中圖分類號(hào)：U671.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Construction Technology of Hopper Holds for Transshipment Barges

GAOBiao， XIONG Yuanyuan（COSCO Shipping Heavy Industry（Zhoushan） Co.，Ltd.，Zhoushan ，China）

Abstract：This paper focuses ona transshipment barge and details the construction techniques for hopper holds， including steel structurewelding，assemblyandistallationprocess，aswellas teinstallation，ommissioning，and tooling of hopper bottom doors.The proposed methods improveconstruction qualityof marineengineering products while reducing costs and enhancing efficiency， providing valuable references for similar projects.

Keywords：transshipment barge;hopper;bottom door;construction

1 引言

我司為澳大利亞船東建造的轉(zhuǎn)載駁船主要用于鐵、錳、鋰等礦石運(yùn)輸。當(dāng)大型貨輪由于水深限制無(wú)法?？看a頭的情況下，使用該轉(zhuǎn)載駁船將礦石從碼頭轉(zhuǎn)運(yùn)至貨輪上。該轉(zhuǎn)載駁船本身不具備航行能力，需要推船配合進(jìn)行航行運(yùn)輸。同時(shí)該轉(zhuǎn)載駁船配置了兩臺(tái)噴水推進(jìn)器，用于航行時(shí)航向控制輔助操作。該轉(zhuǎn)載駁船配置了一套自動(dòng)裝卸貨系統(tǒng)，用于礦石裝卸作業(yè)。

料斗艙是礦石存放區(qū)，也是該轉(zhuǎn)載駁船最重要的功能區(qū)之一。料斗艙鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)是耐磨鋼，屬于一種特殊鋼材。料斗艙底門(mén)是一種帶液壓系統(tǒng)的對(duì)開(kāi)式門(mén)。艙底門(mén)下方是自動(dòng)卸貨系統(tǒng)裝置。本文重點(diǎn)闡述該轉(zhuǎn)載駁船料斗艙鋼結(jié)構(gòu)施工工藝和料斗艙艙底門(mén)安裝、調(diào)試技術(shù)。

2轉(zhuǎn)載駁船相關(guān)參數(shù)

2.1船舶主要參數(shù)

船舶總長(zhǎng)約 、型寬 3 6 . 5 m 、型深 9 m 、最大吃水 7 m 、肋距 1 . 8 m ，載重噸 2 0 0 0 0 D W T ，服務(wù)于澳大利亞內(nèi)河及近海區(qū)域。該轉(zhuǎn)載駁船通過(guò)船尾內(nèi)側(cè)的齒條與推船連接，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸航行功能。轉(zhuǎn)載駁船總布置見(jiàn)圖1所示。

2.2料斗艙相關(guān)參數(shù)

料斗艙布置在船體中部，長(zhǎng)度約 8 0 m 、寬度約16m，容積超過(guò) 。料斗艙內(nèi)膽壁板采用耐磨鋼，材質(zhì)為AQ98，圓鋼材質(zhì)為 料斗艙內(nèi)壁光滑，板厚差朝艙外，構(gòu)件都安裝在艙外部，料斗艙下部橫剖面呈W型，且部分帶有線型，如圖2所示。

料斗艙卸料口分為左、右舷，共有34個(gè)卸料口，34處艙底門(mén)，每處艙底門(mén)由2片組成。每處艙底門(mén)首尾各安裝了一個(gè)液壓油缸，用于開(kāi)啟和關(guān)閉艙底門(mén)。料斗艙卸料口如圖3所示。

3料斗艙鋼結(jié)構(gòu)施工工藝

料斗分段制作精度直接影響后續(xù)料斗分段總組和大合攏，最終對(duì)艙底門(mén)安裝、調(diào)試都有著較大影響。

3.1料斗分段總體施工介紹

料斗分段鋼板采購(gòu)到廠后要做好外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，料斗分段鋼板數(shù)控下料階段要做好下料精度控制。料斗分段制作前做好生產(chǎn)工藝策劃，選定好合適的胎位和胎架類型，做好防變形量加放，明確分段制作精度和余量加放標(biāo)準(zhǔn)[、施工工藝、尺寸偏差值等，同時(shí)在施工地面上做好地樣線，方便制作工程中跟蹤檢查，從而為后道工序精度控制奠定良好基礎(chǔ)。料斗分段在制作過(guò)程中要做好質(zhì)量跟蹤檢驗(yàn)，做好分段精度測(cè)量數(shù)據(jù)記錄。料斗分段在裝配過(guò)程做好施工順序控制，減少裝配變形產(chǎn)生；在焊接過(guò)程中要嚴(yán)格按照焊接順序和焊接工藝原則進(jìn)行施工，減少焊接變形，在施工過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注耐磨鋼焊接質(zhì)量。

