小型集装箱船半船移位方案研究

邹佳宏 矫世一

江南造船（集团）有限责任公司 上海 201913

摘要：随着船舶市场的低迷，新造船的价格的持续疲软等因素的影响，目前我国船舶行业已进入到转型升级、提质增效的关键阶段，缩短船台周期也成为了衡量各船厂转型升级过程中重要目标。国内某船厂以平地造船技术为核心，依托SPMT模块装置硬件，实现平台阶段建造半船，用模块运输装置移位到船台合拢的工艺突破。本文重点研究和优化了总段移位对接技术和半船移位技术方案，有力的推动了船台建造效率的提升。

关键词 水平船台 SPMT模块装置 半船移位技术

1.项目研究背景

某公司由于同时承接多艘小型集装箱船，且在同一船台建造，建造节奏较快，需达到单个船台月下水1艘的建造节奏。传统单线串行的船台建造方案，已无法满足快速化、批量化的建造要求。鉴于目前水平船台有相邻的大面积总组平台可利用，最具发掘潜力，若能有效的利用总组平台实现总段完整性建造，则可实现批量化建造的高质量提升。

本文重点研究小型集装箱船半船平台建造完整后，利用模块运输装置移位到船台的工艺。

2.半船移位方案研究

本船采用半船驳运，半船移位流程主要分为半船顶升、半船移位、半船落墩三个过程。所有的模块运输装置由一个驾驶员进行操作，各台模块运输装置通过油管接数据线连到同一遥控器，确保所有模块运输装置同步行驶。船半船从总组平台移位至船台能够准确落墩，并满足使用对中小车定位的需求。其总体流程如图2-1所示。

图2-1 半船移位流程图

2.1半船移位配车方案

由于艉半船重量较大，模块装置需求较多，本方案以艉半船移位为主要研究对象。结合船半船重量、尺寸以及楞木的布置情况，本次移位将配备8个PPU带184轴线的模块运输装置。初步分析184轴线模块运输装置总体顶升能力为8360吨，承载率为64%，整个移位过程将采用4点支撑的方式进行。初步判定此配车方案与液压分点满足半船移位要求。（见图2-2）

图2-2 半船移位配车图

如图2-2所示，半船移位期间，所有横梁均受到模块运输装置的顶升力，故在移位过程中能够避免船体结构受力不均而产生的变型。根据侧向稳定计算图得出该工况的稳定角为15°，行业规范稳定角＞7°即为安全，故本次移位具备足够的稳性。本次移位采用4点支撑的方式进行，满足大件运输行业标准。

2.3半船移位稳性计算

本方案制定过程中，对半船的移位工况进行了专业分析，并采用专业软件对配车进行了稳定性和受力计算，同时也对装载结果进行稳定性计算。通过采用稳定性几何分析方法和力学分析方法得出如下结论：模块运输装置在半船移位过程中，对于产生的风载、轮胎缺陷、转弯、纵横坡等各种假设的情况下，模块运输装置移位状态都是稳定、安全的。

根据地面荷载分布公式计算，对地面荷载为：

30.3 / (1.4 x 2.43) = 8.9 t/m²

故模块运输装置车组对地压力为8.9 t/m²满足地面承载要求。小车见图2-3、图2-4。

图2-3

图2-4

2.4半船顶升方案

根据半船移位前的重量、重心数据以及配置的模块运输装置数量，原则上以半船重心位置均匀分布。横梁作为刚体，在其变形量不予以考虑的前提下尽可能保证模块运输装置每一组的液压压力值与顶升的油缸行程值相同，在保证半船姿态不发生偏移，液压油缸为了控制半船顶升过程中的变形情况，顶升步骤以逐级加载的方式进行增压，事先计算出每一组液压分组的受力值后置换成液压油缸的压力值，通过设定，每次顶升以20%的压力值进行顶升作业。

