摘? ? 要：針對(duì)船舶在船臺(tái)階段錨系裝焊空間受限問題，基于控制生產(chǎn)成本和改善施工環(huán)境，將錨系安裝節(jié)點(diǎn)優(yōu)化到總組階段。結(jié)合實(shí)船錨系三維動(dòng)態(tài)仿真、錨系安裝工藝技術(shù)評(píng)審和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)跟蹤，確保各個(gè)環(huán)節(jié)合理、有序、可控。本文通過研究錨系在船舶總組階段布置安裝的技術(shù)特點(diǎn)，希望為后續(xù)各類分段建造船舶錨系提前工序安裝積累經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：角度；布置；三維模型；分段

中圖分類號(hào)：U675.92 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Research on Anchor Arrangement and Installation

During General Assembly Stage

HUANG Chunyang

（ Shanghai Bestway Marine Engineering Design Co.，Ltd.，? Shanghai 201600 ）

Abstract： In view of the problem of limited space for anchor installation and welding during the slipway stage due to changes in ship line type， based on controlling production costs and improving the construction environment， the anchor installation nodes are optimized to the general assembly stage. Combining 3D dynamic simulation of a actual ship anchor system， and technical review of anchor system installation process and on-site technical tracking， it was ensured that all links during installation were reasonable， orderly and controllable. By studying the technical characteristics of the arrangement and installation of the anchor system in the general assembly stage of ships， this paper hopes to accumulate experience and technical reference for the installation of the anchor system in advance for the subsequent stages of construction of various types of ships.

Key words： Angle; Arrangement; Three-Dimensional Model; Block

1? ? ?前言

錨系的精確安裝可確保船舶順利實(shí)現(xiàn)錨的收放，保證船員操作便捷，實(shí)現(xiàn)各種海況環(huán)境下船舶安全系留，為船舶啟停提供穩(wěn)定服務(wù)，保證船舶營(yíng)運(yùn)安全。傳統(tǒng)的錨系安裝設(shè)計(jì)理念和技術(shù)工藝，為我們積累了許多優(yōu)秀案例和有效經(jīng)驗(yàn)，但都無法改變狹小空間作業(yè)環(huán)境的弊端。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，采用水火彎板結(jié)合樣箱修正外板線型、余量切割和精度控制，極易造成錨鏈筒和錨臺(tái)結(jié)構(gòu)安裝角度偏差，無法避免高空作業(yè)和仰焊漏焊等安全隱患。

鑒于以上錨系安裝技術(shù)難點(diǎn)，本文分析錨系特點(diǎn)并優(yōu)化焊接工藝，結(jié)合設(shè)備安裝階段重點(diǎn)工序狀態(tài)跟蹤、過程監(jiān)控，使船舶錨系安裝生產(chǎn)計(jì)劃盡量前移和平行展開，縮短船塢搭載周期，有效增強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)裝焊質(zhì)量。

2? ? 錨泊布置要點(diǎn)

2.1? ?錨絞車安裝角度

根據(jù)規(guī)范要求，錨絞車出鏈角度需滿足甲板機(jī)械設(shè)備廠家錨絞車和掣鏈器推薦值。通常錨鏈筒傾斜角在30°～60°，錨鏈筒的甲板開孔中心、掣鏈器中心、導(dǎo)鏈滾輪中心及錨機(jī)鏈輪的中心應(yīng)布置在同一直線上，確保錨鏈筒在甲板面上開孔中心與錨機(jī)鏈輪中心線距離與錨泊設(shè)備圖一致，避免后期生產(chǎn)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)大量返工；錨鏈筒開孔中心與錨機(jī)鏈輪中心線距離和甲板面空間較大時(shí)，在設(shè)備之間單獨(dú)布置掣鏈器及導(dǎo)鏈滾輪為佳。

錨絞車布置位置和底座高度，影響纜繩的出繩角度，在考慮錨絞車布置時(shí)應(yīng)綜合三維模型檢查系泊附件布置和甲板通道空間，確保系泊附件位置滿足規(guī)范和船員使用需求。

