一种船舶总段浮态对接方法与流程

1.本技术涉及船舶建造技术领域，具体而言，涉及一种船舶总段浮态对接方法。


背景技术：

2.船舶建造过程中，将船体的多个小段吊装至船坞内进行合拢焊接，逐步组成整个船体，这样船坞占用时间长，利用率较低。
3.将整船分为两个或者三个总段，然后在船坞内将各总段对接在一起能够提高船坞的利用率，但是目前在船坞内进行总段浮态对接时，通常以相邻总段上的标记为基准进行对接，由于浮态下总段姿态不稳定，目前的对接方式对接精度较低。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种船舶总段浮态对接方法，以提高船坞的利用率并提高船舶总段的对接精度。
5.第一方面，提供了一种船舶总段浮态对接方法，包括以下步骤：
6.1)在向船坞内放水之前，在船坞内划定对接精度控制区域，在所述对接精度控制区域勘划船坞基准标记；在第一总段上设置第一总段测量标记，在第二总段上设置第二总段测量标记；
7.2)将第一总段和第二总段拖至所述对接精度控制区域，移动第一总段并通过测量仪器采集第一总段测量标记与船坞基准标记的方位关系，使第一总段处于预定的对接位置，移动第二总段并通过测量仪器采集第二总段测量标记与船坞基准标记的方位关系，使第二总段处于预定的对接位置；将第一总段与第二总段在浮态下对接，并预连接在一起；
8.3)外排船坞内的水，使第一总段和第二总段下降至船坞底部的坞墩上，将第一总段与第二总段焊接在一起完成对接。
9.在一种可能的实施方案中，在步骤3)中，在外排船坞内水的过程中通过测量仪器跟踪测量第一总段测量标记和第二总段测量标记，以监测第一总段和第二总段是否水平，在第一总段和第二总段出现歪斜时，通过改变第一总段和第二总段上部分区域受到的浮力将第一总段和第二总段调平，以使第一总段与第二总段对接处的间隙大小保持在设定的范围内。
10.在一种可能的实施方案中，所述第一总段测量标记和所述第二总段测量标记均有多个；
11.根据第一总段测量标记在第一总段上所处的位置将第一总段测量标记分为第一总段对接端测量标记和第一总段非对接端测量标记；根据第二总段测量标记在第二总段上的位置将第二总段测量标记分为第二总段对接端测量标记和第二总段非对接端测量标记；
12.第一总段对接端测量标记布置在第一总段用于朝向第二总段的端部，第二总段对接端测量标记布置在第二总段用于朝向第一总段的端部；
13.在步骤3)中，通过测量仪器跟踪测量第一总段非对接端测量标记、第二总段非对
接端测量标记监测第一总段和第二总段是否水平；
14.在步骤2)中，通过测量仪器采集第一总段对接端测量标记、第二总段对接端测量标记与船坞基准标记的方位关系，使第一总段和第二总段在第一总段与第二总段对接的方向上处于预定的位置。
15.在一种可能的实施方案中，在步骤3)中，在第一总段和第二总段上均设置多个用于浮在船坞里的调平气囊，通过对调平气囊充气或者放气实现第一总段和第二总段的调平。
16.在一种可能的实施方案中，船坞基准标记包括船坞前后基准线和船坞左右基准线，船坞前后基准线与船坞左右基准线相交且交点为基准标记点，基准标记点为供测量仪器观测的点。
17.在一种可能的实施方案中，选用处于船坞壁顶端的坞壁顶端中心线作为所述船坞基准标记。
18.在一种可能的实施方案中，将步骤3)中所述船坞底部的坞墩进行连接，以形成连续的支撑体对第一总段和第二总段进行支撑。
19.在一种可能的实施方案中，在船坞内同时布置至少两个对接精度控制区域，同时对至少两组船舶总段进行对接作业。
20.本技术中的船舶总段浮态对接方法具有的有益效果：本技术的船舶总段浮态对接方法在船坞的精度控制区域内勘划基准标记，通过基准标记确定第一总段和第二总段的位置，相比现有技术中仅依靠船舶总段上的标记点确定位置，本技术中船坞上的基准标记作为基准较为稳定，作为第一总段和第二总段对接的基准精度更高，提高了船坞的利用率并提高船舶总段的对接精度。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1为根据本技术实施例示出的一种船舶总段在船坞内浮态对接之前处于浮态时的侧视图；
