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Harbin Engineering University
船舶建造工艺力学——吊装
曲先强
2010年2月24日
船台总装工艺
Harbin Engineering University
船台总装工艺 现代造船模式与传统造船模式在模式特征、设计方 式、生产方式、管理方式上都截然不同。现在造船模式 下的船厂实行总装化造船，总装化造船现代造船发展的 必由之路。现代造船模式下的船舶建造工艺，船体总装 工艺都与传统的造船流程有很大的区别。 1船舶建造工艺流程 船舶为了满足性能和使用要求，其外形和船体结构 非常复杂，如何能将这些复杂的结构通过若干的工艺阶 段建成完整的船体，是船舶建造工艺解决的重点。造船 工艺一般分为船体建造工艺和舾装工艺两大类。后来， 于船舶大型化导致涂装工程大量增加，质量要求不断提 高，涂装技术得到迅速发展，从而促使涂装作业从舾装 作业中分离开来，形成了独特的涂装生产作业系统;
船体分段吊装——吊点的设计
Harbin Engineering University
2.应在纵横连续强构件的交汇点上，并于左右围壁或前 后端壁的延伸部分，吊点还应设置在上下有连续性的构 件上：使受力面扩大，使受力传递分散，以减少应力。 3.应使吊索与甲板水平面的夹角大于60度，并尽可能
增大，这样能减小绳索的张力，使甲板的受力状况 得到改善 。
船体分段吊装
Harbin Engineering University
(3)需要资源数量种类多。由于分段质量体积大，在进行 搬运、吊装、焊接时就需要大量的人力、起重设备以及其 它资源来共同协作才能完成。同时，在吊装完成后，还要 进行分段焊接工作，这更加大了资源的使用数量。因此， 要求船体分段吊装计划的制定必须能够很好的协调各种资 源的利用，避免发生资源冲突，或资源等待状态。 (4)吊装过程复杂。船台的吊装计划是制定造船计划的主 要依据，吊装过程不但涉及多资源的综合利用，而且直接 影响到车间的分段装配、预舾装、小分段合成大分段等作 业的日程计划。因此，要求船体建造部门必须对船台分段 吊装进行周密的计划，确保船舶建造的顺利进行。
Harbin Engineering University
船体分段吊装——吊装顺序
Harbin Engineering University
使用该方法的分段吊装顺序和基本装焊工艺详细描述如 下: (l)吊装基准分段(底部分段); (2)吊装基准分段上的舱壁分段和前后的底部分段; (3)吊装舷侧分段，向艏、艉方向继续吊装底部分段和 舱壁分段 (4)吊装甲板分段，继续吊装底部分段、舱壁分段和舷 侧分段。 (5)继续向艏、艉方向吊装底部分段、舱壁分段、舷侧 分段和甲板 (6)吊装艏、艉分段。 (7)吊装及焊接上层建筑，并进行舾装作业。
船台总装工艺
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同时也把造船工艺分为船体建造、区域舾装和区域涂装 三大工艺流程，在设计和建造过程中对舾装和涂装进行 统筹安排。随着现代信息技术的不断发展，造船模式不 断的改进，形成了以高度总装化为特征，以精益生产为 核心的现代造船模式。现代的造船方法也发展为以区域 为基础，将建造、舾装和涂装三种类型的作业相互协调 有机结合组织生产，形成壳、舾、涂一体化建造技术。 现代造船模式下船舶建造的工艺流程图如图所示。
4.应便于吊环的装焊和拆除。
船体分段吊装——吊点的设计
Harbin Engineering University
船体分段吊装——吊点的设计
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吊装分段重量重心计算：根据划好的上建总段，具体计算 出每个总段的性数据，即船体结构的重量重心、大型备的 重量重心、非船体结构(需要放人段的栖装件和脚手架等) 重量重心。在计算时，我们假设非船体结构重心与每个段 的结构重心重合。表1列出了四个总段结构重量和总段重量
船体分段吊装——吊装顺序
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百度文库
3.对总段进行试吊，当总段提升200mm时，认真检查 钢索、吊马、加强材的受力情况，若有问题应立即将总 段放回胎架，进行分析调整，然后再进行试吊，直至安 全可靠，方可正式吊起安装。 4.总段应提升一定高度，然后按规定路线将上建缓慢吊 至船上安装位置处，缓缓下降距上甲板400mm处暂停 ，调整总段位置，安装临时定位工具（花兰螺丝和油泵 等）。 5.定位总段，测量四角水平，围壁下缘空隙等。 6.总段定位焊结束后，拆除临时加强和吊马。
船体分段吊装
Harbin Engineering University
船台吊装主要有以下一些特点: (l)需要吊装的分段质量大、体积大。在船台的吊装过 程中包含许多分段和总段，这些分段的质量和体积都非 常大，占用场地面积大，对吊车的起吊能力要求非常高 ，通常还需要其它一些辅助设备刁‘能顺利完成吊装。 (2)工作密集集中。船体分段的吊装都在船台上完成， 船台上存在着分段的起吊、运输、焊接以及资源的运送 等多工作的同时进行，而船台的面积是有限的，这使得 船台上的工作十分密集，一旦某一环的工作出现停滞， 就会对其它工作产生很大的影响。
