牛 俊， 張翠平， 周洪元， 曹云勇

(滬東中華造船(集團(tuán))有限公司， 上海 200129)

超長距雙艉鰭線型船舶進(jìn)塢工藝

牛 俊， 張翠平， 周洪元， 曹云勇

(滬東中華造船(集團(tuán))有限公司， 上海 200129)

結(jié)合超長雙艉鰭線型船舶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了其進(jìn)塢的主要技術(shù)難點(diǎn)，針對(duì)各難點(diǎn)提出了艉部設(shè)置高墩、倒進(jìn)塢以及橫向限位樁限位的進(jìn)塢工藝，保證了該船舶順利安全入塢，為后續(xù)同類超長距雙艉鰭線型船舶的進(jìn)塢提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

超長距雙艉鰭 倒進(jìn)塢 限位樁

1 概況

船舶在建造過程中，為了保證船殼的油漆完整性，通常需要進(jìn)行二次進(jìn)塢。另外船舶長期航行后，船體水線以下部分，特別是船底會(huì)生銹和生長海藻等，這些將會(huì)增加船舶航行的阻力，影響船舶性能，因此需定期進(jìn)塢對(duì)其進(jìn)行清理。常規(guī)船舶其船體線型水下平底部分一般較長，進(jìn)塢時(shí)主要考慮潮位與船塢尺度要求，進(jìn)塢方案以及塢墩布置也相對(duì)簡單。

受能源危機(jī)影響，節(jié)能型船舶引起了國內(nèi)外學(xué)者和設(shè)計(jì)人員的廣泛關(guān)注。由于雙艉鰭船舶具有良好的阻力性能、推進(jìn)和操縱性能，近年來得到了迅速發(fā)展[1]。某型船是我國設(shè)計(jì)建造的一艘具有超長距雙艉鰭線型的特種船舶，其雙艉鰭區(qū)域縱向長70 m，艉鰭最高處距基線約7.3 m，雙艉鰭使進(jìn)塢作業(yè)具有一定的難度。本文針對(duì)該船進(jìn)塢作業(yè)的難點(diǎn)，提出了倒進(jìn)塢作業(yè)工藝、高墩設(shè)置方法、限位樁方法，解決了超長距雙艉鰭線型船進(jìn)塢難題。

2 技術(shù)方案難點(diǎn)分析

2.1 船型分析

該船總長約200 m，最大寬度28 m，設(shè)計(jì)吃水約6.3 m。水下部分船體線型瘦削細(xì)長，方型系數(shù)小，此外其最主要特點(diǎn)是艉部有約占船長三分之一的超長雙艉鰭和超過40 m長的懸伸部分，如圖1所示。

2.2 進(jìn)塢技術(shù)難點(diǎn)

(1) 按規(guī)范要求，具有較長懸伸艉部的船舶，進(jìn)塢時(shí)艉部布墩時(shí)應(yīng)設(shè)置專用高墩。由于本船艉部雙艉鰭懸伸部分斜升長且距基線較高，同時(shí)重量較重，因此需針對(duì)不同位置的艉部高墩，另需根據(jù)船體線型設(shè)計(jì)專用墩木，以此保證雙艉鰭懸伸段的支撐以及墩木和船體線型的吻合。

(2) 本船具有超長的雙艉鰭線型，艉鰭區(qū)域縱向長70 m，約占船長的三分之一，艉部懸伸部分距基線高達(dá)5.6 m，因此進(jìn)塢時(shí)無論是中墩還是邊墩的布置都比較困難。

(3) 本船具有雙艉鰭線型，進(jìn)塢時(shí)既要考慮雙艉鰭部分船體的外板和結(jié)構(gòu)安全，還要考慮兩側(cè)直徑達(dá)4 100 mm螺旋槳的安全，因此進(jìn)塢時(shí)需要嚴(yán)格控制進(jìn)塢行進(jìn)方向，做好縱向和橫向的位置限定，以確保進(jìn)塢的安全和精度。

