一种船舶烟囱及上建整体吊装方法与流程

1.本发明涉及船舶建造领域，涉及一种船舶烟囱及上建吊装领域。


背景技术：

2.现有技术在船舶建造过程中，以分段为主要建造方法。在船舶烟囱总段7及上建总段6分开吊装搭载时，整体吊装次数为2吊，船上合拢后，对接缝焊接量大，动火点较多，油漆破坏严重，交叉作业难以控制，施工安全隐患较大，导致船舶建造周期延长，不利于烟囱及上建的完整性。
3.针对上述技术现状，申请号为201110416188.4的中国专利公开了一种船舶上层建筑的整体吊装方法，在上层建筑分段桥翼甲板两侧围壁前端、后围壁两端设置整体连续型四眼吊耳，同时在上层建筑的烟囱左侧、右侧和前侧均设置标准吊耳，各吊耳通过钢丝绳与上小车相连，进行整体吊装。然而该整体吊装方法过于复杂：吊耳形式多样，部分采用标准吊耳，部分采用四眼吊耳；使用吊排，无法通过吊车勾头直接吊装；为避免触碰烟囱，该整体吊装方法的绳长要求高，且绳子交叉。此外该方法还存在通用性欠佳的缺点，没有吊排的船厂与龙门吊1高度不够的地方无法实施该专利来完成整体吊装。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种船舶烟囱及上建整体吊装方法，具有吊装效率高、操作方便简单、通用性强的特点。
5.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种船舶烟囱及上建整体吊装方法，利用分段原有的结构，设计整体吊装组合吊耳进行吊装，组合吊耳安装区域甲板及纵壁板局部加厚处理，组合吊耳一侧安装防倾肘板，甲板以下对应安装加强肘板，具体包括以下步骤：
6.1)根据船舶烟囱及上建结构特点和建造方式，计算其总组后的整体重量重心；
7.2)根据烟囱及上建的重量重心，设计组合吊耳及安装位置；
8.3)对安装组合吊耳的甲板及纵壁板进行局部加厚处理；
9.4)设计组合吊耳防倾肘板和加强肘板；
10.5)无缺陷焊接组合吊耳，确保吊装强度满足要求；
11.6)烟囱及上建吊装方案设计完成后，对其进行有限元计算，确保吊装时各区域的最大应力符合设计要求；
12.7)完成以上步骤对吊耳区域船体结构的提前优化后，进行实际吊装。
13.进一步，步骤1)计算其总组后的整体重量重心，具体包括船体结构、铁舾件安装、油漆、管道、电缆、设备、卫生单元、甲板辅料家具等组合在一起的重量重心，计算后如果总段重量超了最大起重能力，将减少一部分甲板辅料安装，确保烟囱及上建总组后的重量符合起吊要求。
14.进一步，步骤2)设计组合吊耳及安装位置，具体其为a甲板5右舷一个组合吊耳，驾
驶桥楼甲板4左右舷各一个组合吊耳；在每个组合吊耳的吊码孔两侧安装加强腹板，对吊码孔及起重能力进行加强处理。三个组合吊耳设计根据龙门吊1的起重方式决定，2个上小车钩头2挂2个组合吊耳，1个下小车钩头3挂一组吊耳，每组受力都在钩头载荷范围内，且上小车两个钩头设计的起重重量差控制在龙门吊1的使用范围内。
15.进一步，由于组合吊耳主板厚度较厚，吊装时局部应力较大，为了确保总段在吊装过程中不发生层间撕裂风险，步骤3)组合吊耳的甲板及纵壁板进行局部加厚处理，具体为加厚3～8mm。甲板板增厚后，有利于力的的传导，组合吊耳及纵壁板全焊透更安全。
