吳健林

摘 要：本文主要介紹我院設計的多用途海洋拖船在生產(chǎn)設計及施工中遇到的若干結(jié)構問題及解決措施，希望能為后續(xù)船或其他生產(chǎn)設計項目提供一些借鑒。

關鍵詞：拖船；結(jié)構生產(chǎn)設計

中圖分類號：U674.92 文獻標識碼：A

Abstract： This paper introduces the problems and solutions for them encountered during the production design and construction of hull structure for multi-purpose tug.

Key words： Tug； Production design of hull structure

1 前言

近期，我院受業(yè)主委托而研發(fā)的一艘多用途海洋拖船最近成功通過驗收，并順利交付使用。該拖船選用了常規(guī)長首樓平甲板船型，前傾首柱、雙機雙槳、帶首尾側(cè)推，采用固定導管的可調(diào)螺旋槳推進，其主要用于出海拖帶、旁拖、頂推、消防、救助、打撈以及其他有關用途。該船自動化程度高，實現(xiàn)了多功能一體化，且具有航速高、續(xù)航距離長、拖力大、救助范圍廣等特點。

2 結(jié)構生產(chǎn)設計概況

生產(chǎn)設計是解決如何造船的問題，其任務就是在詳細設計基礎上，將相關結(jié)構圖所表達的設計意圖，按照分段劃分圖及建造廠的生產(chǎn)習慣，按加工、制造、安裝焊接等相關流程、工藝信息等，設繪、編制成生產(chǎn)設計圖紙和相關工藝文件，作為船廠建造的依據(jù)。

本船的結(jié)構生產(chǎn)設計是采用SPD系統(tǒng)輔助設計的，即將線型資料、各種結(jié)構施工圖紙輸入SPD系統(tǒng)建模，經(jīng)過線型光順、結(jié)構建模、舾裝/機電專業(yè)干涉檢查、外板展開信息反饋的修訂后，輸出結(jié)構分段圖紙及相關零件表，并提取絕大部分的零件放樣數(shù)據(jù)（少量零件需手工放樣），再利用SigmaNEST軟件進行零件數(shù)控套料。

作為新產(chǎn)品的設計開發(fā)，沒有過多的可參考資料，加上建造廠也是首次建造類似船型，故進入生產(chǎn)設計階段，暴露出各種問題。筆者對本船生產(chǎn)設計中結(jié)構專業(yè)發(fā)出的修改單進行分析匯總，發(fā)現(xiàn)其主要由下列三方面原因?qū)е律a(chǎn)設計的修改：船廠及業(yè)主要求；施工設計圖紙或設備資料影響；生產(chǎn)設計過程中考慮不足或?qū)I(yè)不協(xié)調(diào)影響。本文對上述三方面情況分別加以說明，以便后續(xù)船及類似項目借鑒。

3 生產(chǎn)設計存在的問題分析

3.1 因船廠及業(yè)主要求而導致生產(chǎn)設計圖紙修改

（1）項目開始之初，生產(chǎn)設計項目組與船廠的協(xié)調(diào)工作做得不夠，沒有很好地理解船廠對生產(chǎn)設計的出圖要求及相關加工能力等，導致首批交付給船廠的六個分段圖紙需要返工修改。如：船廠要求焊接時應留有至少5 mm的包角焊尺寸、要求增加完工測量圖、增加分段完工檢驗線、修改腰圓人孔面板斷縫位置、修改胎架支柱間距、根據(jù)鋼板實際到貨情況更改套料板規(guī)格等；

（2）由于船廠的加工能力問題，對護舷材的形式要求一再改變。最初是采用鋼板軋制護舷外包板，后來為了節(jié)省加工時間要求用半圓管加墊板的形式，但又因為半圓管訂貨周期長及加工不便，又要求改回用鋼板軋制護舷包板，而且還要求增加護舷包板的邊緣加工余量，導致護舷材圖紙及相關套料圖多次修改；

（3）為便于現(xiàn)場施工及訂貨，船廠建議將上建部分舾裝壁改為鋼結(jié)構圍壁，這一修改不但增加了結(jié)構的改圖工作量，也給其他專業(yè)帶來了不少的修改，如增加穿艙件以及管路等；

