一种浮船坞内安装吸力筒式导管架的精度控制工艺

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，具体地说是一种浮船坞内安装吸力筒式导管架的精度控制工艺。

背景技术

在吸力筒式导管架建造项目中，吸力筒与导管架在浮船坞内进行搭载。吸力筒式导管架分段划分为：三只吸力筒、上导管架、下导管架和过渡段，总高度为90多米，总重量为2400多T。此项目中在浮船坞内同时搭载两套吸力筒式导管架，每套三只吸力筒单独吊装，下导管架和上导管架先进行总段合拢，然后整体吊装到吸力筒上合拢，如图1至图3所示。设计规范要求三只吸力筒间距要求在±10mm，吸力筒垂直度要求在0.01%，过渡段与导管架的高度要求±13mm，过渡段的法兰平面要求控制在±2mm。如此庞大的吸力筒式导管架在浮船坞内搭载，因浮船坞在水里一直晃动，无法按照常规的水平搭载定位，且吸力筒吊装后抬坞甲板受力不均匀，船坞会产生纵、横向弯曲和扭曲变形，对坞内搭载带来了极大的困难，精度控制定位难度极高。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种浮船坞内安装吸力筒式导管架的精度控制工艺，提高精度、提高质量、提高效率、降低成本、方便可行。

为实现上述目的，设计一种浮船坞内安装吸力筒式导管架的精度控制工艺，其特征在于包括如下步骤：

S1，划分下导管架、上导管架，划定吸力筒、下导管架、上导管架、过渡段在浮船坞内定位所用的基准线；

S2，浮船坞内划线与吸力筒托盘精度定位划线；

S3，控制浮船坞内吸力筒搭载定位的精度；

S4，控制浮船坞内上、下导管架合拢的精度；

S5，检查、调整吸力筒上口的开口尺寸和吸力筒垂直度；

S6，在浮船坞内将吸力筒式导管架总体搭载定位。

所述的步骤S1的具体方法如下：

S11，划定吸力筒定位基准线：S111，找出吸力筒一桶盖上的0度位置线，再利用激光经纬仪将吸力筒一桶盖上的0度位置划到吸力筒下端，划出高度为1000mm的0度竖直位置线，并敲好洋冲点一；S112，量取吸力筒一下端口的实际周长，根据实际周长在吸力筒下端均分出90度、180度、270度的竖直位置线，划线高度1500mm，上下两端敲好洋冲点二；S113，利用全站仪，以吸力筒一桶盖上平面为基准，吸力筒一桶盖上端划出0度的H2位置水平基准线，敲好洋冲点三，割除吸力筒一桶盖顶端长出的部分；S114，在吸力筒一下端划出0度、90度、180度和270度的H1位置水平基准线，并敲洋冲点四；S115，以吸力筒一桶盖上平面0度位置线为基准，使用全站仪参照吸力筒的理论高度尺寸，分别划出吸力筒桶盖顶端的余量线一和吸力筒下口端的余量线二，进行余量割除；S116，对吸力筒二、吸力筒三进行步骤S111至步骤S115的操作，并保证三个吸力筒的高度一致；

S12，划定下导管架定位基准线：S121，在下导管架上端画出200mm的水平基准线，再使用全站仪量取理论高度尺寸，根据理论高度尺寸H3再划出下导管架下端的200mm水平基准线，并分别敲好洋冲点五；S122，按理论高度尺寸，下导管架下端长出的余量割除；

S13，划定上导管架与过渡段定位基准线：S131，以过渡段法兰为基准，在上导管架下口端的0度位置处划出高度H4水平基准线，并敲好洋冲六；S132，按理论高度尺寸，将上导管架下口端长出的余量割除；S133，把过渡段法兰中心点反到过渡段的底板下面：过渡段完工后未脱胎前，根据法兰的实际中心十字线，先使用经纬仪把十字线划到地面上，然后再根据地面上的十字线使用经纬仪划到过渡段的底板上，十字线的交点就是过渡段中心点，敲好洋冲并贴好中心光标靶。

