船舶建造一次浮移落墩精度控制

彭茂清　严海马

摘 要：本文重点介绍中小型船舶在船坞内串联建造后，靠坞口的船出坞时，后面的半船或整船一次性浮船移位落墩的精度控制方法及要求。

关键词：造船；一次浮移；落墩；精度控制；效益

中图分类号：U671.5 文献标识码：A

Precision Control for Ship Floating， Shifting and Falling Onto the Dry Dock Stools With one Time During Shipbuilding

PENG Maoqing， YAN Haima

（ Jiangmen Nanyang Ship Engineering Co.，Ltd. Jiangmen 529145 ）

Abstract： This paper mainly introduces the precision control methods and requirements of floating， shifting and falling onto the dry dock stools for the remaining half ship or entire ship after one ship launching during small and medium-size ships building in series in dry dock.

Key words： Shipbuilding； shifting in once floating； falling onto the dry dock stools； precision control； benefit

1 前言

串联造船以其充分利用船坞空间、吊车资源等实现缩短船坞周期的优势，在造船厂广泛应用。但由于中小型船舶主船体平行中体相对较少、首尾较瘦尖、外底板平底面积较少，浮船移位时对船坞布墩及精度控制有较高的要求。为此，一些技术太成熟的船厂，为确保浮船后的船体精度，一般采用二次浮船落墩的方式，即船坞内有串联建造的A船（要出坞的船）和B船（要浮移的船），在A船出坞时，B船已达到浮移状态。其流程如图1所示：坞内放水浮船（A、B两船同时起浮）→靠坞口的A船浮船出坞；靠后面的B船在原位进行调平浮态→关坞门→坞内抽排水使B船原位落墩→冲洗坞内淤泥→原A船位置布墩（参考B船坞墩调平）→坞内放水→将B船浮移到原A船位置→坞内抽排水使B船移位后定位、落墩→冲洗坞内淤泥→移位落墩后精度测量与报验。二次浮船落墩方式增加了周期、設备、动能及人工等成本投入。

随着船厂技术及管理的进步，现在很多船厂都是一次浮船移位落墩，如图2所示：坞内放水浮船（A、B两船同时起浮）→靠坞口的A船浮船出坞；靠后面的B船在原位进行调平浮态→关坞门→将B船浮移到原A船位置→坞内抽排水使B船移位后定位、落墩→冲洗坞内淤泥→移位落墩后精度测量与报验。

本文主要介绍通过底部分段制作及总组外底板平面度控制、搭载坞墩平面度控制、墩木压沉量变化数据收集分析及搭载反变形加放、浮船调平控制及移船落墩精度控制等措施，确保半船或整船移位落墩后船体平面度、船体中心等精度满足船舶搭载要求。

2 船舶一次浮移落墩精度的关键技术控制

2.1一次浮移落墩的优点及风险因素

2.2一次浮移落墩风险控制的关键技术

2.2.1船体建造过程船底平面度控制

从分段、总组及搭载各阶段较好的控制船底平面度，可减小两个阶段坞墩平面度的差异，确保一次浮移落墩后船底板与坞墩吻合良好，控制外板变形和甲板平面度。

（ 1 ）底部分段制作外底板平面度控制

为了更好的控制底部分段制作内、外底板平面度精度，部分抵消焊接造成的分段变形，根据以往的经验数据，对底部分段加放胎架反变形。具体作法为：分左右段建造的底部分段，以合拢口旁边一档纵桁（L2/L-6）为基准，合拢口处向下放5 mm反变形；整体建造的底部分段，以中心（L0）为基准，左右两边分别向下放2B/1000反变形，并对上胎后的贴胎、固胎状态、焊接顺序等加以过程控制。

（ 2 ）总组及搭载外底板、坞墩水平度控制

底部分段总组要测量外底板平面度，在内底板水平度满足要求的情况下，尽可能使外底板水平度在最小偏差范围，以控制外底与坞墩的水平，总段水平度需满足规范要求。

为确保坞墩整体水平度，在分段进坞搭载前需对坞墩进行调平，布墩调平公差要求：标准范围≤5 mm，允许极限≤10 mm；分段定位在保证内底水平满足公差要求的情况下，尽量确保坞墩水平；双层底分段定位合格后打紧墩木，避免下沉。

2.2.2船体搭载过程坞墩沉降变化对船底平面度控制

因船体在坞搭载周期相对较长，且船型首、尾平底区域面积较小，单个坞墩受力较大且不均匀，建造期间对坞墩的压沉量也不相同。掌握坞墩沉降情况并制定反变形工艺，控制墩沉降变化对船底平面度影响；

