一种曲面双层底结构的建造精度管控方法

技术领域

本发明涉及船舶制造领域，特别是涉及一种曲面双层底结构的建造精度管控方法。

背景技术

精度控制技术作为最基础的船舶建造核心技术之一，必须与新的建造模式相匹配相适应，才能更好地助力于降本增效和提质保量，从而发挥新建造模式的优越性。因此，随着船舶建造模式的变革，建造技术的不断创新已成为了必然趋势。

双层底分段属于船舶的最底层分段，是整个船舶的根基和总组、搭载阶段的建造基准，同样也是参与船体总纵强度的重要结构。高速船舶的双层底分段，方形系数很小，整体线型变化较大，受限于分段的整体外板线型和纵向构架的垂直度控制，分段建造的反变形和精度补偿不宜过度加放。同时，分段制造完工后由于结构内应力的原因，经常出现“包饺子”的变形现象，造成分段的精度超差。

因此，提供一种曲面双层底结构的建造精度管控方法实属必要，以保证分段建造完工后的主要精度指标满足后续总组搭载的整体精度管控要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种曲面双层底结构的建造精度管控方法，用于解决现有技术中分段精度控制难的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种曲面双层底结构的建造精度管控方法

将大组立曲面双层底结构分段拆分为两个中组立，进行所述中组立与小组立的建造准备，其中所述中组立包括左舷中组立与右舷中组立；

进行中组立胎架与小组立部件的制作与验收；

吊装所述小组立部件于所述中组立胎架上进行中组立装配与验收及焊接、火工矫正与验收；

选取一所述中组立进行定位及验收；

吊装另一所述中组立进行大组立合拢装配与验收及焊接、火工矫正与验收。

优选地，所述中组立胎架制作包括于中组立建造平台及胎架模板上划线、确定所述胎架模板位置、布置所述胎架模板支撑、进行所述胎架模板定位及验收。

优选地，所述中组立胎架为单斜切胎架，基平面与建造场地平台形成一定夹角，保证胎架整体高度最低。

优选地，所述中组立胎架制作包括独立进行的所述左舷中组立胎架制作与所述右舷中组立胎架制作；所述中组立装配包括独立进行的所述左舷中组立装配与所述右舷中组立装配。

优选地，所述左舷中组立包含所述大组立的船体中心线。

优选地，利用焊接数字化管控严格控制焊接阶段的参数，先焊对接缝，后焊角接缝；先焊立角缝，后焊平角缝，由中间向边缘对称施焊。

优选地，每个阶段均设置关键精度控制点，形成从所述小组立制作、所述中组立胎架制作到所述大组立完工整个阶段的精度链模型。

优选地，采用阶段性反变形补偿加放技术。

优选地，所述中组立胎架制作阶段，胎架模板定位时两侧向下加放横向反变形，艏艉两端向下加放纵向反变形。

优选地，所述中组立定位时以大组立纵向合拢接缝为起始点，舷侧向下加放横向反变形。

如上所述，本发明的一种曲面双层底结构的建造精度管控方法，将大组立曲面双层底结构分段拆分为左舷中组立与右舷中组立进行独立分开建造，利用小组立部件制造、中组立装配及大组立合拢装配，提高曲面双层底结构的建造精度；设置的关键精度控制点，形成从小组立部件制作、中组立胎架制作到大组立合拢装焊完工整个阶段的精度链模型，并对每个阶段进行测量验收监控，实现阶段闭环、过程管控，进一步提高曲面双层底结构的建造精度；采用阶段性反变形补偿加放的技术，将反变形补偿分散至中组立和大组立两个阶段进行，避免一次性反变形过度加放引起框架完工垂直度的超差，从而影响船台总段大合拢，再次提高曲面双层底结构的建造精度。建造精度的提高具有以下有益效果：