2.2? ?錨鏈筒及錨鏈管定位

錨鏈筒的位置布置是整個(gè)錨系統(tǒng)布置的關(guān)鍵[1]。根據(jù)船舶線型肥瘦程度和變化曲率，調(diào)整錨鏈筒角度控制外板與錨的間距，確認(rèn)收拋錨時(shí)不會(huì)對(duì)主要結(jié)構(gòu)造成機(jī)械損傷，保證錨距離船體外板、首柱、球鼻艏和船底的安全距離，避免發(fā)生碰撞或鉤掛，進(jìn)一步驗(yàn)證錨臺(tái)或錨穴的設(shè)計(jì)位置和外形尺寸合理性。

在滿足錨鏈輪上的錨鏈?zhǔn)辗沤嵌群侠淼那疤嵯?，錨鏈管盡量布置在錨鏈艙的中心位置，確保收錨時(shí)錨鏈能夠靠自身重力均勻的堆放到錨鏈艙內(nèi)；錨鏈管安裝高度，在方便收放的原則下盡可能上提，避免錨機(jī)剎車時(shí)錨鏈產(chǎn)生翻鏈現(xiàn)象。

2.3? ?掣鏈器位置和高度

錨系布置時(shí)結(jié)合操作甲板處系泊設(shè)備和反向甲板構(gòu)架，可適當(dāng)調(diào)整掣鏈器位置和高度。進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬仿真，避免錨冠錨爪與錨唇不貼合現(xiàn)象和快拋時(shí)跳鏈情況，避免爬鏈、倒鏈、收鏈位置不定[2]；錨鏈筒開孔中心與錨機(jī)鏈輪中心線距離較近甲板面空間不富裕時(shí)，在設(shè)備之間布置滾輪閘刀掣鏈器為宜。

掣鏈器位置和高度決定錨鏈?zhǔn)辗沤嵌?，角度過平緩會(huì)引起收放不順利，而角度過大則易造成快放跳鏈情況，通常錨鏈輪引出錨鏈方向與水平面的夾角不小于15°。

2.4? ?錨臺(tái)及基座

結(jié)合船艏線型與初步布置角度，充分研討基座和錨臺(tái)安裝位置，提前預(yù)留施焊空間和緊固件操手空間，滿足船廠裝焊和涂裝技術(shù)要求；首部外板和甲板板通常是平面鋼板，需經(jīng)過精確的加工工藝制作成所需的外形；甲板梁拱和曲面外板與腹板交界處，盡量避開分段接縫線，開孔位置錯(cuò)開甲板與外板板厚過渡和增厚區(qū)域。

錨臺(tái)內(nèi)加強(qiáng)隔板分布較為密集，艙內(nèi)反向支撐結(jié)構(gòu)極易造成與船體結(jié)構(gòu)干涉問題，錨鏈筒在外板出口位置和錨臺(tái)定位，應(yīng)結(jié)合模型反復(fù)優(yōu)化局部結(jié)構(gòu)加強(qiáng)形式；參考梁拱曲度修整設(shè)備基座余量，使基座肘板下沿平面與甲板密切接觸，間隙應(yīng)不大于 5 mm，同時(shí)檢查基座上平面的水平要求。

錨系布置應(yīng)滿足船員操作要求，設(shè)備底座間距能夠滿足施焊要求，確認(rèn)各設(shè)備安裝后可以方便船員操作和日常檢修。

3? ? 錨系三維仿真模擬檢查

根據(jù)船東認(rèn)可和船級(jí)社批準(zhǔn)的錨泊布置圖，結(jié)合生產(chǎn)設(shè)計(jì)建模模型和三維動(dòng)態(tài)仿真，檢查設(shè)計(jì)圖紙中錨泊設(shè)備布置是否合理，考慮臨界點(diǎn)錨系設(shè)備進(jìn)行的收拋錨狀態(tài)，用于驗(yàn)證錨收放狀態(tài)和貼合情景和錨收放時(shí)與錨臺(tái)錨唇線型設(shè)計(jì)合理性，進(jìn)一步優(yōu)化錨系布置的合理性。

3.1? 拋錨狀態(tài)檢查

檢查拋錨時(shí)錨和錨鏈距船體距離，測(cè)量錨桿距錨鏈筒的危險(xiǎn)距離：錨桿從和錨鏈筒角度接近變化到垂直狀態(tài)，放錨過程可能出現(xiàn)錨爪晃動(dòng)或失穩(wěn)極限狀態(tài)；錨冠和錨爪角度變化及錨鏈偏移垂落過程，是否影響到船艏外板主要結(jié)構(gòu)。提前排除局部外板觸碰的可能性，并提前反饋給設(shè)計(jì)人員修改布置角度或錨臺(tái)錨唇外形。