图2-3 顶升工艺流程图

具体顶升工艺流程如下：

（1）人员、工具到位，布置总段检测点，参照点以及测量工具；

（2）测量总段初始状态并记录；

（3）模块运输装置根据配车图进车就位；

（4）模块运输装置并车调试；

（5）模块运输装置同步顶升直至与横梁接触；

（6）检查模块装置车板与横梁是否有间隙；

（7）进行计算准备对应的楞木；

（8）模块运输装置下降一定空间，楞木摆放到位；

（9）再一次顶升贴合，检查楞木是否垫实；

（10）再一次测量半船姿态，是否与初始状态保持一致；

（11）开始试顶；

（12）模块运输装置同步顶升，加压20%，检测模块运输装置自有压力表；

（13）检测半船姿态是否在设计偏差值之内；

（14）模块运输装置同步顶升，加压40%、60%、80%检测模块运输装置自有压力表，检测半船姿态是否在设计偏差值之内；

（15）模块运输装置同步顶升，加压100%，此时搁墩还未离开地面，检测模块运输装置自有压力表，检测半船姿态是否在设计偏差值之内；

（16）模块运输装置同步顶升，将半船抬起，直至搁墩离开地面200mm；

（17）调整模块运输装置各组行程，确保车组高度一致，高度差不超过±4mm；

（18）校核模块运输装置各组压力值，对比实际压力值与设计值，并监控半船姿态，若实际压力值和设计压力值偏差超过10%，或半船姿态超过允许值范围，将停止作业，并根据实际压力值计算半船实际重心位置。

2.5半船移位驳运方案

2.5.1驳运前船体状态要求

1）船体结构临时加强及驳运、移位临时加强已经按照图纸要求装焊到位。

2）船上封舱件已经临时固定。

3）在驳运前，应完成前后燃气轮机基座、艉轴架的焊后交验。

2.5.2驳运工艺方案及流程

半船具备驳运状态后，按以下流程进行总段驳运、落位以及检测数据：

总组工作结束→模块运输装置进入→专项安全检查→模块运输装置预顶升→驳运→进入船台预定位置，第一次坐墩→模块运输装置退出→船台对中小车进入→船态调整→第二次坐墩→船态复查数据无误后船台对中小车退出

在驳运前，需进行试顶升，半船顶升起来，按照指定高度，即搁墩离开地面200mm。半船顶升起来后，记录顶升过程的相关数据，最后检查一遍轮胎胎压、变形情况、车板高度偏差、液压油表压力值等现场情况，如果一切正常，则移位正式开始，按照3米/分钟以内的速度并参照原先制定的移位路径行驶。

半船移位工艺流程如下：

（1）模块运输装置顶升完毕，搁墩离开地面200mm，模块运输装置已经具备行走条件，操作人员站位到指定地点，复测车板高度和压力值，确认无误后通知总指挥；

（2）半船往前缓慢行走1米，测量模块运输装置的姿态，如果未发生变化则进行下一步移位工作，如果发生了变化，则需要通过模块运输装置液压系统微调来满足半船姿态要求。

（3）半船移位过程中，监控人员需实时进行监控，及时反馈模块运输装置行走过程中的相关参数，在移位过程中根据实际情况进行微调。

（4）模块运输装置行驶时注意其是否发生跑偏，检查模块运输装置和轮胎的相对位置，如果发现地面上有障碍物则立即调整模块运输装置行驶轨迹。

驳运过程中，需严格控制半船移位的行驶速度，控制在3米/min以内，尽量减少相应的不同步内力，同时在横梁与车板之间垫放楞木以增加车板与横梁之间的相对摩擦阻力。

2.5.3半船落墩方案

当半船移位至船台预定位置，此时需要进行整体落墩。落墩方式为：

每落下20mm，停下来监测横梁位移、变形与受力数据，需保证受力均匀，横梁没有转角或者倾斜等情况，如果有上述所说的情形，需要调整模块运输装置液压系统。

横梁的变形和受力数据符合要求后，继续落下20mm，直到贴近支墩的表面（从第一个点贴近开始测量其他点的高差，保留测量值，严格控制下落精度）

按照该方式逐步降低液压油缸，直至搁墩完全落地，船态稳定。待完工后，退出模块运输装置。

2.5.4 驳运安全要求

1）在驳运前，应进行一次专项安全检查。

2）在驳运前，应做好路面或轨道准备工作，以及船台清理工作。

3）驳运过程应安排专人指挥。

4）在驳运过程中，无关人员要与船保持足够的安全距离。

5）如果风速过大,或遇恶劣天气，可能影响驳运过程安全时，应停止驳运。

2.5.5 坐墩要求

在船第一次坐墩后，模块运输装置（或船台小车）退出，将船台对中小车导入，利用船台对中小车调整船态，使船体中心线、基线挠度和外板水平等精度满足要求。定位时，在艉部设置高度反变形，反变形值为~+10mm。

将艉部高墩和艉部支撑放置到位。

检查并调整船态，直到满足定位精度为止，其中，艉部高度（测量主甲板）允许偏差为±10mm，船在船台上坐墩。

3.结束语

通过本次半船移位方案的研究，结合总组平台的使用，将船台周期由3个月缩短到1个月，有效的提高了船台利用率，并保证了移位的安全可靠性。本方案节约了公司成本，提升了公司效益，值得在其他同类型产品上广泛推广应用。