所述的步骤S2的具体方法如下：

S21，将影响浮船坞产生扭曲变形的最大坞吊停在泊位，再利用各个舱室的压载水调整至浮船坞抬坞甲板基本处于水平状态，记录船坞的四角吃水、纵倾和横倾数据；

S22，浮船坞调平后，关闭全站仪的晃动自动修正功能，利用全站仪在浮船坞两侧的坞墙墙壁上划出水平线，在抬坞甲板上划出船坞的中心线和肋位线，并划出吸力筒式导管架的中心点，敲好洋冲并作出醒目的标识；

S23，定位划线全部完毕后，在浮船坞中心线位置树立船坞变形监测标杆，与坞墙两侧的水平线高度一致划出水平线，记为基准面水平线；

S24，按照浮船坞内托盘布置图和坞内划线图，定位吸力筒区域的轴线小车行走钢梁和吸力筒托盘，使用船坞的中心线定位左右位置，船坞肋位线定位前后位置，坞墙上的水平线定位高低位置；

S25，定位钢梁，复测船坞姿态，调整船坞水平后电焊；

S26，电焊结束后，复测船坞姿态，调整船坞水平，再按照吸力筒托盘的中心点和十字线来定位吸力筒托盘，水平允许偏差控制在±5mm以内；

S27，在吸力筒托盘上划出吸力筒外圈轮廓线和0度、90度、180度和270度的吸力筒十字对合线，在吸力筒式导管架中心点位置树立中心点小平台，高度要求与吸力筒托盘的上平面高度一致，立好后把中心点驳到小平台上面，敲好洋冲点并做标记。

所述的步骤S3的具体方法如下：

S31，确定吊装顺序为第一套的吸力筒一、吸力筒二、吸力筒三，然后为第二套的吸力筒三、吸力筒一、吸力筒二；

S32，第一套的吸力筒一吊装时调整吸力筒方向，根据吸力筒上0度、90度、180度和270度的基准线方向与吸力筒托盘上的0度、90度、180度和270度方向基准线对上，且吸力筒下端与吸力筒托盘的外圈轮廓线对齐，到位后吊车重量全部松除，根据坞墙两侧上的基准面水平线，通过坞内变形测量位置的基准水平面，测量浮船坞的纵横向弯曲和扭曲度，当浮船坞的纵横向弯曲和扭曲度满足公差范围后，然后调整吸力筒的高低和垂直度；吸力筒垂直度控制±5mm以内，高低控制在±5mm以内，符合精度控制要求后定位牢固；

S33，第一套的吸力筒二吊装时调整吸力筒方向，方向到位后，吊车重量全部松除，测量浮船坞的纵横向弯曲和扭曲度，满足允许公差范围后，再调整吸力筒的高低和垂直度，并控制吸力筒一和吸力筒二上端的开口尺寸L2在﹣10mm以内；

S34，第一套的吸力筒三吊装时调整吸力筒方向，方向到位后，吊车重量全部松除，测量浮船坞的纵横向弯曲和扭曲度，满足允许公差范围后，调整吸力筒的高低和垂直度，并控制吸力筒一和吸力筒三上端的开口尺寸L1在±5mm以内，控制吸力筒二和吸力筒三桶盖上主导管的开口尺寸L3在±5mm以内；

S35，重复步骤S32至步骤S34，将第二套三只吸力筒依次定位。

所述的步骤S4的具体方法如下：

S41，在导管架的托盘上焊接下口开口尺寸控制挡板；

S42，挡板焊接完毕后，吊装下导管架，三根下导管架下口到位后与挡板焊接牢固，下导管架定位完毕；

S43，吊装上导管架与过渡段，三根下导管架对齐后，按照上下导管架的水平基准线控制高低尺寸，以下导管架下口的水平基准面测量整体的垂直度，符合精度控制标准后装配焊接；

S44，焊接完毕后，量取上下导管架合拢口位置的基准线偏差，按这个偏差值修正下导管架的水平基准线；

S45，量取导管架下口开口尺寸。

所述的步骤S5的具体方法如下：

S51，导管架总段吊装前，根据单套三个吸力筒上的0度水平线基准线，使用全站仪建立测量基准面，测量吸力筒的垂直度，和吸力筒上口的开口尺寸L1、L2、L3的偏差值；

S52，控制开口尺寸在±10mm，如有超过允许范围的，根据浮船坞的压载舱舱室布置调整需要调整位置的压载水来修正吸力筒的开口尺寸；

S53，在满足开口尺寸和垂直度后，记录浮船坞各舱压载水数据、四角吃水数据和纵横倾数据。

所述的步骤S6的具体方法如下：

S61，导管架吊装到位后，根据三个吸力筒下口划出的水平基准面和中心小平台上的中心点，控制导管架的垂直度不大于40mm，高低尺寸按吸力筒上口水平基准线和导管架下口的水平基准线来控制，控制水平对合线间距控制在±3mm以内；

