專利名稱：大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶制造技術(shù)，特別是涉及一種大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法。
背景技術(shù)：
大型半潛船的艏樓上建位于船體主甲板以上，其內(nèi)集中了全船大部分的機(jī)械處所，安裝有大量核心機(jī)電設(shè)備，工程量特別大。如按照常規(guī)船臺合攏工藝方案，艏樓上建結(jié)構(gòu)分段及設(shè)備的安裝只有在主甲板以下船體合攏完成后才能進(jìn)行，使得艏樓上建無法與主船體并行施工，無法擴(kuò)大施工作業(yè)面，影響工程進(jìn)度，尤其在船廠吊機(jī)起重能力、起升高度受限制的情況下，合攏效率較低，總周期較長。因此經(jīng)研究，采取艏樓上建總段整體建造、整體安裝新工藝。艏樓上建總段具有重量大、結(jié)構(gòu)弱和線型變化大的特點(diǎn)，在地基處理、結(jié)構(gòu)有限元分析、吊點(diǎn)的布置及吊梁的設(shè)計(jì)、船體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)、提升塔架的布置、船體的縱向拉移、大合攏口的對接精度控制等方面存在很大技術(shù)難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法，實(shí)現(xiàn)大型半潛船艏樓上建總段與主船體分體獨(dú)立建造。本發(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問題
一種大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法，用于將獨(dú)立建造完成的艏樓上建總段與大型半潛船的艏部總段進(jìn)行合攏安裝，包括以下步驟
1)吊梁設(shè)置步驟根據(jù)艏樓上建總段的形狀、重心及甲板強(qiáng)度，在艏樓上建總段兩側(cè)對稱地焊接多個(gè)吊耳位置凸出于所述艏樓上建總段外板的吊梁；所述吊梁在垂直方向上跨越艏樓上建總段的多層甲板、在水平方向上跨越艏樓上建總段的多道肋板；每個(gè)所述吊梁包括多塊橫向加強(qiáng)筋板以及多塊豎向加強(qiáng)筋板，焊接時(shí)，所述多塊橫向加強(qiáng)筋板的位置分別與所述多層甲板的位置相對，所述多塊豎向加強(qiáng)筋板分別與所述多道肋板位置相對；
2)塔架提拉系統(tǒng)設(shè)置步驟該塔架提拉系統(tǒng)包括塔架系統(tǒng)以及油缸提拉系統(tǒng)；首先根據(jù)艏樓上建總段的形狀、大小以及重量，在安裝現(xiàn)場位于艏樓上建總段兩側(cè)的位置分別安裝多副提升塔架；每副提升塔架用于支撐一個(gè)或多個(gè)吊梁的重力；然后將油缸提拉系統(tǒng)的多個(gè)提升油缸對應(yīng)設(shè)置在所述多副提升塔架上，并將所述多個(gè)提升油缸的提升下錨分別固定在所述多個(gè)吊梁上；
3)滑道鋪設(shè)步驟啟動(dòng)所述油缸提拉系統(tǒng)，將艏樓上建總段提升至預(yù)定高度后鎖 死所有提升油缸，并設(shè)置多個(gè)臨時(shí)支墩用于支撐艏樓上建總段；然后安裝供所述艏部總段滑移的滑道；
4)對合步驟再次啟動(dòng)所述油缸提拉系統(tǒng)，將所述艏樓上建總段提拉至對合所需的高度，將所述臨時(shí)支墩撤走后，利用所述滑道將所述艏部總段滑移至所述艏樓上建總段的下方，然后將艏樓上建總段緩慢降落至艏部總段使兩者對合。本發(fā)明的提拉安裝方法，將吊梁設(shè)置在艏樓上建總段兩側(cè)，并凸出于外板，通過與艏樓上建總段兩側(cè)的提升塔架分別作用于兩側(cè)的吊梁來實(shí)現(xiàn)艏樓上建總段的提拉，克服了傳統(tǒng)桁架 式提拉的高度限制，同時(shí)，本發(fā)明的吊梁包括與艏樓上建總段的夾板和肋板相對的加強(qiáng)筋板，焊接牢固，能夠提高受重能力，其能夠適用于超大型艏樓上建總段的吊裝合攏，具有顯著的進(jìn)步。