翟甲偉，宋微，徐占勇，馮敏超

(上海外高橋造船有限公司,上海 200137)

居住艙室結(jié)構(gòu)凈高直接影響乘客乘坐郵輪的體驗(yàn)，船東會(huì)在技術(shù)規(guī)格書中對(duì)凈高要求提出明確要求。以某型國產(chǎn)豪華郵輪為例，建造合同中明確要求，船員居住區(qū)域和通道的凈高要求不低于2 100 mm，乘客居住艙室、走廊和辦公區(qū)域的凈高要求不低于2 150 mm。大型豪華郵輪的建造工程復(fù)雜管理和技術(shù)難度大施工和配套環(huán)節(jié)多有很高的風(fēng)險(xiǎn)性。 針對(duì)郵輪居住艙室結(jié)構(gòu)凈高度，考慮從設(shè)計(jì)策劃、分段建造、總組搭載、精度控制、舾裝件安裝等建造中間流程進(jìn)行整體策劃。

1 郵輪居住艙室特點(diǎn)

居住艙室是大型郵輪中數(shù)量最多，標(biāo)準(zhǔn)化程度最高的艙室。一般情況下，居住類艙室按照房間面積大小以及與外界聯(lián)系情況可以分為套房、陽臺(tái)房、海景房和內(nèi)艙房4種基本類型，典型艙室布置見圖1。

圖1 典型艙室布置示意

外高橋船廠承建的VISTA大型郵輪總噸位為13.35 萬，全長(zhǎng)323.6 m，型寬37.2 m，最大寬度48.2 m。乘客甲板層數(shù)共15層，下層甲板層數(shù)4層。最大載員6 538人，船員艙室701個(gè)，乘客艙室2 125間(套)。

2 船體結(jié)構(gòu)凈高度控制

2.1 分段建造精度控制

6～10甲板為主要的乘客居住區(qū)域，以此區(qū)域的結(jié)構(gòu)為例，甲板間凈高度=甲板間層高-T型材高度-分段平整度偏差。船東明確要求，乘客區(qū)域房間凈高度不低于2 150 mm，船員和走廊區(qū)域凈高度不低于2 100 mm。要保證甲板凈高度，其中控制T型材尺寸和分段變形是兩個(gè)比較關(guān)鍵因素。

為了保證分段建造精度，必須從鋼板切割、拼板、胎架制作、分段裝焊等過程進(jìn)行過程控制。為了保證切割精度,必須定期對(duì)設(shè)備切割精度進(jìn)行檢測(cè)(見圖2)，在每次切割作業(yè)前使用樣板對(duì)切割設(shè)備精度進(jìn)行檢驗(yàn)，保證板材切割的精度控制在范圍內(nèi)。

圖2 板材切割精度要求

T型材由腹板和面板焊接組成，為了保證甲板凈高度，T型材制作高度盡量采用負(fù)公差，T型材腹板下料階段高度可采用-1 mm公差，在腹板與面板進(jìn)行裝配時(shí)候，腹板與面板的間隙不可過大，避免因裝配間隙過大造成整體T型材高度超差，見圖3。腹板與面板焊接按照要求的電流電壓、焊腳高度、焊接順序進(jìn)行，盡可能的控制T型材焊接過程中的變形。T型材焊接完工后，通過機(jī)械設(shè)備或者火工方式進(jìn)行矯平，保證T型材的整體高度和直線度在精度范圍內(nèi)。

圖3 T型材制作精度要求

胎架是分段建造的基準(zhǔn)面，胎架的制作精度對(duì)分段的整體平整度的有直接影響，為了保證分段平整度，必須嚴(yán)格把控胎架制作精度，見圖4，胎架水平面的精度控制在±3 mm以內(nèi)，胎架支撐點(diǎn)的間距不應(yīng)超過分段構(gòu)件間的距離，對(duì)于薄板分段，優(yōu)先考慮剛性比較強(qiáng)、支撐面比較大的剛性平臺(tái)建造。

