辽南2000吨船舶气囊下水施工方案书
一、方案设计依据： 1、中华人民共和国船舶行业标准CB/T3837-2011《船舶气囊上排、下水工艺要求》。 2、船厂提供的相关船型资料及技术数据。 3、相关行业标准及技术标准。二、技术方案（一）主要参数1、船型参数 型长：93米，垂线间长：86米，型宽13.8米，型深:：6.5米，设计平均吃水3.11米，艏吃水：2.89米，艉吃水:3.3米，一号船下水时船舶重量为1973t（该方案按照空船重量2200t计算）。 2、船台技术参数斜船台坡比1：20，末端标高-1米3、建造高度建造高度不大于600mm(龙骨高度)。4、CB/T3837-2011《船舶气囊上排、下水工艺要求》中按船体重量和长度，此船应属于Ⅲ类船舶。（二）建造要求1、建造高度不能超过0.60米.2、建造墩的位置应横平竖直，间距不小于3米，便于布设气囊。（三）船体顶升及拖移过程中气囊基本数据：1、施工中拟采用30条直径1.80米,长度15米高压气囊，其中20条顶升及滚动作业，10条气囊备用倒接，气囊的额定工作压力为0.11MPa,安全倍数为4.5倍。因此船底线形比较复杂，每条气囊的受力面积和承载力都不相同。每条气囊承载力见气囊顶升图。
编号接触面积工作压力顶升力编号接触面积工作压力顶升力
012.05m20.11MPa22.6T1115.80 m20.11MPa173.8T
023.14 m20.11MPa34.5T1215.72 m20.11MPa172.7T
036.58 m20.11MPa72.4T1315.90 m20.11MPa174.9T
0410.80 m20.11MPa118.8T1415.08 m20.11MPa165.9T
0512.76 m20.11MPa140.4T1513.20 m20.11MPa145.2T
0614.96 m20.11MPa164.6T1611.30 m20.11MPa124.3T
0715.35 m20.11MPa168.9T179.27 m20.11MPa101.6T
0815.35 m20.11MPa168.9T183.87 m20.11MPa42.6T
0915.41 m20.11MPa169.5T193.01 m20.11MPa33.1T
1015.80 m20.11MPa173.8T201.97 m20.11MPa21.7T
合计接触面积总计:217.31m2,在工作压力0.11 MPa时顶升力总合:2390.2T。大于船体重量1973T。其中：1、2、18、19、20号气囊在500水线，顶升高度为1100mm
气囊的压力最大值为0.11MPa，小于设计院提供的每平方米 每条气囊与船底接触面的宽度为1.88米,本船肋位间距为0.6米,横跨三个肋位，且气囊与船底接触面积总合为220平方米，建造墩与船底的接触面积为----平方米，对船底压强要小的多。 2、顶升：（1）气囊数量参照CB/T3837-2011《船舶气囊上排、下水工艺要求》气囊数量计算如下：N=K1·Qg/Cb·R·Ld式中；N----气囊数量，单位：条K1----系数，K1≥1.2Q-----船体重量，数值：2200Tg------重力加速度，数值：9.8米/秒2Cb-------方型系数，0.5R------每米气囊承载力数值，数值：198.3KN/m（KN/m）Ld------船舶舯剖面处气囊与船舶接触长度，数值：13.8米 接续气囊数量：2-4条N=K1·Qg/Cb·R·Ld= (2200×9.8)÷(0.5×198.3×13.8) ×1.2=15.7×1.2=19条
