本发明涉及一种船体巨型总段海上对位合拢方法。
背景技术：
现有技术中船厂均是有计划建造船体，船体建造的流程大都是将分段进行总组组成总段，然后将总段或分段直接吊运至船坞内进行合拢，最终逐步完成船体合拢工作，其特点是分段或总段的合拢均在干船坞或船台合拢进行，容易定位支撑焊接，操作方便。但是对于超大型或特种主尺度的船舶来说，船体分段较多、钢材加工量吨位大、在一个船厂的船坞由于尺寸和规模的限制无法完成整船的建造，需要划分成多个总段在不同的船厂同时进行建造，最后再拖至一个总装厂合拢进行同地搭载，但总段的重量大，数目较多且整体的尺寸规格较大，无法在一个总装厂进行同地合拢搭载。
技术实现要素：
本发明提供一种船体巨型总段海上对位合拢方法，解决现有技术中的船体巨型总段因尺寸大、数目多无法在同一总装厂合拢搭载的问题。
为达到解决上述技术问题的目的，本发明所提出的船体巨型总段海上对位合拢方法采用以下技术方案予以实现：
一种船体巨型总段海上对位合拢方法，包括如下步骤：
第一步：各个巨型总段的模拟搭载：各个巨型总段加工建造完成后，通过软件对各个巨型总段建模，通过模型对各个巨型总段进行模拟搭载和数据分析，根据模拟搭载分析结果确定巨型总段的余量、补偿方式，保证巨型总段对位合拢后的合拢焊缝之间的间隙和总长、型宽、型深的尺寸在规范的范围内，最后切除各个巨型总段不需要的余量；
第二步：在各个巨型总段上设置合拢的定位基准点和定位基准线；
第三步：对各个巨型总段进行浮态调整：分析出各个巨型总段的理论重心和吃水量，通过加压压载物调整各个巨型总段吃水量，使得各个巨型总段的吃水量接近一致。
第四步：海上对位合拢：以一个巨型总段为基准段，利用牵引工具将其中一个巨型总段缓慢向基准段拉拢，以步骤二中设置的定位基准点和定位基准线为基准进行初步定位对准，通过设置在巨型总段和基准段上的定位组件对巨型总段与基准段精确定位，利用检测仪器对合拢精度进行检测，若不满足合拢精度要求则利用微调工具和牵引工具调整，直至满足合拢精度要求；同时对巨型总段和基准段之间的处于水下位置的焊缝间隙进行检验，水下位置的焊缝间隙经验达到精度要求后对巨型总段和基准段定位后对2者的水上部分进行焊接，焊接成为一个巨型总段后再以此巨型总段作为基准段与另外一个巨型总段焊接，依次循环，直至所有巨型总段合拢完毕；
第五步：进坞：利用牵引装置将各个巨型总段合成的合成总段牵引进坞，排水落墩定位后，对水下剩余部分进行装配和焊接。
本发明还包括以下附加技术特征：
进一步的，所述检测仪器为全站仪。
进一步的，步骤四中还包括有便于潜水员携带下水的带有远程监控作用的水下录像系统。
进一步的，所述微调工具为液压千斤顶或固定压块。
进一步的，所述定位组件包括设置在基准段上的第一定位组件和设置在巨型总段上的第二定位组件，所述第一定位组件包括一对以巨型总段甲板的中心线为对称中心线的插装件，所述第二定位组件包括一对以巨型总段甲板的中心线为对称中心线的插接件，所述插装件凸出所述巨型总段设置，所述2个巨型总段通过插装件插设在所述插接件内实现定位连接。
进一步的，在要合拢对位的其中一巨型总段的合拢断面上设置有定位挡板，所述定位挡板的厚度与所述2个巨型总段之间的合拢焊缝的间隙相同。
进一步的，所述定位基准点包括纵向定位基准点和横向定位基准点，所述纵向定位基准点与所述横向定位基准点位于同一平面内，所述定位基准线包括巨型总段甲板的中心线、设置在靠近船体甲板两端处的对合线和吃水线。
进一步的，所述牵引工具包括手拉葫芦和用于确保2个巨型总段中心线对齐的拉线组件，所述拉线组件包括分别设置在每个巨型总段两端端部的线架、搭设在2个线架之间的琴钢丝拉线和设置在线架两端的拉码。
