CN104743056B - 船舶铝合金分段的吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶铝合金分段采用钢质吊环的吊装方法，包括①钢质吊环的制作与安装：在甲板的上方或舷侧的外侧设置外钢质方形填板，在甲板的下方或舷侧的内侧相应位置设置内钢质方形填板，通过螺栓将外钢质方形填板和内钢质方形填板连接，将钢质吊环焊接在外钢质方形填板上；②吊环的吊点设置：吊点设置在甲板主横梁及强肋骨的中间位置，具体是在T型横梁两旁甲板宽面的1/4位置，或者设置在分段舷侧的底部强肋骨两侧位置。本发明解决了铝合金不能与钢质直接焊接的难题，用螺栓连接使吊装具有足够的强度，可组装、可拆卸，具有通用性、安全性、实用性，具有推广应用价值。

Description

船舶铝合金分段的吊装方法

技术领域：

本发明涉及船舶制造，特别是一种船舶铝合金分段的吊装方法及吊装配件。

技术背景：

某型船是正在建造中的特殊用途船舶，该船与常规船舶不同的是上层建筑分 段全部采用铝合金5083-H116及6082-T6材质。由于铝合金材质的物理密度小 (2.7g/cm³)熔点低(铝的熔点660°)导热系数大(是钢的3～4倍)热膨胀系 数大(是钢的2倍)，在焊接过程中随着快速加热和冷却产生的膨胀和收缩，会 使铝板出现变形，这决定了钢铝材质不能直接焊接的特性，使得铝合金分段的吊 环吊点设置、吊装过程中的变形控制都有特殊要求。设计部门在生产技术准备阶 段为保证铝合金分段吊装过程中减少变形，采用了铝质吊环吊装工艺，由于铝合 金材质抗剪切强度与钢质材质相比较弱，为使分段且有足够的强度，采取了在分 段内部增加大量结构加强的方法，但因铝合金分段的侧壁板与甲板较薄(4mm)， 又采取了加大吊环规格的措施。但实际效果并不理想，一方面使用铝质吊环吊装、装焊拆除打磨等过程后仍产生较大的变形，影响铝合金分段的精度与质量，另一 方面由于铝质材料的特性，使得每个铝质吊环最多重复使用一次成本非常昂贵。

基于上述原因，设计部门对铝合金分段的吊装工艺重新进行了研究分析，包 括铝板的剪切应力分析、吊环吊点设置等，尝试采用钢质吊环替代原铝质吊环实 施铝合金分段的总组吊装。

发明内容

本发明的目的在于克服现有工艺技术中铝质吊环吊装须增加大量结构加强 与吊装中容易变形的问题，甲板与侧壁板易撕裂的质量隐患，提供一种船舶铝合 金分段的吊装方法及吊装配件，能够在降低吊装成本的前提下减少分段内部的结 构加强，避免铝质薄板结构变形与撕裂，同时吊装具有可操作性、安全性。

本发明原理如下：

在甲板上或侧壁上布置钢质吊环首先要解决钢铝间不能直接施焊难题，其次 是铝合金分段的强结构位置的吊点设置及受力变化。为确保分段的总组吊装不变 形，在正式实施钢质吊环吊装铝合金分段前，通过制作铝合金模拟吊装分段受力 分析，考证钢制吊环吊装的可行性与可靠性，确定吊装的工装及作业程序。研究 分析验证，虽然铝合金材质板薄易变形，特别是甲板与侧壁板。由于吊装时的受 力点的应力集中会造成铝板撕裂，但若加大吊装时吊点的受力面，是能克服上述 难题的。研究分析验证，由于上层建筑分段的甲板侧壁板是采用6082-T6带筋板， 这就为吊环的吊点设置创造了一定的条件，可减少分段内部的结构加强。

通过模拟分段的吊装分析确认，采用钢质吊环实施总段吊装可避免分段变形 风险，同样通过在甲板上下的双板连接可免除钢质吊环与铝质板的直接施焊，既 能使钢铝不直接接触又能在吊环设置时扩大吊环吊点的受力面，有利于应力得到 释放，保证吊装质量。