23.图2为根据本技术实施例示出的一种船舶总段在船坞内浮态对接之前处于浮态时的俯视图；
24.图3为根据本技术实施例示出的一种船舶总段在船坞内相互靠近对接时的状态图；
25.图4为根据本技术实施例示出的一种船舶总段在船坞内使用保平装置时的状态图；
26.图5为根据本技术实施例示出的一种船舶总段在船坞内使用保平装置时的另一个视角的状态图；
27.图6为根据本技术实施例示出的一种船舶总段在船坞内使用第一总段和第二总段纵向倾斜状态时的示意图；
28.图7为根据本技术实施例示出的一种船舶总段在船坞内使用保平装置对横向倾斜状态的第一总段和第二总段调平的示意图；
29.图8为根据本技术实施例示出的一种船舶总段上测量点的位置示意图；
30.图9为根据本技术实施例示出的一种船舶总段落在坞墩上后的状态图；
31.图10为根据本技术实施例示出的一种船舶总段落在坞墩上后另一个视角的状态图；
32.图11为根据本技术实施例示出的一种船舶总段落在坞墩上后的俯视图；
33.图12为根据本技术实施例示出的一种保平装置的结构示意图；
34.图13为根据本技术实施例示出的主货舱a与主货舱b间距控制图；
35.图14为根据本技术实施例示出的多个船舶总段组同时浮态对接的示意图。
36.图中：1、船坞；11、基准标记点；12、坞壁顶端中心线；13、精度控制区域中心线；14、第一总段舷侧外板；15、前后基准线；2、第一总段；211、第一总段对接端测量标记；212、第一总段非对接端测量标记；212a、第一舷侧外板测量标记；3、第二总段；311、第二总段对接端测量标记；312、第二总段非对接端测量标记；312a、第二舷侧外板测量标记；32、第二总段舷侧外板；4、坞墩；41、混凝土墩；42、塑性垫块；5、吊环；6、预连接孔；7、连接杆；8、调平气囊；81、压力传感器；82、进气口；83、出气口；9、拖船；10、坞门。
具体实施方式
37.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.根据本技术的一个方面，提供一种船舶总段浮态对接方法，图1至图4为根据本技术实施例示出的一种船舶总段浮态对接方法的示意图。
40.船舶总段浮态对接方法包括以下步骤：
41.1)在向船坞内放水之前，在船坞内划定对接精度控制区域，在所述对接精度控制区域勘划船坞基准标记；在需要对接的第一总段2上设置第一总段测量标记，在需要对接的第二总段3上设置第二总段测量标记；
42.2)将第一总段2和第二总段3拖至所述对接精度控制区域，移动第一总段2并通过测量仪器采集第一总段测量标记与船坞基准标记的方位关系，使第一总段2处于预定的对接位置，移动第二总段3并通过测量仪器采集第二总段测量标记与船坞基准标记的方位关系，使第二总段3处于预定的对接位置；将第一总段2与第二总段3在浮态下对接，并预连接在一起；
43.3)外排船坞内的水，使第一总段2和第二总段3下降至船坞底部的坞墩4上，将第一总段2与第二总段3焊接在一起完成对接。
44.在一种实施例中，如图1至图4所示，第一总段2和第二总段3合拢后组成整船，第一总段2为船艏总段，第二总段3为船艉总段。在一种实施例中，第一总段也可以是船艉总段，第二总段为船艏总段。在一种实施例中，整船还包括第三总段，此时第一总段、第二总段、第三总段分别为船艏总段、中部总段、船艉总段。以此类推，整船的船舶总段数量可以根据需要进行调整，船舶总段数量可以是三个以上。在一种实施例中，测量仪器为全站仪。
45.在一种实施例中，通过第一总段2和第二总段3在进行浮态对接之前，对浮态对接的对接面进行精确加工。在对接面处布置测量点，通过全站仪采集测量点的数据，指导总段上对接面的环切。对接面的精度控制要求
