冼石芳，胡聲坤

(中船澄西遠(yuǎn)航船舶(廣州)有限公司，廣東 廣州 510725)

“夢(mèng)幻之星”船海損修理

冼石芳，胡聲坤

(中船澄西遠(yuǎn)航船舶(廣州)有限公司，廣東 廣州 510725)

文章以韓國(guó)籍客滾船“夢(mèng)幻之星”船水線下船旁板換新為例，介紹了船舶在不進(jìn)塢的情況下?lián)Q新水線下船旁板的可行性，從而實(shí)現(xiàn)了在塢期緊張的情況下，按時(shí)完成修理，保證了修船周期。

抗沉箱體；吊裝；水線下海損

1 施工前的船舶狀況及船方的要求

“夢(mèng)幻之星”船于2012年3月9日來中船澄西遠(yuǎn)航船舶(廣州)有限公司(以下簡(jiǎn)稱公司)修理，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)和向船東了解情況，得知船體右邊多處船旁板變形，其中在水線以下還有一處船殼板已撞穿，變形位置為Fr.137+200～Fr.146-200，變形嚴(yán)重，因穿洞位置涉及到油艙，船東臨時(shí)用水泥做了修補(bǔ)。海損位置如圖1所示。

圖1 水線下海損位置

因船東要求的修理周期較短，而短時(shí)間內(nèi)進(jìn)塢的計(jì)劃無法安排。船東提出在碼頭完成換板的修理要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，模擬制作抗沉箱體模型，并展開討論，最終確定了“在水線以下海損位置做一個(gè)抗沉箱體來進(jìn)行船旁板的換新”的修理方案。

2 存在的問題

1)在碼頭換新水線下船旁板，施工難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)大。在碼頭換新水線下船旁板，在我公司還是第一次，沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以參考，施工難度大。水下作業(yè)必定存在未知因素，而換板位置又涉及到油艙位置，因此安全風(fēng)險(xiǎn)大。

2)船東沒有圖紙，抗沉箱體制作難度大。由于水線下海損位置存在一定線型，并且船殼板已被撞的凹凸不平，抗沉箱體與船殼板的接觸面的形狀很難確定，難以達(dá)到完全吻合。

3 抗沉箱體的制作

潛水員對(duì)水線以下海損部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，確定了抗沉箱體的尺寸：長(zhǎng)7 m、高3 m、寬1.5 m。

1) 沉箱的水下受力計(jì)算。假設(shè)該沉箱為標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)方體。在其吃水為2 m的狀態(tài)下，沉箱的排水體積V1(V1為21 m3)。沉箱的3個(gè)側(cè)面和底部會(huì)受到水的壓力以及水流力。

沉箱的浮力F1=ρgV1=1.025×103×9.8×21=210.945 kN。

其中，ρ為水體密度，1.025×103kg/m3；g為重力加速度，N/kg；V1排水體積，21 m3。

沉箱底部的壓強(qiáng)P1=ρgh=1.025×103×9.8×2=0.02 MPa。

其中，h為排水深度，2 m。

當(dāng)水流為2 m/s時(shí)的水流力：F2=0.5ρSv2=0.5×1.025×103×(2×7)×22=28.7 kN。

其中，0.5為水流阻力系數(shù)；S為箱體在水流流向垂直平面的投影面積，m2；v水流速度， m/s。

水流力對(duì)側(cè)板產(chǎn)生的壓強(qiáng)為P2=F2/S=28.7×103/(2×7)= 0.002 MPa。

2)沉箱材料及結(jié)構(gòu)的確定。通過有限元軟件，對(duì)沉箱的材料進(jìn)行試算，首先，建立沉箱的有限元模型。沉箱的邊界約束條件為與船側(cè)接觸的邊剛性固定，載荷為水壓。

通過計(jì)算，沉箱整體應(yīng)力為218 MPa，短側(cè)板為130 MPa，長(zhǎng)側(cè)板為178 MPa，當(dāng)短側(cè)板板厚減小時(shí)，沉箱整體應(yīng)力會(huì)增大，因此在沉箱應(yīng)力大小相當(dāng)?shù)那闆r下，短側(cè)板板厚為7 mm，長(zhǎng)側(cè)板板厚為10 mm，底側(cè)板板厚為12 mm時(shí)，應(yīng)力分布比較合理。

3)沉箱的預(yù)制。在確定抗沉箱體的材料后，由施工隊(duì)到現(xiàn)場(chǎng)取樣，并根據(jù)樣條預(yù)制箱體。但由于海損位置變形凹凸不平，現(xiàn)場(chǎng)量取的數(shù)值存在較大誤差，所以做好的箱體要進(jìn)行一次預(yù)吊裝，并由潛水員下到水底檢查箱體與船殼板的吻合度，在有空隙的地方做好標(biāo)記，然后在碼頭上進(jìn)行整改。為保證沉箱的水密性，完成線型整改后在箱體與船殼板的接觸面裝好膠槽、膠條。

4 應(yīng)急方案

在抗沉箱體的底部做一個(gè)污水井，配好潛水泵，抽干箱體里的水，在箱體里配備好救生設(shè)備，在箱體內(nèi)做好一把直梯，在突發(fā)情況下可以讓作業(yè)人員及時(shí)撤離；抗沉箱體吊裝好后，項(xiàng)目組組織相關(guān)部門人員會(huì)簽，確認(rèn)具備條件后才能施工。

5 箱體的吊裝

箱體高3 m、其中水面上1 m、水面以下2 m，抗沉箱體在罩住海損位置后，用7個(gè)2 t的葫蘆在箱體的四周將其固定在船殼板上，在由潛水員下到水底檢查其吻合度，通過7個(gè)葫蘆的調(diào)節(jié)，使其箱體達(dá)到水密后，再將箱體內(nèi)的水全部抽干。如圖2所示。

圖2 抗沉箱體的吊裝

6 箱體的固定與加強(qiáng)

雖然在制作沉箱前進(jìn)行了一系列的受力計(jì)算，但考慮到江水對(duì)箱體的浮力及壓力比理論計(jì)算的值會(huì)偏大，而且在江水漲退潮時(shí)箱體會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，因此在箱體吊裝到位并保證水密性后，為進(jìn)一步加強(qiáng)沉箱的強(qiáng)度，減少箱體的振動(dòng)，加牢箱體的固定，在箱體內(nèi)增加肘板進(jìn)行加強(qiáng)。

7 結(jié)束語

抗沉箱體吊裝完畢，保證其水密性后，施工人員站在箱體內(nèi)穿上必要的救生設(shè)備完成水線以下船殼板的換新。

船在2012年3月下旬順利出廠，我們?cè)谛奁诰o，沒有塢次的情況下順利地完成了水線下的船殼板的換新，是一次新的大膽的突破，讓我們對(duì)海損船的修理水平上升到了一個(gè)新的高度。

Taking the example of renewing the side-board under load line,on DREAM DIVA，a ship with KOREA nationality，this paper introduces the feasibility to renew the sideboard under load line without the ship in dock,which guarantees the repair on time and within the period when there's short of dock space.

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U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2014.02.011

冼石芳(1981-)，男，廣東湛江人，助理工程師,大學(xué)本科，主要從事修船生產(chǎn)及技術(shù)管理工作。

2013-12-13