一种无艉管套艉部分段的搭建方法与流程

1.本发明属于船舶建造技术领域，具体涉及一种无艉管套艉部分段的搭建方法。


背景技术：

2.船舶艉部分段主要分为有艉管套艉部分段和无艉管套艉部分段。根据不同的需求，选用不同的艉部分段(艉管套可用于保护艉管和艉轴，但艉管套与艉管之间的空隙中存在空气，散热效果差，影响艉轴的散热)。
3.常规状态下，艉部分段会采用立态方式进行搭建，如申请号为201711045931.3，专利名称为一种艉部分段的建造方法，其以艉部分段的艏部肋板为基面垂直吊装艏部铸钢件及各平台板，接着在平台板上逐层往上吊装剩余肋板形成船体框架，并在船体框架搭建过程中穿插安装内部管子等其它内部结构；然后在船体框架上吊装外板，完成外板的定位与焊接；最后吊装艉部铸钢件，完成整个艉部分段的立态装配。这种搭建方式虽然较为简单直接，但由于其采用立态建造的方式，使得整个分段的高度较高(大约10m)，在分段建造过程中会存在较多的高空作业(如高空焊接)，安全风险较高、作业难度大；此外，由于艉部铸钢件较重(重量高达49t)，其立态吊装定位时若无艉管套(即内部管子)辅助支撑，极易导致分段变形、坍塌，影响艉部分段的搭建精度和搭建安全性，因此，现有立态建造方法不适用于无艉管套艉部分段的搭建，亟需提供一种新的艉部分段搭建方法，用于搭建无艉管套艉部分段，以提高搭建精度和搭建安全性。


技术实现要素：

4.鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无艉管套艉部分段的搭建方法，将传统艏部分段采用的立态建造模式转变为侧态建造模式，在减少高空作业量的同时，克服立态建造时，因艉部分段无艉管套，使得艉部铸钢件吊装定位时缺少支撑，导致分段极易变形和坍塌的缺陷，提高艉部分段的建造精度和建造安全性。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种无艉管套艉部分段的搭建方法，无艉管套艉部分段以分段左侧为基面进行侧造，该搭建方法包括：
6.s1、搭建曲面胎架，铺设左舷外板，并完成艉部铸钢件的上胎定位；所述曲面胎架用于支撑艉部铸钢件和左舷外板；
7.s2、在左舷外板上勘划平台安装线和肋板安装线，并安装各平台及各肋板中的下部肋板、左侧肋板和上部肋板；
8.s3，吊装艏部铸钢件；
9.s4、在曲面胎架的艏、艉两端分别布置艏部标杆和艉部标杆，并在艏部标杆与艉部标杆之间拉钢丝绳作为艉部分段的轴孔中心线；
10.s5、以钢丝绳为基准，调整艏部铸钢件与艉部铸钢件的相对位置，使艏部铸钢件与艉部铸钢件的轴向中心线重合；然后，完成艏部铸钢件与艉部铸钢件的定位焊接；
11.s6、安装焊接各右中肋板和艉柱中龙筋，并保证艉柱中龙筋的水平度；
12.s7、吊装铺设右舷外板，并将右舷外板与艉柱中龙筋、艉部铸钢件进行焊接；
13.s8、将整个分段翻身至支撑座上，使右舷外板与支撑座接触，完成右舷外板与内部结构的焊接。
14.优选地，曲面胎架包括模板胎架，所述模板胎架包括多个横向模板架和多个纵向模板架；所述横向模板架包括横向布置的型线模板及多个沿横向方向布置的支柱；所述纵向模板架包括纵向布置的型线模板及多个沿纵向方向布置的支柱；通过横向模板架和纵向模板架配合保证左舷外板能具备良好的线型。
15.优选地，曲面胎架的搭建方法包括以下步骤：
16.s11、根据艉部分段的特点，确定横向模板位置线和纵向模板位置线；沿各模板位置线对艉部分段进行剖切，获得各模板架横剖面图；所述模板架横剖面图包括型线模板的轮廓线、水平中心线、胎架垂直定位线、支柱中心线、胎架地面线和水平基准线；
