齊 超 黃思昊

(廣船國際技術中心)

0 前言

本型船共兩臺推進模塊，對稱布置于艉部外底。受布置位置制約，吊機無法將設備吊運至安裝位置并安裝，只能采用將設備運輸至安裝位置后由外底頂升插入的方式進行安裝。推進模塊外形尺寸約10.7m×5m×7.7m（長×寬×高），重約300t，其理論插入總行程為821mm。在安裝過程中，推進模塊上表面法蘭邊緣距外底開孔邊緣單邊距離為30mm。在推進模塊安裝到位時，推進模塊法蘭上表面需與轉舵模塊法蘭下表面貼合，兩個法蘭上各72 個螺栓孔需對位精準，確保螺栓順利插入。因推進模塊重量大且安裝精度要求高，單一設備及常規(guī)方案難以滿足其安裝要求。本文針對以上重點難點，通過采用多種常規(guī)設備組合操作的形式進行推進模塊的安裝，完成了推進模塊的順利安裝，提高了安裝效率、安裝精度，降低了安裝難度、安裝風險。

1 方案策劃

1.1 初步方案

因推進模塊首先需在塢底運輸至安裝位置再進行頂升安裝，針對我司現(xiàn)有的具有頂升及移動功能的備進行篩選。

根據(jù)表1 數(shù)據(jù)對比，最終選用570T 平板車進行推進模塊運輸?shù)轿患绊斏鳂I(yè)。

所選用的570T 平板車平臺最低、最高高度分別為1620mm、2320mm，總頂升行程為700mm。推進模塊安裝的理論頂升行程為821mm，平板車頂升行程不足。且平板車定位精度相對粗糙，無法精確的定位推進模塊中心線。為確保整體頂升行程滿足安裝需求，另選用4 臺350T 三維頂升機進行聯(lián)動駁接頂升作業(yè)及中心線定位作業(yè)。

最終初步制定安裝方案為：采用570T 平板車將設備運輸至安裝位置后進行頂升，頂升至平板車最大行程后4 臺三維頂升機介入，進行中心線精確調(diào)整并駁接頂升。

1.2 方案論證

平板車、三維頂升機頂升行程分別為700mm、300mm，總頂升行程1000mm＞設備安裝行程821mm，理論上頂升行程滿足頂升安裝需求；設備重約300t，平板車、三維頂升機（4 臺）分別可承載570t、1400t。單獨承載能力均滿足設備重量要求；平板車具有運輸能力，可將設備運輸至安裝位置。通過以上初步論證，方案理論上可行。

2 方案試驗

為避免設備安裝過程中可能存在的問題并提前掌握設備的各項實際參數(shù)及指標，針對此方案進行現(xiàn)場模擬試驗。

2.1 方案制定

（1）選用300t 配重對設備進行模擬；

（2）驗證在配重狀態(tài)下托架變形量；

（3）驗證在配重狀態(tài)下平板車的各項數(shù)值；

（4）驗證三維頂升機能否順利介入及頂升調(diào)整時各項數(shù)據(jù)。

2.2 試驗過程

（1）將配重300t 的鋼板托架置放于頂升托架上，檢測頂升托架承載能力及變形量；

（2）將頂升托架（含300t 配重）吊裝至570t平板車上，檢測平板車輪胎擠受壓變形量，檢測平板車可行進時最低點高度，檢測配重狀態(tài)下平板車最大頂升高度；

（3）平板車頂升至最大高度后，三維頂升機介入，布置于頂升托架支腿下方；

（4）三維頂升機介入后進行頂升作業(yè)，檢測頂升機聯(lián)動頂升、橫移速度及水平方向調(diào)整精度。

2.3 試驗結果

（1）頂升托架承載300t 配載后，無明顯變形，變形量小于3mm，滿足使用要求；

（2）載重前平板車在最低點高度為1620mm，增加配載后（300t），平板車輪胎擠壓變形量約20～40mm ， 此狀態(tài)平板車 在 最 低點高度約1580～1600mm；為避免平板車行進過程中伸縮支腿與地面相碰，平板車起升約30mm 后行進。平板車在配載狀態(tài)下行進無問題。平板車運輸設備到位滿足要求； 配載后平板車最大頂升高度約2150～2200mm，整體頂升行程約550mm。

表1 設備參數(shù)對比

圖1 托架及設備擺放方式

圖2 支撐拆除區(qū)域及進車方向

（3）平板車頂升至最高點后頂升托架支腿距地面高度約1710～1750mm，三維頂升機在可移動狀態(tài)下高度為1650mm～1700mm，可進入托架支腿下方，頂升機邊緣距平板車200～220mm。頂升機進入支腿位滿足要求；