其中式中说明: R:顶升气囊总长度为120.5米,气压0.11MPa时顶升重量2390T,每米气囊承载力为:198.3KN/m在实际操作过程中采用30条高压气囊，20条顶升10条备用倒接。气囊数量大于工艺要求数量。（2）气囊之间的中心距用下公式校核： L/（N-1）≥ΠD/2+0.3 式中: L-------船底能摆放气囊长度，单位；67米N------滚动气囊数量，单位：20只K-------系数，系数=1D-------气囊直径，单位：1.8米计算结果：3.5﹥3.1 符合CB/T3837-2011《船舶气囊上排、下水工艺要求》.（3）接续气囊间距：接续气囊间距为两倍的工作气囊间距：6米。3、牵引力计算：在下水时承受的最大拉力计算:F=Q.g.sinα-μ.Q.g.COSα+Q.V/TF 拉力最大数值,单位;KNQ 船体重量,单位:2200Tg 重力加速度 9.8α 斜船台上船舶的倾斜角度,3度μ 气囊滚动摩擦系数 0.01V 移船速度数值,单位:0.03米/秒T 绞车制动响应数值，单位：2秒F=Q.g.sinα-μ.Q.g.COSα+Q.V/T =900KN在下水时采用400KN卷扬机用四道绳做后牵,牵引力为1600KN,安全倍数:1600KN÷900KN=1.8倍(标准为1.25倍)结论:后牵力能满足下水需要。（四）准备工作1：船体牵引点设置下水前需在船艏部强结构上设一组后牵点,承载负荷大于125T，高度应在水线以上。（设在#27，距基4000平台，具体位置可以根据结构特点调整） 2：主锚点和卷扬机锚点的设置船台主后牵锚点强度大于125t，位置设在艏部前方≥15米左右位置。
（五）撤墩 1、参照铺墩图及气囊布置图铺设气囊，顺序从船舯向首尾，保证每条气囊与船体纵剖线垂直确保船体的运行方向。 2、将后牵收紧，达到拉力最大值，检查牵引的各联接点的受力情况，以防止船体在顶升时后溜。 3、从船艉开始对气囊进行充气，气压达到计算压力，将船体完全顶起后，先将铁墩上的木牙子撤掉，防止船体二次坐墩。然后将铁墩从船体两侧撤出。 4、撤墩完毕，重新检查并清洁地面，保证地面无伤害气囊的尖锐物体。（六）浮态计算1、船体下水描述船体移动分三个阶段：（1）先将船体移至坡道指定位置待潮(停止点由下水时潮高确定)。（2）最高潮位时开启坞门。（3）最高潮位时打开脱钩器解除后牵，利用重力下滑完成下水。2、 浮态计算滑道末端标高： -1米，超高：2米空载艉吃水3.3米、艏吃水2.89米（1）停止点在距坞门口5米处待潮，达到2.0米潮位时，艉部水深2.8米，打开后牵，船体向前移动15米，艉吃水3.5米时浮力距等于重力距开始艉浮，滑程75米时艉吃水3.3米，艏吃水2.89米时，浮力距大于重力距船体全浮。在尾浮时首部气囊受力会大于静态时受力，但气囊与船体为柔性接触，气囊随着受力加大工作高度降低，与船体的接触面积增加，对船体的顶升力加大，气囊具有4倍的安全储备，此状态下对气囊和船体都是安全的。（2）通过计算，潮高大于2.0米就能满足其下水需要。（七）测深仪、记程仪的防护此船底有测深仪与记程仪突出船底30mm，在气囊顶升与滚动作业时防止对突出部分因受外力而造成损坏，应对此采用相应保护，保护措施：需加防护措施
（八）下水前的准备1：准备设备情况气 囊 30条，直径1.8米，长15米气 带 200米压 力 表 20台对 讲 机 12部气 源气泵 （船厂提供）卷 扬 机 2T一台脱 钩 器 200T一台2：开始移动之前应注意下面几点：1：检查船底及通道上是否有其他的障碍物，和坚硬石子等物品。2：检查所有指挥人员，卷扬机操作人员是否全部到位。3：卷扬机电气及机械部分运转是否正常，气囊压力是否正常。4：保证空压机正常运转，气带保持良好的状态。5：无关人员全部撤离10米以外区域，同时检查船底及周围是否有滞留人员。3：船体溜放上述应检查的项目全部检查完后指挥员方可下达牵引口令。1：卷扬机手要听从指挥员的统一指挥。2：按规定摆好接续气囊。3：船体牵引速度控制在2.0m/min之内。4：牵引过程中，工作人员随时检查气囊压力的变化。（八）下水操作1：顶升撤墩：按照理论计算数量布置好气囊，后牵卷扬机收紧绳索，并达到计算牵引力（防止在坡道上下滑）。气囊充气顶升，全部气囊充气压力达到设计压力，2：调整气囊压力，达到行走状态下的气囊设计压力，使船体达到设计工作高度500mm3：检查船底是否有较锋利的石块、金属等物品，是否残留造船过程中的金属墩、木垫块、焊条头等物品。4：布置好接续气囊。5：下移行走过程中注意首部吐出气囊的放气、尾部吃进气囊的充气工作。上述工作准备好后，可以进行下水操作。（九） 安全问题1、操作安全及人身安全防范主要注意以下几点：（1）做好人员安全教育，提高全体人员的安全意识。