上层建筑整体吊装方案设计

上层建筑整体吊装方案设计

胡金

浙江中核设备制造有限公司浙江海盐314300

摘要：随着船厂造船设备不断更新，起重能力不断提高，现在使得分割的上层结构越来越大，上层建筑的平均重量也在不断提高，许多造船厂都采用了整体吊装方法来提高吊装的上层结构。上部结构的重量可以随起重能力的提高而提高，但提升会产生较大的变形。本文主要研究典型船体上部结构的整体提升，并确定船体上部结构整体提升计划，有效地控制变形。

关键词：上层建筑；整体吊装

1前言

船舶上层结构是船舶最大、最重要的导航和生活模块。它是最先进的通信和导航系统、无线电控制、电子导体、居住住宿、餐饮、娱乐、卫生保健等，是一个非常挑剔、重要的模块，它可以为机组人员提供好的休息，对船舶的安全航行起到了一定的作用，因此对上层建筑业的施工工艺要求很高。重量大、刚性小的上层建筑，使得上层建筑的整体提升变得更加困难，因此提升方案的合理设计和上层结构是必须进行有限元强度分析，是吊装完成的重要依据。

2设计原则

上部结构整体吊装方案的设计如下：

（1）确保整个吊装过程的结构不损坏；

（2）确保最大的拟合和结构完整性，不损坏的结构和舾装件；

3方案设计

3.1提升方案的选择

根据结构的完备性，确定了结构的重量、重心和结构的重量、重心和结构的结构，选择了吊装的位置。同时，选址也要考虑材料成本、施工成本和施工方便。整体提升计划有三个主要选择：

（1）吊装布置安排在敞开式甲板的牢固框架区域内。这种安排需要在吊装区甲板和甲板下的正常肋板上加厚。为了保证吊装能够有效地进行到下甲板上，减少结构梁的弯曲变形，需要在提升位置上得到支撑。通过在甲板上有效的拉伸传递，保证了力的均匀性，减小了结构的变形，达到了整体提升的目的。

（2）前后壁面悬挂布置。根据桥面结构和套管之前以及之后，墙上的特点是有效使用甲板，前后壁板可以悬挂，装饰形式和壁板进行焊接，脱扣架挂行，对应在甲板上做了必要的加强。这种排列可以有效地确保张力沿前后壁面延伸。但这种设置影响了桥梁甲板上的防波堤的安装，无法保证结构的完整性。

（3）左右侧墙布置吊挂布置。根据桥面和左右侧墙的结构，侧壁的甲板表面约100毫米，利用这一特点，起重机可以直接安排在左边以及右边墙，与壁板对接，焊接形式以及挂线跳闸，相应在甲板下增加必要的加强，这样可以永久的加强，加强分段生产可以完成，完成后的起重吊车可以在同一时间，减少重复利用，降低成本。该吊排布置面积是建立在有效保证隔音敷料和木墙完整性、钢结构完整性、减少不必要的施工及为术后提供有效保障的基础上。综上所述，结合建筑结构，降低设计原则的成本，结合公司提升和建筑政策以及资源的利用情况，决定采取第三行布局，即在左右两侧悬挂排布局。

3.2吊耳设计

吊耳设计需要计算重心位置，提升吊耳以及物体定位。根据举升物体的重量，确定其结构和强度。上部结构整体吊装的总重量，重心可根据整个吊车的范围来计算，确定凸位置和结构，加强措施是在局部的。

3.2.1吊耳位置

耳中上阶层构建整体的力平衡，以确保提升过程，根据浮吊的情况，并确保接头可以在上层建筑结构包括主壁板、纵向和横向隔板，防止变形的薄弱部位，在驾驶甲板两侧车轮布局。

3.2.2提升耳强度计算

当吊带在张力下，在上部结构与传送力之间焊接时，压力最坏的位置在钩状位置和凸焊位置。按照拉伸应力的设计计算出拉伸应力，从而计算出挂钩的厚度。焊接后的凸应力由焊缝的拉应力传递到上部结构，根据焊接厚度可获得焊接脚高度。然后根据焊缝长度的拉伸强度，焊接。

3.3上层建筑强度检查

上部结构整体结构强度是最核心的整体提升和最复杂的部分，由于在上部结构的总重量下安装了吊耳部件，强度是不够的，如果零件产生部分屈服，导致塑性变形，严重的情况将会分开；同时，上部结构整体，挂耳拉起，向下和上部结构的重力方向，使结构产生额外弯矩，弯曲过度结构承受荷载，结构会产生弯曲变形，严重时，塑性变形产生的弯矩不能恢复；此外，弯曲变形的结构将会产生一些相对较弱的损伤部位，因此，在提升上部结构结构强度时，加强悬挂耳力的关键，以防止撕裂和变形控制结构的两个方面。

上部结构吊装过程主要考虑静力作用，简化计算过程，忽略门框，如下层甲板，内部隔板作为挡板，计算最不利的荷载条件和吊装过程的安全设计。其中，悬耳在集中荷载作用下，可直接用于静力分析和计算，然后在悬挂耳结构强度设计和焊缝长度设计的基础上进行。在提升力变形条件下超结构的其他部分比较复杂，将建立超结构的简化有限元模型，采用PLAN42网格，将结构重量转换成均匀分布荷载加载在箱体结构上，然后是有限元静态模型。

3.4上层建筑局部加固

根据上部结构有限元分析的结果，墙板强度较弱，部分薄甲板。为了确保力的提升点可以传递到下甲板，结构强化措施为：1）凸耳加强：在两侧的吊耳增加的支撑架两侧；2）提升耳的位置结构增强：提升耳外壁增厚至22毫米，延伸至下层。驾驶甲板加厚为12毫米和8毫米，纵桁和横梁在其下，L250x90x10.5/15和横向支架；3）在口（自由边）的上部结构下，用钢槽加固。通过对加固后结构有限元分析的研究，将其变形控制在弹性范围内，证实了结构加固设计理论是可行的。

3.5快速定位装置定位销布局

设置定位销是为了上层建筑的整体和主船体。快速和准确的定位销套三，分别安装在主甲板的中心FR27，港口和右舷在线的中心线定位销，最高的比其他两个200毫米和100毫米以上，分别是由定位销直径80毫米的圆钢；耳板孔直径为85毫米，安装于外墙外上部结构的下部。安装时，要确保耳板定位中心和定位销中心位置，使上层建筑能够准确快速定位。

4结束语

通过精心设计，实践证明，超结构整体吊装工艺设计取得了成功，取得了令人满意的效果。通过生产实践，我们更了解了新工艺和技术创新带来的巨大效益，采用了上层建筑整体提升技术，对上层建筑整体吊装实施及其他船舶上层建筑整体提升的实施，具有很强的指导意义和参考意义。

参考文献：

[1]翟高进，陈轶锋，郭林.57000DWT散货船上层建筑水下整体吊装工艺制定与有限元分析[J].造船技术，2010，（05）：22-25.