新型线型坞墩结构设计及划线定位工艺

吕 炜， 郭亚朋

(沪东中华造船集团有限公司， 上海 200090)

0 引 言

舰船进坞除在安装桨轴和球鼻艏等船台设施时受限暂不安装的船体分段或舾装件外，更重要的是考虑对船体落墩有水平度要求的特种设备(基座)的安装。舰船船型一般为深U型或深V型[1]，二次进坞时的坞墩除了船体中心线龙骨墩外，还需要在舷侧部位支撑线型边墩，从而保证船体的平稳度[2]。原有舷侧部位线型坞墩一般由水泥墩或金属墩配楔形木块、木片来调整线型高度，但这种线型墩有材料损耗大、无法重复利用、劳动负荷大、拆装效率低、与船体线型吻合度低、影响落墩精度等缺陷。为克服此类线型墩的缺陷，有针对性地研究设计了新型线型坞墩，该线型坞墩由钢木组合墩和钢制基础墩上下2部分组成，这种新型线型坞墩具有刚性佳、拆装方便等特点。

1 结构设计

1.1 线型坞墩的组成

由于安装球鼻艏等设备的原因，船体基线距坞底距离较大，考虑钢制基础保证其刚性和稳定性，分上下2部分组成，上部为钢制框架配线型枕木的组合墩(见图1)，下部为通用的钢制基础墩(见图2)。钢木组合墩为内低外高的立体楔形结构，纵横各设3道隔板，以支撑倾斜顶板及连接底板，此纵横3道隔板分别按相应的船体纵剖线和肋位线(站号)设计，便于后续整体线型墩的定位。倾斜顶板上沿船长方向布置线型枕木，枕木与钢制围板通过螺栓固定于倾斜顶板上。钢制基础墩为长方体结构(总高度比钢木组合墩下端面距坞底高度小200 mm)，包括底板和顶板。底板与顶板间通过角铁构架连接，顶板面较角铁框大，便于搁置钢木组合墩及连接螺栓安装。图3为线型坞墩整体图。

图1 钢木组合墩

图2 钢制基础墩

图3 线型坞墩整体

1.2 线型坞墩各部分连接形式

上部钢木组合墩的线型枕木与钢制框架采用螺栓连接：在倾斜顶板上将加工好的线型枕木依据其编号、内外、首尾等标识排列到位，再依首尾围板的螺孔在枕木上配钻螺栓孔，孔径为螺杆的直径，然后将螺母焊接在枕木围板外侧，安装螺杆后即将枕木固定。线型坞墩的钢木组合墩与钢制基础墩采用螺栓连接：首先在钢木组合墩底板与钢制基础墩面板4角相同位置进行钻孔，然后采用符合规格的螺栓进行连接，如图4所示。

图4 枕木固定详图

1.3 线型枕木制作

线型枕木放样一般以钢木组合墩底板为基面，按相应的居中(内外)、首尾位置线(尾中首)进行，每块线型枕木需要6个数据确定线型，具体数据根据基面距船体外板高度确定，在这个过程中，首先对线型枕木高度预留200～300 mm,然后确定组合墩钢制基座的高度，确保钢制基座倾斜顶板为一平面。根据上述放样的6个数据(见表1)对每一块枕木进行预加工，加工后按编号安装在倾斜顶板上(枕木围板内)，然后再根据枕木边缘数据进行整体加工，确保线型光顺，枕木加工图如图5所示。钢木组合墩就是以钢制基座底板为基准面的线型墩，在后续线型墩定位过程中将会使用该基准面。

表1 某站号线型枕木加工数据

图5 枕木加工

2 划线定位工艺

2.1 基准线的勘划

2.1.1 船体中心线

使用激光经纬仪对船坞中心线进行校划。将激光经纬仪放置在船坞中心线上，其前后位置约为船中位置，调整激光经纬仪，使仪器发出的光标落在艏端船坞中心线上(约1/2船长)， 并做好标记。将激光经纬仪翻转180°，使仪器发出的光标落在艉端船坞中心线上(约1/2船长)，并做好标记。用激光经纬仪校划出连续直线，要求每隔4 m用激光经纬仪勘划1个点，用粉线连接这些点成一条完整中心线，最后用白色油漆划出连续的船体中心线[3]。

2.1.2 站号基准线

以船中某一肋位(对应船体#Ⅳ站号)为基准，根据入坞图在中心线上向艏艉勘划站号基准点，站号基准点采用钢卷尺在中心线上测量勘划并做好标记，然后分别对每一站号依船体中心线采用激光经纬仪开出角尺线，即为站号基准线。要求线段长度大于钢制基础墩的覆盖范围。

2.1.3 纵向基准线

根据入坞图用钢卷尺在对应站号基准线前后范围划出并标识线型坞墩纵向位置基准线，线段长度大于钢制基础墩覆盖范围。图6为某船线型坞墩布置图。

图6 某船线型坞墩布置

2.2 布墩定位

2.2.1 平面定位

线型坞墩横向位置定位：在钢制基础墩底板放置到位后，再根据钢木组合墩横向隔板(中间隔板)进行微调。线型坞墩纵向位置定位：在钢制基础墩底板放置到位后，再根据钢木组合墩纵向隔板(中间隔板)进行微调。

2.2.2 高度定位

首先采用激光经纬仪确定一水平基准面，根据船体基线、水平基准面对钢木组合墩底板下端面的高度位置进行调整，调整时仅对钢制基础墩做出垫木调整即可(钢制基础墩高度比钢木组合墩底板距坞底高度小200 mm)。图7为Ⅳ站号布墩剖视图。

2.2.3 刚性固定

线型坞墩定位结束后需要对钢制基础墩进行必要的刚性固定，避免船落墩过程中出现碰撞而产生位移。

图7 Ⅳ站号布墩剖视图

3 结束语

该新型线型坞墩具有可重复利用(系列船优势明显)、船体线型吻合度高、落墩定位精度高等特点。但某艘高新舰船在使用线型坞墩落墩后，某站号线型墩的边缘局部位置会出现3～5 mm的间隙，这可能是由于船体外板局部变形从而使线型坞墩与实际船体线型出现稍许偏差所致，后续在线型坞墩设计过程中尝试在理论数据的基础上引入船体变形，从而确保舰船落墩精度。希望此次线型坞墩设计的点滴经验能够为今后同类型舰船二次入坞的线型墩制作及定位起到一定的借鉴作用。