由于吊梁焊接在外板上，為分散受力，防止吊裝過程中艏樓上建總段因重力受損、 變形，優(yōu)選將艏樓上建總段上與所述吊梁的橫向加強(qiáng)筋板位置相對的甲板中的一層或多層與艏樓上建總段的外板焊透。同時(shí)也可以對夾板進(jìn)行加厚處理。為保證吊裝安全，所述步驟2)與所述步驟3)之間還包括塔架提拉系統(tǒng)檢測步驟啟動(dòng)所述油缸提拉系統(tǒng)將艏樓上建總段提拉至完全脫離地面后，在空中停留預(yù)定的時(shí)間。以對提拉系統(tǒng)進(jìn)行檢測。所述艏樓上建總段兩側(cè)的提升塔架之間還可通過頂部連接桁架相連接，以提高塔架的穩(wěn)固性、抗風(fēng)能力。


圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的艏樓上建總段吊梁位置示意圖(俯視圖)； 圖2是圖1的吊梁的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的塔架位置示意圖(俯視圖)； 圖4圖3的塔架的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例是針對一艘有短艏樓的半潛式自航工程船的提拉安裝方法，該船由艏部總段、艉部總段及艏樓上建總段三部分組成，各建造總段整體設(shè)計(jì)，分別進(jìn)行船臺合攏。其中艏樓上建總段與艏部總段(主甲板以下部分)都以船臺地面為建造基準(zhǔn)進(jìn)行各自搭載。各自搭載完成后，為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)總段的合攏，需要把艏樓上建總段提升一定的高度，再把艏部總段水平拉移至艏樓上建總段的正下方，進(jìn)行艏樓上建總段的安裝。該船的艏樓上建總段重量超過4000噸，需要提升的高度為18米，由于吊梁設(shè)計(jì)、提拉高度、提拉重量等限制，傳統(tǒng)通過A字型桁架的提拉安裝方式及其他的類似提拉安裝方法實(shí)現(xiàn)該船的艏樓上建總段的提拉安裝。為此，本發(fā)明對吊梁、提拉方式等多方面進(jìn)行改進(jìn)、設(shè)計(jì)，本發(fā)明的大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法整體上可分為以下四個(gè)步驟
吊梁設(shè)置步驟根據(jù)艏樓上建總段的形狀、重心、及甲板強(qiáng)度，在艏樓上建總段兩側(cè)對稱地焊接多個(gè)吊耳位置凸出于所述艏樓上建總段外板的吊梁；所述吊梁在垂直方向上跨越艏樓上建總段的多層甲板、在水平方向上跨越艏樓上建總段的多道肋板；每個(gè)所述吊梁包括多塊橫向加強(qiáng)筋板以及多塊豎向加強(qiáng)筋板，焊接時(shí)，所述多塊橫向加強(qiáng)筋板的位置分別與所述多層甲板的位置相對，所述多塊豎向加強(qiáng)筋板分別與所述多道肋板位置相對；
塔架提拉系統(tǒng)設(shè)置步驟該塔架提拉系統(tǒng)包括塔架系統(tǒng)以及油缸提拉系統(tǒng)；首先根據(jù)艏樓上建總段的形狀、大小以及重量，在安裝現(xiàn)場位于艏樓上建總段兩側(cè)的位置分別安裝多副提升塔架；每副提升塔架用于支撐一個(gè)或多個(gè)吊梁的重力；然后將油缸提拉系統(tǒng)的多個(gè)提升油缸對應(yīng)設(shè)置在所述多副提升塔架上，并將所述多個(gè)提升油缸的提升下錨分別固定在所述多個(gè)吊梁上；
滑道鋪設(shè)步驟啟動(dòng)所述油缸提拉系統(tǒng)，將艏樓上建總段提升至預(yù)定高度后鎖死所有提升油缸，并設(shè)置多個(gè)臨時(shí)支墩用于支撐艏樓上建總段；然后安裝供所述艏部總段滑移的滑道；