（4） 船廠對機艙區(qū)域污水井加厚板提出異議，經(jīng)施工設計項目組討論并報業(yè)主同意后，決定對該區(qū)域結(jié)構進行優(yōu)化，導致相關分段圖紙需返工修改，增加了很多工作量；

（5）根據(jù)業(yè)主的要求，增加駕駛甲板兩側(cè)的面積、增大消防炮平臺面積等。

3.2 受施工設計圖紙或設備資料影響而導致修改

（1）受舾裝設備資料延誤而導致結(jié)構設計滯后。如：絞車設備資料未能及時提供，導致絞車基座反面加強滯后于分段一個多月才能提供，最后只能以修改單形式提供給船廠施工；吊艇架資料也遲遲未能提供，在吊艇架所在結(jié)構分段已建造完成后仍未能提供相關圖紙，最終只能以修改單形式反饋到生產(chǎn)設計中，不僅花費設計人員大量時間修改，也造成了船廠的返工以及材料浪費；

（2）受其他專業(yè)提供設備資料延誤或資料不符而導致圖紙后續(xù)修改。如：受對外消防泵設備資料滯后的影響，對外海水管的開孔及相關加強也相應滯后；因主發(fā)電機設備資料延誤而導致發(fā)電機基座的修改；部分設備實際到貨尺寸與前期資料不符，導致基座修改；試航后業(yè)主提出更改消音器設備而導致基座修改等等；

（3）由于主客觀條件限制，施工設計階段難免對某些結(jié)構工藝性問題考慮不足，再加上后續(xù)舾裝、機電等專業(yè)協(xié)調(diào)要求，導致生產(chǎn)設計圖紙修改。如：在結(jié)構分段建造完成后，根據(jù)舾裝專業(yè)要求及相關功能需求，增加消防水帶箱、增加飲水機開孔、在甲板面上新增樓梯開孔及增設擋水扁鐵、修改部分艙壁門孔尺寸、增加防火門開孔門檻等。

3.3 因生產(chǎn)設計過程中設計或工藝考慮不足而導致修改

（1）設計人員沒有按照施工圖紙建模及出圖。如：首部分段主甲板加厚區(qū)域沒有按施工圖紙建模，導致板厚下料有誤，需對該區(qū)域甲板進行換板；施工圖紙上某艙壁人孔已經(jīng)移位，但設計人員沒有及時更新生產(chǎn)設計圖紙，導致該開孔有誤，需現(xiàn)場補孔及重新開孔；設計及校審人員沒有仔細核對施工圖紙，某些結(jié)構沒有體現(xiàn)到生產(chǎn)設計圖紙上，需補充套料，如首部分段的半肋位加強結(jié)構等；

（2）設計人員建模時在某些水密結(jié)構上誤開了流水孔、過焊孔等，但在整理圖面出圖時將其刪除了，但實際在SPD軟件導出的零件上該孔并沒有刪除，而校審人員只是校對了圖紙，而沒有對分段模型或零件進行核對，導致零件下料時該孔也一并切割出來了，需對這些零件的誤開孔加設水密補板；endprint

（3）根據(jù)輪機專業(yè)以及船廠的要求，將廚房部分風管改為結(jié)構風道，導致相關分段圖紙修改；

（4）某些分段外板零件劃分不合理，雖然其展開尺寸滿足套料板的要求，但超出了船廠的實際加工能力，需要調(diào)整板縫，導致相關圖紙修改；

（5）結(jié)構模型修改更新后，沒有及時通知其他專業(yè)進行干涉檢查，導致現(xiàn)場安裝時出現(xiàn)碰撞，只能調(diào)整結(jié)構進行修改；

（6）設計及現(xiàn)場經(jīng)驗不足，部分液艙構件漏開了流水孔，導致結(jié)構在施工中形成積水。

4 采取的主要解決措施

（1）在項目初期，本船結(jié)構零件按批次套料，但每批套料所產(chǎn)生的余料編號定義很不規(guī)范，編號中只顯示了余料板厚及序列號，并沒有顯示余料所在批次，導致后面套料使用余料時追溯余料源頭比較困難。在項目中后期，采取在余料編號前增加所在的套料批次方式解決；

