一种船体环段对接的调整方法与流程

本申请属于船舶建造技术及工艺领域，特别是涉及一种船体环段对接的调整方法。

背景技术：

1、集装箱船是用来承载集装箱运输的一类船舶，其在货舱横舱壁面设置多段导轨，用于集装箱的装入及绑扎，因而货舱区域箱位对尺寸容差要求极高，建造过程中精度控制是施工的重点和难点。为提高生产效率，集装箱船建造多采用环段式的多场地同时建造，其后将各个环段在船坞内连接成整船。在环段对接过程中，能否快速将船体环段的对接区域精度落实到位，各尺度满足箱位精度和对接焊工艺要求，实现精准对接是船厂船坞能否高效运转的关键。

2、目前船厂的传统模式为采用轨道对中小车，预先在船坞内留置多组轨道，环段起浮落墩后，将对中小车逐批吊入对应轨道中，其后将整个环段顶起，调整精度后放置，完成后需要将轨道和小车全部吊出船坞。整个建造过程需要占用较多吊车资源，耗时两天到三天，极大的影响了船坞周期提速。同时，随着超大型集装箱船的逐渐推广应用，船体环段体量更大，环段整体顶升需要更多的轨道对中小车，顶升的风险也会随之增大，带来船体局部的变形甚至威胁到结构安全的风险。

3、因此，需要提供一种针对上述现有技术中的不足的改进技术方案，以保证船舶建造过程中的对接工艺的合理性，提高船舶建造效率。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种船体环段对接的调整方法，用于解决现有船舶建造及环段对接中存在的一系列问题。

2、一种船体环段对接的调整方法，包括以下步骤：

3、根据环段重量重心，设计坞墩组布置方案并布置坞墩组，使坞墩组的重量重心与环段重量重心重合；

4、基于坞墩组布置方案，设计液压顶升装置布置方案，将液压顶升装置布置于船体舷侧，且避开坞墩组；

5、根据坞墩组布置方案和液压顶升装置布置方案，建立有限元模型并进行受力分析，得到坞墩组的可调整范围参数；

6、将环段移动至落墩区域上方；

7、将坞内水排空，使环段逐步落在布置完成的坞墩组上；

8、根据两个相邻环段的高度差，得到待调整环段的目标高度并分析得到坞墩组的调整高度；

9、顶升一侧舷板将环段顶起，使外板脱离坞墩上表面，根据坞墩组的调整高度的计算结果，调整坞墩组高度；通过顶升装置逐步降低环段，使外板与坞墩接触；继续降低顶升装置，使外板与顶升装置脱离；

10、重复以上环段一侧精度调整步骤对对侧舷板高度进行调整，实现整体环段的精准对接。

11、在一个实施方式中，坞墩组布置方案的布置原则为：

12、每个坞墩的中心点与环段的横纵交叉点在垂直方向对齐，坞墩布置方向以横向为主，纵向为辅；

13、布置区域优先满足船体中部管弄区域的坞墩组的承载要求；

14、坞墩高度及表面结构与船坞抛势以及环段外底板线型趋势匹配，以保证落墩后环段安放稳定。

15、在一个实施方式中，坞墩组布置方案中，管弄区域中轴线位置均为并排设置的横向坞墩，该横向坞墩组两侧沿船长方向依次对称设置若干个纵向坞墩。

16、在一个实施方式中，坞墩组包括载荷不同的第一坞墩和第二坞墩，第一坞墩的载荷大于第二坞墩的载荷；在环段对接缝的前后各一环的范围内采用第一坞墩，且第一坞墩载荷介于20t～40t。

17、在一个实施方式中，液压顶升装置布置方案中，液压顶升装置设置于一侧舷长度为一个搭载环长范围内的结构强纵壁与强肋板的交叉点，且避开坞墩组。

18、在一个实施方式中，在将一侧舷板顶起前，在该侧舷板的每个点位上依次操作顶升装置，使实际载荷达到其理论值的80％，在此状态检查各点位和液压顶升装置的运行状态，以及外板受力区域的变形情况。