17.s12、在各模板架横剖图中的型线模板上添加模板接缝线以将一个型线模板拆分为多个小型模板，并划出各小型模板的定位水线及至少两个小型模板的纵剖线，以获得各模板架设计图；所述各小型模板上定位水线的确定依据包括支柱中心线；所述纵剖线的确定方法包括：以水平基准线为基准，在模板架横剖图中添加多条辅助基准线，各辅助基准线均位于水平基准线与水平中心线之间；根据各基准线的位置，划出型线模板上至少两个小型模板的纵剖线，且相邻两个小型模板中至少有一个小型模板上具有纵剖线；
18.s13、根据各模板架设计图，下料制作对应模板架的各支柱和各小型模板，并在小型模板上勘划对应的定位水线和纵剖线；
19.s14、根据各小型模板上的定位水线、纵剖线与各支柱中心线、各基准线的对应关系，将同一模板架中的支柱与小型模板进行小组立安装，获得各模板架，并将各模板架按照对应模板位置线和对应胎架垂直定位线吊装至胎架地面上，形成模板胎架。
20.优选地，曲面胎架还包括支柱式胎架，其用于支撑左舷外板的空闲区域，以进一步保证左舷外板的线型精度。
21.优选地，在制作外板时，对左舷外板和右舷外板的艏部横向板缝线加放收缩补偿值，以抵抗外板与艏部肋板焊接时产生的收缩变形。
22.优选地，对于靠近分段艏部的横向模板架，在制作型线模板时，需对型线模板预放反变形，以避免型线模板拼接及与支柱焊接时，出现上翘情况，影响后续外板铺设精度。
23.优选地，各小型模板上定位水线的确定依据包括胎架垂直定位线。
24.优选地，相邻两个基准线的间距相等，降低后续划线难度。
25.如上，本发明的一种无艉管套艉部分段的搭建方法，具有以下有益效果：
26.在进行无艉管套艏部分段建造时，本发明采用侧态建造模式以替换传统的立态建造模式，不仅减少了大量高空作业、降低施工难度，而且避免因艉部铸钢件吊装导致的分段变形和坍塌问题，提高分段建造安全性和分段建造精度，有效缩短了造船时间。
附图说明
27.图1为无艉管套船舶艉部分段右视图。
28.图2为a处模板位置线的模板架横剖面图。
29.图3为b处模板位置线的模板架横剖面图。
30.图4为c处模板位置线的模板架横剖面图。
31.图5为d处模板位置线的模板架横剖面图。
32.图6为e处模板位置线的模板架横剖面图。
33.图7为f处模板位置线的模板架横剖面图。
34.图8为g处模板位置线的模板架横剖面图。
35.图9为e处模板位置线的模板架设计图。
36.图10为图9中型线模板的示意图。
37.图11为图9中型线模板最右端小型模板上的反变形预放示意图。
38.图12为e处模板位置线处加工获得各小型模板。
39.图13为各模板架的吊装示意图。
40.图14为艏部行外板的收缩补偿示意图。
41.图15为肋板拆分示意图。
42.图16为艉部分段搭建示意图。
43.图17为艉部分段翻身状态图。
44.附图标记说明
45.艉部铸钢件1，外板2，横向板缝线2a，纵向板缝线2b，胎架垂直定位线3，水平中心线4，胎架地面线5，水平基准线6a，辅助基准线6b，型线模板7，模板接缝线7a，定位水线7b，纵剖线7c，支柱中心线8，艉柱中龙筋9，下部肋板10a，左中肋板10b，上部肋板10c，右中肋板10d，艏部铸钢件11，艏部标杆12a，艉部标杆12b，支撑座13。
具体实施方式
46.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
