目周期和成本控制的目的。

2 舱口盖支承和导向装置

舱口盖安装是舱口盖施工过程中重要的一环，需要舱口围、绑扎桥及吊装设备等提供安装条件；安装舱口盖需要严格执行舱口盖工艺文件中的安装公差要求，执行舱口盖安装流程及每个细节，同时在焊接工作完成后还需做系统调试及密性试验。因此为了保证集装箱舱口盖的正常工作运转，舱口盖的各个装置的设计节点及安装方法成为设计需要注重的地方。

2.1 支承装置

常规集装箱舱口盖的支承装置，主要由支撑垫块、焊接垫板、调节垫片和紧固件组成。其中，主要部件支撑垫块用来传递舱口盖和船体结构之间的垂直和水平方向的力，其位置和公差十分重要。同时，通过调整支撑块的高度来实现密封装置中橡胶条的压缩量，从而保证舱口盖的风雨密性。而调整支撑块高度，则是通过改变调节垫片的数量和布置来实现，其在舱口围板上的布置需保证在结构对应位置有足够的加强。

2.2 导向装置

吊离式舱口盖在安装过程中，为保证舱口盖与舱口围板、限位装置、支撑装置等能快速高效的对应，通常会在舱口围板或绑扎桥结构上设计导向装置，对舱口盖的安装进行初步定位，同时还能给舱口盖上集装箱的堆放起到一定的导向和限位作用；导向装置通常由导向柱或导向块以及导向贴板组成。对于设计有绑扎桥的集装箱船，通常可以将导向柱与绑扎桥设计成一体；而对于无绑扎桥的集装箱船，则往往是在舱口围板上设计独立的导向块结构，其在舱口围板上的布置需保证在对应位置有足够的加强。

3 舱口盖设计安装优化

舱口盖本体为钢结构，通常船厂都是委外给专业的制造厂整体制作后供货，船厂只负责舱口盖及附件的安装，因而舱口盖的主要问题集中在舱口盖附件的安装上。通常舱口围会划分成不同片体分段，在船坞内合拢总组安装，由于安装焊接等因素影响，舱口围结构会产生一定变形，而舱口盖附件与舱口围板的对接又因风雨密要求精度较高，因此间隙的调整成了施工困难的源头。其中，支撑装置和导向装置与舱口盖本体之间的间隙是常见的问题，并且因支撑装置和导向装置数量多、精度高，支撑装置和导向装置设计节点的合理性，是保证舱口盖附件安装能否顺利进行的重要条件。

3.1 支撑块间隙

支撑块是保证舱口盖总载荷均布的重要附件，安装数量多、精度要求高，通常会因为舱口围板的平面度较差、舱口盖的制作偏差等因素，导致支撑块安装时精度难以控制。

我司建造的希腊2 700TEU 船支撑块安装节点，支撑块的高度可通过1/3/5 mm 的调节垫片调整，单个支撑块上的楔形垫片在同一方向(纵向或横向)仅允许增加一件，支撑块与舱口围板的接触间隙要求0～1 mm，并要求内侧间隙大于外侧。实际安装时，全船共226件支撑块，经过初步调整依然有很多不符合安装要求，后重新调整舱口盖并增补5 mm 厚楔型垫片，将同一斜度方向的两块楔型垫片调整为一块、对部分通过楔型垫片无法调整的将舱口围板反面进行处理。由于该项目支撑块的设计节点不易于间隙调整和控制，有较大可能造成批次量反复施工和工期延误，而在实际施工过程中也确实如此。