船体分段吊装
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船体分段吊装
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船体分段吊装
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船体分段吊装
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船体分段吊装——吊点的设计
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综合分析该船的结构特点、吊装能力，根据以往吊装经 验确定了该上层建筑的整体吊装吊马的形式及布置。 ①吊点布置在结构刚度最强的左右舷围壁上，吊马位置 的局部结构的强度将有所保障，同时不会引起吊马附近 结构过大的局部变形； ②有利载荷的传递，结构的整体位移相对较小； ③吊马上的三角肘板可以在一定程度上增加吊马承受平 面内弯矩的能力，有利于吊装安全。
船台总装工艺
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船台总装工艺
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2船台总装工艺 船体结构经过预装配而形成分段或总段后，需要调运 到船台再进行装配焊接形成整个船体，即船体的总装，也 称大合拢。船舶总装是在部件装焊、分段装焊、总段装焊 及舾装、涂装的基础上，在船台完成船舶整体装焊和舾装 、涂装的工艺阶段，它对保证船舶的建造质量，缩短船舶 的建造周期有着直接的关系。船台分为纵向倾斜船台，水 平船台，造船坞三种类型，目前大中型分段均使用造船坞 作为总装的场地。船台总装的方式(也称为建造法)也根据 船舶的类型和船厂的实际生产条件的不同而不同，如图所 示为塔式建造法的船台吊装顺序
船体分段吊装
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船体分段吊装是指在船台上，使用起重设备，焊机等 一些辅助设备将大型船体分段吊运到指定的位置并进行焊 接装配的过程。由于需要吊装的分段体积和质量较大，吊 装过程会涉及大量的人力、物力等资源的协调使用，吊装 过程中资源的合理配置显得尤为重要。船台(船坞)是船厂 实现分段吊装的主要场地，因此船体分段吊装有时也称为 船台吊装，船台的数量和尺度是决定船厂生产能力的主要 依据。船台的生产能力决定船厂每年的生产量，因此，船 厂总是最大限度地发挥船台的能力，通过优化船台吊装顺 序，合理安排资源的使用情况，可以有计划地缩短船台周 期。
船体分段吊装——吊装顺序
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船体分段吊装——吊装顺序
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为了确保吊装的顺利进行，必须根据工程实际情况，有 针对性的编制专项吊装程序。 基本程序和要求如下： 1.上建结构和舾装结束后，定位总段外围壁的基准线， 必须加强的构件及定位装置等也应完成。 2.起吊前，拆除全部总段与胎架的定位焊和临时连接件 ，装好起重索具，龙门吊吊钩对准吊马。
船体分段吊装——吊点的设计
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根据《详细建造计划书》的要求，在总段组合时，我们必 须采取措施控制总段中的预舾装范围，从而控制总段在吊装 时的变形。因此，在总段组装时，根据每个总段不同的结构 特点，要完成管子、铁舾件补装，风管、木作构架安装，电 缆托架、电器固定件补装，门窗安装等。总段整体涂装后还 要进行局部电缆的拉放和电梯围井绝缘敷设，卫生间单元也 随层进行清空吊装。 舾装的大型设备重量比较容易计算，而像管子、铁舾件、 风管、木作等非船体结构重量，在总段吊装时计算比较困难 :我们根据以往的经验，把上述这些构件和必要的脚手架等 的总重量按其总段船体结构重量的0.35倍进行估算，从而 得出总段的总重量。
船体分段吊装
分段吊装研究问题： 1、合理吊装顺序； 2、吊点的设计； 3、强度校核； 4、变形控制、吊点与吊环加强。
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船体分段吊装——吊装顺序
合理的吊装方式可以提高船台利用 效率，缩短船台周期。虽然对不同 的情况所选择的建造方法不同，但 是在一个建造区域的分段吊装顺序 和分段定位固定方法却是相同的。 塔式建造法是目前各船厂普遍采用 的船台吊装方法，右图所示即采用 塔式建造法分段的基本吊装顺序。
船体分段吊装——吊装顺序