47.请参阅图1至图17。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
48.本发明提供一种无艉管套艉部分段的搭建方法，无艉管套艉部分段以分段左侧为基面进行侧造，该方法包括：
49.s1、搭建曲面胎架，并铺设左舷外板，然后完成艉部铸钢件的上胎定位；曲面胎架用于支撑艉部铸钢件1和左舷外板；
50.由于无艉管套艉部分段左侧线型变化复杂，因此，本实施例的曲面胎架包括模板胎架；模板胎架包括多个间隔设置的横向模板架和多个间隔设置的纵向模板架；横向模板架包括沿横向方向布置的型线模板7及多个支撑型线模板7的支柱，纵向模板架包括沿纵向布置的型线模板7及多个支撑型线模板7的支柱，各型线模板7的上表面配合形成与艉部分段左侧线型贴合的胎架工作面，以更好地支撑艉部分段，确保搭建的艉部分段具有良好线
型；其中，横向模板架所在位置线为横向模板位置线，纵向模板架所在位置线为纵向模板位置线；在另一实施例中，曲面胎架还包括支柱式胎架(图中未示出)，用于支撑艉部分段中左舷外板的空闲区域，通过模板胎架与支柱式胎架的配合，可进一步提高艉部分段的支撑稳定性，提高艉部分段的外部线型精度。
51.具体地，模板胎架的搭建步骤包括：
52.s11、根据艉部分段的特点，确定横向模板位置线a～e和纵向模板位置线f～g；沿各模板位置线对艉部分段进行剖切，获得各模板架横剖面图；所述模板架横剖面图包括型线模板7的轮廓线、水平中心线4、胎架垂直定位线3、支柱中心线8、胎架地面线5和水平基准线6a；
53.图1为无艉管套艉部分段的右视图，其上标记有船舶基线、轴孔中心线、艉部铸钢件1和外板2；以图1中的轴孔中心线作为x轴，船高方向为z轴，进而确定出y轴方向，建立艉部分段坐标系；根据艉部分段的特点和胎架设计要求确定模板位置线a～g。在确定模板位置线c～e时，要求模板位置线c至位于外板2艉部的横向板缝线2a的距离为80mm～150mm，模板位置线e至位于外板2艏部的横向板缝线2a的距离为80mm～150mm，模板位置线d尽可能靠近模板位置线c与e之间的中间位置，且模板位置线d至横向板缝线2a的最小距离为80mm～150mm；在确定模板位置线f～g时，模板位置线f至位于外板2上口的纵向板缝线2b的间距为80mm～150mm，模板位置线g尽可能靠近艉柱中龙筋9与模板位置线d和模板位置线f交点之间的中间位置，且模板位置线g至外板2上纵向板缝线2b的最小距离为80mm～150mm，以保证外板2的支撑稳定性；模板位置线b至位于外板2艉部的横向板缝线2a的距离为80mm～150mm，模板位置线a的位置可根据艉部铸钢件1的长度和模板位置线b的位置进行确定，以保证艉部铸钢件1的支撑稳定性。
54.由于图1中a～e模板位置线与外板2艏部的横向板缝线2a的相对位置关系、轴孔中心线、f～g模板位置线与船舶基线之间的相对位置关系均是以艉部分段坐标系为基准确定的，可以直接量取。
55.根据图1中各模板位置线的位置进行剖切，获得各模板位置线处的剖切图，剖切图包括外板外缘线、水平中心线4和胎架垂直定位线3；其中，模板位置线a-e处的水平中心线4为横向中心线，其为艉部分段的中纵剖面(即经过轴孔中心线的纵剖面)与对应剖切面的交线；模板位置线a-e处的胎架垂直定位线3为预设距基线，预设距基线与横向中心线垂直相交，且预设距基线距船舶基线的距离等于轴孔中心线距船舶基线的距离；模板位置线f～g处的水平中心线4为纵向中心线，其为艉部分段的中纵剖面与对应剖切面的交线；模板位置线f～g处的胎架垂直定位线为外板2艏部的横向板缝线2a在对应剖切面上的投影。