（2）在场的全体人员必须佩带安全帽，劳保鞋，无关人员严禁进入操作区。2、对设备的安全检查： （1）气囊在使用之前，要逐一进行严格检查，对气囊的表面检查是否有伤痕，是否有氧化，充气头密封情况、是否有漏气等现象。（2）对充气系统的压力监视仪表，包括空压机的压力表，要逐一进行试验，指示要准确。充气阀门密封要好，不应有漏气现象。（3）充气管以及与气囊连接的气带，连接要紧密锁紧，防止充气中气带脱落。3、机电设备的安全问题（1）所有设备必须全部做接地保护。（2）手持设备必须采用一机、一闸、一漏电保护的配电设备。（3）电动设备控制电源箱要安放在设备附近，便于操作的位置。（4）设备开关保护整定电流要符合设备要求。（十）自然条件要求：1：风力下水前应提前关注当地天气预报，下水当天海面风力不应大于蒲氏5级。海面能见度应大于500m2：潮高下水时潮高不宜小于2米。（十一）操作流程清扫船台与船底------焊接牵引眼板------固定后牵引-----布置气囊----充气撤墩----再次清扫船底-----溜放到坡道末端保压----高潮位时开启坞门-------最高潮位时解除后牵------重力下滑至全浮------回收气囊---------完成下水作业。
三、双方提供设备及工作介面：1、工作介面：
时间 下 水 施 工 内 容施 工 方备注
船底清理、安装牵引设备甲 方
制作、焊接拖船眼板甲 方
铺设、倒运气囊乙 方甲方协助
顶升撤墩甲 方乙方协助
移动船体乙 方甲方协助
下水通道清理、清洁甲 方
下水后气囊回收乙 方甲方协助
船体下水后拖带及停靠码头甲 方
完成下水清理现场，整理设备乙 方甲方协助
2、设备提供分工（1）甲方提供：（船厂）
品 名规格单位数量备注
工人
人10撤墩
照明
夜间照明
气源
分气缸接到位
电源30KW
满足卷扬机用电需要
小船
条1回收气囊
吊车
倒运气囊
卷扬机40T台1
（2）乙方准备：（气囊公司）
品名规格单 位数量备 注
充气管50米根4200米
气囊1.8×15条30
气压表
个10
对讲机
部12
脱钩器200T个1
卷扬机2T台1
四、风险分析、应急预案
1、保证后牵拉力 根据拉力计算正确选配钢丝绳扣、卸扣、滑轮组，牵引眼板焊接完毕后做探伤检查。在顶升前先做静态负荷拉力试验，检查各联接点的受力情况，确保船体在顶升后安全可靠。2、在顶升后如有个别气囊漏气对船体稳性的影响气囊进厂时对入厂气囊按照CB/T3795标准逐一检查，合格后方可使用，船体顶升后指派专人时刻检查气囊的压力变化，如有掉压现象及时补压。即便出现有一、二条气囊同时爆裂，气囊不是一个整体连通，都是单体结构，并不影响其它气囊的正常工作，顶升高度虽有降低但对船体整体重稳性不会产生影响。3、下水速度过快 为防止船体脱离牵引后下水速度过快拖轮不易掌控，下水时根据潮高和艉浮吃水确定脱钩时机，在艉浮前打开脱钩，此时艉部水深有3.0米水深，水阻较大下水速度不会过快，下水后滑行距离应在2倍船长为宜。4、下滑力小，船体溜放不出坞门口 在满潮时虽然艉部有2.8米吃水，但船体仍有40米还没入水，下滑力应在500KN左右，要远大于水的阻力，此时打开脱钩后船体会缓慢但又坚定的冲出坞门口。为确保万一，也可在脱钩前将拖轮挂长缆在船体艉缆桩在前方待命，一旦出现下滑力不足的情况，由拖轮助拖出坞。5、下水过程中刮蹭坞墙 下水过程中刮蹭坞墙的现象有两种可能性，一是运行气囊的角度不正，二是船体在坞内接近全浮摆脱了气囊顶升。采取的措施如下；（1）在布置气囊时将气囊摆放的与船体纵剖线垂直，在移动船体时随时观察运行方向，判断气囊角度是否平行，如发现运行轨迹偏移时及时逐条测量调整。（2）把握好脱钩时机，一定控制在艉浮前打开脱钩，经计算，船艉溜放出坞门15米时开始艉浮，但是船体大部分仍然坐在气囊上面，其运行轨迹在气囊的作用下不会发生改变，直至船艏溜出坞门时船体全浮，此时船艏刚好脱离气囊的支撑。全浮点在坞门外，在坞内不会全浮所以可以说在坞内不存在横移的可能。（3）在距船体较近的坞墙上挂一定数量的靠球，做必要防护。
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