16.进一步，由于船台吊装搭载时有一个3度的倾斜度，为了防止组合吊耳主板受到侧向力而发生变形，确保总段吊装过程中，总段受力均衡，局部不变形、不破坏，步骤4)设计组合吊耳防倾肘板和加强肘板，具体为组合吊耳防倾肘板和加强肘板根据组合吊耳大小本身确定的，组合吊耳受力越大，其主板高度越高，防倾肘板越大，对应的加强肘板也越大，反之就越小。组合吊耳的防倾肘板和加强肘板有效解决了吊装吊耳变形和吊装结构变形，起到双重保护作用。
17.进一步，为了确保烟囱及上建的整体吊装安全，步骤5)无缺陷焊接组合吊耳具体为组合吊耳与甲板焊接全焊透，同时组合吊耳下发的纵壁板也与甲板全焊透处理，并对组合吊耳进行100％探伤处理。
18.进一步，为了在总体满足吊装要求的情况下同时确保区域间应力符合设计要求，步骤6)烟囱及上建吊装方案设计完成后，对其进行有限元计算，具体为确保吊装时，各区域的最大应力和变形符合设计要求，当理论计算不符合设计要求时，需要对其加强处理。
19.进一步，步骤7)进行实际吊装具体为利用龙门吊1上小车2个吊钩和下小车一个吊钩进行吊装。
20.进一步，所述船舶烟囱及上建整体吊装方法还包括步骤8)完成吊装后对组合吊耳进行后处理，组合吊耳留根100mm作为拦水扁铁保留在船体结构中，其余割除，避免了后期的拆除打磨补焊补漆的工序，方便安全可靠。
21.与现有技术相比，本发明的优点在于：根据烟囱及上建船体结构的特点以及龙门吊1的吊装方式，设计出符合现场的需求的烟囱及上建的整体吊装方案。通过在船体结构上设计组合吊耳，确保烟囱及上建整体吊装，具有效率高、操作简单、完整性好、成本低且安全性高的特点，实际操作中吊绳设置相比对比文件减少1/2。利用烟囱及上建总组后的整体强度，无需额外增加吊装加强，不仅能提高烟囱及上建的完整性，还节约总段吊装加强材料，节省了人工成本，降低造船成本，对船舶建造及搭载具有重要的经济效益与社会效益。该方法在船舶生产设计前就介入吊装设计，提前优化吊耳区域的船体结构，整体吊装一气呵成，大幅度缩短挂钩时间提高施工效率。
附图说明
22.图1为本发明烟囱及上建整体吊装示意图；
23.图2.1为本发明驾驶桥楼甲板4上安装的下小车起吊的组合吊耳布置图；
24.图2.2为图2.1在a-a方向的剖视图；
25.图3为本发明图2中b处放大的组合吊耳防倾肘板及加强肘板示意图；
26.图4为本发明图2中c处放大的组合吊耳加强腹板示意图；
27.图5.1为本发明a甲板5上安装的上小车起吊的组合吊耳布置图；
28.图5.2为图5.1在d-d方向的剖视图；
29.图6.1为本发明驾驶桥楼甲板4上安装的上小车起吊的组合吊耳布置图；
30.图6.2为图6.1在e-e方向的剖视图；
31.图7为本发明吊装方案的有限元计算示意图。
具体实施方式
32.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
33.如图1-6所示，一种船舶烟囱及上建整体吊装方法，利用分段原有的结构，设计整体吊装组合吊耳进行吊装，组合吊耳安装区域甲板及纵壁板局部需加厚处理，组合吊耳一侧安装防倾肘板，甲板以下对应安装加强肘板，具体包括以下步骤：
34.1)根据船舶烟囱及上建结构特点和建造方式，计算其总组后的整体重量重心，按照公司吊车起重能力，设计总重量符合吊车载重要求的总段。计算总组后的整体重量重心包括船体结构、铁舾件安装、油漆、管道、电缆、设备、卫生单元、甲板辅料家具等组合在一起的重量重心，计算后如果总段重量超了公司的龙门吊1最大起重能力，将会减少一部分甲板辅料安装，确保烟囱及上建总组后的重量符合起吊要求。