56.调用各剖切图中的外板外缘线、胎架垂直定位线3和水平中心线4，将外板外缘线作为对应型线模板7的上缘线，划出对应型线模板7的下缘线，确定出各型线模板7的轮廓线，并划出胎架地面线5、水平基准线6a和各支柱中心线8，获得各模板架横剖面图，如图2至8所示。
57.型线模板7的下缘线由型线模板7的上缘线向外法向偏移预设厚度值获得，偏移的厚度值由型线模板7的强度、刚度和成本预算综合确定，对此不作限定，本实施例优选将偏移的厚度值设置为300mm。
58.由图2至图8可知，型线模板上缘线的最低点在e处模板架上，而胎架工作面的最低
点(即外板最低点)至胎架地面的间距要求为600mm～800mm，本实施例优选设置为640mm，以此为依据，可划出胎架地面线5。
59.由于水平基准线6a的高度位置由人下蹲焊接的高度决定，一般设置为0.5m～0.8m，本实施例优选设置为0.7m，即水平基准线6a为700mm水平基准线。
60.模板架横剖面图中各支柱中心线8的位置根据型线模板7的形状尺寸和胎架垂直定位线3的位置确定，确保设置在支柱中心线8处的支柱可以稳定支撑即可，支柱的高度为对应支柱中心线8与型线模板7的上缘线交点至胎架地面线5的间距；在本实施例中，纵向模板架所对应的模板架横剖面图中，有一条支柱中心线8与胎架垂直定位线3重合，便于后续的定位安装。
61.s12、在各模板架横剖图中的型线模板7上添加模板接缝线7a以将一个型线模板拆分为多个小型模板，并划出各小型模板的定位水线7b及至少两个小型模板的纵剖线7c，以获得各模板架设计图；各小型模板上定位水线7b的确定依据包括支柱中心线8；纵剖线7c的确定方法包括：以水平基准线6a为基准，在模板架横剖图中添加多条辅助基准线6b，各辅助基准线6b均位于水平基准线6a与水平中心线4之间；根据各基准线的位置，划出型线模板上至少两个小型模板的纵剖线7c，且相邻两个小型模板中至少有一个小型模板上具有纵剖线7c；
62.在型线模板7上添加模板接缝线7a时，需保证每个小型模板的上缘线长度要求为1500mm左右，添加的模板板缝线7a不与支柱中心线8和胎架垂直定位线3相交，且每个小型模板上经过至少一条支柱中心线8。
63.在确定定位水线7b时，只需获得各支柱中心线8在型线模板7上的投影线，即可确定各小型模板上定位水线7b的位置。
64.各小型模板上定位水线7b的确定依据还包括胎架垂直定位线3，即根据胎架垂直定位线3在型线模板7上的投影线，可在一个小型模板上额外确定一条定位水线7b。
65.在确定辅助基准线6b的位置时，只要保证相邻两个小型模板中至少有一个小型模板上经过一条基准线即可；在本实施例中，相邻两个基准线的间距优选设置为相等，以降低后续基准线的划线难度。
66.由上述方法确定的e处的模板架设计图如图9所示，图10为图9中型线模板7的示意图。
67.经分析发现，e处型线模板7在焊接时存在焊接变形，导致该处型线模板7的右端向上翘起，因此，在e处模板架设计图中，需在型线模板7最右端的小型模板(即上口处小型模板)上预放反变形，以确保焊接完成的e处模板架满足要求；反变形加放前后该小型模板的轮廓线如图11所示。
68.s13、根据各模板架设计图，加工各小型模板和各支柱，并在小型模板上勘划对应的定位水线和纵剖线(加工出的e处各小型模板如图12所示)；
