汽车搬运船顶升式活动甲板的设计与安装调试

薛国良

(南通中远川崎船舶工程有限公司,江苏南通 226000)

1 活动甲板的分段划分

大型PCC船通常在船体中心线上设置一列支柱。一般以支柱为分界线左右对称划分,在长度方向上一般一个舱分成 3～4块左右。

分段划分需要注意如下内容:

(1)甲板的重量不能超过升降车的允许载荷,并留适当的余量(余量需大于顶升时甲板与轨道接触产生的摩擦力)。

(2)甲板的外形有利于减小甲板的变形。

(3)甲板的形状与通道结合起来考虑。

(4)升降车的顶升位置是否能满足要求。

(5)是否有合适的支撑位置。

(6)兼顾所运车辆的外形尺寸。

2 活动甲板强度和刚度的设计

升降甲板将会承载多种品牌的车辆,因此升降甲板必须满足指定载荷下的强度要求,在满足强度要求的同时,必须考虑甲板的刚度。

(1)必须控制装载状态下甲板的下垂量,确保甲板下空间的高度以满足下层甲板车辆装载的高度要求。

(2)顶升时,需要控制各AUTO SUPPORT(自动支撑)位置的下垂或上翘值。

①过度下垂:升降车无法将活动甲板升过AUTOSUPPORT的搁置高度;

②过度上翘:活动甲板上翘碰到上方结构,但活动甲板还未升到搁置高度。

(3)一般采用设置一定的中拱值来抵消承载时的部分下垂量,但不能过度设置中拱值,以确保本层的净高度。

(4)必须谨慎设计活动甲板的制造精度,要把活动甲板的制造误差考虑进去。

3 活动甲板的搁置位置

通常活动甲板根据所载车辆的高度尺寸确定搁置位置的数量,一般设置成 2～3个搁置位置。靠近上方甲板下设置的高位为收藏位置,在低位和中位是工作位置。在各个搁置位置均设置相应的搁架。

4 活动甲板的外形

活动甲板外形受到周围船体结构和舾装件的影响较多,主要有:

(1)船体结构的形状:甲板的边缘应与船体结构匹配,相互间的间隙要求小于30mm。

(2)船体的强肋骨及其相联的肘板。

(3)船体甲板下的肘板要防止在高位搁置时与结构相碰。

(4)各种梯子(直梯或斜梯)。

(5)舱内布置的管子。

(6)在局部区域,为防止车顶碰结构,一般采取减小甲板总高度的方式。

(7)在尾门附近,为了确保内部通道的畅通,该处的第一个支柱无法布置。通常采用悬挂装置将甲板吊挂在上层甲板的方式。甲板的重量和其上的载荷都直接悬挂在上层甲板上。

(8)在舱壁门处注意与门的干涉及小平台的连接与尺寸。

5 活动甲板的支撑

常用的支撑形式有手动操作支撑装置和自动支撑装置2种形式。

(1)手动支撑装置。通过手拉方式控制搁架处于工作状态和收藏状态。

(2)自动支撑装置。由顶升车顶起活动甲板约125mm,升降车自动支撑用千斤顶顶起齿条驱动齿轮带动滚筒收紧钢索,SLIDE ARM(自动伸缩臂)被收进。当甲板被升降车移动到指定搁置位置时,液压缸收回,自动支撑系统的弹簧复位将SLIDE ARM推出,齿轮、齿条等同时复位,升降车降下顶升平台,活动甲板自动搁置到相应的搁架上。

通常情况下,1块活动甲板根据其形状设置 4个AUTO SUPPORT,布置在活动甲板的4个角上。

当其形状不规则时,可以设置5个～6个AUTO SUPPORT。

自动支撑的设置位置为:

①舷侧布置在强肋骨位置。

②船体中心线一侧大部分安装在船体支柱位置。

③在舱壁无骨架侧:通常在舱壁上开孔,反面补强,水密舱壁必须设置水密盒。也有设置在本侧。

6 活动甲板错层使用注意事项

根据装载不同车辆的高度,需要调整活动甲板的位置。调整后可能存在部分甲板在中位,部分甲板在低位的情况。通常每层甲板设置划分成几个区域,根据需要错层使用。错层使用需要考虑如下问题:

(1)车辆的上下行走,设置成便携式的跳板。

跳板的设计需要考虑以下因素:

①在满足车辆载荷(轮压)的同时重量要轻,便于搬运;

②相互之间要求设置连接装置;

③跳板下设置轮子便于移动,但在使用时要求将轮子收起,由跳板直接接触作用到下面的甲板上;

④设置绑扎设备防止车辆运动时跳板滑动;

⑤跳板上表面应采用防滑材料,通常采用花纹板;

⑥该跳板的总高度必须与活动甲板中低位的高度差一致;