3.2料斗分段制作

料斗艙分為上、下兩個(gè)部分，下半部分編號(hào)為40X，上半部分編號(hào)為 5 0 X 。受分段制作能力、吊運(yùn)能力、總組場(chǎng)地、精度控制等方面的影響，料斗艙下半部分分段40X分為左、中、右三個(gè)部分，分別在總組場(chǎng)地進(jìn)行首尾方向總組。料斗艙上半部分分段50X分為左、中、右三個(gè)部分，在船臺(tái)總組場(chǎng)地進(jìn)行正態(tài)總組。料斗上、下半部分總組原則應(yīng)根據(jù)制造工藝流程，要考慮施工方便性、吊運(yùn)能力、精度控制、施工周期、總組場(chǎng)地規(guī)劃等因素，綜合權(quán)衡利弊。料斗分段結(jié)構(gòu)精度公差如表1。

料斗分段在制作過(guò)程中，40X-E和40X-F制作精度直接影響艙底門(mén)安裝調(diào)試。在制作40X-E和40X-F時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注其上面的料斗門(mén)基座水平數(shù)據(jù)，水平誤差要 ? 4 m m. ，且一個(gè)料斗門(mén)基座上要固定兩個(gè)艙底門(mén)。由于分段外形尺寸較大，料斗門(mén)基座水平精度要求較高，基座水平精度控制是分段制作過(guò)程中非常重要的環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)我們團(tuán)隊(duì)研討試驗(yàn)，我們研制出一種控制數(shù)據(jù)的專用工裝來(lái)控制基座水平。料斗艙底門(mén)基座是分段內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，后期基座與艙底門(mén)通過(guò)螺栓連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整。詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙中基座上的螺栓孔是圓形，后續(xù)安裝時(shí)可能出現(xiàn)艙底門(mén)調(diào)整時(shí)螺栓孔不對(duì)位的情況，且基座安裝后現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)設(shè)螺栓孔很困難。經(jīng)過(guò)我們團(tuán)隊(duì)制作簡(jiǎn)易工裝模型，模擬現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)孔，統(tǒng)計(jì)相關(guān)工時(shí)投入，最后確定將螺栓孔改為腰圓孔，在數(shù)控下料階段開(kāi)設(shè)。由于螺栓孔的尺寸和等離子數(shù)控切割樣品中數(shù)控開(kāi)孔斜度較大，不能滿足使用要求。我們團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)商討后確定將基座上的螺栓孔先數(shù)控開(kāi)小孔，再上機(jī)床加工螺栓孔，最后將基座回裝到分段上，使之滿足后續(xù)使用要求。艙底門(mén)基座如圖4所示。

由于料斗上半部分分段結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、外形尺寸和施工流程，50X分段制作時(shí)是分為左、中、右三個(gè)部分。50X-B和50X-C兩部分的制作流程相似，制作流程如圖5所示。50X-A制作流程如圖6所示，分步驟完成分段制作；在制作過(guò)程中要重點(diǎn)關(guān)注方管拼裝，需在水平胎架上進(jìn)行，其水平度要求 ± 3 m m ，以滿足后續(xù)SPL傳送軌道的安裝精度要求。

運(yùn)用精度測(cè)量軟件IN-ASSEM對(duì)分段進(jìn)行模擬大合攏數(shù)據(jù)分析，提前將合攏口余量切斜，為料斗分段無(wú)余量船臺(tái)大合攏創(chuàng)造有利條件。相較國(guó)內(nèi)其他大部分船廠模擬搭載是分段大合攏后再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，我們團(tuán)隊(duì)將工序前移，提前策劃，提前切割余量，保證了料斗分段的連續(xù)大合攏，提高了施工效率。

3.4料斗分段船臺(tái)大合攏

料斗分段船臺(tái)大合攏前，雙層底分段要全部焊接完畢，測(cè)量船底撓度數(shù)據(jù)，計(jì)算出平均基線高度，并畫(huà)出等高線。此等高線是料斗分段、料斗艙底門(mén)及料斗出料口傳送裝置定位高度方向的基準(zhǔn)線，是船上永久性基準(zhǔn)線。修正雙層底分段內(nèi)底板上的中心線，并畫(huà)出左右舷料斗口的中心線，中心線的偏差 。料斗口下方的中心線是料斗分段、料斗艙底門(mén)及料斗傳送裝置定位中心的基準(zhǔn)線，是船上永久性基準(zhǔn)線。

