近年随着造船业的发展,船舶气囊下水工艺得到了诸多船厂的广泛采用。但由于与下水工艺密切相关的下水坡道的设计没有得到足够的重视,使得船舶下水仍然存在安全隐患。介绍了
船舶气囊下水工艺过程,分析了下水坡道设计中存在的问题,提出了下水坡道设计中应考虑的因素,结合工程实例阐述了坡道设计的相关要点。
关键词 下水工艺 气囊船台 下水坡道
Abstract:In recent years,with the ship launching by the development of shipbuilding technology has been widely used in many shipyards.However,due to the water eraft and water are closely related to the design of the ramp did not get enough attention,making the ship launching is still a security risk. This article deseribes the process of ship launching by analysis of the water problems in the design of the ramp,launching ramp design is proposed to be taken into account,with an engineering example describes the design of the relevant points of the ramp. Key words:launching technology;slipway by airbag;launching slope
船舶气囊下水是我国独创的下水方法,在我国中小船厂的实际应用非常广泛,有着近30年的历史,被称之为“柔性下水技术”,但其发展进程却一直处于缓慢状态。随着近几年造船业的快速发展,以往非主流的气囊下水方式由于其成本低、使用灵活等优势,得到了空前的应用和发展,如今河口及沿海的大中型船厂也普遍开始倾向于采用该工艺。用气囊进行船舶下水工艺克服了以往中小船厂船舶修造能力受制于滑板、滑道等传统工艺的制约,经过多年的实践和积累,由最初可以使自重100t船下水到现在可以使自重12000t的船舶安全下水,已成功地进入了承载大型船舶下水的时代,成为一种极具活性,极具柔性,极具发展潜力,极具安全性的成熟技术,具有省时、省力、省投资、机动灵活、安全可靠、综合经济效益显著等优点。但应用于气囊下水的船台形式各异,良莠不齐,尤其是与下水工艺密切相关的坡道设计往往没有得到足够的重视,从而使船舶下水存在安全隐患。笔者尝试从气囊下水工艺开始,探讨其过程和机理,浅述坡道设计的相关要点,并简要介绍已在实践中应用的设计实例。
1 船舶气囊下水工艺
船舶采用气囊上水时,先将起重气囊充气抬起船体,拆除船底下的墩木,船体下坐到气囊上,在卷扬机(绞车)和缆绳的牵引下,有控制地移动船舶,或直接断开缆绳,使船舶自由下滑,完成下水过程。
船舶气囊下水的过程分为4个阶段:① 船舶下水前准备;② 控制船舶下滑至水边;③ 从船舶触水至全浮;④ 从船舶全浮到滑行停止。其中从船舶触水至全浮阶段是船舶下水运动
状态比较复杂的阶段。船舶移至水边后,根据水域及坡道条件选择快速入水还是继续在绞车控制下入水是需要考虑的问题。在水域宽度及坡道条件允许的前提下,可以断开缆绳,使船舶依靠重力的作用自由滑入水中,如果初始下滑力不够,则需要在船首采取措施推动船舶启动。
船舶滑向水域时,如果船台坡道因末端标高较高而有变坡设置时,船尾滑出水边到入水之前,船舶的表现以悬臂外伸状态为主。此时,船舶纵倾角在继续微微增大,船尾末个有效气囊的受力也在持续增加。在船体重心经过变坡点时将出现稍微明显的纵向翻倾,这个时点是气囊受力最大也是船台末端荷载最大的时候,故在下水方案中对单个气囊的超载能力应有充分估计,对可能出现的问题要有预案。如果船台前沿坡道的坡度较大,且标高较低,则船尾直接入水,这样可使船体纵倾减缓,气囊的受力分布也逐渐转变为首部大
尾部小。
随着船尾入水体积的增加,尾部逐渐浮起,船底入水的气囊也陆续被释放漂浮,直至船首离开最后一只气囊的支撑,船的重量全部依靠浮力支承。当船 尾 入 水 开 始 上 浮,而 船 首 还 压 在 最后一个或 几 个 气 囊 上 时,气 囊 将 承 受 船 体 自 重25%~30%的重量,此时单个气囊的超载能力应在下水前有充分估计。在水位变幅不大的河口及沿海一带,多数气囊船台下水坡道很短, 一般可不考虑控制下水,直 接断开缆绳让船舶自由下水。与滑道船台的下水 运动状态相比,气囊下水由于有气囊的缓冲作用, 不会因为船舶“尾弯”或“尾浮”状态使船中或船首 底部集中受力过度而受损,而且船舶全浮前通常 船首下面都是密集的气囊, 一般不会因为“首跌 落”而受损,因此,可以说气囊下水过程比滑道下 水更安全可靠。2 下水坡道的设计 下水坡道是采用气囊下水工艺的船台的重要 组成部分,广义的下水坡道包括船台及前沿伸入 水底的坡道,狭义的下水坡道仅指船台前沿至水 底部分。由于船台的设计类同于滑道船台,有可 参照的规范和比较充分的理论研究,本文主要探 讨的是船台前沿的下水坡道。 目前下水坡道在气囊船台设计时往往被忽略 或随意设置,这使得船舶的下水安全更多地依赖 于气囊的材质和下水操作的过程[]。在工程实践 中常用的坡道型式有弧线型和折线型,前者使下 水过程比较流畅,后者则方便施工。
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