（4）三維頂升機（4 臺）可實現(xiàn)聯(lián)動頂升及水平方向平移， 頂升機聯(lián)動頂升速度約0.8mm/s～1.2mm/s，點動整體橫移距離約1mm。三維頂升機于同一水平面同時持續(xù)聯(lián)動頂升200mm 后，水平偏差約5mm，4 臺三維頂升機聯(lián)動同步頂升速率略有偏差，需頂升一定距離后重新調(diào)整水平，防止水平度偏差過大。

根據(jù)現(xiàn)場試驗結果，確定整體方案可行，其安裝精度可滿足“ABB 推進模塊”安裝需求。

3 方案實施

3.1 最終方案制定

3.1.1 方案制定

圖3 三維頂升機布置示意圖

圖4 ABB 推進模塊吊裝示意圖

圖5 地面劃線示意圖

根據(jù)現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)，配載后平板車頂升高度約550mm，三維頂升機頂升行程300mm，總頂升行程850mm。考慮運輸中設備上口需與外板預留空間、三維頂升機進入托架支腿下時需預留空間及塢底斜率等因素，實際安裝時總頂升行程約700～750mm，頂升行程不足以滿足安裝要求，根據(jù)以上要求制定推進模塊最終安裝方案。

（1）將推進模塊吊裝至已擺放好托架的平板車上，由平板車運輸至安裝位置下方；

（2）平板車將設備進行頂升至平板車最大頂升高度后4 臺三維頂升機介入，布置于托架支腿下方；

（3）在三維頂升機完全受力后，聯(lián)動三維頂升機進行水平方向調(diào)整，使設備中心線對正；

（4）三維頂升機聯(lián)動頂升至最大行程靜止后，平板車增墊300mm 高枕木后頂升，直至平板車受力300～310t 時停止頂升，三維頂升機下降使平板車完全受力；

（5）在三維頂升機上增墊250mm 支撐管并固定，用來增大三維頂升機最大頂升行程。最后利用三維頂升機進行調(diào)整及頂升直至安裝完畢。

3.1.2 工裝托架

圖6 設備固定形式

圖7 設備相對平板車位置

圖8 安裝流程1

根據(jù)初步制定的安裝方案，兩種設備若要實現(xiàn)駁接頂升工作需特制托架。根據(jù)推進模塊尺寸、重量、安裝區(qū)域底板距塢底高度、平板車尺寸及三維頂升機布置位置等一系列制約因素制定頂升托架規(guī)格。制約因素如下：

（1）受推進模塊理論高度（含設備托架）、安裝區(qū)域高度影響及平板車最低高度制約，自制托架橫梁高度需≤400mm；

（2）因推進模塊存在4°傾角，為保證推進模塊上表面水平，自制托架需含有4°傾角的斜平臺；

（3）因槳葉低出底座，托架在槳葉區(qū)域須做成局部凹陷形式，避免槳葉與托架相碰；

（4）托架跨度需滿足平板車寬度+兩臺三維頂升機寬度，確保平板車及三維頂升機可同時布置并適當離空。

（5）當平板車頂升至最大高度時，托架支腿距離地面高度需大于頂升機可移動狀態(tài)下的進車高度，且距離塢底高度不宜過大，避免浪費頂升機的頂升行程；

圖9 安裝流程2～6

圖10 安裝流程7～10

根據(jù)以上條件制定托架尺寸及結構形式，托架可承重400T，并放有1.25 的安全系數(shù)。

3.2 作業(yè)流程

（1）為避免全部支撐拆除后艉部下沉，影響設備進入，僅移除FR12 及FR23 肋位處（云線位置）的高位支撐，確保足夠的進車空間；本船左舷靠塢壁，需由右舷進車，先安裝左舷的推進模塊；

（2）平板車吊至塢底，車身長度方向平行于肋位方向擺放；

（3）吊裝頂升托架至平板車上（頂升托架應盡量布置于平板車承載區(qū)中心區(qū)域）,托架支腿距平板車邊距見圖3 所示；

（4）三維頂升機就近布置于推進模塊安裝位置附近，方便后續(xù)就位使用；

（5）在ABB 推進模塊適當位置劃出中心線及法蘭面平行線，上表面法蘭外緣需做好相應保護，定位銷暫不安裝；

（6）在地面上劃出FR18 肋位線、Y±7000 地樣線(以轉舵模塊中心為準)，平板車行進方向（寬度方向）地樣線，平板車中心點盡量對應肋位線；選用龍門吊1#、3#鉤(2#鉤須增加60T 配重)將ABB 推進模塊吊裝至頂升托架上；