1.钢质吊环制作：

所述的钢质吊环的具体制作是针对铝合金材质与钢质材质不能直接焊接的特殊性，钢质吊环的设计方案为在甲板的上方或舷侧板的外侧设置钢质方形填板钢质吊环耳与之焊接，并通过螺栓与甲板下方或舷侧板内侧方形板连接。钢质吊环的具体制作方法简单，实用具有创新性，选用A级钢材质8mm厚500mm×600mm或500mm×800mm规格作为上下连接板，在连接板的上方或外舷侧板上设置8mm×200mm×200mm规格的吊环，两端则用8mm×60mm×150mm规格的肘板进行紧固，焊接在连接板上的上端板上，而在甲板的下方连接板搁置在纵梁上或舷侧纵骨上。

2.吊环的吊点设置

所述的搁置吊环处的吊点设置是指需根据吊装工艺的要求铝合金分段精确 的吊点必须设置在甲板主横梁及强肋骨位置，利用纵梁与强肋骨本身的强度，使 起吊具有足够的强度，能够安全承担铝合金分段的起吊重量。

3.铝合金分段的钢质吊环吊装工艺

所述的钢质吊环吊装工艺是针对铝合金分段的吊装制定的，按工艺规定采用 上下二块钢板作为夹板，用螺栓连接固定在甲板与T型筋线纵骨之间，再把钢质 吊环布置在甲板的上层的连接板上，按规定钢质吊环需且有通用性，可拆卸重复 使用，每次使用前需检查吊环与吊板的完整性。

本发明技术解决方案如下：

一种船舶铝合金分段的吊装方法，该方法包括如下特点：

①钢质吊环的制作与安装：在甲板的上方或舷侧壁的外侧设置外钢质方形 填板，在甲板的下方或舷侧壁的内侧相应位置设置内钢质方形填板，通过螺栓将 外钢质方形填板和内钢质方形填板连接，将钢质吊环焊接在外钢质方形填板上；

② 吊环的吊点设置：吊点设置在甲板主横梁上分段横向间距端部的1/4跨距处，或者设置在分段舷侧的底部强肋骨两侧位置。

所述的外钢质方形填板和内钢质方形填板选用A级钢材质8mm厚500 mm×600 mm或500 mm×800 mm规格；所述的吊环为8mm×200 mm×200 mm规格的吊环。

所述的吊环的两端用8 mm×60 mm×150 mm规格的肘板进行紧固。

与现有技术相比，本发明实施了多项技术创新，使整个铝合金分段的吊装具 有可靠性、安全性，其效果是解决了钢铝不能直接焊接难题，模块化双板连接减 少了剪切应力，用螺栓连接搁置在T型纵骨上的铁板，使分段利用其筋线板壁 组合一体的特性使其具有足够的抗拉强度，能够安全承担铝质分段的起吊重量， 从而保证了铝合金分段总组吊装的顺利实施。

1.钢质吊环与双板的连接组合

本发明的关键技术在于吊环设置上不仅仅采用钢质吊环，而是创新性地采用 了模块化双板组合螺栓穿过甲板(或舷侧板)连接模式，甲板上方(侧板内侧) 的钢质连接板与钢质吊环焊接，通过螺栓与下方的连接板连接借助了甲板与纵骨 是组合T型筋线的特点，将下方的连接板搁置在铝合金带筋板纵骨上，这就不 需要设置结构加强，通过纵梁本身的强度承担起吊重量。

2.铝合金分段吊装的吊点设置

在甲板或侧壁上设置吊环的吊点，一方面要考虑分段的重量重心平衡，同时 要考虑分段结构的受力点，由于铝合金材质抗剪切强度与钢质材料相比较弱，在 不增加分段内部结构加强的状况下，如要使分段且有足够抗拉强度，其吊点的设 置非常重要，为此必须作出严格的规定，将吊点设定在主梁及强肋骨位置，并可 选择双吊点增强吊点的抗剪切能力，确保分段顺利起吊。

3.钢质吊环吊装的工艺制定

由于铝合金材质的特殊性，使得其分段的吊装工艺有别于常规的钢质分段， 必须考虑吊装过程中的变形控制，有关方面为保证铝合金分段总组吊装结构不变 形，制定了相关的工艺。一是采用二块钢板作为夹板，用螺栓连接固定在甲板与 T型筋线的纵骨之间，把钢质吊环设置在甲板(或侧壁)的上层，而在下层如遇 主梁位置可设置分块面连接板。二是双板链接可拆卸重复使用，并且具有通用性， 每次使用前需检查其完整性。三是吊点必须设置在主梁的中间位置与强肋骨位 置，起吊时主梁及强肋骨可直接承担起吊重量，使起吊的受力得到合理的分布与 传递，使起吊时的应力得到释放。舷侧分段同样可以在舷侧外板位置设置模块化 钢质吊环，并可用双板连接。工艺规范是甲板分段与舷侧分段均可设置模块化双 板连接式吊环，实施吊装且板材的材质厚度规格可作标准化规定与制作。

