多用途船二甲板艙口蓋的設(shè)計及建造工藝

劉正亮 商明星 祖家俊

摘 要：多用途船是能夠運(yùn)載雜貨、散貨、集裝箱、重大件貨及滾裝貨等多種貨物的運(yùn)輸船。為了盡可能簡單高效的裝卸及安全的運(yùn)載各種貨物，同時做到合理的利用船舶結(jié)構(gòu)，盡可能多提高載貨能力，都對貨艙內(nèi)二甲板艙口蓋的布置設(shè)計提出了很高的要求。

關(guān)鍵詞：多用途船；二甲板艙蓋

中圖分類號：U667.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： A Multi-purpose vessel is a transport vessel which can carry a variety of goods， such as general cargo， bulk cargo， containers， heavy cargo and rolling cargo. For as far as possible simple and efficient loading and unloading， safety of carrying all kinds of goods and a reasonable use of ship structure as much as possible to improve loading capacity， high demands are put forward for the layout design of tween deck hatch cover.

Key words： Multi-purpose vessel； Tween deck hatch cover

1 前言

近年來船舶航運(yùn)市場持續(xù)低迷，大量用途單一的運(yùn)輸船舶都面臨著運(yùn)費(fèi)低下、下一航次的貨物難找的境地，航次之間的無縫銜接變得越來越難，而能夠適應(yīng)多種不同類型貨物的運(yùn)輸船型倍受關(guān)注。多用途船能載運(yùn)雜貨、散貨、集裝箱、重大件貨及滾裝貨，是一種能適應(yīng)多種航線并盡可能高效率地載運(yùn)各種貨物且使用簡便的運(yùn)輸船。

一般來說，多用途船在總布置上有以下特征：（1）貨艙區(qū)域采用大艙口，從而擴(kuò)大集裝箱和貨物的載運(yùn)能力；（2）為適應(yīng)不耐壓貨物或?yàn)檠b載多種貨物，在貨艙內(nèi)設(shè)置吊離式二層艙蓋；（3）為裝載重貨，在甲板上通常設(shè)置多臺甲板重吊；（4）盡可能地增加貨艙的長度，露天甲板艙口蓋盡量做大，以便能承運(yùn)大型成套機(jī)器設(shè)備，如駁船、起重設(shè)備、風(fēng)電設(shè)備等。

本文以36 000 DWT多用途船為例，從二甲板艙口蓋的使用功能和堆放形式等方面介紹二甲板艙口蓋的設(shè)計。

本船的二甲板艙口蓋為鋼質(zhì)焊接的全封閉箱體結(jié)構(gòu)，厚度達(dá)到1 000 mm，長度和寬度則根據(jù)各個貨艙的寬度和長度不同而略有不同。

在配置功能上，每一塊二甲板艙口蓋兩側(cè)底部設(shè)置有4個與支撐塊匹配的凹槽，用于將二甲板艙口蓋平鋪在貨艙內(nèi)的3個不同高度上；頂面與底面各設(shè)置有4個（或6個）堆錐凹槽，用于在二甲板艙口蓋堆疊存放時與上下相鄰的二甲板艙口蓋對正堆放；頂面還設(shè)置有數(shù)量不等的綁扎眼環(huán)，用于貨物的綁扎；頂面在長邊處設(shè)置了若干隱藏式可拆卸欄桿底座，在需要時可以設(shè)置活動欄桿以保障工作人員的安全；兩個短邊各設(shè)置有2個插銷裝置，用于堆疊存放時起到止跳作用；短邊還設(shè)置有滑槽，用于二甲板艙口蓋豎直放置作為谷物艙壁或油艙保護(hù)壁時的導(dǎo)向槽；兩個長邊各設(shè)置兩個隱藏式吊點(diǎn)，用于二甲板艙口蓋豎直方式時的吊裝作業(yè)。

在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上，二甲板艙口蓋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不僅能滿足普通貨物均布載荷的要求，在某些結(jié)構(gòu)強(qiáng)點(diǎn)位置也能夠滿足那些體積不大但重量非常大的貨物的運(yùn)載要求。

在特殊功能上，本船No.1貨艙可以裝載1類爆炸危險品，艙內(nèi)的5塊艙口蓋自帶噴淋系統(tǒng)，用于貨艙的冷卻降溫。

全船共4個貨艙，二甲板艙口蓋共計27塊（其中2塊備用蓋），其布置分布如表1所示。

2 二甲板艙口蓋主要功能

二甲板艙蓋的主要功能是將貨艙分隔成不同的區(qū)域，有利于貨艙空間的合理利用，以實(shí)現(xiàn)在有限的空間內(nèi)裝載盡可能多的貨物。其主要的空間劃分形式如下：

