CN102367062A

CN102367062A - 重型海洋工程起重机底座上层结构的建造方法

Info

Publication number: CN102367062A
Application number: CN2011101444311A
Authority: CN
Inventors: 边道田; 张传金
Original assignee: JIANGSU RONGSHENG SHIP ENGINEERING RESEARCH DESIGN INSTITUTE Co Ltd; JIANGSU ROSHENG HEAVY INDUSTRY Co Ltd; JIANGSU RONGSHENG SHIPBUILDING CO Ltd
Current assignee: JIANGSU RONGSHENG SHIP ENGINEERING RESEARCH DESIGN INSTITUTE Co Ltd; JIANGSU ROSHENG HEAVY INDUSTRY Co Ltd; JIANGSU RONGSHENG SHIPBUILDING CO Ltd
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: CN102367062B

Abstract

一种重型海洋工程起重机底座上层结构的建造方法，上层结构TUB分段建造步骤：先制作TUB分段上口假隔壁；再在A甲板上确定TUB分段的圆心位置；以新的圆心为圆心，按精度控制要求的半径为半径，确定出扶强材的安装位置；安装假隔壁、支撑结构，形成TUB筒体胎架；安装TUB筒壁板，采用钉焊；进行TUB分段壳板垂直对接缝焊接；进行壳板与扶强材角焊缝的焊接；进行TUB分段下口水平焊缝焊接；安装底座环。本发明的优点：有效配合了深水铺管起重船的重型海洋工程起重机底座分段建造工艺，其对上层结构的精度及结构的设计控制，为大型起重机的建造提供了更好的工艺方法。

Description

重型海洋工程起重机底座上层结构的建造方法

技术领域

本发明涉及一种船舶的起重机底座建造工艺，具体是一种深水铺管起重船上的重型海洋工程起重机底座TUB分段建造工艺。

背景技术

目前大型的深水铺管起重船上建造重达813.20吨的重型海洋工程起重机底座还没有可参考的工艺。由于底座体积庞大，所以需要将该底座分为下层结构、中层结构和上层结构分层建造，或者该底座的下层结构和中层结构分为左右半部分别建造，或先将该底座的下层结构、中层结构上下左右分为四个部分分别建造。上述的几种分段建造方法都是最后在将中层结构和下层结构的各个部分合拢后再建造上层结构。但是上层结构的建造工艺目前还没有相关技术的报道。

发明内容

本发明的主要任务在于提供一种深水铺管起重船的重型海洋工程起重机底座上层结构的建造方法，一边能有效控制上层结构精度，保证圆筒底座建设。

为了解决以上技术问题，本发明的一种重型海洋工程起重机底座上层结构的建造方法，将底座以主甲板和A甲板为基面分成上下左右四段和A甲板上端的上层结构TUB分段，然后对上下左右四段分段建造并拼接成圆筒，再建造TUB分段，其特征在于：所述TUB分段建造步骤如下：先制作TUB分段上口假隔壁，再在A甲板上确定TUB分段的圆心位置，第三步以新的圆心为圆心，按精度控制要求的半径为半径，确定出扶强材的安装位置，要保证与A甲板下方的对应的扶强材和筒壁板对齐，符合公差要求；第四步安装假隔壁、支撑结构，形成TUB筒体胎架；第五步，安装TUB筒壁板，采用钉焊；第六步，进行TUB分段壳板垂直对接缝焊接；第七步，进行壳板与扶强材角焊缝的焊接；第八步，进行TUB分段下口水平焊缝焊接；第九步，安装底座环。

所述在A甲板上确定TUB分段的圆心位置步骤为：TUB分段的理论圆心为A甲板上的船体中心线与FR14肋位线的交点，实际圆心是根据301A、301B分段筒体上口若干测量点的坐标值Xi,Yi,拟合一条最小平方二次曲线，求出得到的圆心和直径。

所述钉焊TUB筒壁板时，每块TUB筒壁板的上口水平都要测量，要兼顾上口水平±2mm，直径偏差±5mm，板厚偏差±4mm的公差要求。

所述TUB分段壳板垂直对接缝焊接时，距上端口1000mm范围不焊。

所述壳板与扶强材角焊缝的焊接，距上端口1000mm范围不焊。

本发明的优点在于：采用本发明的建造工艺，有效配合了深水铺管起重船的重型海洋工程起重机底座分段建造工艺，其对上层结构的精度及结构的设计控制，为大型起重机的建造提供了更好的工艺方法。

附图说明

图1为本发明的底座分段划分示意图；

图2为本发明的上层结构建造结构示意图；

图3为本发明的底座正立状态的立体结构示意图；

图4为本发明的底座倒立状态的立体结构示意图；

图5为本发明上层结构分段在A甲板上的圆心位置确定示意图；

图6为本发明扶强材安装示意图。

具体实施方式

参见图1-图6，本发明拟建重型海洋工程起重机底座位于船体尾部，其自身重量为4000吨。艉固定模式时，回转半径为43m，起重能力是4000吨；全回转模式时，回转半径33m，起重能力是3500吨。