1)降低施工成本：分段建造精度的提升可以大幅降低完工后的火工矫正作业成本；同时可以提前加强辅助材料的拆除，保证分段涂装的完整性，一定程度上有效地降低了涂装施工作业成本；

2)提高建造效率：曲面双层底结构分段属于船舶的最底层分段，是整个船舶的根基和总组、搭载阶段的建造基准，分段建造精度的提升，有助于实现分段快速化总组、搭载的最终目的。

3)提升外观质量：分段建造精度的提升，保证了整体外板线型的光顺和平整度，提升了整体的外观质量。

4)保证总体性能：曲面双层底结构分段属于船舶的最底层分段，是整个船舶的根基和总组、搭载阶段的建造基准，分段建造精度的提升，同样有利于控制主船体的主尺度，从而保证船舶的总体性能指标。

附图说明

图1显示为本发明的曲面双层底结构的建造精度管控工艺流程图。

图2显示为本发明实施例中左舷中组立建造结构示意图。

图3显示为图2中A向视图结构放大示意图。

图4显示为本发明实施例中左舷中组立横向反变形加放结构示意图。

图5显示为本发明实施例中左舷中组立纵向反变形加放结构示意图。

图6显示为本发明实施例中大组立合拢装配结构示意图。

图7显示为本发明实施例中大组立横向反变形加放结构示意图。

元件标号说明

100 左舷中组立

110 外板

111 外板纵骨

112 框架结构

113 中心线

114 艉端面中心线

115 艏端面中心线

116 外板胎架基准线

117 结构硬档

120 内底板

130 中组立建造平台

140 胎架地脚线

150 中组立艏部肋位线

160 中组立艉部肋位线

170 中组立艏艉肋位线的垂直线

180 胎架模板

181 竖向支撑

182 斜撑

183 胎架基准线

184 水平检验对合线

185 中组立纵向反变形起始点

200 右舷中组立

310 大组立建造平台

320 大组立艉部肋位线

330 大组立艏部肋位线

340 大组立艏艉肋位线的垂直线

350 支柱

360 搁墩

370 大组立纵向合拢接缝

400 全站仪

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。且本发明中方向定义如下，X方向为纵向，Y方向为横向，Z方向为向上；如无特殊说明，以所述左舷中组立为示例详述，所述右舷中组立参照执行。

如图1所示，本发明提供一种曲面双层底结构的建造精度管控方法，所述管控方法至少包括如下步骤：

步骤1.将大组立曲面双层底结构分段拆分为两个中组立，进行所述中组立与小组立的建造准备，其中所述中组立包括左舷中组立100与右舷中组立200。

具体的，本实施例中，将大组立曲面双层底结构分段拆分为左舷中组立100和右舷中组立200，其中所述左舷中组立100包含所述大组立的船体中心线。进行所述中组立与小组立的建造准备，确保小组立部件制作所需的所有零部件均制作完成且已充分矫正，确保中组立胎架制作所需的胎架模板180、竖向支撑181、斜撑182等零件均制作完成且已充分矫正。

步骤2.进行中组立胎架与小组立部件的制作与验收。

具体的，所述小组立部件制作一般选择在平整的角钢平台或干净的钢板平台上进行，装配焊接后置于火工平台上充分矫正。所述小组立部件主要为外板110、外板纵骨111、框架结构112、内底板120等中组立装配所需部件，为保证所述中组立装配时的精度，其制作要求需满足相关规范设计要求：船体中线、结构线、板缝线、对合线等偏差≤1.5mm，所述框架结构112与所述外板纵骨111等线型偏差控制在0～+2.0mm以内，并且需要根据相关规范进行测量、记录并验收，确保只有验收合格的部件才可以进入下个阶段的应用。

本实施例中，如图2，中组立胎架为单斜切胎架，旋转使基平面与建造场地平台形成一定夹角，保证胎架整体高度最低，以方便后期进行所述中组立装配定位，方便吊装及测量，提高建造效率及建造精度。所述中组立胎架制作，首先进行划线，在中组立建造平台130上划出胎架地脚线140、中组立艏部肋位线150、中组立艉部肋位线160以及中组立艏艉肋位线的垂直线170；在胎架模板180上使用划线机刻划胎架基准线183、水平检验对合线184。