（1）分層劃分

以No.1貨艙為例，貨艙內(nèi)縱壁上共設(shè)置74個支撐塊，其中60個支撐塊用于二甲板艙口蓋在3個高度上平鋪布置，將貨艙空間分成上下兩個部分；14個支撐塊用于二甲板艙口蓋的豎直放置，將貨艙空間分成前后兩個部分。二甲板貨艙蓋的水平布置如圖1所示：

5塊二甲板艙口蓋可以全部或部分在這3層中的任意一層位置固定，從而將貨艙分隔成上下兩個空間，以適應(yīng)不同高度的貨物（如圖2所示）。這種3層的布置方式，可以根據(jù)貨物的外形尺寸調(diào)整艙口蓋的固定位置，合理的利用貨艙內(nèi)空間，使貨艙內(nèi)空間的利用率大大提高。

（2）豎直劃分

No.2和No.3貨艙內(nèi)的二甲板艙口蓋可以用來做谷物分隔艙壁，即可以將貨艙分隔成前后2部分，以提高貨艙的裝貨率。該船貨艙前后均為燃油艙，當(dāng)貨艙裝載大件重貨時需要對燃油艙進(jìn)行保護(hù)，避免裝卸貨時操作失誤引起前后艙壁漏油；同時，當(dāng)貨艙內(nèi)裝載谷物等怕高溫貨物時，也可以起到將貨物與燃油艙隔離，避免高溫引起貨物變質(zhì)的作用（見圖3）。

除了No.1貨艙首部的活動艙壁使用2塊艙蓋板，其它活動艙壁均由3塊艙蓋板組成。艙蓋板用甲板克令吊借助索具通過艙蓋板前后端部的眼板進(jìn)行操作。活動艙壁的兩側(cè)由與支撐塊相同類型的支撐塊支撐；艙蓋板間及艙蓋板與貨艙底通過設(shè)置堆錐來連接；當(dāng)二甲板艙口蓋用做谷物艙壁時，艙口蓋左右側(cè)蓋板與貨艙艙壁之間的間隙～70 mm由磁性帶來保證谷物密封（見圖4）。

3 二甲板貨艙蓋的存放形式

（1）艙口蓋在貨艙內(nèi)的堆放

艙口蓋在不使用的情況下可以在艙內(nèi)堆放：No.1貨艙位于尾部、No.2和No.3貨艙位于首尾部、No.4貨艙位于首部，艙蓋板間及艙蓋板與貨艙底通過設(shè)置堆錐來連接，艙蓋兩側(cè)通過固定銷與艙壁上預(yù)留的插銷孔連接。

No.1貨艙內(nèi)的5塊艙口蓋編號為C1/C2/B3/AS4/AS5（字母代表型號，數(shù)字代表序號），按最初的設(shè)計方案艙口蓋在貨艙底的堆放順序不恰當(dāng)，在船廠進(jìn)行堆放試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，堆放吊裝的先后順序應(yīng)為AS5、AS4、C1、C2、B型，吊裝人員依次在各個艙蓋上轉(zhuǎn)移，最后吊裝B型蓋時吊裝人員使用索具將艙蓋和克令吊連接。由于前后艙蓋已經(jīng)吊離，吊裝人員無通道離開艙口蓋，為了安全考慮，在艙口蓋吊裝過程中是嚴(yán)格禁止吊裝人員隨同艙口蓋一起移動的。

后來經(jīng)過與船東討論，修改了提供給船員的吊裝操作說明，確定艙內(nèi)堆放操作時必須先將B型艙蓋吊至艙底或其他艙內(nèi)臨時存放，待其他四塊艙蓋按順序堆放結(jié)束后再將B型艙蓋吊至應(yīng)放置的位置。雖然這種解決方法增加了吊裝的時間和吊機(jī)的使用成本，但本著安全第一的原則，船東同意了吊裝方案的修改。

艙口蓋可以在平鋪位置堆疊存放，用扭鎖固定。由于艙口寬度的限制，最多堆疊兩塊二甲板艙蓋；而對于其他寬度不變的貨艙，某個平鋪位置的堆疊數(shù)量最大為4塊，具體堆放工況可根據(jù)貨物裝載情況做出不同的調(diào)整。