±
5mm，如图13所示，第一总段2与第二总段3对接处的主货舱a与主货舱b的理论间距为12600mm，精度控制要求为0至10mm，导轨架艏艉纵向间距12248mm，精度控制要求为-6mm至+25mm。
46.在一种实施例中，如图2和图8所示，第一总段测量标记为第一总段测量点，第二总段测量标记为第二总段测量点。测量仪器为全站仪，第一总段测量标记和第二总段测量标记处布置有供全站仪观测的总段反射片。通过全站仪与总段反射片的配合，能够精准确定第一总段2和第二总段3的相对位置，提高第一总段2与第二总段3的对接精度。
47.在一种实施例中，船坞基准标记包括船坞前后基准标记和船坞左右基准标记，如图2所示，船坞前后基准标记为前后基准线，船坞左右基准标记为左右基准线，前后基准线与左右基准线相交且交点为基准标记点11，基准标记点11处有洋冲进行标记，并设置有供全站仪观测的船坞反射片。通过全站仪精准测量第一总段测量点、第二总段测量点和基准标记点11的位置关系，可以确定第一总段2、第二总段3的左右位置、前后位置，也可以确定第一总段和第二总段的高度。
48.在一种实施例中，如图2所示，选取船坞壁顶端的坞壁顶端中心线12为一个左右基准线，选取处于船坞1底部的精度控制区域中心线13为一个另一个左右基准线。在一种实施例中，前后基准线15有三个，在第一总段与第二总段对接完成后，三个前后基准线分别布置在第一总段与第二总段对接位置处、第一总段的非对接端、第二总段的非对接端。
49.在一种实施例中，如图8所示，在步骤3)中，在外排船坞内水的过程中通过测量仪器跟踪测量第一总段测量标记和第二总段测量标记，以监测第一总段2和第二总段3是否水平，在第一总段2和第二总段3出现歪斜时，通过改变第一总段2和第二总段3上部分区域受到的浮力将第一总段2和第二总段3调平，以使第一总段2与第二总段3对接处的间隙大小保持在设定的范围内。
50.在一种实施例中，第一总段测量标记和第二总段测量标记均有多个；根据第一总段测量标记在第一总段上所处的位置将第一总段测量标记分为第一总段对接端测量标记211和第一总段非对接端测量标记212；根据第二总段测量标记在第二总段3上的位置将第二总段测量标记分为第二总段对接端测量标记311和第二总段非对接端测量标记312；第一总段对接端测量标记211布置在第一总段2用于朝向第二总段3的端部，第二总段对接端测量标记311布置在第二总段3用于朝向第一总段2的端部；
51.在步骤3)中，通过测量仪器跟踪测量第一总段非对接端测量标记212、第二总段非对接端测量标记312监测第一总段2和第二总段3是否水平；在步骤2)中，通过测量仪器采集第一总段对接端测量标记211、第二总段对接端测量标记311与船坞基准标记的方位关系，使第一总段2和第二总段3在第一总段2与第二总段3对接的方向上处于预定的位置。通过在
第一总段2与第二总段3相对接的一端设置测量标记，能够进一步提高第一总段2与第二总段3的对接精度。第一总段的非对接端是指第一总段背向第二总段的一端，第二总段非对接端是指第二总段背向第一总段的一端。
52.在一种实施例中，本实施例中第一总段对接端测量标记211有四个，其中两个处于第一总段甲板与第一总段舷侧外板14连接处，一个处于第一总段2舱底板的端面上，另一个处于第一总段2主货舱的舱壁上。同理，第二总段对接端测量标记311有四个，其中两个处于第二总段甲板与第二总段舷侧外板32连接处，一个处于第二总段3舱底板的端面上，另一个处于第二总段3主货舱的舱壁上。
53.优选的，多个第一总段测量标记为第一总段非对接端测量标记212，多个第二总段测量标记为第二总段非对接端测量标记312。具体的，本实施例中第一总段非对接端测量标记布置有四个，其中两个处于第一总段甲板与第一总段舷侧外板14连接处，另外两个处于第一总段2的端面上且上下布置。本实施例中第二总段非对接端测量标记布置有四个，其中两个处于第二总段甲板与第二总段舷侧外板32连接处，另外两个处于第二总段非对接端的端面上且上下布置。