料斗分段船臺(tái)大合攏時(shí)，卸料口尺寸為1 5 0 0 m m× 2 8 0 0 m m ，要重點(diǎn)關(guān)注料斗艙卸料口寬度尺寸，偏差 - 5～0 m m ；卸料口中心偏差 ? ± 3 m m ；卸料□高度偏差 0 ～ + 5 m m 。為了方便料斗分段大合攏后調(diào)整卸料口的寬度尺寸，我們團(tuán)隊(duì)決定在料斗分段制作階段對(duì)料斗分段卸料口處的縱向裙板上的結(jié)構(gòu)預(yù)留緩焊區(qū)，數(shù)據(jù)調(diào)整好后再焊接，焊接過(guò)程中要控制好焊接參數(shù)。同時(shí)為了保證料斗艙底門(mén)與卸料口裙板間隙偏差 ? 5 m m ，裙板下端預(yù)留 2 0 m m 余量，料斗艙底門(mén)安裝時(shí)根據(jù)調(diào)整數(shù)據(jù)來(lái)切割。為了保證后續(xù)艙底門(mén)安裝水平度要求，料斗分段定位時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注艙底門(mén)安裝基座處的四角水平，水平偏差 。料斗分段船臺(tái)大合攏后耐磨鋼裝配和焊接要求與料斗分段總組時(shí)的要求一樣，此處不再贅述。

3.3料斗分段船臺(tái)總組

料斗上、下部分分段在總組場(chǎng)地總組時(shí)，要做好總組場(chǎng)地策劃，合理布置總組支撐的位置，降低總組高度，要方便現(xiàn)場(chǎng)施工，同時(shí)要考慮分段坡口朝向，減少分段總組變形。分段總組好后按照裝焊原則工藝對(duì)耐磨鋼裝配作業(yè)，裝焊前按耐磨鋼預(yù)熱工藝要求做好預(yù)熱工作。耐磨鋼焊接時(shí)要按照船體結(jié)構(gòu)焊接原則工藝、船體焊接順序工藝和焊接工藝規(guī)程要求進(jìn)行焊接[，做好過(guò)程跟蹤檢查。焊接過(guò)程中要做好防風(fēng)、防雨、防潮等保護(hù)工作。料斗分段總組焊接完畢后運(yùn)用精度測(cè)量軟件IN-ANALY對(duì)全船分段進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，重點(diǎn)查看料斗分段精度數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)分段端口數(shù)據(jù)偏差；

4料斗艙艙底門(mén)安裝、調(diào)試技術(shù)

4.1料斗艙底門(mén)相關(guān)參數(shù)介紹

全船一共有34處艙底門(mén)，每處艙底門(mén)由2片組 成，每片艙底門(mén)的外形尺寸約為 8 5 0 m m× 3 6 5 0 m m 每一組艙底門(mén)外形尺寸約為 ，每 組艙底門(mén)重量約為 料斗艙卸料口開(kāi)口尺寸 為 1 5 0 0 m m× 2 8 0 0 m m ，卸料口下端距離內(nèi)底板不足 1 1 0 0 m m 。料斗艙底門(mén)表面為熱浸鋅處理。每一組艙 底門(mén)通過(guò)16根螺栓 M2 4 × 9 5 與艙底門(mén)底座連接。料 斗艙底門(mén)由EMS（艙底門(mén)供應(yīng)廠家）制作，施工現(xiàn)場(chǎng) 負(fù)責(zé)組裝、安裝調(diào)試。料斗艙底門(mén)相關(guān)部件如圖7所示， 料斗艙底門(mén)安裝精度公差如表2所示。

4.2料斗艙艙底門(mén)安裝

受到料斗卸料口的尺寸、卸料口下方空間尺寸及其他裝件空間限制，每組艙底門(mén)需要在總組場(chǎng)地分拆為兩片。每片艙底門(mén)要在料斗上半部分分段大合攏前吊運(yùn)到對(duì)應(yīng)區(qū)域的內(nèi)底板上。艙底門(mén)在內(nèi)底板上完成組裝，整體提升到安裝位置，確認(rèn)好卸料口裙板余量并完成切割。艙底門(mén)安裝完畢后做好卸料口裙板油漆涂裝作業(yè)。