进一步的，在所述各个巨型总段上还设置有便于牵引工具牵引的耳板。
本发明存在以下优点和积极效果：
本发明提出一种船体巨型总段海上对位合拢方法，包括如下步骤：第一步：各个巨型总段的模拟搭载：各个巨型总段加工完成后，通过软件对各个巨型总段建模，通过模型对各个巨型总段进行模拟搭载和数据分析；第二步：在各个巨型总段上设置合拢的定位基准点和定位基准线；第三步：对各个巨型总段进行浮态调整：通过加压压载物调整各个巨型总段吃水量，使得各个巨型总段的吃水量接近一致。第四步：海上对位合拢：以一个巨型总段为基准段，利用牵引工具将其中一个巨型总段缓慢向基准段拉拢，以步骤二中设置的定位基准点和定位基准线为基准进行初步定位对准，通过设置在巨型总段和基准段上的定位组件对巨型总段与基准段精确定位，利用检测仪器对合拢精度进行检测，若不满足合拢精度要求则利用微调工具和牵引工具调整，直至满足合拢精度要求，满足合拢精度要求后，则进一步对巨型总段和基准段之间的处于水下位置的焊缝间隙进行检验，水下位置的焊缝间隙经验达到精度要求后对巨型总段和基准段定位后对2者的水上部分进行焊接，焊接成为一个巨型总段后再以此巨型总段作为基准段与另外一个巨型总段焊接，依次循环，直至所有巨型总段合拢完毕；第四步：进坞：利用牵引装置将各个巨型总段合成的合成总段牵引进坞，排水落墩定位后，对水下剩余部分进行装配和焊接。通过本发明中提出的船体巨型总段合拢方法，可将建造完工后的各个巨型总段托运至海上进行合拢搭载，有效的解决了现有技术中因巨型总段尺寸大无法进行合拢搭载的问题，同时由于合拢在海面上进行后直接进总装船厂船坞进行总装，无需利用船厂内部的船坞，节省了资源，各个巨型总段可在海水一次性合拢完成，提高了生产效率，缩短了造船周期。
附图说明
图1为本发明巨型总段的舷外板定位基准点的布置图；
图2为本发明巨型总段的横端面定位基准点的布置图；
图3为本发明巨型总段的定位挡板结构示意图；
图4为本发明巨型总段的合拢对位前的结构示意图；
图5为图4的a处局部放大图；
图6为本发明巨型总段的插装件的立体结构图；
图7为本发明巨型总段的合拢对位后的结构示意图；
图8为本发明巨型总段的手拉葫芦和马板的布置示意图；
图9为本发明巨型总段的水上对位连接流程示意图一；
图10为本发明巨型总段的水上对位连接流程示意图二；
图11为本发明巨型总段的水上对位连接流程示意图三；
图12为本发明巨型总段的水上对位连接流程示意图四；
图13为本发明巨型总段的水上对位连接合拢后合成段进坞布置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明，本发明提出一种船体巨型总段海上对位合拢方法的实施例，参照图1-图13所示，包括如下步骤：第一步：各个巨型总段1的模拟搭载：各个巨型总段1加工完成后，通过软件对各个巨型总段1建模，通过模型对各个巨型总段1进行模拟搭载和数据分析，对巨型总段1进行模拟搭载、可通过cad或一些常用三维软件，如proe等来实现，根据模拟搭载分析结果确定巨型总段1的余量、补偿量，保证巨型总段1对位合拢后的合拢焊缝2之间的间隙和总长、型宽、型深的尺寸在规范的范围内，巨型总段1在建造时，组成巨型总段1的各个分段都预留有一定的余量，导致建造完成后的巨型总段1都带有一定的余量，在对所有巨型总段1的各部位实际尺寸与理论尺寸进行模拟搭载对比后，将不需要的余量部分切除掉；同时根据模拟搭载分析的结果对合拢焊缝2需要修复的地方进行修复，并按焊接要求开好坡口，对一些平台变形的区域用进行矫正或用槽钢加强，确保巨型总段1的精度要求和两端的合拢焊缝2端面的同面度。