54.为了能够实时检测第一总段2与第二总段3的姿态变化，处于第一总段甲板与第一总段舷侧外板14连接处的第一总段非对接端测量标记212为第一舷侧外板测量标记212a，步骤2)中，将第一总段2与第二总段3浮态下预连接后，通过测量第一舷侧外板测量标记212a与船坞左右基准标记之间的间距，校验第一总段2的左右位置。同理，处于第二总段甲板与第二总段舷侧外板32连接处的第二总段非对接端测量标记312为第二舷侧外板测量标记312a，在步骤2)中，同样可以通过测量第二舷侧外板测量标记312a与船坞左右基准标记之间的间距，校验第二总段3的左右位置。
55.在一种实施例中，第一总段2与第二总段3浮态对接后，打开坞门排出船坞1内的水时，第一总段2和第二总段3逐渐下降。由于下降过程中第一总段2与第二总段3对接处间隙容易间隙变化，为了保证第一总段2与第二总段3预连接位置的稳定，在第一总段2和第二总段3下降的过程中，通过全站仪测量第一舷侧外板测量标记212a、第二舷侧外板测量标记312a的位置，全程跟踪测量第一总段2和第二总段3下降的数据，使第一总段2和第二总段3对接处的间隙保持在设定的范围内。在第一总段2和第二总段3下降过程中，如果出现歪斜等情况使总段对接处间隙增大，可以通过调整第一总段2部分区域受到的浮力和第二总段3部分区域受到的浮力，使第一总段2和第二总段3保持初始对接时的状态，保证对接间隙大小在设定范围内。
56.在一种实施例中，第一总段2与第二总段3浮态对接后通过绳索连接，如图1和图2所示，第一总段2和第二总段3的舷侧外板上均设置吊环5，在第一总段2与第二总段3浮态对接后，通过绳索穿过第一总段2和第二总段3上的吊环5，将第一总段2与第二总段3预连接在一起。
57.在一种实施例中，如图8所示，为了提高第一总段2与第二总段3浮态对接的稳定性，第一总段2与第二总段3上设置有相对的预连接孔6，通过将螺栓一次穿过第一总段2与第二总段3上的预连接孔6，加强第一总段2与第二总段3连接的稳定性。当然，在一些实施例中，还可以采用连接销代替螺栓，还可以采用连接绳索代替螺栓。
58.在一种实施例中，为了进一步提高第一总段2与第二总段3在浮态对接后的稳定
性，第一总段2与第二总段3浮态对接后，通过缆绳将第一总段2和第二总段3固定在船坞1岸边，在第一总段和第二总段下降时，放松缆绳不影响第一总段与第二总段的运动。
59.在一种实施例中，如图1和图2所示，为了避免坞墩4晃动，提高坞墩4的稳定性，将步骤3)中船坞底部的坞墩进行连接，以形成连续的支撑体对第一总段和第二总段进行支撑。
60.步骤3)中多个坞墩4通过连接杆7串在一起。优选的，坞墩4呈阵列布置，横向布置的坞墩4通过横向延伸的连接杆7串在一起，纵向布置的坞墩4通过纵向延伸的连接杆7串在一起，同一个坞墩4上设置有供横向延伸的连接杆7插入的横向孔和供纵向延伸的连接杆7插入的纵向孔，横向孔与纵向孔上下布置。
61.在一种实施例中，如图1和图9所示，坞墩4包括固定在船坞1底板上的混凝土墩41和处于混凝土墩顶部的塑性垫块42，塑性垫块用于防止船坞底部划伤。
62.在一种实施例中，如图5至图11所示，在步骤2)中，通过调平装置调节第一总段2和第二总段3的姿态，使第一总段2和第二总段3水平。
63.优选的，调平装置包括调平气囊8，第一总段2和第二总段3上均连接有调平气囊8，通过对调平气囊8充气或放气调整调平气囊8的浮力，进而对第一总段2和第二总段3的姿态进行调整。如图6和图7所示，在船舶总段出现左右倾斜时，调整船舶总段左右两侧的调平气囊8，在船舶总段出现前后倾斜时，调整前后方向布置的调平气囊；如果倾斜是不规则的形式，那么根据需要对调平气囊进行调整。