（1）一阶段搭载坞墩反变形加放

机舱及尾部总体重量较重，而机舱及尾部平底区域面积小，布墩数量有限，使得该区域每个坞墩的平均承重远大于中部区域，因此坞墩的压沉量也会较大，首部也有同样的情况。

从分段进坞搭载开始，每周测量监控龙骨挠度，经过多艘船的数据收集与分析，总结出机舱、尾部及首部坞墩压沉量数据，从而在分段搭载布墩时进行一定的反变形加放：机舱及尾部区域从M01总段首合拢口开始往尾向上加放0～13 mm反变形；首部区域从M06尾合拢口往首向上加放0～10 mm反变形；中部货舱区域不加放。

（2）二阶段坞墩压沉量分析及反变形加放

与一阶段搭载一样，船舶都是机舱及尾部的平底区域小，但其承受机舱分段、主机等设备、上建重量较大，平均到每个墩上的受力也比中部坞墩大很多。为了解移船后坞墩的压沉量情况，我们收集了8艘船的坞墩压沉量数据（坞墩水平度变化量），分析得出机舱及尾部压沉较大（下沉20 mm～40 mm不等），中部及首部下沉相对较小。其中，有4艘船包含船舶出坞后墩木回弹量（吸水膨胀）的数据，基本掌握了首、中、尾（含机舱）各区域坞墩的过程沉降变化及回弹量情况：机舱及尾部区域回弹量约30 mm，中部货舱区域回弹量约10 mm，首部区域回弹量约15 mm。这个回弹量可成为坞墩高度差的调节、缓冲空间。

根据上述数据分析，总结出在二阶段第一次布墩时，机舱尾部区域坞墩一般都要相对中间坞墩加放+20～+30 mm的反变形，首部区域可根据一阶段搭载情况进行；除放反变形外，所有布墩水平度要求：标准范围≤5 mm，允许极限≤10 mm。这些控制措施的落实，除了满足船舶精度，同时也是为了确保船舶移位后的坞墩水平公差满足CB/T 4000-2005中第三篇1.8.1.1和1.9.2的要求。

2.2.3一次移船坐墩底板油漆补涂避让及要求

为了使船舶移位后落实位置的外底板油漆完好，避免破墩补涂油漆，需要在总段进棚涂装、一阶段搭载及二阶段移船时考虑错墩布置及补涂工作。

受重量及强度要求限制，坞墩布置的位置必须在强结构位置，为避免布墩位置重合而导致搭载坞墩压到补涂区域，造成补涂困难或破墩，采取如下措施：（1）编制双层底总段进棚涂装布墩图，让涂装的墩位与搭载坞墩错开，总段涂装出棚后及时补涂；（2）布墩要求避开合拢口缓焊区一定距离，个别无法避开的布置活络墩，在移船前松墩进行补涂；（3）移船前检查外板油漆破损情况并完成补涂工作；（4）对于二阶段外板标志、放水塞等位置，布置活络墩，以便在出坞前松墩进行补涂和描白。

2.2.4制定规范的浮移操作规程

（ 1 ）浮船前相关精度准备工作

在船坞放水前且B船未加压载水时，对要浮移的B船做如下工作：① 在船底外板、首柱外板、尾封板等堪划出中心线，在甲板面首、舯、尾共10处位置设标杆堪划出水平基准线，在挂舵臂处堪划出FR0肋位线，并在首尾中心线、FR0线及水平基准线的适当位置贴上全站仪反射片，以便于全站仪测量及提高测量精度；② 在坞边地面堪划出船坞辅助半宽线（即将船坞中心线平移到坞面边上），用于移船的横向定位测量。划线偏差要求：标准范围≤1 mm，允许极限≤2 mm。所有划线需报验给船东、船检确认，用于移船前调平及移船定位监控测量、移船报验的基准；③ 测量全船龙骨挠度并记录作为移船后对比；④ 在首、中、尾水尺位置堪划临时水尺，用于观察船体吃水情况及落墩情况。

为了控制移船落墩后的船舶水平度，在每次移船前均需要对一、二阶段两个区域关键部位的坞墩进行测量，并进行水平度数据对比分析。要求两个区域对应位置的坞墩水平度偏差大部分在±15 mm以内，个别墩可在+20 mm～+30 mm以内。可将墩木的马丁松掉，改用铁线适当固定（预留约5 mm松动，便于落墩时压沉）。对于个别大于+30 mm的，则进行拆除后补回满足要求的水平度。