對合步驟再次啟動(dòng)所述油缸提拉系統(tǒng)，將所述艏樓上建總段提拉至對合所需的高度， 將所述臨時(shí)支墩撤走后，利用所述滑道將所述艏部總段滑移至所述艏樓上建總段的下方， 然后將艏樓上建總段緩慢降落至艏部總段使兩者對合。下文對照圖1-4對本發(fā)明各個(gè)步驟進(jìn)行進(jìn)一步的說明； 1.吊 梁的設(shè)計(jì)以及對船體結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)
(1)吊梁設(shè)計(jì)
作為液壓提升系統(tǒng)與艏樓上建總段的連接點(diǎn)，吊梁扮演著重要的角色。在吊梁的設(shè)計(jì)中首先考慮其安全性，同時(shí)必須滿足與鋼絞線配合的尺寸公差要求。由于艏樓上建總段線型變化較大，吊梁必須既要順應(yīng)船體線型走勢，還要滿足塔架吊裝的尺寸裝配要求。本實(shí)施例中，根據(jù)艏樓上建總段重量重心及強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果，圍繞艏樓上建總段周圍設(shè)置了 8個(gè)吊梁1、2、3、4、”、2'、3'、4'，左右對稱各4個(gè)，吊梁尺寸各有差異，每個(gè)吊梁在垂直方向上跨越艏樓上建總段100的第8甲板(為最上層甲板)至第6甲板，水平方向上跨越艏樓上建總段100的4道肋板，見圖1。如圖2所示，本發(fā)明的吊梁采用箱型吊梁200，其包括4個(gè)豎向加強(qiáng)筋板201和2 個(gè)橫向加強(qiáng)筋板202、202丨，箱型吊梁200焊接在艏樓上建總段200的外板上，每個(gè)吊梁上設(shè)有兩個(gè)吊耳，吊梁的吊耳凸出于艏樓上建總段100的外板，吊梁焊接時(shí)，4個(gè)豎向加強(qiáng)筋板201的位置分別與艏樓上建總段100的四道肋板位置相對應(yīng)，橫向加強(qiáng)筋板202與艏樓上建總段的第八甲板位置相對，橫向加強(qiáng)筋板202 ‘與艏樓上建總段的第7甲板位置相對。 在提拉時(shí)，這樣的吊梁設(shè)計(jì)有助于將吊梁焊點(diǎn)的重力傳遞至艏樓上建總段的甲板、及筋板上，從而避免吊梁焊接位置周邊的船體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。為進(jìn)一步提高箱型吊梁200與艏樓上建總段焊接的牢固性，本實(shí)施例的箱型吊梁 200的下端還設(shè)有弧形延伸部203，該弧形延伸部203的一側(cè)與箱型吊梁焊接位置下方的艏樓上建總段的外板相貼合，焊接時(shí)，將該弧形延伸部焊接在艏樓上建總段的外板上以增加受力面積?；⌒窝由觳康拈L度可根據(jù)箱型吊梁的受力大小、外板的形狀進(jìn)行選擇。(2)對船體結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)
為了確保艏樓上建總段船體結(jié)構(gòu)安全，本實(shí)施例還對艏樓上建總段上吊梁焊接位置附近的結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下加強(qiáng)將第6甲板與外板全焊透(又稱全融透)，以保證焊接牢固；將厚度為12mm的第7、第8甲板靠近吊梁的部分板厚增厚至16mm厚，同時(shí)也與外板全焊透；艏樓彎板局部板厚增加到12mm并增加部分短梁。2.塔架提拉系統(tǒng)設(shè)置
該塔架提拉系統(tǒng)包括提升塔架和油缸提拉系統(tǒng)。(1)搭建塔架