其次根据所述中组立的结构硬档117确定所述胎架模板180的位置，其中所述结构硬档117为所述中组立的组成部件，结合所述胎架地脚线140布置所述胎架模板180的竖向支撑181，为保证施工便利，所述竖向支撑181的间距尽可能固定且等距，如图2所示；利用全站仪400将所述中组立艏艉肋位线的垂直线170驳至所述竖向支撑181并刻划线，为控制所述竖向支撑181垂直度并保证胎架强度，每根所述竖向支撑181均设置有斜撑182。

然后，如图3，利用全站仪400、所述胎架模板180的高度定位数据(H1～H7)以及所述水平检验对合线184将所述胎架模板180平行贴至所述竖向支撑181上。定位时要保证所述胎架模板180的垂直度控制在±H/1000mm以内，其中，H为所述胎架模板180的高度定位数据的平均高度；保证所述胎架模板180的直线度控制在±1mm以内；保证所有所述胎架模板180上的所述胎架基准线183与所述竖向支撑181上所述中组立艏艉肋位线的垂直线170之间相对偏差△Y控制在±1mm以内。

最后根据关键精度控制点的管控规范，对制作完成的所述中组立胎架进行测量、记录并验收，确保只有验收合格的部件才可以进入下个阶段的应用。表1为示例性将关键精度控制点的管控规范进行汇总，形成的所述中组立胎架测量记录表以进行测量、记录并验收。当然根据实际控制需求可以对关键精度控制点及允许偏差进行调整，此处不做过分限制。后续中组立装配完工、中组立焊接火工矫正完工、中组立定位、大组立合拢装配完工及大组立焊接火工矫正完工后，均需参照由关键精度控制点管控规范形成的测量记录表进行测量、记录并验收，形成从所述小组立部件制作、所述中组立胎架制作到所述大组立完工整个阶段的精度链模型，以提高曲面双层底的建造精度。

表1中组立胎架测量记录表(以左舷中组立为例)

步骤3.吊装所述小组立部件于所述中组立胎架上进行中组立装配与验收及焊接、火工矫正与验收。

具体的，吊装外板110至所述中组立胎架进行定位，定位时要保证：1)外板胎架基准线116与所述胎架模板180上所述胎架基准线183之间相对偏差控制在±1mm以内；2)所述外板110边缘与所述中组立艏部肋位线150、所述中组立艉部肋位线160之间相对偏差控制在±1mm以内；3)所述外板110与所述胎架模板180上表面之间线型偏差控制在1mm以内。

然后依次吊装外板纵骨111、框架结构112、内底板120以及其他小的散装件进行中组立装配并烧定位焊。所述中组立装配定位焊结束后，根据关键精度控制点的管控规范，对制作完成的所述中组立装配进行测量、记录并验收，确保只有验收合格的部件才可以进行所述中组立焊接。

利用焊接数字化管控严格控制焊接阶段的参数，焊接的一般顺序为：先焊对接缝，后焊角接缝；先焊立角缝，后焊平角缝，由中间向边缘对称施焊。焊接工作全部结束后，对焊缝进行打磨处理，火工矫正消除变形。同样火工矫正完成后，根据关键精度控制点的管控规范，对完工的所述中组立进行测量、记录并验收，确保只有验收合格才可以进行所述中组立定位。本实施例中，所述左舷中组立100包含船体中心线，因此所述左舷中组立100完工后需分别在所述外板110上刻划中心线113、于艏横断面上刻划艏端面中心线115及于艉横断面上刻划艉端面中心线114，所述中心线113、所述艏端面中心线115及所述艉端面中心线114组成船体中心线，然后进行测量、记录并验收。根据实际需要，船体中心线也可放置在所述右舷中组立200上。

