CN114455026A

CN114455026A - 一种船体分段船台大合拢方法

Info

Publication number: CN114455026A
Application number: CN202210157511.9A
Authority: CN
Inventors: 董明达; 李炎; 许波
Original assignee: Polytechnic Shipbuilding Ezhou Co ltd
Current assignee: Polytechnic Shipbuilding Ezhou Co ltd
Priority date: 2022-02-21
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2042-02-21
Also published as: CN114455026B

Abstract

本发明适用于船舶制造领域，提供一种船体分段船台大合拢方法，本发明直接将需要合拢的两个分段的大接头进行测量和提前矫正，制造分段时无需设计余量，通过矫正将两个分段直接对接即可焊接，而且方法切割余量比较浪费材料，劳动强度好，如果操作人员切割不准确度不够，也会带来附加问题；另外在两个分段合拢时，大接头断面可能存在不一致情况，需要进行矫正，而本发明是在合拢前提前进行矫正，因此本发明方法能够明显降低成本、提高效率。

Description

一种船体分段船台大合拢方法

技术领域

本发明属于船舶制造技术领域，尤其涉及一种船体分段船台大合拢方法。

背景技术

随着造船市场的火爆以及科学技术的飞速发展，各行业技术不断更新，新工艺的创新应用大大的提高了生产效率，缩短了工程建造周期。目前国内造船厂在建的德国万吨级系列船舶，全船划分为多个分段。现有的民营造船厂的吊车起重能力有限，分段翻身休整场地较少。

采用传统建造方式是，分段建造处于有余量状态，在合拢时要进行预合拢，通过测量、数据计算再进行余量切割，材料浪费大。余量切割时闷仓作业时间长，劳动作业强度大。余量切割后进行二次合拢，合拢后还要大量休整。整个过程吊车挂钩时间约为6-8小时。待合拢的分段场地占用周期长。遏制后续分段建造，使建造周期加长，企业效益低。

同时，在分段合拢时，两个分段的大接头断面也不完全相同，在合拢后在贴合处也需要矫正，但是此时两个分段已经贴合在一起，断面的矫正操作十分不便，甚至必要时还需要将分段分离，矫正后再次合拢，明显会影响合拢进度和质量。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种船体分段船台大合拢方法，旨在解决现有合拢操作方法需要余量切割、材料浪费、作业时间长的技术问题。

本发明采用如下技术方案：

所述船体分段船台大合拢方法用于将各船体分段按顺序进行合拢，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

步骤S1、根据船体分段设计对各分段进行编号；

步骤S2、对于当前需要合拢的两个分段，将两个分段对接大接头进行布局测量和矫正处理；

步骤S3、将两个分段落位在船台，其中一个分段为基准段，另一个分段为合拢段，将基准段装焊，且基准段的基线与船台固定式高度测量标杆上的基线位置对准；

步骤S4、将合拢段吊至船台合拢位置调整定位，用行车和花兰螺栓牵引合拢段并局部微调，使得合拢段与基准段的大接头贴合；

步骤S5、用码板将两个分段的贴合缝两侧进行点焊固定，最后将贴合缝位置焊接一体，焊接完成后除去码板。

进一步的，所述步骤S2中，所述布局测量和矫正处理的过程具体如下：

按照大接头断面标准图对钢板进行分类并标号，钢板分成小角度板和大角度板两类，对于直线钢板，如果钢板与水平面的夹角在0-45度之间则归为小角度板，如果钢板与水平面的夹角在45-90度之间则归为大角度板；对于曲线钢板，按照曲线钢板进行分小段，然后针对每一小段取中点的斜率，如果斜率在0-45度之间则当前小段归为小角度板，如果斜率在45-90度之间当前小板则归为大角度板；

在两个分段的大接头顶面布置水平轨道，所述水平轨道上安装有自动行走车，所述自动行走车向前安装有竖直光轴，所述竖直光轴上安装有升降装置，所述升降装置上朝向分段方向设置有激光测距传感器；

设计自动行走车在水平轨道上的测量点位，在每个测量点位升降装置在竖直光轴上行走一个完整行程，满足自动行走车遍历所有测量点位时，升降装置的移动路径经过所有小角度板至少一次；

设计升降装置在竖直光轴上的测量点位，在每个测量点位自动行走车在水平轨道上行走一个完整行程，满足升降装置遍历所有测量点位时，自动行走车的移动路径经过所有大角度板至少一次；

根据大接头断面标准图以及设计的自动行走车测量点位和升降装置测量点位，按照设定的测量顺序形成钢板标号列表；

针对两个分段，均按照设定的测量顺序控制自动行走车以及升降装置移动，安装在升降装置上的激光测距传感器测量到的距离变化位置即为钢板点位，记录钢板点位的坐标值并对应记录至钢板标号列表中；

