快速可拆式地板架研究與應用

張靜 李文憑 黃鑒滬 陳麗生

【摘 要】文章通過船舶機器處所地板架搭設與系統(tǒng)管路錯綜復雜的關(guān)系及設備維護保養(yǎng)要求的研究，實現(xiàn)了地板架搭設的美觀性、實用性、便捷性，同時處理好地板架支撐構(gòu)建與管線走向、設備維護保養(yǎng)之間關(guān)系，降低了施工難度，減少了施工作業(yè)時間，為施工者提供優(yōu)良的工作環(huán)境。該類型地板架大量運用于船舶艙室，后期船舶保養(yǎng)、維護過程中安全性及便利性會大幅度提高，修船施工人員勞動強度也會相應降低，無形中提升船舶建造企業(yè)滿意度。

【關(guān)鍵詞】船舶;地板架;快速可拆式

【中圖分類號】U663.82 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）06-0117-04

0 背景

中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會于2019年1月25日發(fā)布的2018年船舶工業(yè)經(jīng)濟運行分析顯示[1]，2018年，全國三大造船指標“兩增一降”。2019年，我國將繼續(xù)聚焦打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)工作，同時為滿足人民群眾對美好生活的向往將繼續(xù)擴大進口，這將增加對部分船型的市場需求。具體數(shù)據(jù)顯示，2018年，全國造船完工3 458萬載重噸，同比下降14%;承接新船訂單3 667萬載重噸，同比增長8.7%;12月底，手持船舶訂單8 931萬載重噸，同比增長2.4%。

經(jīng)濟運行的主要特點：國際市場份額保持領(lǐng)先，骨干船企競爭優(yōu)勢明顯;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，創(chuàng)新能力不斷提升;充分發(fā)揮市場機制，有效壓減過剩產(chǎn)能;船舶修理業(yè)運行良好，環(huán)保改裝需求不斷增多;新型海工裝備取得突破，部分庫存裝備得到處置;堅持創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，船舶配套產(chǎn)品研發(fā)取得新突破;精益造船深入開展，降本增效持續(xù)推進。

據(jù)預測，2019年全球新造船市場面臨的環(huán)境依舊錯綜復雜，機遇與挑戰(zhàn)并存。近年來，船隊增速持續(xù)低于海運貿(mào)易增速，全球航運市場進入緩慢復蘇狀態(tài)，這為新造船市場走出低谷創(chuàng)造了條件;疊加國際環(huán)保新規(guī)定即將進入密集生效期，部分老舊船舶大概率因經(jīng)濟性較差被迫提前拆解，有望給造船企業(yè)帶來訂單。此外，我國將繼續(xù)聚焦打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)工作，同時為滿足人民群眾對美好生活的向往將繼續(xù)擴大進口，這將增加對部分船型的市場需求。

如何縮短建造周期，創(chuàng)新發(fā)展，提高顧客滿意度，搶占市場先機，無疑是中小型船舶企業(yè)2019年乃至后續(xù)時間焦點，也是中小型企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的源泉。中小型船舶企業(yè)縮短建造周期的方式主要有以下8種：生產(chǎn)設計建模2.0、生產(chǎn)管理、生產(chǎn)準備、建造過程、創(chuàng)新思維、工法工藝研究、中間產(chǎn)品控制、技術(shù)革新。本文擬從創(chuàng)新思維其中一個小角度出發(fā)，改善地板架敷設工藝，提前落實生產(chǎn)準備、減少建造中間環(huán)節(jié)著手，縮短建造周期，同時提高建造質(zhì)量[2]。地板架，又稱地臺，通常安裝在如機艙、輔機艙等設備、管線交錯復雜或底艙內(nèi)因結(jié)構(gòu)突出而導致人員通行、工作不便的地方，通過“L”形鋼材支撐花紋板或格柵，人為地在設備、管線或結(jié)構(gòu)等布置上方架設出單獨的平臺或通道，從而達到改善使用空間環(huán)境的目的，是船舶眾多構(gòu)成中不可或缺的一部分。傳統(tǒng)地板架結(jié)構(gòu)簡單，但是由于安裝處所其他設備、管線布置復雜，導致其安裝時空間狹小、交叉作業(yè)，安裝難度較大。傳統(tǒng)地板架安裝過程中難免產(chǎn)生邊角余料、焊渣等，且施工作業(yè)區(qū)域由于管線、設備等錯綜復雜，后期清理工程耗時耗力;安裝完畢后，設備、管線檢修需再次施工，不利于安全管理，同時必須進行復裝工程，造成施工成本增加。

本文基于降低成本、縮短建造周期、為顧客提供滿意服務的前提下，根據(jù)自身設計理念、現(xiàn)場工作經(jīng)驗及生產(chǎn)管理理念出發(fā)，對傳統(tǒng)地板架進行研究，提煉出新型可拆式地板架，解決施工環(huán)境惡劣、施工周期長、施工工種交叉作業(yè)的難題。