國(guó)內(nèi)某些船廠艙底門(mén)是單片安裝，安裝好后再進(jìn)行調(diào)整，施工勞動(dòng)強(qiáng)度大，調(diào)整不方便，存在一定安全隱患。根據(jù)我司艙底門(mén)施工特點(diǎn)，我們團(tuán)隊(duì)在艙底門(mén)組裝前，提前研制可拆式輪式裝置，仿造艙底門(mén)下端線型，艙底門(mén)在此裝置上完成工況下的組裝工作，再運(yùn)用輕便型液壓調(diào)整裝置提升艙底門(mén)到合適位置。這樣的方法相比其他船廠施工效率更快，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，施工成本更省。當(dāng)艙底門(mén)水平數(shù)據(jù)調(diào)整好后，施工人員確認(rèn)好卸料口裙板下端余量。根據(jù)耐磨鋼裝焊工藝要求，使用專用切割設(shè)備切割耐磨鋼余量，切割前做好預(yù)熱，同時(shí)切割余量前要做好料斗艙底門(mén)熱浸鋅層的防護(hù)工作。艙底門(mén)在安裝提升和下降的過(guò)程中要做好安全監(jiān)控，注意觀察周圍環(huán)境，無(wú)關(guān)人員不要靠近，做好安全禁區(qū)管理。為了提高上述裝置的使用效率，我們團(tuán)隊(duì)研制一種適用工裝，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)可以通過(guò)此工裝將艙底門(mén)固定在合適位置。而國(guó)內(nèi)某些船廠的施工方法是卸料口裙板余量確認(rèn)好后，直接將艙底門(mén)降到內(nèi)底板上。這樣后續(xù)艙底門(mén)調(diào)試時(shí)需要將艙底門(mén)再次提升，增加了起升工時(shí)投入，增加了起升安全隱患。我司的施工方法既減少艙底門(mén)無(wú)效起升工時(shí)投入，又實(shí)現(xiàn)了安全、高效施工。

耐磨鋼余量切割好后，做好耐磨鋼自由邊打磨，提升艙底門(mén)到對(duì)應(yīng)的安裝位置，檢查艙底門(mén)與卸料口裙板之間的間隙 ? 5 m m 。艙底門(mén)調(diào)整好后，將艙底門(mén)下降到一定高度，使用自制工裝固定，等待后續(xù)油漆涂裝作業(yè)。涂裝作業(yè)結(jié)束后，將艙底門(mén)調(diào)整到安裝位置，更換自制工裝，使用工況下的連接螺栓。檢查艙底門(mén)基座與等高線之間的高度差值，對(duì)不滿足高度要求的位置可以增加鋼制墊片；檢查艙底門(mén)中心與卸料口下方的中心線偏差值，調(diào)整到滿足要求位置；最后緊固好連接螺栓。

4.3料斗艙艙底門(mén)調(diào)試

艙底門(mén)安裝完畢后，根據(jù)原理圖安裝艙底門(mén)液壓裝置并連接好管線，做好艙底門(mén)調(diào)試前準(zhǔn)備工作。等裝卸貨系統(tǒng)的滾輪、傳送帶、動(dòng)力裝置等安裝調(diào)試好后，聯(lián)動(dòng)調(diào)試艙底門(mén)液壓開(kāi)啟、關(guān)閉及運(yùn)行過(guò)程中的工作狀態(tài)。調(diào)試人員將艙底門(mén)緩慢開(kāi)啟，跟蹤開(kāi)啟過(guò)程中是否有異常響動(dòng)或干涉問(wèn)題。當(dāng)出現(xiàn)異常響動(dòng)或干涉問(wèn)題時(shí)，暫停艙底門(mén)開(kāi)啟作業(yè)，檢查出現(xiàn)的問(wèn)題并及時(shí)作出相應(yīng)的修改。等問(wèn)題解決好后繼續(xù)開(kāi)啟艙底門(mén)，直至艙底門(mén)完全打開(kāi)，檢查艙底門(mén)開(kāi)啟后的角度是否滿足要求。各項(xiàng)開(kāi)啟檢查工序都檢查好后，關(guān)閉艙底門(mén)，觀察艙底門(mén)是否能正常關(guān)閉。檢查艙底門(mén)與卸料口裙板之間的間隙，間隙要滿足 ? 5 m m 。艙底門(mén)整個(gè)開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程都滿足要求后，做好相關(guān)報(bào)驗(yàn)簽字確認(rèn)工作。

5 結(jié)語(yǔ)

料斗艙是轉(zhuǎn)載駁船重要的功能艙。料斗艙分段裝配和焊接質(zhì)量對(duì)后續(xù)艙底門(mén)安裝精度有很大影響。艙底門(mén)的安裝質(zhì)量最終影響轉(zhuǎn)載駁船功能性使用。通過(guò)對(duì)料斗分段裝配、焊接和艙底門(mén)安裝、調(diào)試的工藝策劃、施工方案的研討優(yōu)化并落實(shí)，理順了整個(gè)施工流程，編寫(xiě)完成相關(guān)建造工藝，積累了相關(guān)建造經(jīng)驗(yàn)，可為后續(xù)船及類似船型施工提供相關(guān)借鑒依據(jù)

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