根据钢板标号列表，针对两个分段同一钢板点位的坐标值计算距离偏差，当距离偏差大于设定阈值时，矫正其中一分段或者两个分段的相应钢板点位的钢板，使得距离偏差在设定阈值内。

进一步的，激光测距传感器测量到的两个相邻距离变化位置的中点即为钢板点位。

进一步的，在记录钢板点位的坐标值时同时测量距离值，并将距离值同步记录至钢板标号列表中，针对两个分段同一钢板点位的距离值计算距离和值，当距离和值在预期范围外时，矫正其中一分段或者两个分段的相应钢板点位的钢板，使得距离和值在设定阈值内。

进一步的，以船体机舱所在分段开始，相邻分段逐个合拢。

本发明的有益效果是：本发明直接将需要合拢的两个分段的大接头进行测量和提前矫正，制造分段时无需设计余量，通过矫正将两个分段直接对接即可焊接，而且方法切割余量比较浪费材料，劳动强度好，如果操作人员切割不准确度不够，也会带来附加问题；另外在两个分段合拢时，大接头断面可能存在不一致情况，需要进行矫正，而本发明是在合拢前提前进行矫正，因此本发明方法能够明显降低成本、提高效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的船体分段船台大合拢方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的钢板标号示意图；

图3是本发明实施例提供的曲线钢板分小段示意图；

图4是水平轨道和竖直光轴的正面安装示意图；

图5是水平轨道和竖直光轴的侧面安装示意图；

图6是设计自动行走车的测量点位示意图；

图7是设计升降装置的测量点位示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的船体分段船台大合拢方法的流程，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的船体分段船台大合拢方法包括下述步：

步骤S1、根据船体分段设计对各分段进行编号。

假定进行船台合拢的船体划分为首段、尾段、201段、202段、203段、204段共六个分段，其中201段为机舱段，机舱段为船台合拢开始段。因此首先需要按照设计要求编号各分段。

分段合拢前需要进行一系列准备工作，船台应设中心槽钢(或其它型材)，中心槽钢上应划出船体中心线、船舶总长、垂线间长位置线、分段大接头处前后肋位线、舵杆中心处肋位线，位置线打洋冲眼并以色漆加以标记，做好保护。船台在首尾两侧适当位置设固定式高度测量标杆，划出水线刻度线，标出船底基线、型深、吃水、首尾端点高度值，及大合拢反变形高度点。

步骤S2、对于当前需要合拢的两个分段，将两个分段对接大接头进行布局测量和矫正处理。

在合拢前船场会按照生产计划制造各分段，且各分段也可能不在同一场地。在分段制造时，虽然有标准设计图纸，但是实际生产时会存在一定偏差，一般都是在分段合拢后，在合拢贴合面位置进行矫正处理，但是实际合拢后再进行矫正操作非常不便。另一方面，为了合拢，一般都会在至少其中一端的大接头设计余量，实际合拢操作时再按照实际的测量距离进行余量切割，切来的部分成为废品，比较浪费钢板资源，而且切割操作时间较长，需要人工数量较多。

本步骤实现了在上船台合拢前，直接通过布局测量，在制造场地直接进行矫正，矫正后可以在船台直接合拢，不需要合拢后再矫正。具体过程如下：

S21、按照大接头断面标准图对钢板进行分类并标号，钢板分成小角度板和大角度板两类，对于直线钢板，如果钢板与水平面的夹角在0-45度之间则归为小角度板，如果钢板与水平面的夹角在45-90度之间则归为大角度板；对于曲线钢板，按照曲线钢板进行分小段，然后针对每一小段取中点的斜率，如果斜率在0-45度之间则当前小段归为小角度板，如果斜率在45-90度之间当前小板则归为大角度板。

如图2所示大接头的一种断面图，大接头断面显示是一块块钢板的侧边，大部分是直线钢板，也有一些曲线钢板，据端面标准图对钢板进行分类标号。如图所示钢板标号为A至L。对于直线钢板，以45度为分界，如果钢板与水面的夹角大于或等于0度，小于或等于45度，则划归为小角度钢板，等于0度为水平钢板；如果钢板与水平面的夹角大于45度，小于或等于90度，则划归为大角度钢板，等于90度为竖直钢板。图示中，小角度钢板有钢板A、M、D、K、L，大角度钢板有钢板B、G、H、F、I、J。对于曲线钢板C和E，找切线为45度的切线，在切点位置进行分小段，如图3所示，找到一个45度切线的切点，将钢板C分成两个小段，分别标号为C1和C2。其中C2小段的斜率在0-45度之间，该小段归为小角度板；C1小段的斜率在45-90度之间，该小段划归为大角度板。因此小角度钢板有钢板A、M、D、K、L、C2，大角度钢板有钢板B、G、H、F、I、J、C1。