圖1 艉鰭結(jié)構(gòu)線型圖

3 進(jìn)塢方案

3.1 塢墩布置

超長距雙艉鰭線型特種船舶進(jìn)塢沒有可借鑒的資料，國外同類產(chǎn)品的進(jìn)塢作業(yè)相關(guān)資料也極少見。在對(duì)本船進(jìn)塢設(shè)計(jì)塢墩布置方案時(shí)，除了在平底部分設(shè)置一定量的塢墩之外，必須在艉部區(qū)域設(shè)置一定量的高墩來擱置艉部懸伸部分，使船體具有足夠的支撐，確保船體線型結(jié)構(gòu)不受損以及艉部區(qū)域坐墩強(qiáng)度。根據(jù)艉部重量分布以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，共在艉部設(shè)置了39只線型高墩，其中中墩13只，邊墩10只，鰭墩16只，如圖2所示。

圖2 艉部區(qū)域塢墩布置示意圖

3.2 進(jìn)塢分析

根據(jù)制定的塢墩布置方案分別對(duì)正進(jìn)塢和倒進(jìn)塢方案進(jìn)行比較分析(按吃水高度6.3 m，基礎(chǔ)墩高1.8 m進(jìn)行計(jì)算)。

正進(jìn)塢需船塢水深：7.3 m(最高艉墩高)+6.3 m(艉吃水)+0.5 m(安全距離)=14.1 m。

倒進(jìn)塢需船塢水深：1.8 m(墩高)+6.3 m(艉吃水)+0.5 m(安全距離)=8.6 m。

由以上計(jì)算結(jié)果可見，本船艉部高中墩的設(shè)置使得本船很難選擇像其他常規(guī)船舶一樣采用正進(jìn)法進(jìn)塢。為了預(yù)先擱置艉部高墩，同時(shí)進(jìn)塢時(shí)艉鰭結(jié)構(gòu)與塢墩不碰撞，必須采用倒進(jìn)法，即艉部先進(jìn)塢，這雖然增加了進(jìn)塢的難度，但能有效保證本船順利進(jìn)塢。

3.3 限位分析

船舶在進(jìn)出塢時(shí)由于水流的波動(dòng)，會(huì)縱向橫向移動(dòng)，由于已在塢底預(yù)設(shè)高墩，且艉鰭、螺旋槳與塢墩之間間距不大(見圖3)。為防止船體及艉鰭結(jié)構(gòu)、螺旋槳與塢墩之間的碰撞，需要嚴(yán)格控制進(jìn)塢行進(jìn)方向，做好縱向和橫向的位置限定，以確保進(jìn)塢的安全和精度。

圖3 螺旋槳處塢墩布置示意圖

經(jīng)分析研究，在船塢塢壁兩側(cè)設(shè)置限位樁是一種比較合理有效的限位方式。由圖3可見，螺旋槳距中心線處高墩的距離僅為850 mm。根據(jù)本船尺度，要求每對(duì)限位樁左右舷之間的距離為28.6 m，即保證本船進(jìn)塢時(shí)距塢壁兩側(cè)留有300 mm的間隙，使之既能有效控制橫向移動(dòng)，防止艉鰭、螺旋槳與塢墩碰撞，又不影響船舶的前后拖動(dòng)。