19、在一个实施方式中，通过所述有限元模型得到坞墩组的可调整范围参数的步骤为：

20、根据坞墩组布置方案和液压顶升装置布置方案，建立有限元模型，记录该区域的弹簧单元拉伸状态；

21、有限元模型中的弹簧单元为双向受力变形，对于顶升过程，有限元模型中该区域坞墩弹簧单位向下“拉”外板，模拟反作用进行第一次有限元分析；

22、删减向下“拉”外板的弹簧单元，取消第一次有限元分析中“拉”外板的坞墩，进行第二次有限元分析，模拟一次顶升过程内可调整的坞墩范围，确定可调整的坞墩；

23、观察液压顶升装置顶升后船体的应力及变形情况，若某个点位液压顶升装置参数达到临界值，则在相邻的强十字处增加液压顶升装置；

24、在有限元模型中同样位置施加力再次分析，直至顶升分析中应力及变形满足许用值；

25、在应力及变形满足条件情况下，再排除向下“拉”外板的弹簧，取消“拉”外板的坞墩，由此得到最终可以调整的坞墩范围。

26、在一个实施方式中，所述临界值为对应点位处的冯氏应力超过材料屈服强度的0.7倍或者局部相对变形超过10mm。

27、在一个实施方式中，坞墩组高度的调整裕度通过第三次有限元分析和第四次有限元分析得出，其中，

28、通过第三次有限元分析，获得仅一侧舷板对接区域坞墩放空后，总段自然下沉的情况；

29、通过第四次有限元分析，模拟大部分坞墩全部放空后，整个环段自然下沉的情况；

30、将以上第三次有限元分析和第四次有限元分析的计算结果取较小值，该值为坞墩高度调整的调整裕度，用以确保在坞墩一次调整后即使存在误差，依然可以将高度调整到目标高度。

31、在一个实施方式中，将环段移动至落墩区域上方采用驳船的方式，将环段拖拽至落墩位置并对环段落墩过程进行微调，使得环段落墩的位置在目标点的±50mm范围内。

32、与现有技术相比，本申请提供的技术方案具有以下有益效果：

33、本申请提供的船体环段对接的调整方法，解决了现有船舶建造及环段对接的精准度低以及对接工序复杂的问题，通过优化对接工序，实现了多个环段的精准对接；采用有限数量的顶升装置，先后对船体两侧舷板进行顶升，先顶升一侧舷板再顶升对侧舷板，实现了大吨位、大尺寸的箱船巨型总段浮态找准、精准对接。另外，本申请技术方案在船体建造过程中的应用场景广泛，包括船体环段起浮前在对接区域优化坞墩布置，起浮落墩后采用液压顶升装置进行顶升工作以调节对接区域精度，通过此方法可以快速便捷地使起浮后精度不良的环段达到箱位精度和焊接工艺的需求，保证船坞的高效运转。

技术特征：

1.一种船体环段对接的调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的船体环段对接的调整方法，其特征在于，坞墩组布置方案的布置原则为：

3.根据权利要求2所述的船体环段对接的调整方法，其特征在于，坞墩组布置方案中，管弄区域中轴线位置均为并排设置的横向坞墩，该横向坞墩组两侧沿船长方向依次对称设置若干个纵向坞墩。

4.根据权利要求2所述的船体环段对接的调整方法，其特征在于，坞墩组包括载荷不同的第一坞墩和第二坞墩，第一坞墩的载荷大于第二坞墩的载荷；在环段对接缝的前后各一环的范围内采用第一坞墩，且第一坞墩载荷介于20t～40t。

5.根据权利要求1所述的船体环段对接的调整方法，其特征在于，液压顶升装置布置方案中，液压顶升装置设置于一侧舷长度为一个搭载环长范围内的结构强纵壁与强肋板的交叉点，且避开坞墩组。

6.根据权利要求1所述的船体环段对接的调整方法，其特征在于，在将一侧舷板顶起前，在该侧舷板的每个点位上依次操作顶升装置，使实际载荷达到其理论值的80％，在此状态检查各点位和液压顶升装置的运行状态，以及外板受力区域的变形情况。

7.根据权利要求1所述的船体环段对接的调整方法，其特征在于，通过所述有限元模型得到坞墩组的可调整范围参数的步骤为：

8.根据权利要求7所述的船体环段对接的调整方法，其特征在于，所述临界值为对应点位处的冯氏应力超过材料屈服强度的0.7倍或者局部相对变形超过10mm。

9.根据权利要求7所述的船体环段对接的调整方法，其特征在于，坞墩组高度的调整裕度通过第三次有限元分析和第四次有限元分析得出，其中，

10.根据权利要求1所述的船体环段对接的调整方法，其特征在于，将环段移动至落墩区域上方采用驳船的方式，将环段拖拽至落墩位置并对环段落墩过程进行微调，使得环段落墩的位置在目标点的±50mm范围内。

技术总结本申请提供了一种船体环段对接的调整方法，包括以下步骤：设计坞墩组布置方案及液压顶升装置布置方案并依次布置坞墩及液压顶升装置；根据坞墩组布置方案和液压顶升装置布置方案，建立有限元模型并进行受力分析，得到坞墩组的可调整范围参数；顶升一侧舷板将环段顶起，使外板脱离坞墩上表面，根据坞墩组的调整高度的计算结果，调整坞墩组高度；通过顶升装置逐步降低环段，使外板与坞墩接触；继续降低顶升装置，使外板与顶升装置脱离；重复以上环段一侧精度调整步骤对对侧舷板高度进行调整，实现整体环段的精准对接。通过该方法可以快速便捷地使起浮后精度不良的环段达到箱位精度和焊接工艺的需求，保证船坞的高效运转。技术研发人员：陈宇飞,张莉莉,步林鑫,徐林峰,罗萍萍,娄慧龙,廖旋,刘美妍,王淑颖,刘兰轩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：技术公布日：2024/6/2