35.2)根据烟囱及上建的重量重心，设计三个组合吊耳及其安装位置，a甲板5右舷一个组合吊耳，驾驶桥楼甲板4左右舷各一个组合吊耳。在每个组合吊耳的吊码孔两侧安装加强腹板，对吊码孔及起重能力进行加强处理。三个组合吊耳设计是根据公司龙门吊1的起重方式决定的，两个上小车钩头2挂两个组合吊耳，一个下小车钩头3挂一组吊耳，每组受力都在钩头载荷范围内，且上小车两个钩头设计的起重重量差控制在龙门吊1的使用范围内。
36.3)组合吊耳大小及位置确定后，需要在安装组合吊耳的甲板及纵壁板进行局部加厚处理，确保总段在吊装过程中不发生层间撕裂风险。主要是组合吊耳主板厚度较厚，吊装时局部应力较大，需要对安装处的甲板及下方的纵壁板进行局部加厚处理，有利于力的的传导，甲板板增厚后，组合吊耳及纵壁板全焊透更安全，且吊装时不会发生层间撕裂的风险。a甲板5右舷的组合吊耳安装处，甲板架构局部加厚处理，由原结构的9mm增厚至12mm。围壁板结构局部加厚处理，由原结构的9mm增厚至16mm。驾驶桥楼甲板4左右舷的组合吊耳安装处，甲板架构局部加厚处理，由原结构的8mm增厚至12mm。围壁板结构局部加厚处理，由原结构的8mm增厚至16mm。
37.4)根据组合吊耳的大小及形式，设计组合吊耳防倾肘板和加强肘板，确保总段吊装过程中，总段受力均衡，局部不变形、不破坏。船台吊装搭载时，有一个3
°
的倾斜度，防止组合吊耳主板受到侧向力而发生变形。组合吊耳的防倾肘板和加强肘板有效解决了吊装吊耳变形和吊装结构变形，起到双重保护作用。组合吊耳防倾肘板和加强肘板根据组合吊耳大小本身确定的，组合吊耳受力越大，其主板高度越高，防倾肘板越大，对应的加强肘板也越大，反之就越小。
38.5)组合吊耳与甲板焊接必须是全焊透，全焊透就是全包组合吊耳与船体结构焊接牢固，同时组合吊耳下发的纵壁板也与甲板全焊透处理，有利于力的传导。对组合吊耳进行100％探伤处理，确保无焊接缺陷，有利于烟囱及上建的整体吊装安全。
39.6)烟囱及上建吊装方案设计完成后，需要对其进行有限元计算，确保吊装时，各区
域的最大应力符合设计要求。当理论计算不符合设计要求时，需要对其加强处理。经过理论计算，a甲板5组合吊耳处与其上一层分段纵壁接触部位最大应力达到258mpa，超过许用应力235mpa，需要对其结构加强处理。最后把纵壁板局部加强，加强区域为长度2m，宽度0.6m，厚度由原来的船体结构8mm增加到16mm。加强区域参见图5云线处，有限元计算参见图7。
40.7)完成以上步骤对吊耳区域船体结构的提前优化后，进行实际吊装。
41.8)完成吊装后对组合吊耳进行后处理，组合吊耳留根100mm作为拦水扁铁保留在船体结构中，其余割除，避免了后期的拆除打磨补焊补漆的工序，方便安全可靠。切割线见图2、图5和图6标记处。