3.2? ?拉錨狀態(tài)檢查

檢查錨與錨唇貼合情況、錨的張合角度，使錨達(dá)到最大張合角度（35°±1°）；模擬收鏈過程和錨運(yùn)動(dòng)軌跡可靠性；提前優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，限制不良運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，避免后期耗費(fèi)大量精力調(diào)整錨系，確保錨鏈在收取過程中錨唇最低點(diǎn)為平衡點(diǎn)，避免后期對(duì)錨唇鑄鋼件一側(cè)過渡磨損，從而影響起錨機(jī)和掣鏈器滾輪的使用壽命；核對(duì)錨鏈起錨角度與退審圖紙保持一致。

3.3? ?動(dòng)態(tài)檢查錨系合理性

三維仿真模擬動(dòng)態(tài)檢查收放錨過程錨不會(huì)觸碰船舶主要結(jié)構(gòu)，確認(rèn)錨運(yùn)動(dòng)時(shí)與船體距離隨著錨的上升而減小，直到最終狀態(tài)時(shí)達(dá)到最小值；模擬錨桿進(jìn)入錨鏈筒過程是否有異常觸碰，確保錨爪、錨冠與錨唇貼合度滿足技術(shù)要求，錨系運(yùn)動(dòng)軌跡角度滿足設(shè)計(jì)圖紙和廠商要求；確認(rèn)錨絞車、掣鏈器和導(dǎo)鏈滾輪位置合理。動(dòng)態(tài)模擬檢查可以更有效地在建造前選擇最佳設(shè)備位置，通過結(jié)合布置圖紙和結(jié)構(gòu)模型，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理相關(guān)疑慮。

4? ? ?錨系安裝特點(diǎn)

對(duì)比項(xiàng)目分段劃分圖及錨泊布置圖，可知錨系設(shè)備主要分布在艏部首樓分段，錨鏈艙、錨臺(tái)結(jié)構(gòu)分布在上下跨首樓和首部上甲板分段。根據(jù)錨系收放過程運(yùn)動(dòng)軌跡，錨系設(shè)備在艏部總段形成后進(jìn)行安裝調(diào)試是可行的，圍繞工序前移擬定施工工藝程序，盡可能地在總組階段完成船臺(tái)和碼頭的安裝及部分調(diào)試工作。

4.1? ?分段階段錨系安裝

在分段階段安裝錨系設(shè)備，主要考慮不影響船首艙室密性和翻身吊裝的錨鏈艙眼環(huán)、棄錨器、拉手、拉手復(fù)板、錨鏈艙軟梯眼板和錨鏈管，棄錨器安裝需注意方便船員后期遇險(xiǎn)操作便捷性，設(shè)備與錨鏈艙焊接后能確保錨鏈艙結(jié)構(gòu)的完整性和水密性。

由于首部結(jié)構(gòu)通常以甲板面為胎架反造，錨鏈管在錨鏈艙內(nèi)部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)更容易在分段翻身前施焊裝配；基于分段自身正常的建造高度和較為寬敞的作業(yè)空間，錨系鐵舾件拉手、墊板和錨鏈艙軟梯眼板在分段結(jié)構(gòu)定位更為精確。

4.2? ?總組階段錨系安裝

在錨絞車所在甲板平臺(tái)，繪制出錨鏈筒上口與甲板或平臺(tái)、下口與外板的相貫線，并結(jié)合模型核查相貫線坐標(biāo)尺寸是否與實(shí)物相符，精準(zhǔn)記錄相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)信息；根據(jù)在甲板或平臺(tái)及外板上繪制的錨鏈筒與甲板、外板的相貫線圖線進(jìn)行開孔，以錨鏈筒中心線與外板的交點(diǎn)為基準(zhǔn)，量取該點(diǎn)至出口截面中心的尺寸并記錄。開孔修正參考木模放樣，在錨鏈筒上標(biāo)記筒體相交面各坐標(biāo)點(diǎn)，用光滑曲線連接，現(xiàn)場(chǎng)修割錨鏈筒開口邊緣。