步骤5.选取一所述中组立进行定位及验收。

具体的，如图6，在大组立建造平台310上划出大组立艏部肋位线330、大组立艉部肋位线320以及大组立艏艉肋位线的垂直线340。结合所述结构硬档117，按所述中心线113对称布置搁墩360，按所述艏端面中心线115及所述艉端面中心线114左右对称布置支柱350；利用全站仪400将所述大组立艏艉肋位线的垂直线340驳至艏搁墩端面、艉搁墩端面上。

选取包含船体中心线的对应所述中组立进行定位，本实施中，所述船体中心线位于所述左舷中组立100上，因此吊装所述左舷中组立100并利用全站仪400进行定位，定位时要保证：1)所述外板110上的中心线113与所述大组立建造平台上的所述大组立艏艉肋位线的垂直线340之间相对偏差控制在±1mm以内；2)所述外板110边缘与所述大组立艏部肋位线330、所述大组立艉部肋位线320之间偏差控制在±1mm以内。根据关键精度控制点的管控规范，对完工的所述左舷中组立定位进行测量、记录并验收，确保只有验收合格才可以进行大组立合拢装配。

步骤6.吊装另一所述中组立进行大组立合拢装配与验收及焊接、火工矫正与验收。

具体的，如图6，本实施例中，吊装所述右舷中组立200并利用全站仪400进行初定位，划余量线并修割余量，然后与所述左舷中组立100进行合拢装配，定位焊结束后需进行测量、记录并验收，确保只有验收合格才可以进行所述大组立焊接。

所述大组立焊接的顺序和要求以及火工矫正的要求可参照所述中组立。焊接工作全部结束后，对焊缝进行打磨处理，火工矫正消除变形，并进行测量、记录并验收。

作为示例，采用阶段性反变形补偿加放技术。

具体的，除关键精度管控之外，还采用了阶段性反变形补偿加放的技术，将反变形补偿加放分所述中组立和所述大组立两个阶段进行加放。

所述中组立阶段的反变形加放，在所述中组立胎架制作阶段，所述胎架模板180定位时，一般选择所述胎架基准线183为起始点进行两侧向下加放横向反变形a，如图4；选择长度方向的中心为中组立纵向反变形起始点进行艏艉两端向下加放纵向反变形b，如图5。但并不局限于此，根据实际需要加放横向反变形及加放纵向反变形的起始点也可以选取其他参考点。

所述大组立阶段的反变形加放，所述左舷中组立100定位时以大组立纵向合拢接缝370为起始点，舷侧向下加放横向反变形A，所述右舷中组立200定位合拢时以所述大组立纵向合拢接缝370为起始点舷侧向下加放横向反变形A，如图7。

分阶段加放反变形可以避免一次性反变形过度加放引起所述框架结构112垂直度超差，从而影响船台总段大合拢。同时利用所述大组立合拢接缝370在所述大组立阶段加放横向反变形可以更好地控制所述大组立完工后的半宽精度。

综上所述，本发明一种曲面双层底结构的建造精度管控方法，将大组立曲面双层底结构分段拆分为左舷中组立与右舷中组立进行独立分开建造，利用小组立部件制造、中组立装配及大组立合拢装配，提高曲面双层底结构的建造精度；设置的关键精度控制点，形成从小组立部件制作、中组立胎架制作到大组立合拢装焊完工整个阶段的精度链模型，并对每个阶段进行测量验收监控，实现阶段闭环、过程管控，进一步提高曲面双层底结构的建造精度；采用阶段性反变形补偿加放的技术，将反变形补偿分散至中组立和大组立两个阶段进行，避免一次性反变形过度加放引起框架完工垂直度的超差，避免影响船台总段大合拢、再次提高建造精度，从而降低施工成本、提高建造效率、提升整体外观质量及保证船舶的总体性能指标。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。