一種船艙內(nèi)部懸掛式腳手架的設計

柯學+盧隆政+劉武云

（顯利（珠海）造船有限公司，珠海519185）

摘 要：菊花扣式腳手架被廣泛應用于船舶建造的各個環(huán)節(jié)，如分段建造、船體搭載、船舶舾裝、船舶涂裝等。針對顯利（珠海）造船有限公司建造的32m拖輪船型特點，為了提高腳手架在船艙狹小空間內(nèi)使用的安全性和靈活性，本文介紹了一種懸掛式腳手架的設計。通過實例分析，結合FORAN軟件的運用，對方案設計和施工工藝進行闡述，為類似工程提供借鑒。

關鍵詞：菊花扣式腳手架；FORAN軟件

中圖分類號：U671.4 文獻標識碼：A

1 前言

腳手架指施工現(xiàn)場中為方便工人操作并解決垂直和水平運輸問題而搭設的各種支架，其廣泛應用于廣告、市政、交通路橋、礦山、船舶等工程行業(yè)。我國在50年代初期，腳手架都采用竹或者木材搭設，60年代起推廣扣件式鋼管腳手架。自80年代起，我國在發(fā)展先進的具有多功能的腳手架系列方面取得了顯著成就。

2 菊花扣式腳手架

隨著造船工藝的不斷發(fā)展，竹木式腳手架已逐步淘汰，菊花扣式腳手架因其維護方便、使用壽命長及投入成本低等各種優(yōu)點，目前占據(jù)國內(nèi)主要市場，如圖1所示。

菊花扣式腳手架，具備以下特點：

（1）輕便快捷：搭建輕松快速，并具有很強的機動性，可滿足大范圍的作業(yè)要求；

（2）安全可靠：可根據(jù)不同的實際需要，搭建多種規(guī)格、多排移的腳手架，各種安全配件在作業(yè)中提供牢固、安全的支持，有效減少工傷事故的發(fā)生；

（3）儲運方便：拆卸、儲存占地小，方便轉移，部件能通過各種窄小通道；

（4）構件小巧：最大構件尺寸為2.4 x 0.5 m，最大重量為15 kg，搬運和搭載比較方便。

3 懸掛式腳手架

3.1 機艙區(qū)域腳手架搭設難點

以我廠建造的32 m三槳機星級拖輪為例，機艙內(nèi)地臺板到機艙頂高度為5 m，機艙區(qū)域長度為12.3 m、寬度為9.3 m。機艙內(nèi)密布各種機械電氣設備：三臺主機、三臺齒輪箱、兩臺主發(fā)電機、一臺備用發(fā)電機、啟動電池箱、絞車動力柜、污水處理器、糞便柜、油水分離器、冷卻器，以及各種油泵、水泵，還有冷卻管系、燃油管系、壓載水管系等，如圖2、圖3所示。在多工種同時作業(yè)、交叉施工時既有艙底作業(yè)，也有艙頂高空作業(yè)，現(xiàn)行的腳手架搭設方式已不適合在這樣的條件下采用。

3.2 設計思路

經(jīng)過反復論證，我們開發(fā)了一種懸掛式腳手架?，F(xiàn)行通用的腳手架是在地面上落腳、由下向上再向四周擴散的搭設方式，而懸掛式腳手架是通過在甲板結構下布置吊碼，讓整個腳手架懸掛在半空中，形成一個作業(yè)平臺，此平臺將機艙分成上、下兩個作業(yè)空間，互不干擾，而且安裝和拆卸操作方便、安全可靠、實用性很強。

3.3 設計實例

3.3.1 腳手架平臺組成

（1）32 m三槳機星級拖輪機艙區(qū)域凈空高度5 m，考慮腳手架平臺距甲板高度為1.8 m.，平臺由吊臂、水平連桿、跳板三部分組成。其中吊臂由掛鉤和吊桿、菊花盤三部分組成，形式如圖4所示。