第二步：在合拢对位之前，在各个巨型总段1上预先设置合拢的定位基准点3和定位基准线；设置定位基准点3和定位基准线用于作为巨型总段1合拢时对准、合拢以及后期落墩时的标准依据，在2个巨型总段1合拢时，通过定位基准点3和定位基准线之间对齐，确保连接的准确性；具体的，本实施例中的定位基准点3包括纵向定位基准点和横向定位基准点，所述纵向定位基准点与所述横向定位基准点位于同一水平面内，在巨型总段1的甲板4上和巨型总段的左舷、右舷上均设置有定位基准点3；在左舷和右舷上的定位基准点设置时主要设置在左舷和右舷的舷外板5上，在巨型总段1的甲板4上和坞墙上均设置有定位基准点3，在甲板4上主要通过在甲板4上焊接一定高度的槽钢作为定位基准点，本实施例中的槽钢选用为16厚度的槽钢。同时，本实施例中在2个巨型总段1合拢对位之前还需要设置定位基准线，所述定位基准线包括巨型总段1的甲板中心线和设置在靠近巨型总段甲板两端处的对合线以及吃水线，定位基准线也主要便于合拢对接，作为合拢对接的基准，2个巨型总段1的甲板中心线可确保2个巨型总段1中心线对齐，利用吃水线可观察总段的漂浮、压载、海上连接定位、落墩等情况，同时还可用于调整2个巨型总段的吃水线。吃水线可根据实际需要情况，从基准点或基线等基准点过渡到巨型总段1上任意位置设置。
第三步：对各个巨型总段1进行浮态调整：运用软件提前分析出各个巨型总段1的理论重心和吃水量，通过加压压载物或压载水调整各个巨型总段1吃水量，使得各个巨型总段1的吃水量接近一致。具体的，因巨型总段1需要在海上进行连接合拢，海上风力、海况、潮汐等影响因素较大，要求各巨型总段1在进行海上合拢出坞前，在坞内将浮态调整为正浮状态，优选的，调整至横向吃水差≤10mm，纵向吃水差≤10mm，并尽可能调平。
第四步：海上对位合拢：以一个巨型总段1为基准段，利用牵引工具6将其中一个巨型总段1缓慢向基准段拉拢，以步骤二中设置的定位基准点3和定位基准线为基准将2个巨型总段1拉近到一定的距离进行初步定位对准，2个巨型总段1初步定位对准后，再通过牵引工具将2个巨型总段1通过设置在巨型总段1和基准段上的可相互插接配合定位组件7对巨型总段1与基准段精确定位，使巨型总段1和基准段插接固定在一定，优选的，本实施例中的定位组件7包括设置在基准段上的第一定位组件71和设置在巨型总段1上的第二定位组件72，所述第一定位组件71包括一对以基准段的甲板中心线为对称中心线的插装件711，且优选的，插装件711与基准段的甲板中心之间具有夹角，夹角为锐角。所述第二定位组件72包括一对以巨型总段1甲板的中心线为对称中心线的插接件721，为实现与插装件711适配插接件721也相对于巨型总段甲板的中心线倾斜设置，所述插装件711凸出所述巨型总段1设置，配合时，所述插装件插设在所述插接件带动2个巨型总段插接到位，将插装件711和插接件721倾斜设置，可便于插装装配和定位。基准段和巨型总段1之间通过插接件721和插装件711的插接配合实现2者之间的精确定位，优选的，本实施例中的插装件711包括有槽钢和依次设置在槽钢内的肘板，插接件721与插装件711结构相同。在此不做赘述，插接时，插接件721上的肘板和插装件711的肘板插装在一起配合，对接的肘板的内部边缘须打磨光滑，确保合拢精度，且插接完成后，使2个巨型总段1之间的间隙刚好为合拢焊缝2的间隙。
利用检测仪器对合拢精度进行检测，若不满足合拢精度要求则可利用微调工具和牵引工具调整，所述微调工具为液压千斤顶或固定压块，主要对巨型总段1因吃水产生的纵向倾斜进行微调，牵引工具则可对应的牵引拉动巨型总段1，使其有一定的微小位移量，实现对2个巨型总段1的调整，在调整过程中可实时的通过检测仪器不断的检测2个巨型总段1合拢对接的情况，看两者是否满足合拢精度要求，调整到直至满足合拢精度要求为止。