⑦跳板的斜度必须考虑所装车辆的外形尺寸,防止车辆碰上部甲板,车头车尾碰低位甲板或跳板(根据车辆允许的跳板倾斜角度)。

(2)防跌落措施

为防止绑扎件或其他物品从缝隙中跌落到下层,损伤下方车辆,在各个区域的甲板相邻边缘设置便携式围板。

甲板边缘设置便携式栏杆,防止人员坠落。

7 车辆绑扎设备

在活动甲板上的车辆同样需要绑扎.一般在车辆甲板上设置如下绑扎设备:

(1)绑扎孔。甲板上设置了一定数量的绑扎孔,通常船长方向的间距为 600 mm,左右的间距为800 mm。孔的直径一般为45～60mm(根据船东提供的绑扎件的规格决定)。孔的中心距结构件不小于60 mm,防止绑扎件与结构相碰。

在厚板位置的绑扎孔考虑到绑扎件钩子的大小,需要打磨处理。厚度大于20 mm时需要打磨处理至20mm。

(2)固定式绑扎环。在活动甲板上固定式绑扎环通常设置在船侧和舱壁侧及支柱的周围,要求离开边上结构80mm。

为防止损伤轮胎要求将固定式绑扎环两端打磨。

(3)设置挂物杆用于悬挂船东提供的绑扎件。通常设置在舷侧或舱壁骨架侧。

8 照明系统

升降甲板下通常需要设置照明系统。该系统主要包含:灯具、电线、电线管、电源插座、电源插头等。

照明系统的设置需要注意如下几个问题:

(1)灯具的数量和规格由电装设计确定。

(2)灯具外形尺寸和安装后的总高度需要确保甲板下的净高度。

(3)电源的布置位置均考虑设置在舷侧,可以布置 2～3个插座插头。

为了防止车辆的走动对灯的影响及电线管支架发生开裂,通常要求把支架焊在骨架上,不要直接焊在甲板下面。

考虑到甲板升降的需要,在电源插座插头处,要求电缆能自由的随甲板上下运动。

9 设置烟雾探测设备

在车辆区域根据规范需要设置烟雾探测设备。烟雾探测设备的具体位置和数量根据规范决定。

10 升降甲板防跌落设施

设计时把甲板的低位位置与船体结构水平材对应起来,要求甲板与周围结构的间隙不大于30 mm。当甲板提升到中位时,结构与甲板间的间隙比较大。为了防止甲板上的物品跌落到甲板下损伤下面的车辆或人员,必须采取防跌落措施。

具体的措施有:

(1)当甲板边缘与相邻结构的间隙大于 30 mm且可以设置围板的地方,在甲板上设置围板。通常两侧设固定的围板。

(2)在错层使用时在甲板边缘及在舱壁门处设置便携式围板。

(3)在舷侧,甲板上不便设围板的地方,顶升甲板调试结束后搁置到中位。在甲板下与船体结构间同一高度安装防跌落材,且与船体结构的间隙不大于30mm。

11 轨道和导板

为了确保甲板在各搁置位置不与周围结构相碰,甲板间或甲板与结构间的间隙必须小于30 mm。通常每块甲板设置 4根轨道。每根轨道两个面起导向作用,以保证甲板的左右前后的位置。

通常轨道由60 mm×60 mm的方钢制成,焊接在结构支柱、舱壁、舷侧肋板的面板上。

12 精度设计

设计时根据标准设定活动甲板的制造精度,同时需要考虑防止活动甲板间或活动甲板与结构间的间隙超过30 mm,兼顾船体结构的建造公差、活动甲板的左右前后的自由移动量。对活动甲板的长度和宽度根据所在的位置必须提出比标准更高的要求。

13 标识

在甲板的上下标识具体的甲板编号:

(1)在甲板上标注重量

(2)在下面的甲板上标注升降车的具体位置,具体标识升降车支撑腿的位置。

(3)在错层使用时为防止撞到错层甲板,顶升甲板的端面采用醒目的颜色。

14 甲板层间高度设计要求

为了确保本层甲板和下层甲板装载高度的要求,必须保证甲板间净高。具体考虑的因素有:

(1)各层甲板的理论线的位置。

(2)甲板的梁拱高度。

(3)甲板的厚度。

(4)甲板骨架的高度。

(5)甲板自重引起的挠度。

(6)甲板装载条件下的挠度。

(7)甲板的制造精度。

(8)甲板的安装进度。

(9)为了控制精度,要求活动甲板的制造公差必须保持甲板处于上拱状态。

各层甲板必须设置必要的层高余量,吸收制造误差和必要的调整量,防止上层甲板载车变形后压到下方车辆。

15 防滑设计

在通道的端部设置钢板网,车辆转弯区域设置防滑材料。

16 升降甲板的安装调整调试方法

16.1 活动甲板顶升搁置调试方法

由于面积较大,升降甲板的平整度难以控制。在甲板顶升过程中,升降车支撑在甲板的中央,那么甲板的 4个角的下垂量随甲板形状的不同差异较大。升降甲板支撑点的不同下垂量或上翘量对甲板的顶升就位工作带来很大的难度,应根据甲板的实际情况采用不同的处理方法。下面介绍几种常用的调整方法:

方法1:适当移动升降车。

当甲板 4个角水平度偏差不大时,但最低点仍在支撑点以下或某角偏高。

处理办法:适当移动升降车,小距离移动,甲板下补强不变。甲板升降车位置标记修改。

方法 2:升降甲板下在升降车顶升位置加垫板。

当甲板 4个角高度偏差不大时,通过移动升降车仍有一角在支架以下不能搁置到支架上。

处理方法:在升降车顶升平台上方,在升降甲板骨架下加垫板。

具体调整过程:在升降车的托架上与甲板下垂点相对应的角上垫一定厚度的钢板。通过几次对钢板厚度的调整,甲板的几个角基本上能同时到达支架高度。测量垫板的厚度,在升降甲板骨架的面板上焊接该厚度的钢板。

注意点:甲板下装焊垫板后,甲板间的净高必须得到保证。

方法3:加配重。

当甲板某角上翘过大不能通过移动升降车解决时。

处理办法:加配重。

调整过程:在上翘的甲板角上站立一定数量的人员(最好使用标准压铁),当达到一定人数时甲板处于水平状态。此时,记录好人员的位置及人员的重量,根据这一重量设计配重。人员站立的位置即配重加载的位置。

注意:如果配重过大,可能会超过升降车的额定载荷。

方法 4:改变升降车的前后方向。

在高位搁置位置,如果由于上翘原因影响甲板的提升,可以改变升降车的前后方向。

方法5:加挡块。

当甲板某角上翘过大时,在上翘甲板的上方的船体结构上设置一挡块。这样当甲板顶升时可以解决 4个角能到达搁置高度。

方法 6:大距离移动升降车或升降车转 90°。

当甲板上翘或下垂过大,无法用上述办法解决时,采用大距离移动或将升降车转动 90°的办法来处理。

试验时要求在升降车支腿处垫上厚钢板或木板,确保下方甲板不受损伤。

方法7:钢丝绳牵引。

当甲板一角下垂较多,一角上翘较多的情况下,采用平衡钢丝绳牵引。

方法8:水火校正。

此法需与甲板本身的平整度同时考虑,难度较大。

16.2 甲板与周围结构间隙的调整方法

因轨道弯曲导致活动甲板跟随移动的解决方法为:

根据JSQS的要求,轨道的安装精度要求为一层甲板间高度范围内偏移不大于5 mm,导板与轨道的间隙为0～5 mm。

结构建造误差往往大于 5 mm,轨道随结构倾斜,考虑到船东要求甲板与周围的间隙不大于30mm,所以有必要对轨道的偏差情况进行修整。当轨道上下偏离基准 8mm时,可在轨道上加焊扁钢来确保轨道的垂直度。扁钢最小厚度应大于 4 mm,并注意焊接坡口的要求及保持轨道面的平整。

为了防止甲板间过大的间隙损伤轮胎及防止甲板上的物品或绑扎件掉落到下层,影响下方甲板上通行安全及车辆的安全,要求甲板与周界的间隙不大于30mm。

(1)精确测量分段的外形尺寸,测量结构尺寸在时间上无法保证时,采取搭载后切割余量。

(2)控制轨道的安装精度。

(3)控制导板与轨道之间的间隙。

(4)对超过 30 mm的地方得追加扁钢,加的扁钢的宽度不宜太宽。

16.3 伸缩搁臂的调整

在安装钢索时,螺旋扣内两侧各留螺纹长度10～20 mm,这样可以留有足够的收紧余地。

要求伸缩搁臂的伸出量达到相应的设计值,本船为140mm。

搁置状态时,伸缩搁臂超过支撑架 10 mm以上。此余量不可过小,如果过小可能导致由于甲板水平移动而无法搁置到支架上。

伸缩搁臂在收回状态时,要求伸缩搁臂不超出甲板的边缘,防止甲板上下移动过程中与附近结构相碰损伤伸缩搁臂。

16.4 活动甲板与车辆通道之间短跳板的安装调试

短跳板有2种搁置形式:活动甲板在低位时短跳板处于水平状态,活动甲板在中位时短跳板处于水平状态。

短跳板的运动会改变它与活动甲板及车辆通道之间的间隙(相当于长方形长边和对角线之间的差值),在安装时要确认当时的搁置状态,否则会造成间隙远远超出30mm,或出现相互碰撞的现象。