（2）水平連桿和跳板均為標準件，與現(xiàn)行通用的腳手架配件一致，如圖5所示。

（3）通過水平連桿的扣接頭插銷連成整體，懸掛于甲板下形成平臺，如圖6所示。

3.3.2 吊臂的制作

掛鉤部分用φ25 mm的普通圓鋼彎制成型，然后與長度為1 550 mm的φ48 X 4 mm的鋼管焊接，再安裝三個菊花盤，由下而上間距為500 mm，如圖4所示。

吊臂制作要求如下：

（1）所有材料應無裂紋、凹陷，鋼管應平直；

（2）要保證每個吊臂制作完成后能掛在吊碼上成垂直狀態(tài)，掛鉤必須嚴格按照模具來彎制；

（3）吊臂上的三個菊花盤應在同一角度，且與掛鉤形成的角度能保證其掛在吊碼上與吊碼處于直角狀態(tài)，以方便腳手架的搭設作業(yè)，每組菊花盤應嚴格按照模具來裝配焊接；

（4）完成的吊臂表面應光滑平整，鍍鋅或者涂刷防銹漆，涂層應均勻牢固。

3.3.3 甲板下的吊碼布置

利用FORAN系統(tǒng)的三維建模功能，合理布置腳手架吊碼。先完成船體結構建模，接著完成機艙主要輪機、電氣設備建模，再完成主要電纜通道、甲板下管系和各種支架建模，然后就可以在整體模型中調(diào)入懸掛式腳手架模型，選擇它的安放位置和布置形式、數(shù)量等，避免和其他構件產(chǎn)生干擾。利用FORAN軟件的交互干涉檢查功能既可搭設成整體聯(lián)片，也可獨立分成層，適應各種施工要求。如果在某些特定區(qū)域個別吊碼實在沒有空間布置，則可考慮沿縱向或橫向適當偏移的方法安裝吊碼，然后使用可伸縮的水平拉桿即可。

在甲板分段翻身建造階段，就可以根據(jù)布置圖安裝這些吊碼，待分段完成翻身后即可開始搭設腳手架，待分段搭載后，再完善合攏區(qū)域的腳手架。

甲板下的高空作業(yè)，如合攏口裝配、焊接、打磨、涂裝、管系安裝、電纜走線、防火棉和絕緣棉安裝，以及各種報驗工作，均可在此腳手架上開展。平臺下的區(qū)域也能同時開展艙底管道鋪設、地臺板架制作安裝等工作，既優(yōu)化了空間條件，又提高了工作效率，如圖7所示。

3.3.4 腳手架吊碼強度校驗

所有吊碼均采用本公司通用的機艙設備吊碼，安全工作負荷為1.5 t。以2.4 m X 2.4 m規(guī)格的懸掛式腳手架平臺為例，共需要四個吊碼，安全工作負荷為6t。經(jīng)核算，平臺重量為176 kg，以最多三名工人在平臺上同時作業(yè)為例，總重為G=176 kg+75 kg X 3=401 kg，完全符合要求。

3.3.5 腳手架的使用管理

（1）在腳手架使用期間，嚴禁隨意拆除腳手架構件，如因實際需要確需拆除，必須有施工負責人確認并制定方案。拆除時，首先清除腳手架上堆放的物料，然后拆除跳板，再依次拆除各個構件。相關操作必須由持證架子工進行，非專業(yè)人員不得操作；

（2）腳手架的存放、運輸必須有專人負責，嚴禁亂扔亂放，一旦發(fā)現(xiàn)損壞應及時維修或更換；

（3）艙內(nèi)腳手架搭設好后，應由安全部門檢查，確認合格后方可使用。

4 總結

顯利船廠在多個項目中成功采用了這種懸掛式腳手架，通過優(yōu)化機艙作業(yè)空間、改善施工環(huán)境，既縮短了船舶建造周期，又減少了工傷事故的發(fā)生，獲得各方好評。實踐證明，這種腳手架的安全性和靈活性既適用于機艙狹小擁擠的船舶，比如拖輪、三用工程船、供油船等，也適用于深艙甲板下電氣、管道及涂裝的施工，減少大量空間的搭架用料，體現(xiàn)了公司在安全生產(chǎn)和工裝設計方面的不斷進步，對其它類似工程也具有借鑒意義。