64.在一种实施例中，在第一总段2和第二总段3上均设置多个用于浮在船坞里的调平气囊8，步骤2)中浮态对接之前，通过对调平气囊8充气或者放气实现第一总段2和第二总段3的调平，也可以实现第一总段2的整体高度的升高和降低，当然也可以实现第二总段3整体高度的升高和降低。在第一总段2与第三总段3预定的对接位置，第一总段2与第二总段3齐平后，才能对接并预连接在一起。在步骤3)中第一总段2和第二总段3出现歪斜时，通过调平气囊8将第一总段2和第二总段3调平。
65.优选的，如图5和图11所示，各调平气囊8通过绑扎的方式分别连接在第一总段2和第二总段3上。如图11所示，调平气囊8通过设置有两列，每列设置有五个，每列中相邻两个通过链条连接在一起，两个调平气囊8的间距可以变化。需要说明的是，图中仅仅给出了示意，实际调平气囊8的数量可以根据需要进行增加或者减小。
66.优选的，如图12所示，调平气囊8上设置于监测气囊内压力的压力传感器81，调平气囊8具有进气口82和出气口83，进气口82处设置有进气电磁阀，出气口83处设置有出气电磁阀，进气电磁阀连接有气泵。调平装置还包括控制器，进气电磁阀和出气电磁阀均与控制器连接，控制器能够根据船舶总段的姿态控制指定气囊的进气和排气。本实施例中，调平装置根据操作者的指令对目标的调平气囊8进行充放气，进而调整船舶总段的姿态，实现第一总段2和第二总段3的调平。
67.当然，在一种实施例中，也可以采用配重取代调平装置，采用配重使第一总段2和第二总段3保持水平。相比采用配重的方式，采用调平气囊的方式操作更方便，调平效率更高。在一种实施例中，调平装置也可以采用调整气囊的数量改变气囊对船舶总段的受力，进而实现对船舶总段的调平。调平装置在第一总段2和第二总段3落在坞墩4上后拆除。
68.在一种实施例中，第一总段2和第二总段3进入船坞1的方式是，通过拖船9先将第
二总段3拖进船坞1，第二总段3定位好后，再拖入第一总段2。在一种实施例中，也可以将第一总段2和第二总段3同时拖入船坞1内，在定位第二总段3之前，保持第一总段2与第二总段3之间有一定的间距有利于第一总段2与第二总段3的位置确定。
69.如图14所示，在一种实施例中，在船坞1内同时布置四个对接精度控制区域，同时对四组船舶总段进行对接作业，四组船舶总段对接完成后形成三艘整船，一艘半船，半船用于在其他工序中与另一个半船对接。当然，一种实施例中，对接精度控制区域的数量可以根据需要进行调整，除了上述实施例中提供的一个、四个之外，对接精度控制区域数量可以是两个、三个、五个等数量。需要说明的是，上述实施例中所介绍的对接精度控制区域即用于船舶总段对接作业的操作区域，每个对接精度控制区域均勘划有用于确定船舶总段位置的基准标记。在多组船舶总段同时作业时，需要留出较大的对接精度控制区域，将需要对接的船舶总段先拖至指定的对接精度控制区域，然后同时对多组船舶总段进行同时作业，待各组船舶总段浮态对接完成后，才能将船坞内的水排出，使个船舶总段同时坐在坞墩上。
70.在一种实施例中，第一总段测量标记和第二总段测量标记是测量线，而前后基准标记和左右测量标记均为测量点。
71.在一种实施例中，在满足使用需求的情况下，第一总段的对接端和第二总段的对接端均可以不设置测量标记，比如，第一总段测量标记和第二总段测量标记的位置根据需要设置在船舶总段前后方向的中部，此时需要精准计算第一总段对接面与第一总段测量标记的距离，进而确定第一总段的位置。
72.在一种实施例中，第一总段测量标记和第二总段测量标记处涂装有测量标记，以替代总段反射片。
73.在一种实施例中，坞壁一侧固定有支架，前后基准线设置在支架上。
74.在一种实施例中，坞墩之间相互独立；在一种实施例中，阵列的坞墩中，仅同一列的坞墩通过连接杆串起来。在一种实施例中，根据需要，坞墩的串连形式可以任意变化，比如通过三角形框连起来。
75.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。