按筒體外卡樣板檢驗(yàn)焊接加工完成的錨鏈筒外形，在輔助樣板上標(biāo)記出錨臺(tái)面板八個(gè)點(diǎn)的位置，同時(shí)在錨唇上堪劃A～H位置的標(biāo)記線，便于后期錨臺(tái)圍板、錨臺(tái)內(nèi)隔板、錨臺(tái)面板、錨唇鑄鋼件、加強(qiáng)筋和反向加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的安裝；根據(jù)修正后的木模樣板對(duì)錨臺(tái)的圍板、加強(qiáng)板進(jìn)行取樣、劃線、下料，圍板加工余量約80～100 mm；錨唇由技術(shù)人員根據(jù)三維動(dòng)態(tài)仿真修正后的模型數(shù)據(jù)給鑄鋼件廠家，光順放樣后開模加工制作。

錨鏈筒由外板開口吊裝插入，穿過艙壁甲板開孔，檢查位置和布置角度后將錨鏈筒上口、下口點(diǎn)焊固定；根據(jù)外板上的定位線安裝錨鏈筒加強(qiáng)肘板，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)根據(jù)輔助樣板，在錨唇、錨鏈筒上找出A～H對(duì)應(yīng)標(biāo)記，復(fù)查外板上標(biāo)記的各個(gè)肘板的位置裝配焊接。

根據(jù)相關(guān)圖紙和模型確認(rèn)錨機(jī)基座距船體中心線、肋位號(hào)、甲板高度坐標(biāo)等定位尺寸信息，按船體甲板梁拱線形切割基座高度余量，并重新調(diào)正定位按要求施焊；參考錨機(jī)基座圖和安裝圖，將固定墊塊焊接在基座面板上。

錨機(jī)、掣鏈器、導(dǎo)鏈滾輪、錨鏈和錨，最終在船臺(tái)階段結(jié)合拉線角度吊裝到位，調(diào)整墊片現(xiàn)場(chǎng)配鉆安裝螺栓固定；錨系設(shè)備安裝完工后船臺(tái)調(diào)試，檢驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)準(zhǔn)確性和錨系運(yùn)動(dòng)軌跡精確性。

4.3? ?船臺(tái)安裝錨系存在的問題

船臺(tái)階段各船體主要結(jié)構(gòu)已焊接成型，錨系設(shè)備及反向加強(qiáng)結(jié)構(gòu)施焊空間受限，為了確保金屬面清潔度艙內(nèi)油漆工作已完成大部分。船臺(tái)階段進(jìn)行錨鏈筒和錨鏈管開孔，若提前預(yù)留錨系舾裝件安裝位置，會(huì)造成大量結(jié)構(gòu)焊接變形而引起累積誤差和角度偏差，艙內(nèi)不富裕的作業(yè)空間為后期焊接收縮變形修正和油漆損傷修補(bǔ)帶來作業(yè)難度，焊縫的表面裂紋和焊瘤打磨修補(bǔ)現(xiàn)場(chǎng)也很難操作，局部結(jié)構(gòu)腐蝕、變形、裂紋、損傷等結(jié)構(gòu)表面缺陷不易直觀修補(bǔ)，現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝要求和緊固件安裝到位很難達(dá)標(biāo)。

密閉艙室內(nèi)主要通過結(jié)構(gòu)工藝孔和抽風(fēng)機(jī)來完成施焊作業(yè)，存在諸多錨系泊甲板反面結(jié)構(gòu)仰焊和表面處理工作，艙內(nèi)焊前作業(yè)條件很難達(dá)到干燥清潔狀態(tài)，同時(shí)也為現(xiàn)場(chǎng)工人施工帶來很多安全隱患；工人施焊環(huán)境較差及艙室結(jié)構(gòu)局部變形難于修正，極易造成錨系設(shè)備安裝角度和位置不理想，難于保證后期錨鏈順利通過和有效存放錨設(shè)備；加強(qiáng)結(jié)構(gòu)錯(cuò)位和漏焊，會(huì)引起甲板平臺(tái)或外板出現(xiàn)大面積變形，引起局部積水和結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，大大降低了后期船舶使用壽命。