42.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种船舶烟囱及上建整体吊装方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据船舶烟囱及上建结构特点和建造方式，计算其总组后的整体重量重心；2)根据烟囱及上建的重量重心，设计组合吊耳及安装位置；3)对安装组合吊耳的甲板及纵壁板进行局部加厚处理；4)设计组合吊耳防倾肘板和加强肘板；5)无缺陷焊接组合吊耳，确保吊装强度满足要求；6)烟囱及上建吊装方案设计完成后，对其进行有限元计算，确保吊装时各区域的最大应力符合设计要求；7)完成以上步骤对吊耳区域船体结构的提前优化后，进行实际吊装。2.根据权利要求1所述船舶烟囱及上建整体吊装方法，其特征在于，所述步骤1)的计算其总组后的整体重量重心，包括船体结构、铁舾件安装、油漆、管道、电缆、设备、卫生单元、甲板辅料家具组合在一起的重量重心，计算后如果总段重量超了最大起重能力，将减少一部分甲板辅料安装，确保烟囱及上建总组后的重量符合起吊要求。3.根据权利要求2所述船舶烟囱及上建整体吊装方法，其特征在于所述步骤2)设计组合吊耳及安装位置，其具体为a甲板(5)右舷一个组合吊耳，驾驶桥楼甲板(4)左右舷各一个组合吊耳，在每个组合吊耳的吊码孔两侧安装加强腹板，对吊码孔及起重能力进行加强处理；三个组合吊耳设计根据龙门吊(1)的起重方式决定，两个上小车钩头(2)挂两个组合吊耳，一个下小车钩头(3)挂一组吊耳，每组受力都在钩头载荷范围内，且两个上小车钩头(2)设计的起重重量差控制在龙门吊(1)的使用范围内。4.根据权利要求3所述船舶烟囱及上建整体吊装方法，其特征在于所述步骤3)组合吊耳的甲板及纵壁板进行局部加厚处理，具体为加厚3～8mm。5.根据权利要求4所述船舶烟囱及上建整体吊装方法，其特征在于所述步骤4)设计组合吊耳防倾肘板和加强肘板，具体为组合吊耳防倾肘板和加强肘板根据组合吊耳大小本身确定的，组合吊耳受力越大，其主板高度越高，防倾肘板越大，对应的加强肘板也越大，反之就越小。6.根据权利要求5所述船舶烟囱及上建整体吊装方法，其特征在于所述步骤5)无缺陷焊接组合吊耳具体为组合吊耳与甲板焊接必须全焊透，同时组合吊耳下发的纵壁板也与甲板全焊透处理，并对组合吊耳进行100％探伤处理。7.根据权利要求6所述船舶烟囱及上建整体吊装方法，其特征在于所述步骤6)烟囱及上建吊装方案设计完成后，对其进行有限元计算，具体为确保吊装时，各区域的最大应力和变形符合设计要求，当理论计算不符合设计要求时，需要对其加强处理。8.根据权利要求7所述船舶烟囱及上建整体吊装方法，其特征在于所述步骤7)进行实际吊装具体为利用龙门吊(1)的两个上小车钩头(2)和一个下小车钩头(3)进行吊装。9.根据权利要求8所述船舶烟囱及上建整体吊装方法，其特征在于还包括步骤8)完成吊装后对组合吊耳进行后处理，组合吊耳留根100mm作为拦水扁铁保留在船体结构中，其余割除。

技术总结
一种船舶烟囱及上建整体吊装方法，步骤：根据船舶烟囱及上建结构特点和建造方式，计算其总组后的整体重量重心；根据烟囱及上建的重量重心，设计组合吊耳及安装位置；对安装组合吊耳的甲板及纵壁板进行局部加厚处理；设计组合吊耳防倾肘板和加强肘板；无缺陷焊接组合吊耳，确保吊装强度满足要求；烟囱及上建吊装方案设计完成后，对其进行有限元计算，确保吊装时各区域的最大应力符合设计要求；完成以上步骤对吊耳区域船体结构的提前优化后，进行实际吊装。该方法具有吊装效率高、操作方便简单、通用性强的特点。用性强的特点。用性强的特点。


技术研发人员：熊元元 匡倩 彭威 肖大银
受保护的技术使用者：舟山中远海运重工有限公司
技术研发日：2022.10.11
技术公布日：2023/3/21