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在吊装时还要注意以下事项: (l)使用吊车吊装时，每天吊装的分段个数要均衡。 (2)所构建的起吊顺序能够使船体不会发生变形，保证建造精 度 (3)要保证分段的供应量充足，不应出现过多分段积压现象。 (4)各分段吊装顺序间隔要考虑到舾装和涂装作业。
船台总装工艺
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船台大合拢是船舶建造的最终阶段，船台大合拢计划 是所有材料/零部件加工、制作、装配、分段合拢、分段预 舾装、分段涂装作业计划的依据。船台大合拢日程作业计 划的内容包括:铺龙骨/分段定位、分段吊装、船体对接装 配、船体对接焊接、搭脚手架、机电设备/大型舾装件安装 、电缆敷设、涂装、外观检验、舱室密性试验、拆除脚手 架、设备初步系泊试验等。船体大合拢阶段是各个专业立 体交叉的作业，需要安排周密的作业计划，同时需要打破 各专业的界限，实行现场区域的统一管理。船体大合拢计 划必须根据船厂的生产条件，如起重能力，场地面积等， 进行综合优化后确定。
船体分段吊装——吊点的设计
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对于船体分段的吊装通常设四个吊点，这种情况受力比 较简单，对于整段上层建筑来说，由于其刚度较小、尺寸 较大、重量较大，若采取该种方式布置吊点势必会引起： ①吊点位置太少、结构尺寸太大，结构整体的变形过大 ； ②结构重量太大、吊点位置较少、吊点局部结构较弱， 吊点位置的局部应力过高。 在总段的驾驶甲板两侧设四个吊点，由主钩承受总段的 全部重量;在罗经平台的前端设两个吊点，为副钩调节总段 前后倾斜用。为了使吊点受力均布分散，主钩每个吊点设 4孔长吊环，使每孔吊环可承受25吨负荷。副钩每个吊点 设承受25吨的单孔吊环。
船体分段吊装——吊点的设计
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吊点设置的合理，可以使得整体吊装的上层建筑受力更 为均匀合理，充分发挥起重设备的起吊能力，确保吊装 的顺利进行。 一般吊点设置要求如下： 1.尽可能对称于上层建筑的重心布置，使得各吊点受力 比较均匀，减少上建的变形。 选择吊点时要考虑结构布置的匀称，一般应在长宽方向 的1/4处，对称于重心，若满足不了则尽量缩小偏移。
船舶建造工艺力学——吊装
曲先强
2010年2月24日
船台总装工艺
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船台总装工艺 现代造船模式与传统造船模式在模式特征、设计方 式、生产方式、管理方式上都截然不同。现在造船模式 下的船厂实行总装化造船，总装化造船现代造船发展的 必由之路。现代造船模式下的船舶建造工艺，船体总装 工艺都与传统的造船流程有很大的区别。 1船舶建造工艺流程 船舶为了满足性能和使用要求，其外形和船体结构 非常复杂，如何能将这些复杂的结构通过若干的工艺阶 段建成完整的船体，是船舶建造工艺解决的重点。造船 工艺一般分为船体建造工艺和舾装工艺两大类。后来， 于船舶大型化导致涂装工程大量增加，质量要求不断提 高，涂装技术得到迅速发展，从而促使涂装作业从舾装 作业中分离开来，形成了独特的涂装生产作业系统;
船体分段吊装——吊点的设计
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2.应在纵横连续强构件的交汇点上，并于左右围壁或前 后端壁的延伸部分，吊点还应设置在上下有连续性的构 件上：使受力面扩大，使受力传递分散，以减少应力。 3.应使吊索与甲板水平面的夹角大于60度，并尽可能
增大，这样能减小绳索的张力，使甲板的受力状况 得到改善 。
船体分段吊装
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(3)需要资源数量种类多。由于分段质量体积大，在进行 搬运、吊装、焊接时就需要大量的人力、起重设备以及其 它资源来共同协作才能完成。同时，在吊装完成后，还要 进行分段焊接工作，这更加大了资源的使用数量。因此， 要求船体分段吊装计划的制定必须能够很好的协调各种资 源的利用，避免发生资源冲突，或资源等待状态。 (4)吊装过程复杂。船台的吊装计划是制定造船计划的主 要依据，吊装过程不但涉及多资源的综合利用，而且直接 影响到车间的分段装配、预舾装、小分段合成大分段等作 业的日程计划。因此，要求船体建造部门必须对船台分段 吊装进行周密的计划，确保船舶建造的顺利进行。
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船体分段吊装——吊装顺序