1 可拆式地板架的介紹

1.1 設計萌芽

受機爐艙欄桿支柱與吊柱（CB 609—67）[3]、輕鋼龍骨吊頂（QB-CNCECJ 030402—2004）[4]啟發(fā)，聯(lián)想到地板架應該也能像家居裝修的龍骨吊頂一樣可以自由拆裝，不受特殊工具約束，使用常規(guī)工具就能實現(xiàn)目的，而且也不會產(chǎn)生大量有害污染，影響周邊設備及人員。新型的地板架安裝和拆卸應該是非常便捷的，短時間內(nèi)就能按工程要求完成任務，零件通用性很強，可以批量制作，生產(chǎn)準備周期相應較短。應用的范圍不局限于相對空曠的艙室，管線、設備布置密集的艙室同樣適用，而且拆卸的優(yōu)越性在管線、設備布置的艙室表現(xiàn)更突出。外觀表象應該是光順、平直，無銳邊與咬邊表征，給人的感覺應該是舒適、無危險信號。地板架敷設不受材質(zhì)限制，僅底座材質(zhì)與母材保持一致，就能滿足技術(shù)規(guī)格要求。

1.2 設計理念

新型快速可拆式地板架應具備以下幾個特征：①機械強度可靠、不易疲勞受損、承載能力強、耐沖擊性能好;②結(jié)構(gòu)形式簡單，附件安裝方便，易于拆裝;③重復利用率高，焊接工作量小;④可量化生產(chǎn)，生產(chǎn)準備周期短;⑤互換性好、組裝靈活、維修方便、使用壽命長;⑥外觀成形美觀、成本受控。

1.3 設計宗旨

新型快速可拆式地板架主要服務于船舶機器處所、不便于通行的處所，通過合理處理設備保養(yǎng)、管線維護、人員安全的關(guān)系，搭設安全通行通道，既能保證系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)、售后服務工作方便快捷，又能保證使用人員及施工人員的人身安全。

1.4 主要結(jié)構(gòu)形式

（1）快速可拆式地板架主體構(gòu)架由夾箍式可拆底座、圓管支撐組合結(jié)構(gòu)、組合型支撐構(gòu)件、“T”形骨架、耐油橡膠、花紋板或格柵、螺栓緊固件組成。快速可拆式地板架組成及裝配形式如圖1所示?？焖倏刹鹗降匕寮艿牡匕?、縱橫骨架均是通過拆裝螺釘/螺栓進行拆裝，設備四周踢腳邊無須進行特殊設計，利用縱橫骨架（“T”形骨架）結(jié)構(gòu)，調(diào)整安裝方向，最大平面與設備平行安裝即可達到設備踢腳保護的目的。

（2）組合型支撐構(gòu)件主要用于連接圓管支撐組合結(jié)構(gòu)與“T”形骨架，組合型支撐構(gòu)件主要有以下4類：“一”形構(gòu)件、“L”形構(gòu)件、“T”形構(gòu)件或者“十”形構(gòu)件，詳細圖冊如圖2所示。4類構(gòu)件的具體尺寸應根據(jù)其選用的材質(zhì)及布置的實際工作負荷進行調(diào)整，圖2所示僅為外觀尺寸圖。構(gòu)件的制作方式有兩種：焊接式、鑄造式;兩種方式各具優(yōu)點，其中焊接式以靈活、成本低為主要特性，鑄造式以批量快速生產(chǎn)為主要特點。

（3）地板架縱橫骨架采用組合“T”形骨架，此骨架的主要特點如下：其復板高度和面板的寬度存在倍數(shù)關(guān)系，設備保護位置旋轉(zhuǎn)“T”形骨架安裝方向便可形成踢腳圍邊，方便、快捷、利用率高。安裝要求：“T”形骨架的面板或復板作為與耐油橡膠接觸面，必須是水平安裝（如圖3所示）。

（4）地板架圓管支撐組合結(jié)構(gòu)下端設置可拆底座，底座與船體結(jié)構(gòu)之間的連接方式采用焊接式，底座與圓管支撐組合結(jié)構(gòu)之間用可拆接口連接。基于目前的工藝水平有兩種可拆式連接方案供選用，分別為夾箍式和螺紋套管式，兩者的優(yōu)點與缺點分別如下。夾箍式底座：制作簡便、成本低，但拆裝不便且高低調(diào)整不便;螺紋套管式底座：安裝簡便可靠，但是攻牙制作成本較高，周期相對較長。底座具體的樣式如圖4所示。

1.5 三維仿真模擬

整套快速可拆式地板架的三維模擬示意圖如圖5所示。

1.6 設計應用示例

以某型船的舵機艙地板架布置為例，該區(qū)域管線、設備相對具有代表性，管線布置有集中區(qū)域和分散區(qū)域，設備布置有緊湊區(qū)域和零星區(qū)域（如圖6所示）。設計過程中，根據(jù)設備、管線綜合三維布置確定連接構(gòu)件，連接構(gòu)件選用依據(jù)是快速可拆式地板架水平骨架縱橫交叉情況，選用類型為“一”形構(gòu)件、“L”形構(gòu)件、“T”形構(gòu)件或者“十”形構(gòu)件。