拟建起重机底座是直径为24.3m的圆筒型结构，其高度为13.40m，筒体上部是壁厚为45mm材质为EH36-Z35的钢板，下部为板厚30mm和45mm材质为EH36的钢板。筒体底部焊在距基线9100mm的平台上，其上部在A甲板上尚有2.2m高的筒体壁。

底座结构分为下层结构301B、中层结构301A和上层结构TUB分层建造，或者该底座的下层结构301B和中层结构301A分为左半部301BC和301AC、右半部301BD和中层结构301AD分别建造，或先将该底座的下层结构、中层结构上下左右分为四个部分分别建造。上述的几种分段建造方法都是最后在将中层结构和下层结构的各个部分合拢后再建造上层结构（TUB分段）。图1所示为底座为分为五分段的圆筒型，具体的分段：从9100mm A/B平台甲板至14000mm A/B主甲板为301B，从14000mm A/B 主甲板至20300mmA/B的A甲板为301A，然后再从9100mmA/B平台甲板至20300mm A/B的A甲板的筒体结构划分为左右两段，中层结构301A左右半部分别记为301AC和301AD，下层结构301B左右半部分别记为301BC和301BD，分界面在距左舷距船体中线面0的200mm处；中层结构301A的上面为TUB分段，TUB分段作为一个独立的分段，它在301A、301B分段船坞搭载合拢后进行建造。

将TUB分段作为一个小分段来建造，是这样考虑的：

本发明中，所述的301A和301B分段都反造而成，如果将它们与TUB分段一起建造，2.2m高的TUB分段将会在最下面，那么它们的建造胎架高度就要从0.3m变成2.5m；更重要的是TUB分段上面与起重机底座环相连接，因此对它的建造精度要求是最高的，是关键中的关键。

现在，将TUB分段放在301A，301B分段坞内搭载后建造，就使得301A和301B分段的高度从13.4m减为11.2m，翻身和吊运也非常有利。

另外，TUB分段也必须在301A和301B分段在坞内搭载后建造，因为它内部没有纵横壁，也没有强框架支撑。如果在下面建造好，坞内搭载吊运时，需要做大量的加强支撑，会浪费大量的人力、物力，并且极易产生变形，精度无法控制。

结合上述考虑，将301A以上部分在A甲板以下部分的所有部分反建并合拢完毕后，再在船坞内单独进行TUB组装，形成完整的圆柱形底座是比较合理的建造；且在建造上述底座时，因为A甲板以下部分涉及几个步骤的合拢，因此，精度控制及其重要。尤其是TUB分段的精度的控制。

以下是分析本发明中，起重机底座TUB分段制作时的精度要求与船体分段建造的质量标准部分的要求对比，见表一：

表一

从表一可以看出：起重机底座TUB分段的建造精度，远远高于船体建造质量标准规定的精度。尤其要保证TUB分段上口的精度。反过来说，TUB分段下面的301A和301B分段合拢后的精度要求可以放宽。但也要比船体建造质量标准规定的要求高一些，否则会与TUB分段衔接不上，质量得不到保证。

因此，起重机底座TUB分段的建造工艺是关键，基本建造思路为：

A、301A，301B分段（不包括301分段上端2500mm高的TUB筒体分段，下文简称TUB分段），在船坞内搭载、装配、焊接完工后，在A甲板上用假隔壁和64根高度为1975mm的垂直扶强材及其他支撑构件，构成一个圆筒形胎架，然后将10块TUB筒体外板装配上去。

B、制作TUB分段上口假隔壁： TUB分段上口在筒体壁板上原来就设有一个圆型的加强环1，其尺寸为FB250×30，将它用槽钢2支撑加强，作为一个假隔壁，见图2。

C、在A甲板上确定TUB分段的圆心位置：TUB分段的理论圆心为A甲板上的船体中心线与FR14肋位线。FR14肋位线是指：TUB分段以A甲板为基面建造，TUB分段是圆筒体形状，在A甲板上有一个定位圆，船体中心线和FR14肋位线在A甲板上的交点就是这个定位圆的理论圆心，也是TUB分段安装垂直扶强材的理论定位圆心的交点。但是，由于301A、301B分段的制作、坞内搭载,会使筒体产生变形，实际的圆心已不是理论圆心了。必须根据301A、301B分段筒体上口若干测量点的坐标值，拟合一条最小平方二次曲线，求出新的圆心和直径。具体为： 301（301A、301B）分段焊接后,测量128个点的半径,计算出周长,求出实际圆心,作为TUB分段的真正圆心。

在上述建造中，注意起重机底座建造的精度控制的具体做法如下：

A甲板(或主甲板)下料时,要考虑焊接收缩补偿量1.5mm/2800m。在此同时，还要考虑温度补偿，即规定20℃为标准温度，其他温度时，按照线胀系数

来计算热胀冷缩补偿量.起重机底座下料时,环境温度为12℃,A甲板(或主甲板)的直径,即起重机底座筒壁板内径理论尺寸为:24342-45=24297mm,(Φ24342是指完工尺寸)温度修正：