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使用该方法的分段吊装顺序和基本装焊工艺详细描述如 下: (l)吊装基准分段(底部分段); (2)吊装基准分段上的舱壁分段和前后的底部分段; (3)吊装舷侧分段，向艏、艉方向继续吊装底部分段和 舱壁分段 (4)吊装甲板分段，继续吊装底部分段、舱壁分段和舷 侧分段。 (5)继续向艏、艉方向吊装底部分段、舱壁分段、舷侧 分段和甲板 (6)吊装艏、艉分段。 (7)吊装及焊接上层建筑，并进行舾装作业。
船台总装工艺
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同时也把造船工艺分为船体建造、区域舾装和区域涂装 三大工艺流程，在设计和建造过程中对舾装和涂装进行 统筹安排。随着现代信息技术的不断发展，造船模式不 断的改进，形成了以高度总装化为特征，以精益生产为 核心的现代造船模式。现代的造船方法也发展为以区域 为基础，将建造、舾装和涂装三种类型的作业相互协调 有机结合组织生产，形成壳、舾、涂一体化建造技术。 现代造船模式下船舶建造的工艺流程图如图所示。
4.应便于吊环的装焊和拆除。
船体分段吊装——吊点的设计
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船体分段吊装——吊点的设计
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吊装分段重量重心计算：根据划好的上建总段，具体计算 出每个总段的性数据，即船体结构的重量重心、大型备的 重量重心、非船体结构(需要放人段的栖装件和脚手架等) 重量重心。在计算时，我们假设非船体结构重心与每个段 的结构重心重合。表1列出了四个总段结构重量和总段重量
船体分段吊装——吊装顺序
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百度文库
3.对总段进行试吊，当总段提升200mm时，认真检查 钢索、吊马、加强材的受力情况，若有问题应立即将总 段放回胎架，进行分析调整，然后再进行试吊，直至安 全可靠，方可正式吊起安装。 4.总段应提升一定高度，然后按规定路线将上建缓慢吊 至船上安装位置处，缓缓下降距上甲板400mm处暂停 ，调整总段位置，安装临时定位工具（花兰螺丝和油泵 等）。 5.定位总段，测量四角水平，围壁下缘空隙等。 6.总段定位焊结束后，拆除临时加强和吊马。
船体分段吊装
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船台吊装主要有以下一些特点: (l)需要吊装的分段质量大、体积大。在船台的吊装过 程中包含许多分段和总段，这些分段的质量和体积都非 常大，占用场地面积大，对吊车的起吊能力要求非常高 ，通常还需要其它一些辅助设备刁‘能顺利完成吊装。 (2)工作密集集中。船体分段的吊装都在船台上完成， 船台上存在着分段的起吊、运输、焊接以及资源的运送 等多工作的同时进行，而船台的面积是有限的，这使得 船台上的工作十分密集，一旦某一环的工作出现停滞， 就会对其它工作产生很大的影响。
船体分段吊装
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船体分段吊装
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船体分段吊装
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船体分段吊装
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船体分段吊装——吊点的设计
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综合分析该船的结构特点、吊装能力，根据以往吊装经 验确定了该上层建筑的整体吊装吊马的形式及布置。 ①吊点布置在结构刚度最强的左右舷围壁上，吊马位置 的局部结构的强度将有所保障，同时不会引起吊马附近 结构过大的局部变形； ②有利载荷的传递，结构的整体位移相对较小； ③吊马上的三角肘板可以在一定程度上增加吊马承受平 面内弯矩的能力，有利于吊装安全。
船台总装工艺
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船台总装工艺
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2船台总装工艺 船体结构经过预装配而形成分段或总段后，需要调运 到船台再进行装配焊接形成整个船体，即船体的总装，也 称大合拢。船舶总装是在部件装焊、分段装焊、总段装焊 及舾装、涂装的基础上，在船台完成船舶整体装焊和舾装 、涂装的工艺阶段，它对保证船舶的建造质量，缩短船舶 的建造周期有着直接的关系。船台分为纵向倾斜船台，水 平船台，造船坞三种类型，目前大中型分段均使用造船坞 作为总装的场地。船台总装的方式(也称为建造法)也根据 船舶的类型和船厂的实际生产条件的不同而不同，如图所 示为塔式建造法的船台吊装顺序
船体分段吊装