（2）艙口蓋在露天甲板上的堆放

在貨艙部分或全部用來堆放不需要二甲板艙蓋的貨物，而露天甲板艙口蓋尚有空余空間的情況下，二甲板艙蓋可以堆放在露天艙口蓋上。其中，No.1貨艙的露天艙口蓋上最多可以堆放7塊蓋板，主要為No.1貨艙自身的二甲板艙口蓋；No.2、No.3和No.4貨艙，每個貨艙的露天艙口蓋上最多可以堆放16塊二甲板艙口蓋，且這三個貨艙的二甲板艙口蓋可以通用，可根據(jù)具體的裝貨情況作出不同的堆放方案。堆放的二甲板艙口蓋通過堆放錐、扭鎖、螺旋扣和綁扎桿進(jìn)行固定。

（3）艙口蓋布置堆放在上建前壁

在貨艙內(nèi)和露天艙口蓋上堆滿了不需要二甲板艙口蓋的貨物的時候，暫時無用的二甲板艙蓋在這兩個位置無法存放，但又要考慮到后續(xù)航行中部分貨物卸貨后又需要二甲板艙口蓋來裝新的貨物，所以二甲板艙口蓋還應(yīng)該在船上的其他位置有存放的位置空間。

對于本船來說，上建前壁的索具艙及泵站間頂最多可以堆放9塊二甲板艙口蓋，通過堆放導(dǎo)架、堆錐和綁扎鏈來固定。艙口蓋的所有重量全部由索具間及泵站間的結(jié)構(gòu)來承受；堆放導(dǎo)架用于限制艙口蓋在船舶航行時的左右移動，艙口蓋上的插銷和導(dǎo)架上的插銷孔配合，以及綁扎鏈的收緊，同時用于限制艙口蓋的上下跳動；艙口蓋的前后移動限制主要通過綁扎索鏈來限制；綁扎索鏈的長度可以根據(jù)艙口蓋的具體堆放數(shù)量方便的做出調(diào)整。具體堆放如圖5所示。

該設(shè)計方案的控制難點(diǎn)在于導(dǎo)架安裝的精度控制，導(dǎo)架間的精度公差為0～10 mm，主要從以下四個方面來進(jìn)行控制：① 導(dǎo)架安裝在上建前壁上，與上建壁板后的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)對位，傳遞船舶航行過程中艙口蓋產(chǎn)生的力，要求上建分段合攏時船寬方向的精度公差控制在該范圍內(nèi)；② 導(dǎo)架本身結(jié)構(gòu)在制作時的精度控制；③ 艙口蓋結(jié)構(gòu)本身在制作時的精度控制；④ 索具間及泵站間的結(jié)構(gòu)制作和安裝精度控制，主要注意頂部結(jié)構(gòu)的水平面統(tǒng)一。

4 建造工藝

二甲板艙口蓋屬于大型舾裝件，外形尺寸大，為了保證二甲板艙口蓋在正常使用過程中盡量少的出現(xiàn)問題，必須從制造過程就注意控制誤差。主要有以下幾個方面：

（1）主尺度誤差

二甲板艙口蓋布置在貨艙內(nèi)時，長度和寬度的誤差太大會導(dǎo)致安裝困難或縫隙太大；而厚度誤差太大則會造成同一層各個二甲板艙口蓋上表面不平，影響裝貨。一般來說，主尺度的公差控制按圖6及表2所示。

（2）單塊蓋板的平面度和頂板不平度

單塊蓋板的平面度和頂板不平度決定艙口蓋的上表面平整度，主要影響艙口蓋上貨物的放置。一般來說，單塊蓋板的平面度和頂板不平度的公差控制，按圖7及圖8所示。

（3）多塊蓋板之間接縫的允許公差

多塊蓋板之間接縫的高度差，主要影響大件和超大件貨物跨域兩塊或更多塊艙口蓋的放置，一般來說應(yīng)按圖9所示。

此高度差受到多方面的影響，如：船體結(jié)構(gòu)各分段之間的安裝精度、支撐塊箱在船體結(jié)構(gòu)上的安裝精度、支撐塊在支撐塊箱內(nèi)的安裝精度、支撐塊自身的制作精度、二甲板貨艙蓋自身厚度精度以及四個支撐位的高度的精度等，很容易超過允許高度公差，這種情況下可以在支撐塊的接觸面焊接不同厚度的墊板調(diào)整，墊板最小厚度應(yīng)不小于20 mm。

5 結(jié)束語

本船的二甲板艙口蓋系統(tǒng)經(jīng)過船東、船廠和設(shè)計院的多次討論和優(yōu)化修改，不僅滿足船東的使用要求，也滿足船廠施工可行性、方便性的生產(chǎn)要求。經(jīng)過該項(xiàng)目系列船的投入運(yùn)營使用，情況反饋良好。

參考文獻(xiàn)

[1] 艙蓋舾裝要領(lǐng)書. TTS Hua Hai Ships Equiment Co.， Ltd.