嚴(yán)海馬，彭茂清，劉振宇

（江門市南洋船舶工程有限公司，江門529145）

1 前言

預(yù)修整是目前大多數(shù)船廠正在應(yīng)用的精度造船技術(shù)，首尾及機(jī)艙總段因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、線型變化大，所以精度控制難度較大，并且這些大型總段一般都是帶余量建造，搭載前預(yù)先修整切割余量能有效提高搭載效率、改善施工環(huán)境。

全站儀測(cè)量已廣泛應(yīng)用于船舶建造和搭載余量預(yù)修整，對(duì)提升搭載效率、提高精度起到較好的作用。但首尾及機(jī)艙大型總段總組時(shí)考慮下口距離地面高度有限，全站儀難以完整地測(cè)量首尾及機(jī)艙總段下口的主要精度控制點(diǎn)，常規(guī)的DACS 模擬搭載方法是通過測(cè)量點(diǎn)匹配直接得出余量數(shù)據(jù)，測(cè)量點(diǎn)不完整就不能實(shí)現(xiàn)預(yù)修整。

本文主要介紹通過全站儀測(cè)量+激光測(cè)量總段數(shù)據(jù)，將兩組數(shù)據(jù)結(jié)合進(jìn)行模擬搭載確定搭載狀態(tài)，對(duì)搭載狀態(tài)與實(shí)際總段狀態(tài)的差異進(jìn)行余量的補(bǔ)償修正，保證余量預(yù)修整后能搭載到模擬狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)所有總段在進(jìn)塢前就進(jìn)行余量預(yù)修整，且各項(xiàng)精度可控。

本文以公司的JNS163 散貨船機(jī)艙E02 總段下口預(yù)修整為例進(jìn)行闡述。

2 常規(guī)搭載前預(yù)修整方法

2.1 激光測(cè)量預(yù)修整方法

傳統(tǒng)的激光測(cè)量預(yù)修整方法，是在E01 總段搭載后，劃出預(yù)修整線距搭載基線7 450 mm 的水線，采用激光測(cè)量E01 上口各預(yù)修整測(cè)量點(diǎn)到距搭載基線7 450 mm 水線的高度Hn；將Hn 用于E02 總段，從E02 總段上距基線7 450 mm 水線往下劃線，如圖1 所示。

圖1 激光測(cè)量劃線示意圖

由于E01總段上合攏口面積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，搭載后測(cè)量預(yù)修整數(shù)據(jù)需花費(fèi)較多時(shí)間，而且機(jī)艙E01段搭載后機(jī)艙內(nèi)相應(yīng)設(shè)備、管系單元、腳手架等都需要利用吊車資源吊裝到位，這些作業(yè)與預(yù)修整測(cè)量同時(shí)進(jìn)行，影響測(cè)量效率；同時(shí)，激光測(cè)量只能對(duì)比Z方向高度差值，不能綜合考慮線型外板錯(cuò)位對(duì)余量的影響，從而導(dǎo)致預(yù)修整后頻繁出現(xiàn)二次修割和間隙超差等情況。

2.2 全站儀測(cè)量預(yù)修整方法

E02總組時(shí)下口距離地面較矮且有支墩阻擋，全站儀測(cè)量總段時(shí)既要測(cè)量外部的公共測(cè)量點(diǎn)，又要測(cè)量總段下口內(nèi)部結(jié)構(gòu)點(diǎn)，存在較大困難，模擬搭載不能直接提供完整余量數(shù)據(jù)指導(dǎo)劃線（如圖2 所示）。

圖2 E02下口全站儀測(cè)量示意圖

3 模擬搭載余量預(yù)修整方案

3.1 總段完工數(shù)據(jù)測(cè)量及預(yù)修整水線劃線

（1）總段完工后應(yīng)用全站儀，按測(cè)量指示圖測(cè)量E01、E02 總段數(shù)據(jù)，通過DACS軟件分析總段數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫；

（2）按預(yù)修整測(cè)量表，用激光測(cè)量E01總段上口各測(cè)量點(diǎn)距基線7450 水線的高度Hn，并記錄數(shù)據(jù)；

（3）根據(jù)全站儀測(cè)量總段數(shù)據(jù)劃出E02 總段下口距基線7450 水線，并打洋沖標(biāo)記。

3.2 計(jì)算模擬搭載余量預(yù)修整補(bǔ)償值

參考《船塢大合攏工藝》要求，應(yīng)用DACS軟件將分析好的E01、E02總段數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬搭載分析，調(diào)整E01、E02 總段到較好的搭載狀態(tài)，并提供關(guān)鍵精度控制點(diǎn)數(shù)據(jù)指導(dǎo)搭載定位。

3.2.1模擬搭載調(diào)整及狀態(tài)變化對(duì)比

E01、E02 總段模擬搭載的Z值與總段Z 值有一定的變化，如因總段狀態(tài)不佳或因工藝要求加反變形則要進(jìn)行調(diào)整。

由于模擬搭載調(diào)整的只是全站儀測(cè)量的數(shù)據(jù)，激光測(cè)量的E01上口數(shù)據(jù)和E02 水平數(shù)據(jù)沒有變化，故需將模擬搭載調(diào)整后的E01、E02 總段數(shù)據(jù)與總段測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總對(duì)比，以方便對(duì)激光測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正后用于預(yù)修整。其關(guān)鍵控制點(diǎn)，如圖3所示；總段狀態(tài)變化對(duì)比，如表1所示。