S62，步骤S61中符合精度要求后进行装配；

S63，装配完毕后复测总体定位数据是否满足精度控制要求，满足要求后电焊；

S64，三根主导管内侧电焊全部结束后，复测总体定位数据，在允许范围内方可松钩。

所述的步骤S112中，吸力筒下端的椭圆度不超过15mm。

所述的步骤S26中，按照托盘的中心点和十字线来定位吸力筒托盘的具体方法如下：根据图纸在钢梁上划出吸力筒托盘的中心点和十字中心线，然后吊装吸力筒托盘。吊装吸力筒托盘基本到位时，首先调整吸力筒托盘水平，使用全站仪测量，水平调整合格后，再使用线锤根据钢梁上的中心点和十字线与吸力筒托盘上的中心点和十字线调整吸力筒托盘的前后、左右位置重合，调至合格，前后、左右位置调整合格后，再次复测吸力筒托盘水平，对因调整前后、左右位置变动引起的水平变化再做调整，直至托盘调整合格。

所述的步骤S32中，纵横向弯曲55米范围内在不超过20mm，扭曲度吸力筒区域不超过30mm；如果浮船坞吸力筒区域的纵横向弯曲和扭曲度超出允许范围就需要调整浮船坞隔舱的压载水，如果浮船坞吸力筒区域的纵横向弯曲和扭曲度不超过允许范围，则无需调坞。

本发明同现有技术相比，提高精度、提高质量、提高效率、降低成本、方便可行。

附图说明

图1为现有技术中吸力筒式导管架的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为现有技术中吸力筒式导管架的分段划分示意图。

图4为本发明步骤S11中吸力筒坞内定位基准线位置图一。

图5为本发明步骤S11的吸力筒坞内定位基准线位置图二。

图6为本发明步骤S113中洋冲点三的示意图。

图7为本发明步骤S111中洋冲点一的示意图。

图8为本发明步骤S112中洋冲点二的示意图。

图9为本发明步骤S12中下导管架水平基准线的示意图。

图10为本发明步骤S13中上导管架总段水平基准线与中心点的示意图。

图11为图10的俯视图。

图12为本发明步骤S2中浮船坞布置图。

图13为图12中A-A方向的剖面图。

图14为图12中B-B方向的剖面图。

图15为图12中C-C方向的剖面图。

图16为本发明步骤S2中浮船坞内划线的示意图。

图17为图16中F处的局部放大图。

图18为图17中D-D方向的剖面图。

图19为本发明步骤S3中浮船坞变形测量位置图。

图20为本发明步骤S3中吸力筒定位参考面示意图。

图21为本发明步骤S3中吸力筒上端开口尺寸位置图。

图22为本发明步骤S4中导管架定位参考面示意图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明做进一步的说明。

本实施例是一种浮船坞内安装吸力筒式导管架的精度控制工艺，包括如下步骤：

S1，划分下导管架4、上导管架5，划定吸力筒、下导管架4、上导管架5、过渡段6在浮船坞内定位所用的基准线；

S2，浮船坞内划线与吸力筒托盘精度定位划线；

S3，控制浮船坞内吸力筒搭载定位的精度；

S4，控制浮船坞内上、下导管架合拢的精度；

S5，检查、调整吸力筒上口的开口尺寸和吸力筒垂直度；

S6，在浮船坞内将吸力筒式导管架总体搭载定位。

在具体实施中，进行上述步骤之前，首先要进行工艺准备，即确定施工图样及相关工艺技术文件、指标、参数等，分段尺寸都满足图纸设计要求。然后准备50米钢卷尺、安装有精度控制软件的徕卡全站仪、经纬仪和水平仪等，确定所有的设备完好、鉴定合格。