如圖3-4所示，根據(jù)本實(shí)施例的艏樓上建總段的形狀、大小、重量，在安裝現(xiàn)場位于艏樓上建總段兩側(cè)的位置各安裝兩副長2. 4米1寬2. 4米的提升塔架和一副長4. 2mX4寬.2m提升塔架(兩側(cè)共四副2. 4米x2. 4米的提升塔架和兩副4. 2mX4. 2m提升塔架)，吊耳和油缸提拉系統(tǒng)的提升下錨具銷軸連接。圖3中，塔架A1-A2、Al丨-A2丨為所述兩副4. 2mX 4. 2m的提升塔架，塔架高度約45m，每副4. 2mX 4. 2m的提升塔架頂端均架設(shè)有兩根18. 8m的提升大梁；塔架A3-A4、 A5-A6、A3丨-A4丨、A5丨-A6丨為所述四副2. 4米x2. 4米的提升塔架塔架高度約62m，每副2. 4米x2. 4米的提升塔架均包括架設(shè)在頂端的兩根6. 2m的提升大梁301。塔架A1-A2 、Al ‘ -A2 ‘分別用于承受吊梁1、2的重力和吊梁1 ‘、2 ‘的重力，塔架A3-A4、A5-A6、 A3' -A4 ‘、A5' -A6 ‘分別用于承受吊梁3、4、3 ‘、4 ‘的重力。本實(shí)施例中，艏樓上建總段兩側(cè)的塔架相互對稱，塔架Al與Al丨之間、A2與A2丨之間、A3與A3 ‘之間、A4與A4 ‘之間、A5與A5 ‘之間、A6與A6 ‘之間位置相對且頂部通過頂部連接桁架相連。(2)油缸提升系統(tǒng)布置
本實(shí)施例的油缸提升系統(tǒng)采用16臺450噸提升油缸401，分別布置在六副提升塔架上， 其中每副2. 4m塔架上對稱布置2臺提升油缸，每副4. 2m塔架上布置4臺提升油缸，如圖4 所示，每副提升塔架使用的提升油缸均安裝在其提升大梁上，提升油缸的提升下錨與吊梁的吊耳通過銷軸固定。本實(shí)施例共使用4臺液壓泵站。每臺泵站驅(qū)動(dòng)4臺提升油缸。每臺泵站的額定流量為160L/Min，提升系統(tǒng)的最高提升速度可達(dá)5米/小時(shí)。為了保證在整個(gè)吊裝過程中設(shè)備及人員安全，塔架提拉系統(tǒng)可使用傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括激光測距儀、壓力傳感器、錨具及油缸位置傳感器。同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)全面實(shí)時(shí)監(jiān)控吊裝過程，首先綜合分析各種采集數(shù)據(jù)，然后通過計(jì)算機(jī)對液壓泵站發(fā)出工作指令。3.艏樓上建總段提拉合攏步驟
吊梁裝配及塔架安裝結(jié)束后進(jìn)入艏樓上建總段提拉合攏階段，其中包括以下步驟
1)提升前檢查檢查塔架垂直度、提升油缸狀況、固定塔架的纜風(fēng)繩的連接狀況等，以確保安全；
2)塔架提拉系統(tǒng)檢測啟動(dòng)所述油缸提拉系統(tǒng)將艏樓上建總段提拉至完全脫離地面后，在空中停留預(yù)定的時(shí)間。本實(shí)施例將艏樓上建總段提拉至完全脫離地面IOOmm后，在空中停留24小時(shí)，并對提拉系統(tǒng)進(jìn)行檢查，檢查系統(tǒng)無故障后進(jìn)行下一步驟；
3)滑道鋪設(shè)步驟啟動(dòng)所述油缸提拉系統(tǒng)，將艏樓上建總段提升至2m后鎖死所有提升油缸，并布置多個(gè)臨時(shí)支墩用于支撐艏樓上建總段，然后在艏樓上建總段下方鋪設(shè)供艏部總段滑移的滑道；
4)對合步驟啟動(dòng)所述油缸提拉系統(tǒng)，將艏樓上建總段提升至預(yù)定的高度——艏樓上建總段底部離地18m后，撤走所有臨時(shí)支墩；利用滑車組和卷揚(yáng)機(jī)的配合，將艏部總段滑移至艏樓上建總段的下方；將艏樓上建總段慢慢降落，通過導(dǎo)向定位裝置將艏樓上建總段與艏總段進(jìn)行對合。測量記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)保證合攏后精度能夠滿足要求。待全部測量值符合要求后，按照焊接工藝進(jìn)行施焊，并進(jìn)行焊縫探傷，直至合攏工作結(jié)束。