圖4 胎架制作精度要求

在結(jié)構(gòu)焊接過程中，采用合理的焊接順序?qū)刂坪附幼冃斡葹橹匾?。船體結(jié)構(gòu)焊接順序的基本原則。

1)從分段的中心開始前、后、左、右分散向四周焊接。

2)從收縮量多的對(duì)接部分開始焊接。

3)板對(duì)接縫的焊接時(shí)，先焊橫向接縫(端接縫)，后焊縱向接縫。存在交叉對(duì)接縫時(shí)，首先焊接對(duì)其他焊縫形成剛性約束較小的焊縫，從收縮量多的對(duì)接部開始焊接。

4)先焊接板的對(duì)接縫，以及內(nèi)構(gòu)件的對(duì)接縫，然后焊接內(nèi)構(gòu)件間互相連接的角接縫，最后焊接內(nèi)構(gòu)件與板連接的角接縫。

5)焊縫長(zhǎng)度大于2 m時(shí)，應(yīng)采用逐步退焊法或分中退焊法，凡具有對(duì)稱焊接特點(diǎn)的構(gòu)件，宜采用對(duì)稱焊法焊接。

分段完工后進(jìn)行整體背燒矯平，分段平整度偏差控制在±4 mm以內(nèi)，甲板平整度精度要求見圖5，避免因甲板平整度超差造成甲板凈高不足。

圖5 平整度精度要求

分段完工后在主要支柱和艙壁上開設(shè)1.5 m等高線，如圖6所示，用于后續(xù)分段總組、搭載階段和后續(xù)內(nèi)裝作業(yè)高度方向的定位依據(jù)。

圖6 高度1.5 m等高線

2.2 分段總組、搭載精度控制

分段總組、搭載是船體建造過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，總組、搭載作業(yè)必須按照工藝流程進(jìn)行，以總組作業(yè)為例，編制總組工藝流程圖。以居住區(qū)域總段為例，總組作業(yè)原則采取由下至上總組，焊接采取分層焊接，先焊接頂層分段，然后逐級(jí)向下焊接每層分段(見圖7)，防止因焊接造成總段變形，影響居住艙室結(jié)構(gòu)凈高。每層分段總組過程中，使用分段階段高度1.5 m基準(zhǔn)線進(jìn)行定位，保證甲板整體水平，為了保證甲板間凈高度，高度方向精度標(biāo)準(zhǔn)采取0～+3 mm正公差。

圖7 總組焊接順序示意

住艙區(qū)域分段甲板厚度較薄，主要集中在5～6 mm，為了防止分段在翻身過程中發(fā)生較大變形，分段翻身需使用專門的工裝，翻身工裝見圖8。

圖8 翻身工裝

翻身工裝是一種專門用于薄板翻身的工裝，使用平板車將分段運(yùn)輸?shù)椒砉ぱb上，然后將分段吊耳與翻身工裝進(jìn)行機(jī)械固定，吊運(yùn)翻身工裝進(jìn)行整體翻身。使用翻身工裝翻身，分段受力分布比較均勻，且受力方向垂直與分段，可有效控制分段翻身變形。

結(jié)構(gòu)搭載施工結(jié)束后，對(duì)完工區(qū)域整體平整度進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于平整度超出標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域使用電磁矯平設(shè)備進(jìn)行矯正，電磁矯平作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)見圖9。

圖9 現(xiàn)場(chǎng)電磁矯平

電磁矯平總體矯平原則如下。

1)對(duì)于非預(yù)埋設(shè)備，不能提前吊入甲板，應(yīng)在總組整體矯平后以推入安裝。

2)電磁矯平應(yīng)在四周有結(jié)構(gòu)約束情況下施工，不能中斷，必須延伸至圍壁結(jié)構(gòu)。

3)無結(jié)構(gòu)約束的自由邊不建議采用電磁矯平，操作不當(dāng)會(huì)加重變形。

4)大開口分段內(nèi)部強(qiáng)結(jié)構(gòu)少，建議在板邊增加槽鋼加強(qiáng)，防止矯平主板收縮導(dǎo)致背面結(jié)構(gòu)上翹。