表1 模擬搭載調(diào)整及狀態(tài)變化對(duì)比表單位：mm

圖3 E01、E02模擬搭載調(diào)整示意圖

圖7 線型外板半寬錯(cuò)位情況補(bǔ)償圖示

說明：外板錯(cuò)位矯焊基準(zhǔn)點(diǎn)，AB=50*△Y；B1為E02 外板矯焊后外板下口位置；B2 為E02 外板下口與E01外板上口對(duì)位位置；Y為E02 外板下口相對(duì)E01上口錯(cuò)位量；Hn2 為E02 外板下口余量預(yù)修整補(bǔ)償量；矯焊后外板弧長AB1＜AB2，Hn2=+B1B2為正補(bǔ)償；矯焊后外板弧長AB1＞AB2，Hn2=-B1B2 為負(fù)補(bǔ)償。

3.3 E02下口外板最終預(yù)修整余量劃線

結(jié)合上述3.2.2 和3.2.3確定E02 下口最終預(yù)修整余量劃線數(shù)據(jù)為Hn'：

（1）全部結(jié)構(gòu)按Hn'=Hn+Hn1，從E02總段7 450水線往下沿Z方向劃線；

（2）外板在按Hn'=Hn+Hn1劃線的基礎(chǔ)上，弧長方向往下按補(bǔ)償Hn2后劃線為最終外板余量線。

補(bǔ)償量Hn1、Hn2可將計(jì)算公式輸入ECXEL 表格計(jì)算并匯總補(bǔ)償量。表2 為JNS163散貨船E02 外板下口預(yù)修整補(bǔ)償數(shù)據(jù)表部分?jǐn)?shù)據(jù)。

表2 E02外板下口余量預(yù)修整補(bǔ)償值 單位：mm

3.4 E01搭載定位數(shù)據(jù)控制及定位后數(shù)據(jù)修正

E01嚴(yán)格按模擬搭載后提供定位數(shù)據(jù)搭載定位，偏差控制在3mm以內(nèi)。在搭載定位精度報(bào)驗(yàn)時(shí)復(fù)測(cè)E01上口預(yù)修整測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)，并與E01總段測(cè)量修正后數(shù)據(jù)對(duì)比。偏差小于3mm 可不修正余量劃線，偏差大于3 mm 需根據(jù)數(shù)據(jù)修正劃線后切割余量。

3.5 E02下口余量預(yù)修整后搭載效果檢驗(yàn)

（1）對(duì)搭載定位控制點(diǎn)數(shù)據(jù)與模擬搭載數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比；

（2）對(duì)預(yù)修整合攏口間隙、修割情況進(jìn)行檢查分析。

4 模擬搭載余量預(yù)修整精度控制的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 模擬搭載預(yù)修整數(shù)據(jù)補(bǔ)償數(shù)據(jù)計(jì)算

對(duì)總段數(shù)據(jù)的調(diào)整記錄備案；對(duì)補(bǔ)償數(shù)據(jù)計(jì)算公式及過程記錄、數(shù)據(jù)校對(duì)、審核，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。

4.2 模擬搭載定位數(shù)據(jù)、搭載基準(zhǔn)統(tǒng)一

模擬搭載提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)搭載定位，保證搭載定位基準(zhǔn)與模擬搭載一致。

4.3 按定位數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工，嚴(yán)格檢驗(yàn)把關(guān)

施工人員按定位數(shù)據(jù)定位、劃線，并落實(shí)專人檢驗(yàn)，保證數(shù)據(jù)的正確應(yīng)用。

5 效果評(píng)價(jià)

（1）自實(shí)施大型總段模擬搭載余量預(yù)修整以來，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均較好：E01搭載相對(duì)定位數(shù)據(jù)偏差＜5 mm；E02搭載相對(duì)定位數(shù)據(jù)偏差＜8mm；預(yù)修整合攏口搭載修割率＜5%，預(yù)修整合攏口搭載后對(duì)接間隙＜12 mm、角接間隙＜5mm；

（2）實(shí)現(xiàn)了總段地面總組完成后即可進(jìn)行預(yù)修整，提前了預(yù)修整時(shí)間，機(jī)艙搭載成型周期縮短約1天；

（3）有效解決了全站儀不能全面測(cè)量合攏口影響模擬搭載余量預(yù)修整的難題；

（4）E02下口余量預(yù)修整測(cè)量及劃線無需等到E01搭載后，有效避開多專業(yè)交叉作業(yè)，改善了施工環(huán)境，保證施工安全和劃線精度。

6 結(jié)束語

大型總段模擬搭載余量預(yù)修整在我司的實(shí)施，在保證精度、縮短機(jī)艙成型周期、改善施工環(huán)境等方面均取得較好效果。本文介紹的模擬分析數(shù)據(jù)與激光測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)一基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)共用的方法也可應(yīng)用于船舶建造其他方面。