69.s14、根据各小型模板上的定位水线7b、纵剖线7c与各支柱中心线8、各基准线的对应关系，将同一模板架中的支柱与小型模板进行小组立安装，获得各模板架，并将各模板架按照对应模板位置线和对应胎架垂直定位线吊装至胎架地面上(如图13所示)，形成模板胎架。
70.由于左舷外板在艏部的横向板缝线2a在焊接时存在收缩变形的情况，因此，在制
作左舷外板时，需对左舷外板中艏部行外板的艏部横向板缝线由上至下加放收缩补偿值(如图14所示)，以确保焊接后的左舷外板符合要求。
71.s2、在左舷外板上勘划平台安装线和肋板安装线，并安装各平台及各肋板中的下部肋板、左侧肋板和上部肋板；
72.如图15所示，肋板在制作时，需拆分为下部肋板10a、左中肋板10b、上部肋板10c和右中肋板10d，以便于后续艏部铸钢件的安装。
73.s3、吊装艏部铸钢件11；
74.s4、如图16所示，在曲面胎架的艏、艉两端分别布置艏部标杆12a和艉部标杆12b，并在艏部标杆12a与艉部标杆12b之间拉钢丝绳作为艉部分段的轴孔中心线；
75.s5、如图16所示，以钢丝绳为基准，调整艏部铸钢件11与艉部铸钢件1的相对位置，使艏部铸钢件11与艉部铸钢件1的轴向中心线重合；然后，完成艏部铸钢件11与艉部铸钢件1的定位焊接；
76.s6、如图16所示，安装焊接各右中肋板10d和艉柱中龙筋9，并保证艉柱中龙筋9的水平度；
77.艉柱中龙筋9通过数控切割获得，极易产生切割变形，因此需在切割获得的艉柱中龙筋9的上缘线上等间距布置多个精度控制点，以便于通过全站仪检测艉柱中龙筋9的曲型度是否符合要求，若不符合要求，需进行火工矫正，火工矫正采用三角形加热法。
78.s7、吊装铺设右舷外板，并将右舷外板与艉柱中龙筋9、艉部铸钢件1进行焊接；
79.右舷外板在制作时，也需加放收缩补偿值，其加放位置与加放量与左舷外板保持一致。
80.s8、如图17所示，将整个分段翻身至支撑座12上，使右舷外板与支撑座12接触，完成右舷外板与内部结构的焊接。
81.综上所述，本发明根据无艉管套艉部分段的特点，将传统立态建造模式修改为侧态建造模式，以克服立态安装状态下，艉部铸钢件吊装时因下方无艉管套支撑，极易导致分段变形和坍塌的不足，提高分段建造精度；同时，减少分段建造过程中的高空作业量，提高作业安全性；此外，侧态建造所用曲面胎架中使用的模板胎架，能兼顾艉部分段外板的横向线型和纵向线型，确保外板的外部线型符合要求，进一步提高建造精度；最后，本发明在设计阶段在胎架和外板上预放反变形，确保焊接后的胎架和外板符合精度要求。
82.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种无艉管套艉部分段的搭建方法，其特征在于，所述无艉管套艉部分段以分段左侧为基面进行侧造；所述搭建方法包括：s1、搭建曲面胎架，并铺设左舷外板，然后完成艉部铸钢件的上胎定位；所述曲面胎架用于支撑艉部铸钢件和左舷外板；s2、在左舷外板上勘划平台安装线和肋板安装线，并安装各平台及各肋板中的下部肋板、左侧肋板和上部肋板；s3，吊装艏部铸钢件；s4、在曲面胎架的艏、艉两端分别布置艏部标杆和艉部标杆，并在艏部标杆与艉部标杆之间拉钢丝绳作为艉部分段的轴孔中心线；s5、以钢丝绳为基准，调整艏部铸钢件与艉部铸钢件的相对位置，使艏部铸钢件与艉部铸钢件的轴向中心线重合；然后，完成艏部铸钢件与艉部铸钢件的定位焊接；s6、安装焊接各右中肋板和艉柱中龙筋，并保证艉柱中龙筋的水平度；s7、吊装铺设右舷外板，并将右舷外板与艉柱中龙筋、艉部铸钢件进行焊接；s8、将整个分段翻身至支撑座上，使右舷外板与支撑座接触，完成右舷外板与内部结构的焊接。