在地面上搭载吸力筒时，只需把吸力筒筒盖的水平基准线和0度角度位置线划出就可以了。但是本实施例是在浮船坞内合拢，就必须制定特殊的定位基准线。因此需要进行步骤S1，划分下导管架4、上导管架5，划定吸力筒、下导管架4、上导管架5、过渡段6在浮船坞内定位所用的基准线。步骤S1的具体方法如下：

S11，参见图4至图5，吸力筒包括吸力筒一1、吸力筒二2、吸力筒三3，首先划定吸力筒定位基准线：S111，根据吸力筒一1桶盖的0度位置结构安装线，找出吸力筒一1桶盖上的0度位置线B，再利用激光经纬仪将吸力筒桶盖上的0度位置划到吸力筒下端，划出高度为1000mm的0度竖直位置线，并敲好洋冲点一D2，如图7所示；S112，量取吸力筒一1下端口的实际周长，根据实际周长在吸力筒一1下端均分出90度、180度、270度的竖直位置线，划线高度1500mm，上下两端敲好洋冲点二D3，如图8所示；S113，利用全站仪，以吸力筒一1桶盖上平面为基准，吸力筒一1桶盖上端划出0度的H2位置水平基准线A，敲好洋冲点三D1，如图6所示，割除吸力筒一1桶盖顶端长出的部分；S114，在吸力筒一1下端划出0度、90度、180度和270度的H1位置水平基准线C，并敲洋冲点四；S115，以吸力筒一1桶盖上平面0度位置线B为基准，使用全站仪参照吸力筒的理论高度尺寸，分别划出吸力筒一1桶盖顶端的余量线一E1和吸力筒下口端的余量线二E2，进行余量割除；S116，对吸力筒二2、吸力筒三3进行步骤S111至步骤S115的操作，并保证三个吸力筒的高度一致；

S12，参见图9，划定下导管架4定位基准线：S121，在下导管架4上端画出200mm的水平基准线，再使用全站仪量取理论高度尺寸，根据理论高度尺寸H3再划出下导管架4下端的200mm水平基准线，并分别敲好洋冲点五；S122，按理论高度尺寸，下导管架4下端长出的余量割除；理论高度H3为图纸中下导管架4的设计高度尺寸。

S13，参见图10 至图11，划定上导管架5与过渡段6定位基准线：S131，以过渡段6法兰为基准，在上导管架5下口端的0度位置处划出高度H4水平基准线，并敲好洋冲六；S132，按理论高度尺寸，将上导管架5下口端长出的余量割除；S133，把过渡段法兰中心点7反到过渡段6的底板下面：过渡段6完工后未脱胎前，根据法兰的实际中心十字线，先使用经纬仪把十字线划到地面上，然后再根据地面上的十字线使用经纬仪划到过渡段6的底板上，十字线的交点就是过渡段中心点8，敲好洋冲并贴好中心光标靶。高度H4为图纸中上导管架5与过渡段6的设计高度尺寸。

步骤S1中，根据具体使用的起重设备的吊运能力，将导管架划分为上导管架、下导管架。

步骤S112中，由于吸力筒下端椭圆度有偏差，为了更好的控制好划线精度，确保满足浮船坞内搭载定位基准线的位置更精确，本实施例通过量取吸力筒端下口的实际周长，来确定90度、180度和270度竖直位置线。本实施例中吸力筒下端椭圆度不超过±15mm。

步骤S133中，根据地面上的十字线使用经纬仪划到过渡段6的底板上的具体方法为：把经纬仪放置在地面上，经纬仪三脚架高度调整到比过渡段6底板低，以便经纬仪的激光能够直接反照到底板上，分别使用经纬仪把地面上的十字线的横向线和纵向线划到过渡段6底板上。

之后进行步骤S2浮船坞内划线与吸力筒托盘精度定位划线，参见图12至图18，具体方法如下：

S21，将影响浮船坞产生扭曲变形的最大坞吊停在泊位，再利用各个舱室的压载水调整至浮船坞抬坞甲板基本处于水平状态，记录船坞的四角吃水、纵倾和横倾数据；

S22，浮船坞调平后，关闭全站仪的晃动自动修正功能，利用全站仪在浮船坞两侧的坞墙墙壁上划出水平线，在抬坞甲板上划出船坞的中心线和肋位线，并划出吸力筒式导管架的中心点，敲好洋冲并作出醒目的标识；

