王文 李金蘭

（廣船國際技術中心）

0 前言

公司船塢在建船舶外底板坐落的塢墩經(jīng)常因出塢配載方案增加墩位承載重量、動火作業(yè)導致油漆破損等情況需要增加、偏移塢墩。但船底至塢底高度僅有1760mm～1800mm，塢墩重量約4T，增加、偏移的塢墩無法使用汽車吊、叉車在船底下進行移位，也無法用人工直接用手或肩抬，現(xiàn)場施工人員只能依靠原始的撬棒法一點一點的挪移，耗費大量的人力物力和時間。

本文針對此種情況，研究一種能在船塢外底板以下能簡便快速進行塢墩移位的裝置，并使用于現(xiàn)場，提高塢墩移位效率，降低工人勞動強度，達到降本增效的目的。

1 塢墩移位現(xiàn)狀

在船舶建造過程中，船塢搭載分段是坐落在塢墩上面搭載成整船，而船塢塢墩又因為承載船舶的安全性，適用性，經(jīng)濟性等方面因素考慮，有嚴格的高度要求。公司所使用的塢墩為水泥墩，高度為1400mm，加上塢墩上墊設墩木的高度，正常情況下船塢基面距離外底板為1760mm 高度，見圖1。

圖1 常規(guī)塢墩

而船舶在船塢建造過程中起浮、出塢時，需要加壓載水，或者根據(jù)同塢次起浮坐墩需要調配壓載水，以及外板動火作業(yè)油漆破損等因素導致需要塢墩移位、拆除或增加等情況時，高度限制無法使用汽車吊、叉車等設備移位塢墩；再加上塢墩單個重量約有4T，現(xiàn)場施工人員也無法直接人工肩挑手推，只能依靠原始的多人原木撬棒法一點一點的移位。

而起重工人穿戴勞防用品后，在1760mm 的高度空間下，直立行走尚有困難，而在外底板以下使用撬棒移動塢墩時需要騰挪利用的空間就更加拘束，安全帽與外底板的多次剮蹭會導致油漆破損，見圖2。同時防止撬棒過長碰撞外底板致油漆破損，施工人員就必須彎著腰，這增加了工作難度，見圖3。據(jù)統(tǒng)計，移位一個塢墩至目標距離25 米（不含裝木頭及打緊工作），需要6 個工人師傅，花費3 個小時，造成了嚴重的人力、物力、財力的損失，勞動強度大。

圖2 外底板下方塢墩放置及人員活動情況

圖3 現(xiàn)場起重人員使用撬棍移位塢墩情況

2 塢墩移位裝置策劃設計

圖4 方式一塢墩移位裝置結構圖

結合現(xiàn)場情況及使用部門的要求，研究采用一種滾輪工裝小車形式，裝置高度控制在塢墩高度以下，以千斤頂頂升方式提升塢墩，使塢墩提升至離空地面一定高度后滾輪移位。根據(jù)工作任務分析法策劃了兩種塢墩移位裝置的組成方式。

2.1 塢墩移位裝置方式一

該方式的塢墩移位裝置主要結構由車框架、承重挑桿、推車扶手、頂升架、限位角鋼、5T 千斤頂、直徑φ100mm 的萬向輪等構件組合而成，整車重量約180KG，見圖4。

使用時，把工裝小車推進水泥墩兩側，然后把承重挑桿穿過水泥墩叉車孔，依靠千斤頂頂起頂升架上升100mm，推動小車，見圖5。然后把水泥墩推到所需目標位置，見圖6。

2.2 塢墩移位裝置方式二

方式二塢墩移位裝置的結構是左右單獨分開，左右兩側的小車結構一樣，其主要由車框架、承重挑桿、頂升架、導向桿、5T 千斤頂、防落鋼管、直徑φ100mm 的萬向輪等構件組合而成，見圖7。

