例析船舶尾部區(qū)域空間設(shè)計(jì)與施工

唐　森,劉相樹（.勞氏船級(jí)社（中國）有限公司舟山分公司；.浙江舟山萬邦永躍船舶修造有限公司,浙江　舟山　3600）

例析船舶尾部區(qū)域空間設(shè)計(jì)與施工

唐森1,劉相樹2
（1.勞氏船級(jí)社（中國）有限公司舟山分公司；2.浙江舟山萬邦永躍船舶修造有限公司,浙江舟山316100）

摘要：船體尾部線型在艉柱及尾軸管區(qū)域比較狹窄，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工空間受限。為避免出現(xiàn)難以施工問題，在設(shè)計(jì)階段對(duì)結(jié)構(gòu)空間及施工工藝予以充分考慮，是十分必要的。本文就此舉例分析、探討。

關(guān)鍵詞：尾部區(qū)域結(jié)構(gòu)；空間設(shè)計(jì)施工；例析探討

0　概述

船體尾部線型在艉柱及尾軸管區(qū)域比較狹窄，并且該區(qū)域除了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外，還有艉柱鑄鋼件、尾軸和保護(hù)套管及前軸轂等，客觀存在施工空間受限的情況。特別是在艉柱設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮鑄鋼件與軸系部分的銜接而忽略了施工問題，則難免會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)難以施工（甚至無法施工）的情況。因此，在設(shè)計(jì)階段就要綜合考慮結(jié)構(gòu)空間及施工工藝問題，以免出現(xiàn)設(shè)計(jì)方案不可行的現(xiàn)象，是十分必要的。本文以實(shí)船尾部區(qū)域結(jié)構(gòu)為例，予以分析、探討，以供參考。

1　某金槍魚延繩釣船艉柱結(jié)構(gòu)

如圖1所示，在該型船的尾部區(qū)域，尾軸是穿過機(jī)艙后壁并通過軸遂（空艙）以及艉柱出軸的，其中軸遂（空艙）為一獨(dú)立的密閉空間，最終打混凝土作固定壓載。

軸系的支撐主要是機(jī)艙后壁的前軸轂及艉柱軸轂，并且在前軸轂與艉柱處的軸轂之間設(shè)置保護(hù)套管。

圖1　艉柱結(jié)構(gòu)中縱剖面圖

該船從前軸轂到艉柱之間的軸遂區(qū)域，其中艉柱鑄鋼件與加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外板、立龍骨與船體結(jié)構(gòu)以及前軸轂的焊接施工等，均有足夠的空間。另外，設(shè)計(jì)時(shí)已在1400平臺(tái)預(yù)設(shè)了一個(gè)進(jìn)入軸遂的工藝孔，單從結(jié)構(gòu)本身的建造上看是沒問題的。然而在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備施工時(shí)卻發(fā)現(xiàn)，尾軸保護(hù)套管與艉柱及前軸轂的鑄鋼件端部下面，由于空間狹小卻難以進(jìn)行焊接施工，尤其是與艉柱的焊接作業(yè)更加困難。

經(jīng)過分析研究確認(rèn)，由于該船的軸遂（空艙）最后要打混凝土作為固定壓載，所以可以采用塞焊工藝，而且該區(qū)域內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外板的焊接采用塞焊工藝是最便捷的解決方法，即在保護(hù)套管與艉柱、前軸轂焊接完成之后，再采用塞焊的方式與外板進(jìn)行焊接。塞焊節(jié)點(diǎn)詳見圖2。

類似的施工困難問題，在其它類型的船舶設(shè)計(jì)工作中也時(shí)有出現(xiàn)，其中一部分類型船舶在設(shè)計(jì)階段通過調(diào)整安裝工藝以及確定特殊工藝節(jié)點(diǎn)加以解決，但是有些類型的船舶一直到船廠提出來無法施工才回頭協(xié)商解決方案，甚至需要重新設(shè)計(jì)，如此導(dǎo)致了施工進(jìn)度的延誤。這既給設(shè)計(jì)工作造成了被動(dòng)，又給船廠造成了損失。