S22、在两个分段的大接头顶面布置水平轨道，所述水平轨道上安装有自动行走车，所述自动行走车向前安装有竖直光轴，所述竖直光轴上安装有升降装置，所述升降装置上朝向分段方向设置有激光测距传感器。

如图4、5所示，首先在分段顶面布置一条水平轨道1，水平轨道上安装有匹配的自动行走车2，自动行走车2向前安装有竖直光轴3。另外进一步可以在分段底部前方且位于竖直光轴正下方布置滑槽，竖直光轴嵌入滑槽内，保证移动稳定性。竖直光轴3上安装有升降装置4，升降装置4上有激光测距传感器5，激光测距传感器5朝向分段设置。

自动行走车可以在水平轨道上移动，升降装置可以在竖直光轴上移动。具体的驱动结构不是本实施例的重点所在，这里不赘述。

S23、设计自动行走车在水平轨道上的测量点位，在每个测量点位升降装置在竖直光轴上行走一个完整行程，满足自动行走车遍历所有测量点位时，升降装置的移动路径经过所有小角度板至少一次。

本实施例的思想是，对于小角度板的测量，自动行走车在一个测量点位时，升降装置需要上下移动一个完整行程，其经过的路径会经过一些小角度板。如图4所示测量点位，升降装置会经过小角度板A、M、D，设计的自动行走车测量点位需满足，升降装置整个路径至少经过所有小角度板一次。而且实际中，还需要根据小角度板的长短和角度合理设计测量点位，基本原则是，小角度板的经过次数与长度和角度成正比，即长度越长经过的次数越多，角度越大经过的次数也越多。如图6所示的一种测量点位示意图，小角度板A经过13次，M经过9次，D经过7次，K经过2次，L经过2次，C2经过1次。

S24、设计升降装置在竖直光轴上的测量点位，在每个测量点位自动行走车在水平轨道上行走一个完整行程，满足升降装置遍历所有测量点位时，自动行走车的移动路径经过所有大角度板至少一次。

同样，在测量大角度板时，需要设计升降装置在竖直光轴上的测量点位。原理相同，每个高度的测量点位，自动行走车在水平轨道上都要走一个行程。如7所示的一种测量点位示意图，长度越长经过的次数越多，角度越小经过的次数也越多。大角度钢板B和F均经过5次，G和H均经过4次，I和J均经过2次、C1经过1次。

S25、根据大接头断面标准图以及设计的自动行走车测量点位和升降装置测量点位，按照设定的测量顺序形成钢板标号列表。

假设设定的测量顺序是：先按照自动行走车的测量点位进行小角度板测量，且从图6所示左侧向右侧顺序测量，然后按照升降装置的测量点位进行大角度板测量，且从图7所示从上至下顺序测量。

图6的第一个测量点位，即左侧第一根竖线位置，升降装置上下移动，经过的小角度板的标号是钢板A，然后第二根竖线位置，经过的小角度板的标号是钢板A，第三根竖线位置，经过的小角度板的标号是钢板A、K、M、C2，第四根竖线位置经过的小角度板的标号是钢板A、K、M、D，依次类推。如图7所示，第一个测量点位，即最上层的第一根横线位置，自动行走车左右移动，升降装置经过的大角度板的标号是钢板B、G、H、F，第二根横线位置经过的小角度板的标号也是钢板B、G、H、F，同样依次类推。最终形成的钢板标号列表如下表所示：

S26、针对两个分段，均按照设定的测量顺序控制自动行走车以及升降装置移动，安装在升降装置上的激光测距传感器测量到的距离变化位置即为钢板点位，记录钢板点位的坐标值并对应记录至钢板标号列表中。

激光测距传感器在移动过程中会经过各钢板，因此经过钢板点位时，激光测距传感器会测量到距离变化，激光测距传感器没有移动到钢板位置时，其测量的距离竖直很大，或者测量不到数据，当正好移动到钢板位置时，会准确得到一个较小的距离值，因此此位置即为钢板点点位。通过建立坐标系，由于在钢板点位下的自动行走车和升降装置相对坐标原点的移动距离是已知的，因此即可直接得到钢板点位的坐标值，对应记录在钢板标号列表中。

在测量小角度板时，虽然激光测距传感器经过大角度钢板也会检测到距离变化，但是由于在标准图中已经确定了各测量点位，可以知晓当前的钢板点位是否是小角度板，只记录小角度板的钢板点位即可。同样在测量大角度板时，也只记录大角度板的钢板点位。