（7）ABB 推進模塊托架與頂升托架采用碼板及定位焊形式燒焊固定，增加頂升托架整體強度且防止產(chǎn)生滑移；盡量保證ABB 推進模塊上表面水平；

3.3 方案實施

（1）平板車降至最低高度1620mm，沿地面劃線由右舷方向進車，先安裝左舷推進模塊。平板車行至安裝位置后停車,平板車行進過程中須由專人觀測船底板與法蘭上表面間距。此階段推進模塊中心點允許偏差±50mm。進車時推進模塊上表面與船底外板理論間距約75mm，至安裝位置需頂升的總行程約921mm，數(shù)據(jù)見圖8；

（2）平板車頂升，若推進模塊中心點對正，此階段推進模塊插入?yún)^(qū)域邊緣距外板孔邊單邊距離約181mm，安裝空間富余；

（3）平板車頂升至實際可頂升最大高度（約2100mm）后停止，此時推進模塊上表面與轉舵模塊下表面間距約421mm，插入筒體400mm。三維頂升機介入，此時三維頂升機上表面距支腿下表面間距約110mm；

（4）根據(jù)設備與地面中心線偏差情況采用4 臺三維頂升機聯(lián)動橫移調(diào)整推進模塊中心對正（可通過量取外板開孔與模塊外緣間距進行確認，詳見A-A），單次聯(lián)動橫移距離須＜10mm。若聯(lián)動橫移無法順利調(diào)節(jié)中心線對正，可采用三維頂升機點動橫移的方式進行局部微調(diào)。此時推進模塊中心與轉舵模塊中心對正，推進模塊法蘭邊緣距外板開孔邊間距約181mm；

（5）臺三維頂升機同步頂升，頂升過程中需有人員在內(nèi)部監(jiān)測船外板區(qū)域間隙及推進模塊上表面水平度；

（6）三維頂升機整體頂升至最大高度，此時推進模塊上表面與轉舵模塊下表面間距約231mm。托架下表面距塢底約2310mm；

（7）三維頂升機停止后，平板車下降并在強梁位置增墊枕木（塢墩用枕木），每套枕木規(guī)格1800*400*(400～500)mm，枕木布置條數(shù)數(shù)量不少于8 條，枕木上平面高度差不得大于10mm；

（8）平板車上墊好枕木后緩慢上升，直至平板車受力在300t～310t 后停止頂升。三維頂升機降至最低點，此時頂升機上表面與托架支腿下表面間距約300mm。插入250mm 支撐管，支撐管下表面燒七字碼，使支撐管與三維頂升機面板固定。點動調(diào)三維頂升機使支撐管與支腿接觸后，聯(lián)動三維頂升機進行頂升，直至平板車不受力。根據(jù)推進模塊法蘭上表面與轉舵模塊下表面相對水平度點動三維頂升機升降調(diào)整相對水平。此時推進模塊法蘭邊緣距外板開孔邊間距約181mm；

（9）相對水平調(diào)整完畢后停止，機裝課在推進模塊上表面涂抹密封膠及安裝定位銷；

（10）三維頂升機聯(lián)動頂升頂升過程中推進模塊法蘭邊緣距外板開孔邊間距約30mm；當三維頂升機頂升至1870mm，此時推進模塊上表面與轉舵模塊下表面間距約1mm，推進模塊頂升到位。平板車隨著三維頂升機頂升進行頂升作業(yè)，平板車僅作為安全輔助，不受力。待推進模塊到位后，平板車頂升至枕木上表面與托架接觸并受力300t～310t。待螺栓上緊后拆除推進模塊與其座架固定碼板，頂升機下降復位，平板車下降帶著安裝托架及設備托架出車。重復上述步驟安裝右舷推進模塊。

3.4 實施效果情況見圖11 和圖12

圖11 安裝過程

圖12 安裝后效果

4 結束語

本方案利用船廠常規(guī)設備進行大型貴重設備的安裝工作，安裝效率高，風險性低，安裝質量及精度可控，圓滿的完成了推進模塊的安裝工作，并得到了設備廠家的高度贊揚及肯定；本方案受船型制約因素較多，后續(xù)類似船舶此類設備安裝可參考此工藝進行操作，為后續(xù)類似設備的安裝提供了技術文件、施工記錄及相關數(shù)據(jù)支持。