（2）圍壁扶強材的上下端一般都會設置肘板，但由于部分圍壁要求用裝飾板裝修而該艙室空間有限時，這些肘板就會妨礙裝飾板的安裝；或者艙室設備布置空間有限，確實需要結(jié)構調(diào)整肘板。在這種情況下，我們采取了如圖1所示的方法，將部分艙室的肘板設計成與扶強材一體化，從而滿足舾裝施工要求；

（3）在建造過程中，現(xiàn)場反饋尾側(cè)推電機設備控制箱與其他設備干涉，控制箱無法正常開閉。經(jīng)與各方協(xié)調(diào)后，采取將該設備順時針旋轉(zhuǎn)90o安裝，并擴大平臺甲板開孔的方式來解決這一干涉問題；

（4）現(xiàn)場反饋，首尖艙分段由于線型問題空間狹小，部分結(jié)構無法焊接。經(jīng)與現(xiàn)場人員協(xié)商，在滿足規(guī)范要求的前提下，將首尖艙93肋位處的直徑100的減輕孔在原有基礎上擴大，以保證施工人員能有足夠的空間將焊槍伸到里面焊接，如圖2所示；

（5）桅桿與消防炮平臺互有干涉，導致安裝桅桿時需臨時切割消防炮平臺局部區(qū)域，安裝桅桿后再把切割部分焊接回去，浪費不少時間。其實這項工作若能在圖紙建模階段發(fā)現(xiàn)，則可將干涉區(qū)域單獨劃分并做成散件，待桅桿定位安裝后再安裝這些散件，這點后續(xù)船應加以重視；

（6）在進行艙底水系統(tǒng)試驗過程中，發(fā)現(xiàn)尾部6號壓載艙排水嚴重不暢，是由于在6號壓載艙內(nèi)新增了固定壓載，這些固定壓載的布置改變了艙內(nèi)壓載水的流向，導致抽吸時的不暢。經(jīng)與現(xiàn)場協(xié)商，在滿足規(guī)范的前提下，在艙內(nèi)肋板上新增流水孔來使6號壓載艙排水順暢；

（7）規(guī)范規(guī)定肘板趾端200 mm范圍內(nèi)不能開通焊孔、透氣孔、流水孔等，以往設計時只注意到縱向構件，但本船因構件和肘板較小，因此舭部及舷側(cè)肋骨等橫向肘板和大接頭之間也存在趾端200 mm范圍內(nèi)必須開通焊孔的問題，而在生產(chǎn)設計時沒有注意到這方面，導致后期需現(xiàn)場增加補板，因此后續(xù)船的設計應對此類問題予以重視；

（8）本船的機艙逃生通道內(nèi)嵌在左舷3號壓載邊艙內(nèi)，由于設計時考慮不足，導致該通道圍壁與內(nèi)底板形成了一個封閉的狹小空間，現(xiàn)場無法施焊。經(jīng)協(xié)調(diào)，采取在該封閉空間的前、后壁板上增開直徑300 mm的圓孔，作為壓載邊艙的減輕孔及流水孔，同時在內(nèi)底板上開設兩個直徑400 mm的臨時工藝孔，以便進入空間內(nèi)部進行構件的焊接，待焊接完工后再補水密。

5 結(jié)束語

本船設計建造過程中，雖然有不少問題，但作為新開發(fā)船型總的來說是成功的。遵循在技術設計階段“特殊情況特殊考慮，精心設計合理結(jié)構”及生產(chǎn)設計階段“在強度及規(guī)范許可的情況下，適當進行結(jié)構修改來解決布置上的難題及各種干涉問題”等設計原則，我們在本船設計中取得了成功經(jīng)驗。經(jīng)驗告訴我們，要做好結(jié)構生產(chǎn)設計，技術人員除需嚴格遵守結(jié)構設計原則外，還需要花更多的時間和精力去考慮一些工藝性問題以及進行各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)，在遇到施工設計與生產(chǎn)設計有矛盾時，只有也必須經(jīng)過協(xié)調(diào)才能使問題很好地解決，才能達到既滿足結(jié)構要求、減少現(xiàn)場修改，又能快速解決施工中存在的問題。endprint