S23，定位划线全部完毕后，在浮船坞中心线位置树立船坞变形监测标杆，与坞墙两侧的水平线高度一致划出水平线，记为基准面水平线；

S24，参见图12至图15，按照浮船坞内托盘布置图和坞内划线图，定位吸力筒区域的轴线小车行走钢梁9和吸力筒托盘10，使用船坞的中心线定位左右位置，船坞肋位线定位前后位置，坞墙上的水平线定位高低位置；

S25，定位钢梁9，复测船坞姿态，调整船坞水平后电焊；

S26，电焊结束后，复测船坞姿态，调整船坞水平，再按照吸力筒托盘10的中心点和十字线来定位吸力筒托盘10，水平允许偏差控制在±5mm以内；

S27，参见图16至图18，在吸力筒托盘10上划出吸力筒外圈轮廓线11和0度、90度、180度和270度的吸力筒十字对合线，在吸力筒式导管架中心点12位置树立中心点小平台，高度要求与吸力筒托盘10的上平面高度一致，立好后把中心点12驳到小平台13上面，敲好洋冲点并做标记。图16中，本实施例设置两套吸力筒式导管架，分别记为C43、C37。

步骤S24中，定位轴线小车行走钢梁和吸力筒托盘的位置时，轴线小车行走钢梁和吸力筒托盘的左右位置与船坞中心线的左右位置保证平行，根据船坞肋位线的参照图纸确定轴线小车行走钢梁和吸力筒托盘的前后位置，轴线小车行走钢梁和吸力筒托盘的高低位置与坞墙上的水平线高低位置相同，便于现场施工。

步骤S26中，定位吸力筒托盘位置必须按照托盘的中心点和十字线来定位，因吸力筒托盘上制作时按圆的8等分安装了快速搭载导向肘板，吸力筒下口板厚为35mm，外侧肘板安装位置比吸力筒理论外圆半径大2mm，内侧肘板与外侧肘板的间距为60mm。定位吸力筒托盘的具体方法为：根据图纸在钢梁上划出吸力筒托盘的中心点和十字中心线，然后吊装吸力筒托盘。吊装吸力筒托盘基本到位时，首先调整吸力筒托盘水平，使用全站仪测量，水平调整合格后，再使用线锤根据钢梁上的中心点和十字线与吸力筒托盘上的中心点和十字线调整吸力筒托盘的前后、左右位置重合，调至合格。前后、左右位置调整合格后，再次复测吸力筒托盘水平，对因调整前后、左右位置变动引起的水平变化再做调整。直至托盘调整合格。

步骤S26中，通过设置斜撑和垫板增强结构的稳定性，并且要求斜撑连接和垫板连接焊接牢固。

步骤S27中，在船坞甲板15上通过钢管14架设小平台13。

之后进行步骤S3控制浮船坞内吸力筒搭载定位的精度，参见图19至图21，具体方法如下：

S31，因吸力筒单只重量为416T，吊装到位后浮船坞会产生变形，所以必须制定吸力筒的吊装顺序，以合理有效的控制吸力筒的垂直度和吸力筒上端的开口尺寸。如图19所示，确定吊装顺序为第一套的吸力筒一1、吸力筒二2、吸力筒三3，然后为第二套的吸力筒三3、吸力筒一1、吸力筒二2；

S32，第一套的吸力筒一1吊装时调整吸力筒方向，根据吸力筒上0度、90度、180度和270度的基准线方向与吸力筒托盘上的0度、90度、180度和270度方向基准线对上，且吸力筒下端与吸力筒托盘的外圈轮廓线对齐，到位后吊车重量全部松除，根据坞墙两侧上的基准面水平线，通过坞内变形测量位置的基准水平面，测量浮船坞的纵横向弯曲和扭曲度，当浮船坞的纵横向弯曲和扭曲度满足公差范围后，然后调整吸力筒的高低和垂直度；吸力筒垂直度控制±5mm以内，高低控制在±5mm以内，符合精度控制要求后定位牢固；