5)結(jié)構(gòu)中最大的應(yīng)力在突出部分最小的區(qū)域，如結(jié)構(gòu)硬檔。因此，通常優(yōu)先從突出部分最小的區(qū)域開始矯直。

6)在散熱慢的環(huán)境下矯平，效果更顯著，冬季可兩臺(tái)設(shè)備同時(shí)矯平，效果更顯著。

7)如變形較大加熱位置可尋找凹凸過度的位置矯平。

8)設(shè)備加熱溫度達(dá)到700 ℃時(shí)不再升溫,自動(dòng)斷開。

9)加熱中使用紅外線測(cè)溫槍，記錄溫度。

10)相同位置最大疊加2次加熱。

待整體平整度矯正至標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，向船東、船檢進(jìn)行報(bào)驗(yàn)。

3 舾裝凈高度控制

3.1 舾裝高度設(shè)計(jì)

以7甲板住艙區(qū)域甲板高度為例，6甲板到7甲板理論層高2 750 mm，7甲板反頂T型材高度為450 mm，6甲板板厚為6 mm，6甲板到7甲板的理論凈高度為2 750-450-6=2 294 mm。居住區(qū)域艙室高度最小凈高度為2 150 mm，艙室底部甲板敷料和面料尺寸為20 mm，艙室天花板厚度50 mm，艙室頂部艙室附件凸出天花板41 mm，艙室與甲板T型材理論凈高度約33 mm，甲板間空間分布見圖10。

圖10 甲板間空間分布

豪華郵輪建造周期比較長(zhǎng)，艙室單元比較多，艙室單元又必須在結(jié)構(gòu)、舾裝、密性、絕緣等工作完成后才進(jìn)行艙室施工，全部在船塢/碼頭階段現(xiàn)場(chǎng)安裝，生產(chǎn)周期特別長(zhǎng)，很多船廠會(huì)采取居住艙室單元預(yù)制，然后整體上船安裝。

在艙室預(yù)制車間，通過流水線化的作業(yè)，將艙室衛(wèi)生單元、單元框架、圍壁板、部分家具進(jìn)行整體組裝，同時(shí)將艙室內(nèi)部生活區(qū)域電氣和管路進(jìn)行安裝，實(shí)現(xiàn)艙室單元預(yù)制。先通過平板車將預(yù)制的艙室單元運(yùn)輸?shù)酱瑝]附近，然后通過船上臨時(shí)艙室運(yùn)輸升降機(jī)將預(yù)制艙室運(yùn)送到需要的甲板，再通過工裝將艙室單元頂升后運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)區(qū)域。

考慮到郵輪船體結(jié)構(gòu)變形、分段建造搭載精度、預(yù)制艙室單元安裝等，在設(shè)計(jì)階段必須保證理論凈高度，舾裝件的高度不能低于T型材。為了更直觀的體現(xiàn)舾裝件設(shè)計(jì)高度要求，避免舾裝件設(shè)計(jì)高度太低造成甲板凈高不足，居住區(qū)域以T型材下表面高度，建立舾裝高度設(shè)計(jì)紅線模型。舾裝件的設(shè)計(jì)高度原則上不能低于設(shè)計(jì)紅線模型。如果這種情況確實(shí)無法避免，舾裝件模型最低高度不能與艙室模型干涉，高度低于設(shè)計(jì)紅線模型的舾裝應(yīng)安排在預(yù)制艙室安裝后施工。

3.2 舾裝施工精度控制

舾裝件整體施工建造流程包括：支架制作、舾裝件制作、支架安裝、舾裝件安裝，為了保證甲板間凈高，必須控制支架/舾裝件制作和安裝精度。支架/舾裝件制作精度控制在±3 mm，使用直尺進(jìn)行尺寸，在支架/舾裝件安裝前后進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量見圖11，保證支架/舾裝件完工高度在±5 mm以內(nèi)。區(qū)域施工完工后，進(jìn)行甲板凈高度測(cè)量，確保甲板凈高度滿足預(yù)制艙室安裝的要求。

圖11 舾裝件安裝尺寸測(cè)量