圖5 方式一塢墩移位裝置使用示意圖

圖6 方案一裝置移位示意圖

圖7 方式二塢墩移位裝置結構圖

使用時，把左右兩臺移位小車分別推進塢墩兩側同步對稱位置，把承重挑桿搭在一側小車的頂升架上，穿過塢墩的叉車孔，并搭在另一側的小車頂升架的限位孔上，使用千斤頂頂起頂升架上升100mm，然后兩側推動小車，把塢墩移位到所需的目標位置。

2.3 移位裝置方式確定

結合使用部門與現(xiàn)場的實際情況，方式一移位裝置因為塢墩自重較大以及塢底地面摩擦系數(shù)較大因素存在，不便于操作移位。方式二移位裝置采用左右兩側結構單獨分開，操作更為靈活，安全，更能適合現(xiàn)場的實際情況，最終選擇了方式二的塢墩移位裝置。

2.4 移位裝置受力分析

2.4.1 承重挑桿受力分析

方式二的塢墩移位裝置主要結構有車框架、承重挑桿、頂升架、導向桿、5T 千斤頂（行程150mm）、防落鋼管、車輪等構件，設計人運用PATRAN 有限元系統(tǒng)建模對主要的承重構件受力情況進行分析。承重挑桿由60mm*60mm*5mm 的矩形管以及其他零部件焊接而成，根據(jù)實際使用受力情況模擬約束邊界，并根據(jù)塢墩的重量，對承重挑桿施加了1.5[1]倍塢墩載荷，見圖8。經(jīng)有限元系統(tǒng)分析表明，在所施加的載荷作用下，承重挑桿強度及變形滿足要求。

圖8 承重挑桿約束邊界及施加載荷圖

圖9 頂升架約束邊界及施加載荷圖

圖10 塢墩移位裝置生產(chǎn)圖

圖11 三維模型示意圖

2.4.2 移位裝置頂升架受力分析

塢墩移位裝置的頂升架結構主要為H 型材，根據(jù)實際使用受力情況模擬約束邊界，并根據(jù)塢墩的重量，對頂升架施加了1.5 倍塢墩載荷，見圖11。經(jīng)有限元系統(tǒng)分析表明，在所施加的載荷作用下，頂升架強度及變形滿足要求。

2.4.3 移位裝置車框架受力分析

塢墩移位裝置的車框架結構主要為H 型材與鋼板焊接組合而成，根據(jù)實際使用受力情況模擬約束邊界，并根據(jù)塢墩的重量，對車框架施加了1.5 倍塢墩載荷。經(jīng)有限元系統(tǒng)分析表明，在所施加的載荷作用下，車框架強度及變形滿足要求。

2.4.4 塢墩移位裝置圖紙設計

經(jīng)過有限元系統(tǒng)的受力分析，塢墩移位裝置滿足了現(xiàn)場使用的工況要求，在受力的基礎上，對塢墩移位裝置進行了生產(chǎn)圖紙設計，見圖10，并用Solidwork 軟件建立了三維模型，見圖11。

3 塢墩移位裝置的應用

經(jīng)過有限元系統(tǒng)的分析，生產(chǎn)圖紙的設計，塢墩移位裝置在制作完成后應用于了現(xiàn)場，見圖12。根據(jù)現(xiàn)場使用驗證，移位一個塢墩至目標距離25 米（不含裝木頭及打緊工作），現(xiàn)場2 個工人師傅，共花費約30 分鐘。比原來的需要6 個工人師傅，花費3 個小時，效率明顯提高。一次性消耗成本降低了94%以上，大大的降低了生產(chǎn)成本。

而據(jù)我司2#塢起運部門師傅反饋上一個塢次塢內船舶使用與現(xiàn)場驗證結果基本相符，已申請追加制作一套該工裝。

4 結束語

圖12 現(xiàn)場使用圖

外底板以下塢墩撬棒移位法工作一直是現(xiàn)場起重人員眼中的“原始人”式工作，本塢墩移位裝置的研究與應用實施，從“原始人”式進化為“現(xiàn)代”式，改變了人力撬棒移位的現(xiàn)狀，降低了勞動強度，提高了工作效率，同時也填補了國內外底板下塢墩移位工裝方法上的空白。