船舶氣囊下水工藝及其下水坡道的設計

jimosea

近年隨著造船業(yè)的發(fā)展，船舶氣囊下水工藝得到了諸多船廠的廣泛采用。但由于與下水工藝密切相關的下水坡道的設計沒有得到足夠的重視，使得船舶下水仍然存在安全隱患。介紹了
船舶氣囊下水工藝過程，分析了下水坡道設計中存在的問題，提出了下水坡道設計中應考慮的因素，結合工程實例闡述了坡道設計的相關要點。
關鍵詞 下水工藝 氣囊船臺 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

　　船舶氣囊下水是我國獨創(chuàng)的下水方法，在我國中小船廠的實際應用非常廣泛，有著近３０年的歷史，被稱之為“柔性下水技術”，但其發(fā)展進程卻一直處于緩慢狀態(tài)。隨著近幾年造船業(yè)的快速發(fā)展，以往非主流的氣囊下水方式由于其成本低、使用靈活等優(yōu)勢，得到了空前的應用和發(fā)展，如今河口及沿海的大中型船廠也普遍開始傾向于采用該工藝。用氣囊進行船舶下水工藝克服了以往中小船廠船舶修造能力受制于滑板、滑道等傳統(tǒng)工藝的制約，經(jīng)過多年的實踐和積累，由最初可以使自重１００ｔ船下水到現(xiàn)在可以使自重１２０００ｔ的船舶安全下水，已成功地進入了承載大型船舶下水的時代，成為一種極具活性，極具柔性，極具發(fā)展?jié)摿Γ瑯O具安全性的成熟技術，具有省時、省力、省投資、機動靈活、安全可靠、綜合經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)點。但應用于氣囊下水的船臺形式各異，良莠不齊，尤其是與下水工藝密切相關的坡道設計往往沒有得到足夠的重視，從而使船舶下水存在安全隱患。筆者嘗試從氣囊下水工藝開始，探討其過程和機理，淺述坡道設計的相關要點，并簡要介紹已在實踐中應用的設計實例。


１ 船舶氣囊下水工藝
　　船舶采用氣囊上水時，先將起重氣囊充氣抬起船體，拆除船底下的墩木，船體下坐到氣囊上，在卷揚機（絞車）和纜繩的牽引下，有控制地移動船舶，或直接斷開纜繩，使船舶自由下滑，完成下水過程。
　　船舶氣囊下水的過程分為４個階段：① 船舶下水前準備；② 控制船舶下滑至水邊；③ 從船舶觸水至全浮；④ 從船舶全浮到滑行停止。其中從船舶觸水至全浮階段是船舶下水運動
狀態(tài)比較復雜的階段。船舶移至水邊后，根據(jù)水域及坡道條件選擇快速入水還是繼續(xù)在絞車控制下入水是需要考慮的問題。在水域寬度及坡道條件允許的前提下，可以斷開纜繩，使船舶依靠重力的作用自由滑入水中，如果初始下滑力不夠，則需要在船首采取措施推動船舶啟動。
　　船舶滑向水域時，如果船臺坡道因末端標高較高而有變坡設置時，船尾滑出水邊到入水之前，船舶的表現(xiàn)以懸臂外伸狀態(tài)為主。此時，船舶縱傾角在繼續(xù)微微增大，船尾末個有效氣囊的受力也在持續(xù)增加。在船體重心經(jīng)過變坡點時將出現(xiàn)稍微明顯的縱向翻傾，這個時點是氣囊受力最大也是船臺末端荷載最大的時候，故在下水方案中對單個氣囊的超載能力應有充分估計，對可能出現(xiàn)的問題要有預案。如果船臺前沿坡道的坡度較大，且標高較低，則船尾直接入水，這樣可使船體縱傾減緩，氣囊的受力分布也逐漸轉變?yōu)槭撞看?br /> 尾部小。
　　隨著船尾入水體積的增加，尾部逐漸浮起，船底入水的氣囊也陸續(xù)被釋放漂浮，直至船首離開最后一只氣囊的支撐，船的重量全部依靠浮力支承。當船 尾 入 水 開 始 上 浮，而 船 首 還 壓 在 最后一個或 幾 個 氣 囊 上 時，氣 囊 將 承 受 船 體 自 重２５％～３０％的重量，此時單個氣囊的超載能力應在下水前有充分估計。在水位變幅不大的河口及沿海一帶，多數(shù)氣囊船臺下水坡道很短， 一般可不考慮控制下水，直  接斷開纜繩讓船舶自由下水。與滑道船臺的下水 運動狀態(tài)相比，氣囊下水由于有氣囊的緩沖作用， 不會因為船舶“尾彎”或“尾浮”狀態(tài)使船中或船首  底部集中受力過度而受損，而且船舶全浮前通常 船首下面都是密集的氣囊， 一般不會因為“首跌 落”而受損，因此，可以說氣囊下水過程比滑道下  水更安全可靠。

2 下水坡道的設計

下水坡道是采用氣囊下水工藝的船臺的重要 組成部分，廣義的下水坡道包括船臺及前沿伸入 水底的坡道，狹義的下水坡道僅指船臺前沿至水 底部分。由于船臺的設計類同于滑道船臺，有可 參照的規(guī)范和比較充分的理論研究，本文主要探 討的是船臺前沿的下水坡道。

目前下水坡道在氣囊船臺設計時往往被忽略 或隨意設置，這使得船舶的下水安全更多地依賴 于氣囊的材質和下水操作的過程[]。在工程實踐 中常用的坡道型式有弧線型和折線型，前者使下 水過程比較流暢，后者則方便施工。