2.根据权利要求1所述的一种无艉管套艉部分段的搭建方法，其特征在于，所述曲面胎架包括模板胎架，所述模板胎架包括多个横向模板架和多个纵向模板架；所述横向模板架包括横向布置的型线模板及多个用于支撑型线模板的支柱；所述纵向模板架包括纵向布置的型线模板及多个用于支撑型线模板的支柱。3.根据权利要求2所述的一种无艉管套艉部分段的搭建方法，其特征在于，所述模板胎架的搭建方法包括以下步骤：s11、根据艉部分段的特点，确定横向模板位置线和纵向模板位置线；沿各模板位置线对艉部分段进行剖切，获得各模板架横剖面图；所述模板架横剖面图包括型线模板的轮廓线、水平中心线、胎架垂直定位线、支柱中心线、胎架地面线和水平基准线；s12、在各模板架横剖图中的型线模板上添加模板接缝线以将一个型线模板拆分为多个小型模板，并划出各小型模板的定位水线及至少两个小型模板的纵剖线，以获得各模板架设计图；所述各小型模板上定位水线的确定依据包括支柱中心线；所述纵剖线的确定方法包括：以水平基准线为基准，在模板架横剖图中添加多条辅助基准线，各辅助基准线均位于水平基准线与水平中心线之间；根据各基准线的位置，划出型线模板上至少两个小型模板的纵剖线，且相邻两个小型模板中至少有一个小型模板上具有纵剖线；s13、根据各模板架设计图，下料制作对应模板架的各支柱和各小型模板，并在小型模板上勘划对应的定位水线和纵剖线；s14、根据各小型模板上的定位水线、纵剖线与各支柱中心线、各基准线的对应关系，将同一模板架中的支柱与小型模板进行小组立安装，获得各模板架，并将各模板架按照对应模板位置线和对应胎架垂直定位线吊装至胎架地面上，形成模板胎架。4.根据权利要求3所述的一种无艉管套艉部分段的搭建方法，其特征在于，所述曲面胎架还包括支柱式胎架，其用于支撑左舷外板的空闲区域。5.根据权利要求1所述的一种无艉管套艉部分段的搭建方法，其特征在于，在制作外板时，需对左舷外板和右舷外板的艏部横向板缝线加放收缩补偿值。
6.根据权利要求3所述的一种无艉管套艉部分段的搭建方法，其特征在于，对于靠近分段艏部的横向模板架，在制作型线模板时，需对型线模板预放反变形。7.根据权利要求3所述的一种无艉管套艉部分段的搭建方法，其特征在于，各小型模板上定位水线的确定依据包括胎架垂直定位线。8.根据权利要求3所述的一种无艉管套艉部分段的搭建方法，其特征在于，相邻两个基准线的间距相等。

技术总结
本发明提供一种无艉管套艉部分段的搭建方法，其以分段左侧为基面进行侧造，该搭建方法包括：S1、搭建曲面胎架，铺设左舷外板，并完成艉部铸钢件的上胎定位；S2、安装各平台及各肋板中的下部肋板、左侧肋板和上部肋板；S3，吊装艏部铸钢件；S4、拉钢丝绳作为艉部分段的轴孔中心线；S5、以钢丝绳为基准，调整艏部铸钢件与艉部铸钢件的相对位置，并完成焊接；S6、安装焊接各右中肋板和艉柱中龙筋；S8、分段翻身后焊接；本发明将传统立态建造模式修改为侧态建造模式，以克服立态状态下，艉部铸钢件因下方无艉管套支撑，极易导致分段变形和坍塌的不足，提高分段建造精度，并减少分段建造过程中的高空作业量，提高作业安全性。提高作业安全性。提高作业安全性。


技术研发人员：刘畅 姜旭枫 黄健 潘冲 常志军
受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/5/24