12×10^-6×(20℃-12℃)×24297=2.333mm。

温度修正后的内径为:24297-2=24295mm。

其次，考虑A甲板(或主甲板)与筒壁板之间角焊缝为全熔透焊：其收缩量:纵向收缩: 0.2mm/m*76.5m=15.3mm；15.3/π=4.87mm(换算到直径收缩)；横向收缩: 0.8mm；总计: 4.87+0.8=5.67mm ；24295+5.67=24301mm。

A甲板(或主甲板)在制作时,由于拼板焊接和其上的骨架焊接,焊接收缩补偿量1.5mm/2800已经消耗掉大部分.完工后,按照Φ24301mm进行划线修正.TUB分段上口假隔壁也按此直径进行修正。

最后，考虑底座筒壁板下料尺寸：

壁板垂直对接缝共有10条，坡口形式为X型，全熔透，每条焊缝横向收缩量为1.5mm，则收缩量为：1.5×10=15mm

筒壁板上58根垂直扶强材角焊缝横向收缩量：58×0.2mm=11.6mm；总计：15+11.6=26.6mm；直径收缩量为：26.6/π=8.47mm；下料直径则为：24342-2+8.5=24348.5mm (壳板厚度中心线处直径)；下料内径则为：24295+8.47=24303mm。

总结：

TUB分段精度控制的关键如下：

一、筒壁板下料时，按环境温度12℃来考虑，控制住筒壁板的周长：24348.5×π=76493mm（筒壁板厚度中心线处直径）；周长确定了，则筒体直径尺寸就确定了，即：

1、若筒壁板10条垂直对接缝，加上64根垂直扶强材角焊缝焊后壳板直径收缩量最小值为3mm:24348.5-3=24345.5mm；换算到20℃环境温度：24345.5+2=24347.5mm；去掉超差+5mm；24347.5-5=24342.5mm （偏差在+5.5mm之内）。

2、若筒壁板10条垂直对接缝，加上64根垂直扶强材角焊缝焊后壳板直径收缩量最小值为13mm:4348.5-13=24335.5mm；换算到20℃环境温度：24335.5+2=24337.5mm；去掉超差-5mm；24337.5-(-5)=24342.5mm（偏差在-5.5mm之内）。

二、 TUB分段64根扶强材的定位尺寸精度要保证，即64根垂直扶强材必须安装到Φ24301mm为直径的圆上，这样筒体的椭圆度就会有保证。

三、 TUB分段的实际圆心必须与301A、301B分段的实际圆心重合，这样筒壁板厚度不对中的偏差±4mm就会没问题。

四、底座环应该在船厂安装。TUB安装完以后，焊接时，壳板的垂直对接缝和垂直扶强材的角焊缝，离上口1000mm不焊，为的是很好的与底座环环缝对接，如果TUB分段上口椭圆度超差，还是可以按照底座环下口来进行修正，质量也还是有保证的。否则，即使距TUB分段上口处1000mm焊缝不焊，也无法去进行焊后测量。

Claims

1.一种重型海洋工程起重机底座上层结构的建造方法，将底座以主甲板和A甲板为基面分成上下左右四段和A甲板上端的上层结构TUB分段，然后对上下左右四段分段建造并拼接成圆筒，再建造TUB分段，其特征在于：所述TUB分段建造步骤如下：先制作TUB分段上口假隔壁，再在A甲板上确定TUB分段的圆心位置，第三步以新的圆心为圆心，按精度控制要求的半径为半径，确定出扶强材的安装位置，要保证与A甲板下方的对应的扶强材和筒壁板对齐，符合公差要求；第四步安装假隔壁、支撑结构，形成TUB筒体胎架；第五步，安装TUB筒壁板，采用钉焊；第六步，进行TUB分段壳板垂直对接缝焊接；第七步，进行壳板与扶强材角焊缝的焊接；第八步，进行TUB分段下口水平焊缝焊接；第九步，安装底座环。

2.根据权利要求1所述的重型海洋工程起重机底座上层结构的建造方法，其特征在于：所述在A甲板上确定TUB分段的圆心位置步骤为：TUB分段的理论圆心为A甲板上的船体中心线与FR14肋位线的交点，实际圆心是根据301A、301B分段筒体上口若干测量点的坐标值Xi,Yi,拟合一条最小平方二次曲线，求出得到的圆心和直径。

3.根据权利要求1所述的重型海洋工程起重机底座上层结构的建造方法，其特征在于：所述钉焊TUB筒壁板时，每块TUB筒壁板的上口水平都要测量，要兼顾上口水平±2mm，直径偏差±5mm，板厚偏差±4mm的公差要求。

4.根据权利要求1所述的重型海洋工程起重机底座上层结构的建造方法，其特征在于：所述TUB分段壳板垂直对接缝焊接时，距上端口1000mm范围不焊。

5.根据权利要求1所述的重型海洋工程起重机底座上层结构的建造方法，其特征在于：所述壳板与扶强材角焊缝的焊接，距上端口1000mm范围不焊。