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船体分段吊装是指在船台上，使用起重设备，焊机等 一些辅助设备将大型船体分段吊运到指定的位置并进行焊 接装配的过程。由于需要吊装的分段体积和质量较大，吊 装过程会涉及大量的人力、物力等资源的协调使用，吊装 过程中资源的合理配置显得尤为重要。船台(船坞)是船厂 实现分段吊装的主要场地，因此船体分段吊装有时也称为 船台吊装，船台的数量和尺度是决定船厂生产能力的主要 依据。船台的生产能力决定船厂每年的生产量，因此，船 厂总是最大限度地发挥船台的能力，通过优化船台吊装顺 序，合理安排资源的使用情况，可以有计划地缩短船台周 期。
船体分段吊装——吊装顺序
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船体分段吊装——吊装顺序
Harbin Engineering University
为了确保吊装的顺利进行，必须根据工程实际情况，有 针对性的编制专项吊装程序。 基本程序和要求如下： 1.上建结构和舾装结束后，定位总段外围壁的基准线， 必须加强的构件及定位装置等也应完成。 2.起吊前，拆除全部总段与胎架的定位焊和临时连接件 ，装好起重索具，龙门吊吊钩对准吊马。
船体分段吊装——吊点的设计
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根据《详细建造计划书》的要求，在总段组合时，我们必 须采取措施控制总段中的预舾装范围，从而控制总段在吊装 时的变形。因此，在总段组装时，根据每个总段不同的结构 特点，要完成管子、铁舾件补装，风管、木作构架安装，电 缆托架、电器固定件补装，门窗安装等。总段整体涂装后还 要进行局部电缆的拉放和电梯围井绝缘敷设，卫生间单元也 随层进行清空吊装。 舾装的大型设备重量比较容易计算，而像管子、铁舾件、 风管、木作等非船体结构重量，在总段吊装时计算比较困难 :我们根据以往的经验，把上述这些构件和必要的脚手架等 的总重量按其总段船体结构重量的0.35倍进行估算，从而 得出总段的总重量。
船体分段吊装
分段吊装研究问题： 1、合理吊装顺序； 2、吊点的设计； 3、强度校核； 4、变形控制、吊点与吊环加强。
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船体分段吊装——吊装顺序
合理的吊装方式可以提高船台利用 效率，缩短船台周期。虽然对不同 的情况所选择的建造方法不同，但 是在一个建造区域的分段吊装顺序 和分段定位固定方法却是相同的。 塔式建造法是目前各船厂普遍采用 的船台吊装方法，右图所示即采用 塔式建造法分段的基本吊装顺序。
船体分段吊装——吊装顺序
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在吊装时还要注意以下事项: (l)使用吊车吊装时，每天吊装的分段个数要均衡。 (2)所构建的起吊顺序能够使船体不会发生变形，保证建造精 度 (3)要保证分段的供应量充足，不应出现过多分段积压现象。 (4)各分段吊装顺序间隔要考虑到舾装和涂装作业。
船台总装工艺
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船台大合拢是船舶建造的最终阶段，船台大合拢计划 是所有材料/零部件加工、制作、装配、分段合拢、分段预 舾装、分段涂装作业计划的依据。船台大合拢日程作业计 划的内容包括:铺龙骨/分段定位、分段吊装、船体对接装 配、船体对接焊接、搭脚手架、机电设备/大型舾装件安装 、电缆敷设、涂装、外观检验、舱室密性试验、拆除脚手 架、设备初步系泊试验等。船体大合拢阶段是各个专业立 体交叉的作业，需要安排周密的作业计划，同时需要打破 各专业的界限，实行现场区域的统一管理。船体大合拢计 划必须根据船厂的生产条件，如起重能力，场地面积等， 进行综合优化后确定。
船体分段吊装——吊点的设计
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对于船体分段的吊装通常设四个吊点，这种情况受力比 较简单，对于整段上层建筑来说，由于其刚度较小、尺寸 较大、重量较大，若采取该种方式布置吊点势必会引起： ①吊点位置太少、结构尺寸太大，结构整体的变形过大 ； ②结构重量太大、吊点位置较少、吊点局部结构较弱， 吊点位置的局部应力过高。 在总段的驾驶甲板两侧设四个吊点，由主钩承受总段的 全部重量;在罗经平台的前端设两个吊点，为副钩调节总段 前后倾斜用。为了使吊点受力均布分散，主钩每个吊点设 4孔长吊环，使每孔吊环可承受25吨负荷。副钩每个吊点 设承受25吨的单孔吊环。
船体分段吊装——吊点的设计
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吊点设置的合理，可以使得整体吊装的上层建筑受力更 为均匀合理，充分发挥起重设备的起吊能力，确保吊装 的顺利进行。 一般吊点设置要求如下： 1.尽可能对称于上层建筑的重心布置，使得各吊点受力 比较均匀，减少上建的变形。 选择吊点时要考虑结构布置的匀称，一般应在长宽方向 的1/4处，对称于重心，若满足不了则尽量缩小偏移。