鄒 光，莊雨橫

（大連船舶重工集團舾裝有限公司，遼寧大連116113）

綁扎橋是集裝箱船的重要組成部分。在大型及超大型集裝箱船舶的制作中，隨著綁扎橋結(jié)構(gòu)變大，其精度要求變得越來越高。綁扎橋的橋體支柱中有帶有導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)的支柱，簡稱為導(dǎo)滑柱。導(dǎo)滑柱施工中難度較高，主要難點是難以控制其在加工生產(chǎn)過程中發(fā)生的變形現(xiàn)象。這將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至?xí)娱L生產(chǎn)周期及增加施工費用，給企業(yè)造成經(jīng)濟損失。因此，優(yōu)化解決導(dǎo)滑柱的加工變形問題尤為重要。

1 現(xiàn)有綁扎橋?qū)ЩY(jié)構(gòu)的制作及不足

1.1 導(dǎo)滑柱的結(jié)構(gòu)

綁扎橋?qū)Щ芍w和導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)組成。柱體材料通常為管壁較厚方鋼管，導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)則是由較厚的高強度板材焊接而成，其結(jié)構(gòu)樣式多樣。本案例所涉及的導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)是由三塊板材拼接組成的，剖面為U型結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)滑柱結(jié)構(gòu)三維視圖如圖1所示。

圖1 導(dǎo)滑柱結(jié)構(gòu)部分組成示意圖

1.2 導(dǎo)滑柱的制作

如圖1所示，導(dǎo)滑柱的制作需要將件1～8全部組焊。其中件1～3材料尺寸較小，將其焊接在一起組成導(dǎo)滑柱的端部；件5～8組焊成導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)，并與件4組焊形成導(dǎo)滑柱。

1.3 現(xiàn)存問題

導(dǎo)滑柱在制作中焊接量較大，且焊縫過于集中（焊縫最近距離僅為120毫米，最遠間距為250毫米），使得焊接應(yīng)力在此處過于集中，且無法得到有效釋放，極易導(dǎo)致柱體變形（如圖2所示）。在生產(chǎn)過程中雖然進行了工裝保護的輔助措施，但受限于結(jié)構(gòu)自身的影響無法有效解決柱體變形。因此在施工后仍需要壓型矯正工作來解決焊接導(dǎo)致柱體變形的問題。在矯正過程中還要注意對方鋼管的保護，防止在矯正過程中產(chǎn)生二次變形。

圖2 焊接導(dǎo)致柱體變形

現(xiàn)有施工方式有以下不足：導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)需要由3塊板條組立成U型，故有大量的焊接和整形工作，延長了施工周期；生產(chǎn)過程中，無法有效控制焊接變形量，焊后需要矯正，從而增加了施工難度；大量焊接及整形工作使整體加工費用大幅提高，增加了生產(chǎn)成本；受矯正設(shè)備加工范圍所限，無法一次性進行矯正，需要分段多次進行矯正，增高了施工的危險系數(shù)。

2 優(yōu)化方案設(shè)計

根據(jù)上述情況分析，目前生產(chǎn)的核心問題是焊接量大、焊接區(qū)域集中，由此引發(fā)了后續(xù)加工整形及加工成本過高等問題。因此，若減少焊接量、擴大焊縫之間的距離，來分散焊接應(yīng)力的集中，就可以避免因焊接導(dǎo)致的變形問題。故采用整體式導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)就可以減少焊縫數(shù)量、擴大焊縫間距，解決導(dǎo)滑柱的變形問題。

由于整體式導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)具有較高的結(jié)構(gòu)強度，在焊接時不易發(fā)生變形，可以更加貼合方鋼管（柱體），因此在組立時可以更好地解決焊接應(yīng)力問題。同時優(yōu)化后的導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)省去了部分焊后打磨工序，整體式導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)的導(dǎo)圓部分可以更好地分散來自集裝箱箱體的撞擊力，使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。焊接形式與整體式對比如圖3所示。

圖3 導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)對比

目前整體式導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)的加工包括方鋼管改制和板材壓型制作2種方法。一是方鋼管改制，根據(jù)柱體及導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)的相應(yīng)尺寸參數(shù)，采購相應(yīng)規(guī)格的方鋼管進行改制，這種方式最為方便，且提高生產(chǎn)效率，但對于特殊尺寸的導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)，市場上難以采購到合適的規(guī)格，若定制且定制數(shù)量較少會導(dǎo)致訂貨成本升高；二是板材壓型制作，采用此方法制作整體式導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)時，可以滿足導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)寬度尺寸的特殊要求，但運用此方法仍需要注意導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)的長度問題。

3 案例分析

本案例制作的導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)長度最長可達到8米，且外形尺寸較為特殊。因市場上無法采購到符合尺寸的方鋼管進行改制，若進行定制會增加企業(yè)的采購成本，故本次采用板材壓型的方案進行制作。本次制作的導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)較長，現(xiàn)有的壓型設(shè)備無法一次加工成形。故考慮各種因素，本次將導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)分成兩部分各4米，分開壓制后將其進行對接，以實現(xiàn)整體導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)。

整體式導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)使焊縫量從4條變?yōu)?條，減少了一半的焊接量，焊縫不再密集，受到焊接應(yīng)力影響也會變小，這樣就大大減輕了因焊接帶來的導(dǎo)滑柱變形的問題。同時，為了得到更好的制作效果，采用有成對對頂焊接的方式進行制作（如圖4所示），這樣可以相互沖抵焊接在縱向上帶來的應(yīng)力，防止在組焊完成后柱體變形，并避免壓型矯正工作。

采用整體導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)可以獲得如下優(yōu)點：一是提高了產(chǎn)品質(zhì)量，采用整體式導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)，焊后基本不會造成導(dǎo)滑柱的變形，充分保證了導(dǎo)滑柱的產(chǎn)品質(zhì)量同時也不必進行矯正工作；二是降低了施工難度，矯正工作時導(dǎo)滑柱在壓力矯正過程中極易發(fā)生二次變形，施工難度大，采用整體式導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)可以避免柱體發(fā)生變形，無需壓力矯正工作，降低了施工難度；三是提高了生產(chǎn)效率，縮短了制作周期，由于導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)部分減少了一半的焊接工作量，同時也免去了矯正工作，大大節(jié)省了生產(chǎn)作業(yè)時間，提高了生產(chǎn)效率；四是降低了成本，優(yōu)化后焊接數(shù)量的減少有效降低了焊材、焊工工時的用量，節(jié)省了矯正所帶來的生產(chǎn)費用，縮短了工期，加快了公司場地周轉(zhuǎn)率，提升了公司的效益。

4 結(jié)論

以某型集裝箱船的綁扎橋為例，綁扎橋中所涉及的導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)，其尺寸各異共約96組。通過利用以上導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化，粗略統(tǒng)計并比較了優(yōu)化前后的生產(chǎn)制作成本（如表1所示），其經(jīng)濟效益非?？捎^。

表1 綁扎橋?qū)ЩY(jié)構(gòu)優(yōu)化前后 （單船）效益對比表

以上是對集裝箱船型綁扎橋?qū)ЩY(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化方案。此方案利用改變導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)減少柱體焊接量來解決因焊接導(dǎo)致柱體變形所帶來的施工問題，以保證導(dǎo)滑柱的產(chǎn)品質(zhì)量，從而使綁扎橋的制作周期、生產(chǎn)費用得到明顯降低，產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品外觀得到有效提升，實現(xiàn)降本增效。

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