本船艉部線型復(fù)雜，艉部高墩是經(jīng)過精確計(jì)算預(yù)先布置的，如在進(jìn)塢過程中行進(jìn)方向偏離較大時(shí)，雙艉鰭船體結(jié)構(gòu)和螺旋槳就會(huì)碰撞到預(yù)先布置的高墩。因此船舶倒進(jìn)塢工藝流程中的限位樁設(shè)置是至關(guān)重要的，只有限位樁設(shè)置合理，才能解決超長距雙艉鰭線型船舶進(jìn)塢時(shí)的縱向和橫向限位難題，有效確保了螺旋槳和船體結(jié)構(gòu)的安全。限位樁設(shè)計(jì)時(shí)考慮在滿足限位要求的前提下簡單實(shí)用，采用一根鋼管作為卡位柱樁，再配于兩根支撐角鋼，每對(duì)限柱28.6 m，保證船舶與塢壁300 mm安全距離。分別在距離船艉30 m、70 m、100 m處設(shè)置共3對(duì)限位樁，通過這3對(duì)限位樁控制本船進(jìn)塢左右位置(見圖4)。

圖4 限位樁布置圖

3.4 具體實(shí)施

通過對(duì)本船進(jìn)塢的各個(gè)難點(diǎn)進(jìn)行分析，制定了艉部高墩預(yù)埋，艉部先進(jìn)的倒進(jìn)塢方案。同時(shí)在船塢兩側(cè)塢壁設(shè)置3對(duì)限位樁限制本船進(jìn)塢時(shí)的左右移動(dòng)，保證進(jìn)塢安全。

本船總長約200 m，最大寬度28 m，進(jìn)塢時(shí)吃水約6.3 m，排水量約15 000 t，倒進(jìn)塢時(shí)所進(jìn)船塢要求塢內(nèi)水深≮8.6 m。為滿足進(jìn)塢時(shí)施工作業(yè)條件，進(jìn)塢時(shí)船艉距塢壁≮10 m，兩側(cè)距塢壁≮5 m。

結(jié)合以上條件選取船塢時(shí)要求船塢主尺度：長度≥220 m，寬≥38 m。經(jīng)考察某浮船塢符合本船進(jìn)塢各項(xiàng)要求，浮船塢作為漂浮在海上的大型船舶修理設(shè)施，本身具有船舶的一般性能(浮性、穩(wěn)性、抗沉性等)，又具有與其功能相適應(yīng)的使用特點(diǎn)[2]，故選取該浮船塢進(jìn)塢。

進(jìn)塢時(shí)嚴(yán)格按照進(jìn)塢工藝采取倒進(jìn)塢方式，限位樁控制橫向的移動(dòng)，整個(gè)進(jìn)塢過程安全有序，順利地完成了本次進(jìn)塢。

4 結(jié)束語

本船是我公司首次設(shè)計(jì)建造具有超長距雙艉鰭線型的大型船舶，為滿足該船特殊的線型，針對(duì)艉部設(shè)計(jì)制作了39個(gè)線型高墩。本文介紹的是該型1號(hào)船試航后在異地船塢進(jìn)塢檢修維護(hù)所采用的倒進(jìn)塢工藝。本次進(jìn)塢之前對(duì)船塢尺寸、潮位、應(yīng)急方案等均作了詳盡地研究，技術(shù)準(zhǔn)備充分，進(jìn)塢流程科學(xué)合理，為后續(xù)船及同類超長距雙艉鰭線型船舶的進(jìn)塢提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 許娜.雙尾鰭船型線設(shè)計(jì)方法研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2009.

[2] 王京齊，黃詳兵.浮船塢船舶進(jìn)塢時(shí)的強(qiáng)度簡化計(jì)算方法[D]. 武漢：海軍工程大學(xué)，2005.

Docking Technology of Overlong Twin-skeg Ship

NIU Jun， ZHANG Cui-ping， ZHOU Hong-yuan， CAO Yun-yong

(Hudong-Zhonghua Shipbuilding(Group) Co.，Ltd., Shanghai 200129, China)

In this article, the structure characteristics of overlong twin-skeg ship are introduced, the docking technology difficulties are analyzed. In order to ensure its safe docking, the docking technologies of setting high blocks, reversed docking and setting transverse limit piles are provided, which can provide a reference for similar ships.

Overlong twin-skeg Reversed docking Limit pile

牛 俊(1960-)，男，工程師。

U671

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