S33，第一套的吸力筒二2吊装时调整吸力筒方向，方向到位后，吊车重量全部松除，测量浮船坞的纵横向弯曲和扭曲度，满足允许公差范围后，再调整吸力筒的高低和垂直度，并控制吸力筒一1和吸力筒二2上端的开口尺寸B在﹣10mm以内；

S34，第一套的吸力筒三3吊装时调整吸力筒方向，方向到位后，吊车重量全部松除，测量浮船坞的纵横向弯曲和扭曲度，满足允许公差范围后，调整吸力筒的高低和垂直度，并控制吸力筒一1和吸力筒三3上端的开口尺寸A在±5mm以内，控制吸力筒二2和吸力筒三3桶盖上主导管的开口尺寸C在±5mm以内；

S35，重复步骤S32至步骤S34，将第二套三只吸力筒依次定位。

步骤S32中，纵横向弯曲55米范围内在不超过20mm，扭曲度吸力筒区域不超过30mm；如果浮船坞吸力筒区域的纵横向弯曲和扭曲度超出允许范围就需要调整浮船坞隔舱的压载水，如果浮船坞吸力筒区域的纵横向弯曲和扭曲度不超过允许范围，则无需调坞。

步骤S34、步骤S35中，吸力筒二2、吸力筒三3垂直度控制±5mm以内，高低控制在±5mm以内。

之后进行步骤S4控制浮船坞内上、下导管架合拢的精度，参见图22，具体方法如下：

S41，根据导管架浮船坞内的划线，为了消除或减小导管架在吊装过程中产生的开口尺寸变形，也为了防止上下导管架合拢时导管架下端产生更大的开口尺寸变形，在导管架的托盘上焊接下口开口尺寸控制挡板；

S42，挡板焊接完毕后，吊装下导管架4，三根下导管架4下口到位后与挡板焊接牢固，下导管架4定位完毕；

S43，吊装上导管架5与过渡段6，三根下导管架4对齐后，按照上下导管架的水平基准线控制高低尺寸，以下导管架4下口的水平基准面测量整体的垂直度，符合精度控制标准后装配焊接；

S44，焊接完毕后，量取上下导管架合拢口位置的基准线偏差，按这个偏差值修正下导管架的水平基准线；

S45，量取导管架下口开口尺寸，供后续吸力筒开口尺寸修正用。

之后进行步骤S5检查、调整吸力筒上口的开口尺寸和吸力筒垂直度，参见图20至图21，具体方法如下：

S51，导管架总段吊装前，根据单套三个吸力筒上的0度水平线基准线，使用全站仪建立测量基准面，测量吸力筒的垂直度，和吸力筒上口的开口尺寸L1、L2、L3的偏差值；

S52，控制开口尺寸在±10mm，如有超过允许范围的，根据浮船坞的压载舱舱室布置调整需要调整位置的压载水来修正吸力筒的开口尺寸；

S53，在满足开口尺寸和垂直度后，记录浮船坞各舱压载水数据、四角吃水数据和纵横倾数据。

步骤S51中，选择单套独立基准面测量，既减少了测量工作的时间，又方便了测量的操作性，又能保证数据的准确性，又大大降低了因大面积调坞造成的生产成本。

步骤S53中，后续总体搭载时如有变化，及时调整浮船坞状态。对于偏差较大的，调坞起不到较好作用的吸力筒，在后续总体搭载时临时拆除吸力筒托盘的连接点，使用油泵调整吸力筒的垂直度，以满足吸力筒上端的开口尺寸。

之后进行步骤S6在浮船坞内将吸力筒式导管架总体搭载定位，具体方法如下：

S61，导管架吊装到位后，根据三个吸力筒下口划出的水平基准面和中心小平台上的中心点，控制导管架的垂直度不大于40mm，高低尺寸按吸力筒上口水平基准线和导管架下口的水平基准线来控制，控制水平对合线间距控制在±3mm以内；

S62，步骤S61中符合精度要求后进行装配；

S63，装配完毕后复测总体定位数据是否满足精度控制要求，满足要求后电焊；

S64，三根主导管内侧电焊全部结束后，复测总体定位数据，在允许范围内方可松钩。

步骤S62中，因导管架与吸力筒的连接面比较小，装配过程中应让浮吊保持受力状态，避免导管架下压产生变形。