与此同时，还需要对巨型总段1和基准段之间的处于水下位置的焊缝间隙进行检验，水下的焊缝间隙的检验主要通过带有远程监控的水下录像系统实现，通过潜水员携带水下录像系统进行水下焊缝的间隙检验，水下位置的焊缝间隙经验达到精度要求后对，则对巨型总段1和基准段进行定位焊接，在2个巨型总段1上固定马板9，马板9双面满焊主要用于对位后水面300mm以上的焊缝进行焊接，将2个巨型总段焊接成为一个巨型总段1，然后再以此巨型总段1作为基准段与另外一个巨型总段1焊接，依次循环，直至所有巨型总段1合拢完毕；
第五步：进坞：利用牵引装置将各个巨型总段1合成的合成总段牵引进坞，排水落墩定位后，对水下剩余部分进行装配和焊接。在合成总段进坞前提前在船坞内布置一定数量的坞墩，并在船坞内设置进坞后的定位基准件，利用牵引装置合成总段牵引到坞中的预先设定位置处后，排水落墩，然后对海水下的剩余部分进行装配、焊接等其它建造工作。
进一步的，为预防两个巨型总段1合拢时2个巨型总段1内的分段之间因相互插入而错位，保证co2气体保护焊的焊道间隙以及避免2个巨型总段1在焊接时因焊接应力变形导致的整体尺寸变化的问题，在要合拢对位的其中一巨型总段1的合拢断面上设置有定位挡板8，所述定位挡板8的厚度与所述2个巨型总段1之间的合拢焊缝2的间隙相同。
定位挡板8板厚须在对巨型总段1合拢焊缝进行模拟搭载、整个巨型总段1的外形、余量、坡口数据以及合拢后的总长等数据确定后安装。
进一步的，所述牵引工具包括手拉葫芦6和用于确保2个巨型总段1中心线对齐的拉线组件，所述拉线组件包括分别设置在每个巨型总段1两端端部的线架、搭设在2个线架之间的琴钢丝拉线和设置在线架两端的拉码。通过拉线组件可确保2个巨型总段1的甲板中心线对齐，为方便巨型总段1在海上对位和测定中心线对合，需要在巨型总段1的甲板靠近两端位置处设置对合线，设置对合线作为确定中心线的基准线用，由于甲板4两端在焊接后发生应力变形，无法作为中心线的基准，故本实施例设置对合线，在甲板4的对合线位置提前设上线架，搭载时用0.4mm琴钢丝拉线，线架两端设置拉码让钢丝绷紧。通过线架和琴钢丝拉线实现2个巨型总段的甲板中心线的对齐。
进一步的，在所述各个巨型总段1上还设置有便于牵引工具牵引的耳板。巨型总段1分别在水上漂浮搭载拉拢时，需要靠牵引工具进行拉靠。在巨型总段1的甲板中以及左舷、右舷上均设一定数量的耳板。耳板周边1.0m范围内结构均为满焊。
为确保2个巨型总段1合拢的精确向，在巨型总段1出坞漂浮之前，须对巨型总段1的甲板、各平台、外板、内坞墙等部位的中心线、水平线、纵剖线分别重新确认，并作永久性明显标记、涂上油漆，便于后期合拢对位识别。
在巨型总段1出坞前，巨型总段1的合拢缝的断面确认。巨型总段1合拢缝断面的精度控制包括纵水平板架、水平板架以外，还包括对接纵桁骨材。对影响合拢的肘板、伸出管等应提前予以拆除，无影响巨型总段1拉靠的突出结构等。
本发明已经在大型浮船坞船上得到验证和应用。该船外形尺寸为lxbxh=320mx90mx26m，划分成204个分段，总组后为6个巨型总组段，m1总段总重量约为2680吨，m2总段总重量约为8359吨，m3总段总重量约为8448吨，m4总段总重量约为8636吨，m5总段总重量约为8332吨，m6总段总重量约为2679吨。其中m4、m5在即墨女岛附近船厂建造，另一其它总段均在胶州湾附近船厂建造，总段建造完毕后在胶州湾附近的海域进行海上对位连接，各项指标均达到船体建造精度和生产进度要求。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。