附图说明

图1：组合式双板螺栓连接吊环

图2：甲板的吊点设置

具体的实施方法

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但不应以此限制本发明的保护 范围。

1.铝合金分段钢质吊环吊装工艺

标准化、模块化具有通用性，钢质吊环与上模板焊接，铝合金分段的组合式 吊环，材质8mm～10mm“A”级钢，规格500mm×500mm、500mm×800mm，采用双 模板组合，螺栓通过穿过甲板或舷侧与甲板下或舷侧板内搁置在带筋板纵骨上的 模板连接。这样一方面达到了设置吊环不与铝合金板、舷侧板直接焊接的目的， 另一方面可以利用纵梁本身的强度使起吊分段具有足够的强度，承担分段的起吊 重量，保障铝合金分段的吊装安全。钢质吊环可拆卸，重复使用前需检查吊环的 完整性，包括吊环与模块板焊接的牢固性，螺栓是否松动，吊点设置在强结构位 置使起吊受力得到合理传递。

根据场地空间的实际状况决定起吊方式，如具有足够空间的吊装可采取甲板 设置吊环的吊装方式，如生产场地狭小、厂房高度不够则可采取舷侧起吊吊装方 式，采取舷侧吊装需用槽钢连接设置在强肋骨左右的吊点，实施起吊，使吊索具 的张立得到释放。

2.钢质吊环制作

钢质吊环与上下模板材质采用A级钢，板厚根据吊装强度及重量需用可定8mm～10mm，H1627A船铝合金分段的吊装，根据强度计算决定采用8mm厚板材，上模板的规格为500mm×800 mm，下模板可分为500 mm×900 mm或500 mm×450 mm（具体见图2）吊环分为吊耳与肋板，其中吊耳8 mm×200 mm×200 mm，肋板8 mm×80 mm×150 mm，吊耳与模板通过施焊连接，上下模板用螺栓紧固链接，上下连接板可拆卸具有通用性。

3.吊环的吊点设置

双板螺栓连接的吊环，采用甲板上的模板与甲板下搁置在纵梁的模板用螺栓 连接，外舷侧壁模板与舷侧板内搁置在纵骨上的模板用螺栓连接，需考虑起吊的 受力得到合理的传递，减少吊索具张力，使起吊时的应力得到释放这一关键要素。 为此吊点位置应设置在甲板下T型横梁及舷侧肋骨位置，如有足够的起吊空间， 一般选择在甲板上直接设置吊点位置，设置的原理是设在分段横向间距端部的 1/4跨距处，船体构架的交叉处，因较多的铝合金分段在车间厂房内建造的，起 吊时缺乏起吊空间，可考虑在舷侧壁设置吊环，其吊点一般设置在分段舷侧的下 方，原则上是设置在强肋骨位置考虑到起点的受力均衡分布，可在两个强肋骨之 间用槽钢连接两个吊点实施起吊。

Claims (3)

1.一种船舶铝合金分段的吊装方法，其特征在于该方法包括如下特点：

① 钢质吊环的制作与安装：在甲板的上方或舷侧的外侧设置外钢质方形填板，在甲板的下方或舷侧的内侧相应位置设置内钢质方形填板，通过螺栓将外钢质方形填板和内钢质方形填板连接，将钢质吊环焊接在外钢质方形填板上；

② 吊环的吊点设置：吊点设置在甲板主横梁上分段横向间距端部的1/4跨距处，或者设置在分段舷侧的底部强肋骨两侧位置。

2.根据权利要求1所述的船舶铝合金分段的吊装方法，其特征在于，所述的外钢质方形填板和内钢质方形填板选用A 级钢材质8mm 厚500mm×600mm或500mm×800mm 规格；所述的吊环为8mm×200mm×200mm 规格的吊环。

3.根据权利要求1 所述的船舶铝合金分段的吊装方法，其特征在于，所述的吊环的两端用8mm×60mm×150mm 规格的肘板进行紧固。