进一步作为优选方式，由于钢板是有一定厚度的，激光测距传感器测量到的两个相邻距离变化位置的中点即为钢板点位，即测量的距离从大突变到小可以记录一个位置，然后行走一小段距离(即钢板厚度)测量距离又从小突变大，看记录另一个位置，这两个位置的中点坐标位置为钢板点位，此方式坐标记录更准确。

S27、根据钢板标号列表，针对两个分段同一钢板点位的坐标值计算距离偏差，当距离偏差大于设定阈值时，矫正其中一分段或者两个分段的相应钢板点位的钢板，使得距离偏差在设定阈值内。

当两个分段的各钢板点位的坐标值确定后，计算两个分段同一钢板点位的距离偏差，如果距离偏差大于设定阈值，说明两个分段对接后，该钢板的钢板点位对接会有偏差，因此可以矫正其中一分段或者矫正两个分段的相应钢板点位的钢板，使得距离偏差在设定阈值内。特别是，针对同一钢板标号的钢板，多个钢板点位均存在较大距离偏差，这说明此钢板焊接位置有较大问题，需要特别关注。

另外，一般情况下，分段的大接头断面基本上是位于一平面。两个分段合拢基本上没有问题。但是实际情况下为了方便焊接以及提高焊接牢固度，可以进一步对大接头是否能够完好贴合进行判断。本实施例中，在记录钢板点位的坐标值时同时测量距离值，并将距离值同步记录至钢板标号列表中，针对两个分段同一钢板点位的距离值计算距离和值，当距离和值在预期范围外时，说明当前钢板点位的两个分段的钢板此位置不能很好贴合，缝隙较大，或者相抵触，因此需要矫正其中一分段或者两个分段的相应钢板点位的钢板，使得距离和值在设定阈值内，具体矫正可通过打磨和贴片形式。

步骤S3、将两个分段落位在船台，其中一个分段为基准段，另一个分段为合拢段，将基准段装焊，且基准段的基线与船台固定式高度测量标杆上的基线位置对准。

上船台合拢的分段，合拢前将分段结构安装完整，上船台后划出分段肋位定位线即肋骨检验线、水线检验线、船底和甲板中心线。检查型深、水平检验线亦应一一对应。

将基准段吊至船台合拢位置以便于定位操作，基准段中心吊正，使基准段段船底中心线和甲板中心线与船台中心线一致。另外合拢段的总段前、后基线高度用行车和葫芦或千斤顶调整，使之与标杆基线高度一致。调整分段的两端肋位甲板左右水平。以上定位要求相互制约，需经几次反复调整和测量后方能达到要求，经检验认可后进入下道工序。

步骤S4、将合拢段吊至船台合拢位置调整定位，用行车和花兰螺栓牵引合拢段并局部微调，使得合拢段与基准段的大接头贴合。

上船台合拢的分段，为防止吊装变形，应适当用临时支撑加固。分段用壹台或两台船台吊车吊运，吊运耳板要设在强力构件交叉位置，内部构件加焊牢固。吊运分段或总段的吊车在任何时候任何情况下都不允许超过其额定负荷。船台分段合拢时除摆船墩外，另设4只千斤顶，用以调整分段定位；或用行车空中定位，需准备3只葫芦。在分段合拢时大接头处甲板和外板连接部位分设4只花兰螺丝，用以拉拢分段。

大接头的码板采用角钢规格不小于L75×50×6mm，间距300mm，，或采用6～8mm厚钢板，长度100～120mm，如图2所示。如果船舶较大外板较厚，码板规格可相应取大。合拢完成后，通过码板固定，此时两个大接头会贴合度很高，直接进行焊接即可，焊接完成卸下码板。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种船体分段船台大合拢方法，所述方法用于将各船体分段按顺序进行合拢，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

步骤S1、根据船体分段设计对各分段进行编号；

2.如权利要求1所述船体分段船台大合拢方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述布局测量和矫正处理的过程具体如下：

3.如权利要求2所述船体分段船台大合拢方法，其特征在于，激光测距传感器测量到的两个相邻距离变化位置的中点即为钢板点位。

4.如权利要求3所述船体分段船台大合拢方法，其特征在于，在记录钢板点位的坐标值时同时测量距离值，并将距离值同步记录至钢板标号列表中，针对两个分段同一钢板点位的距离值计算距离和值，当距离和值在预期范围外时，矫正其中一分段或者两个分段的相应钢板点位的钢板，使得距离和值在设定阈值内。

5.如权利要求1所述船体分段船台大合拢方法，其特征在于，以船体机舱所在分段开始，相邻分段逐个合拢。