针对上述情况，对德翔支撑块安装节点作以下优化：

（1）支撑块结构与舱口盖上方焊接，通过螺栓与舱口围板连接，方便调整下方的间隙；

（2）支撑块结构下方调节垫板厚度明确不小于8 mm，间隙超过8 mm 通过支撑块调节垫板调整；

（3）支撑块调节垫板下方设有调节垫片，规格为2 mm 和1 mm 两种，间隙小于8 mm 通过调节垫片调整；

（4）支撑块与舱口围板间隙公差设定为2 mm，更方便现场施工检验；

（5）橡皮槽下方同步使用调节垫板，保证总高与支撑块平齐，微量调整通过橡皮槽的变形即可达到；

（6）舱口围板的平整度通过将舱口围与船体结构一体制作，合拢成型后的精度会比将舱口围单独制作高。

3.2 导向装置间隙

无绑扎桥的项目导向块，通常是单独布置在舱口围板上；有绑扎桥的项目，绑扎桥立柱可兼用做导向块。为确保舱口盖顺利地从导向装置顶部导入限位装置，导向装置的间隙通常有一定公差要求。由于舱口盖、舱口围和绑扎桥的制作安装偏差，以及舱口盖、舱口围和绑扎桥的安装工序原因，导向装置间隙经常超出设计要求，从而导致后续需要不断的调整导向装置结构以保证其间隙满足要求。

（1）有绑扎桥的项目

对于有绑扎桥的项目（如希腊2 700TEU 和太古2 750TEU 船），绑扎桥先于舱口盖安装，并且绑扎桥或舱口盖上已设计有调整垫板；同时，导向装置与舱口盖本体结构之间的间隙要求都相对明确，并具有较高的精度要求。

太古2 750TEU 船的设计节点，设计公司图纸提供的贴板直接显示在结构图中，并给出设计间隙数据及公差要求。因绑扎桥优先于舱口盖安装，绑扎桥或舱口盖上的贴板若提前安装，后期待舱口盖安装到位时，因各种安装偏差会导致后期需再次调整导向块，从而造成批次量反复施工和工期延误。

针对上述情况，将调整垫板进行后续制作安装，厚度现场测量后下料，焊接安装与舱口盖安装同步；并且可以在设计阶段根据公差，明确调整垫板的厚度范围，这样更方便现场施工对间隙的调整，从而达到通过设计节点优化实现施工便利的目的。

（2）无绑扎桥的项目

对于无绑扎桥的项目（如德翔2 700TEU 船），为配合舱口盖安装，导向块结构为独立的构件，安装于舱口围板上；导向块的安装时机，可选取在舱口盖安装时定位，此时舱口盖的本体结构基本吊装到位，现场施工仅需满足精度要求并考虑干涉问题即可。

（3）舱口盖附件加强舱口盖附件，如支撑装置、导向装置、止跳装置等与舱口围板接触或焊接，因受力关系需在舱口围板反面做加强结构。通常舱口盖附件布置与舱口围结构设计非相同单位人员，而后期因生产设计调整（如分段缝、合拢口、其他舾装件布置等干涉原因），常出现调整不同步导致加强在原始设计上错位，同时舱口盖的制作精度、舱口围板的局部变形等偏差，也会影响舱口盖附件与其加强结构的对应关系。

舱口盖附件在舱口围板上的反面加强结构，属于先行施工范围，但舱口盖附件安装定位通常因舱口盖本体结构的对应原因而无法改动，若加强结构与舱口盖附件不对应，便会导致结构加强批量返工修改。为此，在德翔2 700TEU 舱口盖设计过程中，作以下几点优化：

（1）将舱口围与船体结构一体制作，合拢成型后的精度会比将舱口围单独制作高许多，从而保证舱口围板反面加强不因自身原因与设计偏差；

（2）舱口盖附件在设计前期便与舱口围板及加强一一比对确认，并做好各项修改的记录保存，同时排查分段缝、合拢口、其他舾装件布置等干涉情况；

（3）较常规做法投入更多人力建立舱口盖及舱口盖附件的模型，通过模型模拟施工情况，排查设计不对应之处并提前调整规避；

（4）生产设计在出图前与结构确认图纸加强与舱口盖附件的对应关系，并加以确认；

（5）加强舱口围和舱口盖制作的精度控制，通过相关工艺文件如测量表等控制制作偏差。

4 结束语

本文舱口盖节点的设计优化，是综合了多个项目存在问题、结合现场反馈、研究多项设计图纸、查阅相关规范资料、咨询设计公司等多方意见总结而成，在解决现场施工问题的同时，考虑了成本问题、船东意向、设计任务等因素，将舱口盖设计节点进行全方位的优化，并应用于实际项目进行实践；舱口盖节点优化设计具备长期可持续性，并具有对同类项目的借鉴意义，能够较大程度的给施工增加便利，给项目缩短周期，给船企增添效益。