船臺(tái)艙內(nèi)作業(yè)油漆受熱容易產(chǎn)生過量的煙氣或毒性成分，艙室中氣瓶、電纜和油管構(gòu)成著火危險(xiǎn)的著火源，溫度升高會(huì)產(chǎn)生著火和爆炸性危險(xiǎn)隱患，而危險(xiǎn)氣體沒有足夠通風(fēng)驅(qū)除有毒物質(zhì)，工人安全的危險(xiǎn)沒有得到有效保障。

5? ? 錨系設(shè)備總組安裝

5.1? ?錨系附件

總組階段安裝錨系附件，提升了錨泊附件加強(qiáng)結(jié)構(gòu)焊接裝配的精準(zhǔn)度，避免工人現(xiàn)場(chǎng)施工高空作業(yè)和密閉空間施焊危險(xiǎn)工況，可以更直觀及時(shí)的發(fā)現(xiàn)缺陷和解決問題，有效控制由于后期安裝難度造成的結(jié)構(gòu)位置偏差；焊接飛濺、焊瘤和表面裂紋等外觀缺陷，表面處理更為方便，利于施工打磨后的殘?jiān)同F(xiàn)場(chǎng)余料的及時(shí)清理，為涂裝工作營(yíng)造一個(gè)清潔干燥的環(huán)境；縮短了船臺(tái)階段的使用周期，降低了設(shè)備吊裝和運(yùn)輸工作量的生產(chǎn)成本，可以提前完成現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)進(jìn)度并滿足涂裝工藝技術(shù)要求。

5.2? ?錨系特點(diǎn)

總組階段安裝錨鏈筒、錨臺(tái)、錨唇，加強(qiáng)肘板和反向加強(qiáng)結(jié)構(gòu)可更方便的在外板、甲板、平臺(tái)和艙壁處定位監(jiān)控焊接，有效控制安裝角度和布置定位，減少局部變形，完成無損檢測(cè)和船舶密性要求。在上船臺(tái)之前發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修正和調(diào)整，大大減少后期累積誤差造成局部返工的損失。

船臺(tái)階段安裝錨系設(shè)備，在操作平臺(tái)或甲板面施工外部設(shè)備檢查，包括平面角度對(duì)比、設(shè)備之間的操作空間核實(shí)，而艙內(nèi)錨鏈管、錨鏈筒、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)和反向支撐很容易錯(cuò)位，造成局部應(yīng)力集中，錨臺(tái)和錨唇由于特殊的安裝位置，很難確保角度和安裝位置一致性。

總組階段安裝大部分錨泊甲板機(jī)械，讓船廠施工前準(zhǔn)備工作更充分，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題在船臺(tái)階段前及時(shí)變更和優(yōu)化；在最終施焊前，多次進(jìn)行相關(guān)復(fù)查工作，進(jìn)一步提升了現(xiàn)代造船精度控制和焊接質(zhì)量要求，及時(shí)避免質(zhì)量不合格產(chǎn)品匯集到后期船舶交付階段，降低船臺(tái)階段品質(zhì)報(bào)驗(yàn)差錯(cuò)量，提前暴露錨系相關(guān)技術(shù)問題，在后續(xù)序列船中提前規(guī)避偏差源頭。

6? ? 結(jié)語

錨系布置和安裝是一項(xiàng)復(fù)雜的重要工作，本文的研究可為緩解企業(yè)船塢船臺(tái)緊張及滿足船東交船計(jì)劃提供參考，避免在船臺(tái)階段出現(xiàn)由于前期考慮不周的錨系安裝技術(shù)問題，節(jié)省大量的吊裝作業(yè)和油漆返工工作。另外，通過緊密地將錨系圖紙、采購(gòu)規(guī)格書、技術(shù)協(xié)議、設(shè)備認(rèn)可圖、三維動(dòng)態(tài)模擬和現(xiàn)場(chǎng)安裝反復(fù)查驗(yàn)，將船臺(tái)安裝提前到分段和總組階段，反饋到設(shè)計(jì)研發(fā)的圖紙更可靠合理，避免多次重復(fù)誤差而產(chǎn)生安裝偏差，為現(xiàn)場(chǎng)工人塑造了更安全有效的施工環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：黃春陽（1983-），男，工程師。主要從事船舶設(shè)計(jì)與制造工作。

收稿日期：2022-12-06