圖2　 外板塞焊節(jié)點(diǎn)

2　某耙吸挖泥船艉柱結(jié)構(gòu)

如圖3所示，該型船的尾部是雙尾鰭結(jié)構(gòu)形式，尾軸穿過機(jī)艙后壁、尾壓載艙和尾軸冷卻水艙以及艉柱出軸。

此類船舶在尾軸冷卻水艙處的線型，有向“消瘦”型發(fā)展趨勢(shì)，因此，在前軸轂和艉柱之間的空間是狹窄的。

雖然本船該區(qū)域的線型比其它類似船舶的線型稍顯“寬胖”，其中FR8朝首區(qū)域安裝上尾軸套管之后仍然有一定的活動(dòng)空間，進(jìn)行施工沒有太大的困難，但是FR8與艉柱之間的施工空間緊張，再者艉柱鑄鋼件與外板的對(duì)接設(shè)在FR8-200處，施工困難的情況卻是存在的。因此，艉柱鑄鋼件與內(nèi)部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的焊接、鑄鋼件與外板的對(duì)接、FR8肋板與船體外板的焊接以及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)與FR8肋板的焊接等，在設(shè)計(jì)時(shí)需要預(yù)先確定好施工工藝方案。

圖3軸系布置圖

該區(qū)域的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除了必須考慮軸轂、艉柱及結(jié)構(gòu)本身的施工空間外，還要同時(shí)考慮尾軸及其套管的安裝方式。所以，務(wù)必要與輪機(jī)專業(yè)方面就軸系安裝工藝進(jìn)行充分溝通、協(xié)商，以確保該區(qū)域結(jié)構(gòu)焊接及軸系安裝施工的可行性。

本船尾軸管及保護(hù)套管的安裝采用整體安裝方式，即在尾軸保護(hù)套管與前后尾軸管組裝焊接之后，再通過艉柱軸孔裝入定位、澆注環(huán)氧樹脂。

根據(jù)本船尾軸的安裝工藝并結(jié)合結(jié)構(gòu)情況，F(xiàn)R8往尾部區(qū)域要求在尾軸保護(hù)套管安裝前就必須完成相關(guān)施焊工作。通過分析研究，最終采用了FR8肋板底部最后進(jìn)行焊接的方案，即首先完成FR8往尾區(qū)域的鑄鋼件與內(nèi)部結(jié)構(gòu)、鑄鋼件與外板對(duì)接以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)與

FR8肋板上端的焊接工作，F(xiàn)R8肋板下端留做施工通道，在其它部分焊接完成之后，再最后封上FR8底部肋板，底部肋板采用塞焊和襯墊焊完成施工。詳見圖4艉柱中縱剖面、圖5FR8肋板焊接節(jié)點(diǎn)。

圖5　FR8肋板焊接節(jié)點(diǎn)

總結(jié)上述案例可見，由于船舶尾部區(qū)域線型的特殊性、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及空間的限制性，出現(xiàn)施工困難或無法施工的問題，往往是由于設(shè)計(jì)時(shí)沒有通盤考慮結(jié)構(gòu)空間以及施工工藝造成的。為避免此類情況的出現(xiàn)，在船舶尾部區(qū)域結(jié)構(gòu)空間設(shè)計(jì)時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：

（1）充分解讀目標(biāo)船舶的軸系布置圖，深入分析、研究軸系安裝方式及安裝工藝；

（2）根據(jù)船舶的線型及空間情況設(shè)計(jì)艉柱及其加強(qiáng)結(jié)構(gòu)；

（3）分析該區(qū)域結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)形式是否滿足焊接工藝規(guī)程及軸系安裝工藝等方面的要求。

（4）綜合考慮上述情況，最終確定該區(qū)域的結(jié)構(gòu)空間設(shè)計(jì)與施工工藝方案。

3　結(jié)語