对二阶段的A船首尾区域平底线以外高出平底线的墩木（有线型部分的楔形木尖）要打马丁并绑上拉绳，在A船起浮后将高出平底線的楔形木尖拉开，避免影响B船落墩精度及损伤外板。另外，所有平底线以下的墩木必须用马丁或铁线绑牢并与水泥墩固定在一起，避免墩木浮起或移位。

（ 2 ）浮船调平精度控制要求

B船起浮后，由于建造误差等原因，其水平度与浮船前是有偏差的，需通过加载重物进行调平。通过在船坞两边架设两台全站仪，同时对甲板面标杆堪划的水平基准线进行测量，得出水平度偏差后再用加载重物调整使水平度满足要求：首尾水平度（纵倾）偏差≤50 mm，左右水平度（横倾）偏差≤15 mm。

另外，在调平时可根据匹配后坞墩水平度的纵、横倾数据，适当的将船舶水平度调成有利于精度控制的纵、横倾值。例如：左舷坞墩偏正公差时，则将船舶左舷水平度调低一些（即左低右高），让左舷先落墩，有利于落墩后的整体水平度控制。

（ 3 ）浮船移船落墩过程精度监测

移船基本到位后，通过带缆将船舶粗定位及固定，通过坞边的首尾两台全站仪监测中心线及前后位置偏差：靠首部的全站仪监测首中心线偏差Y值，靠尾部的全站仪监测尾中心线偏差和FR0前后偏差，粗定位要求中心线及前后偏差控制在50 mm内，在抽排水过程中要随时监测偏差情况，超差时马上通知带缆人员进行调整。

当坞内抽排水至船体外板与坞墩距离约200 mm（船坞水位高度-船舶吃水-坞墩高度≈200 mm）时需停止抽水，调整船舶中心线及前后位置进行精定位，要求中心线及前后偏差控制在：标准范围≤5 mm，允许极限≤10 mm。

精度符合要求后继续抽排水，并实时对中心线及前后偏差进行监测，超差即要调整，直到船舶落墩固定为止。船舶落墩后马上对甲板面标杆的水平基准线进行监测，记录过程变化数据，用于后续分析改进。水平基准线偏差要求：横倾值≤15 mm，纵倾值≤30 mm。

船坞抽干水后马上检查坞墩贴合情况，对未贴合的墩木打紧，补加平底线以外的楔形木尖，及时安排放压载水，吊走船上压载物等。

3 技术成果评价

（1）我司从2014年以来，所有一次浮移落墩的船舶精度控制均较好：首尾中心线最大（下转第页）（上接第页）

偏差7 mm，FR0前后最大偏差2 mm，横倾值最大5 mm，纵倾值最大14 mm，甲板面标杆的水平基准线水平度最大偏差15 mm，使移船后能按正常搭载状态进行后续的搭载、舾装及设备安装调试等工作；

（2）通过底部分段平面度控制，外底水平度均能满足布墩及移船落墩水平度要求；

（3）通过坞墩变化数据收集、分析，掌握二阶段船舶落墩后墩木的沉降变化趋势，为一次移船落墩提前预知坐墩精度情况，以及确定一阶段、二阶段坞墩水平差对一次移船的影响，为二阶段布墩放反变形，提供数据支持；

（4）通过定置底部分段涂装搁墩位置，在一阶段搭载坞墩适当避让、移船补涂等，二阶段破墩补涂得到控制，实现0破墩；

（5）每次移船前测量实际数据，在一次移船前进行可行性分析，保证一次移船精度、安全可靠。

4 经济效益和社会效益评价

一次移船与二次移船的效益对比：一次移船坐墩共节约：人力投入304人·小时；设备投入34台·小时；电力能源投入4 100度；船坞生产周期缩短1天。

移船后的整体精度控制良好，船东、船检都很满意，给后续搭载及安装工作创造了条件，如舱口围安装、舱盖安装及调试、可倒立柱安装等，均可按正常的船舶水平状态进行，无需换算倾斜角度。良好的精度控制，也给船东及船检于质量信任。同时，较全面、系统的收集了一次移船的相关数据，形成了相关的工艺文件，给类似船舶一次移船落墩提供参考和研究资料。

参考文献

[1] 中国造船质量标准（CB/T 4000-2005）[S].

[2] 船舶坞内移位落墩工艺要求（CB/T 4151-2011）[S].