2 新型快速可拆式地板架優(yōu)點

快速可拆式地板架已在某型船實際應用，施工整體進度提前1倍，傳統(tǒng)地板架焊接工作量大，與管系專業(yè)干涉較多，不能同步開展作業(yè)，且管系串油工序后不能大面積焊接、切割、打磨，施工限制條件較多，效率比較低。新型可拆式地板架解決了施工環(huán)境和交叉作業(yè)的難題，焊接工作僅限于夾箍底座和部分可焊接于支柱、舷側(cè)結(jié)構(gòu)的支撐構(gòu)建。

與傳統(tǒng)的焊接式地板架相比較，快速可拆式地板架的主要優(yōu)勢如下：①主要連接件均采用快速可拆式接口，圓管支撐組合結(jié)構(gòu)與組合型支撐構(gòu)件、絕大部分裝配件焊接工作可在艙外進行，安裝后圓管支撐組合構(gòu)件與底座之間在無需動火作業(yè)，可以隨意拆卸、復裝，降低作業(yè)人員勞動強度，提高施工質(zhì)量。②生產(chǎn)準備工作可提前約15 d，施工人員測量數(shù)據(jù)后，可在車間內(nèi)完成各個連接件裝配工作，車間內(nèi)施工條件優(yōu)越，可以批量生產(chǎn)，提高材料利用率。③安裝過程及后期拆裝過程中，縱橫結(jié)構(gòu)的間距均可以根據(jù)實際進行調(diào)整間距。④安裝結(jié)束后，可以隨時按需調(diào)整地板架高度，能有效地提高并保持地板架的平整度，且自動適應設備周邊的踢腳圍邊。⑤安裝結(jié)束可方便拆裝，不影響其他作業(yè)，便于生產(chǎn)過程及交付后設備及管線的檢查、維護。⑥零件種類相對單一、互換性強，可以批量預制，零部件上船后按需組裝，剩余零部件可以重復利用。⑦安裝工程結(jié)束后，可以根據(jù)管線、設備維護與保養(yǎng)需要，對地板架進行拆卸，整個過程不需進行切割、打磨、焊接作業(yè)，使用常規(guī)松緊螺栓工具可實現(xiàn)部分或區(qū)域地板架拆解，不影響管線、設備保養(yǎng)、檢修、更換。

3 實船應用效果

快速可拆式地板架經(jīng)過車間試制、評審、改進之后，已在某型船舶的舵機艙進行實船應用試驗，經(jīng)聯(lián)合專家組對其進行現(xiàn)場評審及反復論證后認為，快速可拆式地板架不但能提高產(chǎn)品質(zhì)量，還能極大地簡化船舶建造廠的施工作業(yè)環(huán)節(jié)及方便船舶產(chǎn)品投入使用后設備、管線的維護與檢修，與傳統(tǒng)焊接式地板架相比具有極大的優(yōu)勢，最終形成一致意見：建議在其他產(chǎn)品上推廣應用。圖7所示為快速可拆地板架試制階段、試制成品及傳統(tǒng)地板架結(jié)構(gòu)形式;圖8所示為某型船推廣應用快速可拆式地板架后的實際效果。

4 總結(jié)

快速可拆式地板架的出現(xiàn)是中小型船舶企業(yè)縮短建造周期快速發(fā)展的必然產(chǎn)物，極大地解決了傳統(tǒng)地板架施工作業(yè)階段鐵舾、管舾、電舾各施工專業(yè)交叉立體作業(yè)難、施工過程修改困難、施工環(huán)境惡劣、施工后管線設備維護難等難題，同時極大地縮短了生產(chǎn)資源準備的時間，為生產(chǎn)準備工作提速增效?？焖倏刹鹗降匕寮茉趯嵈瑧煤螅Ч竭_預期目標，顧客非常滿意?？焖倏刹鹗降匕寮芄に囋O計僅是船舶行業(yè)施工工藝發(fā)展的一個小方向，也是中小型船舶企業(yè)縮短建造周期為實現(xiàn)合同履約前進的一小步，發(fā)展?jié)摿薮?。本文通過船舶工藝創(chuàng)新階段小試牛刀，希望能拋磚引玉給讀者帶來一點啟發(fā)，為船舶行業(yè)乃至其他行業(yè)帶來新思維，期待更好的設計理念及成果問世，服務社會發(fā)展。

參 考 文 獻

[1]中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會.2018年船舶工業(yè)經(jīng)濟運行分析[EB/OL].http：//www.cansi.org.cn/ifor/shownews.

php？lang=cn&id=11522，2019-01-25.

[2]李文憑.中小型船舶企業(yè)縮短建造周期合同履約[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2018（2）：17-20.

[3]CB 609—67，機爐艙欄桿支柱與吊柱[S].

[4]QB-CNCEC J030402—2004，輕鋼龍骨吊頂施工工藝標準[S].

[責任編輯：陳澤琦]