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下， 還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法，用于將獨(dú)立建造完成的艏樓上建總段與大型半潛船的艏部總段進(jìn)行合攏安裝，其特征在于，包括以下步驟1)吊梁設(shè)置步驟根據(jù)艏樓上建總段的形狀、重心及甲板強(qiáng)度，在艏樓上建總段兩側(cè)對稱地焊接多個(gè)吊耳位置凸出于所述艏樓上建總段外板的吊梁；所述吊梁在垂直方向上跨越艏樓上建總段的多層甲板、在水平方向上跨越艏樓上建總段的多道肋板；每個(gè)所述吊梁包括多塊橫向加強(qiáng)筋板以及多塊豎向加強(qiáng)筋板，焊接時(shí)，所述多塊橫向加強(qiáng)筋板的位置分別與所述多層甲板的位置相對，所述多塊豎向加強(qiáng)筋板分別與所述多道肋板位置相對；2)塔架提拉系統(tǒng)設(shè)置步驟該塔架提拉系統(tǒng)包括提升塔架以及油缸提拉系統(tǒng)；首先根據(jù)艏樓上建總段的形狀、大小以及重量，在安裝現(xiàn)場位于艏樓上建總段兩側(cè)的位置分別安裝多副提升塔架；每副提升塔架用于支撐一個(gè)或多個(gè)吊梁的重力；然后將油缸提拉系統(tǒng)的多個(gè)提升油缸對應(yīng)設(shè)置在所述多副提升塔架上，并將所述多個(gè)提升油缸的提升下錨分別固定在所述多個(gè)吊梁上；3)滑道鋪設(shè)步驟啟動(dòng)所述油缸提拉系統(tǒng)，將艏樓上建總段提升至預(yù)定高度后鎖死所有提升油缸，并設(shè)置多個(gè)臨時(shí)支墩用于支撐艏樓上建總段；然后安裝供所述艏部總段滑移的滑道；4)對合步驟再次啟動(dòng)所述油缸提拉系統(tǒng)，將所述艏樓上建總段提拉至對合所需的高度，將所述臨時(shí)支墩撤走后，利用所述滑道將所述艏部總段滑移至所述艏樓上建總段的下方，然后將艏樓上建總段緩慢降落至艏部總段使兩者對合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法，其特征在于 所述步驟1)還包括將艏樓上建總段上與所述吊梁的橫向加強(qiáng)筋板位置相對的甲板中的一層或多層與艏樓上建總段的外板全焊透。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法，其特征在于 所述1)吊梁設(shè)置步驟還包括將艏樓上建總段上與所述吊梁的橫向加強(qiáng)筋板位置相對的甲板靠近吊梁的部分進(jìn)行加厚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法，其特征在于 所述步驟2)與所述步驟3)之間還包括塔架提拉系統(tǒng)檢測步驟啟動(dòng)所述油缸提拉系統(tǒng)將艏樓上建總段提拉至完全脫離地面后，在空中停留預(yù)定的時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法，其特征在于 所述艏樓上建總段兩側(cè)的提升塔架之間還通過頂部連接桁架相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法，其特征在于 吊梁的下端還設(shè)有弧形延伸部，該弧形延伸部的一側(cè)與吊梁焊接位置下方的艏樓上建總段的外板相貼合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型半潛船艏樓上建總段整體提拉安裝方法，用于將獨(dú)立建造完成的艏樓上建總段與大型半潛船的艏部總段進(jìn)行合攏安裝，其利用塔架將艏樓上建總段提拉至預(yù)定的高度后，將艏部總段滑移至艏樓上建總段下方，然后進(jìn)行對合完成安裝。本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了大型半潛船艏樓上建總段和艏部總段的獨(dú)立建造，提高了造船效率。
文檔編號B63B9/06GK102381438SQ201110286009
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者向君, 孫學(xué)榮, 張金鐘, 邵啟一, 陳海龍 申請人:招商局重工(深圳)有限公司