7,0000长吨浮船坞浮箱甲板轨道采购及安装平整度控制研究

卫雪丽，乔勇

摘要：7,0000长吨浮船坞浮箱甲板轨道安装后要求每组轨道之间以及组与组轨道之间的上表面水平度误差小于±3mm；沿船宽方向，要求距搭岸结构外板7m范围内上表面水平度误差小于±3mm；其余区域上表面水平度误差小于±6mm。

关键词：甲板轨道；平整度控制

1 概述

该浮船坞浮箱甲板共49组方钢轨道，每组两根，轨道长度方向沿船宽方向排列。轨道安装如图1所示。

图1 轨道安装横截面图

轨道理论厚度为40mm,理论宽度60mm，单根轨道长58975mm。另外，轨道化学成分、机械性能等需要满足美国ASTM 759以及ASTM A1-00标准。该浮船坞对浮箱甲板轨道的安装精度、及材料要求极为严苛。

2 轨道采购

通过分析ASTM 759以及ASTM A1-00标准，经船东确认，确定使用国内特种钢等效替代。其制造工艺、成型方式、热处理方式、含氢量等满足 YB/T 5055-2014 起重机用钢轨要求；化学成分分析方法依据《钢的成品化学成分允许偏差》（GB/T 222-2006）、GB/T 223系列及《碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定 火花放电点原子发射光谱法（常规法）》（GB/T 4336-2016）、《钢铁总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法（常规法）》（GB/T 20123-2006）；力学性能试验取样方法依据《钢材力学性能及工艺性能试验取样规定》（GB/T 2975-1998）及《钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法》（GB/T 20066）；屈服强度及抗拉强度等试验方法依据《材料拉伸试验》（GB/T 228.1）金属第1部分：室温试验方法；布氏硬度试验方法依据《金属材料布氏硬度试验》（GB/T 231）。轨道低倍试验方法要求依据《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》（GB/T 226-2015），锭型偏析、中心疏松、一般疏松、偏析评判等级不超过2级；轨道要求依据《钢的低倍组织及缺陷超声波检验法》（GB/T 7736-2001）进行超声波探伤，依据《无损检测 磁粉检测 第1部分：总则》（GB/T 15822.1-2005）进行磁粉探伤。

订货精度要求如下：

a. 整根轨道长度范围之内，任意截面高度允许偏差范围为 -0.38mm~1.02mm；

b. 整根轨道长度范围之内，任意截面宽度允许偏差范围为-0.76mm~0.76mm；

c. 轨道长度分6000mm、4975mm两种，整根长度范围内上表面直线度偏差不能超过2mm；整根轨道长度范围内，任意0.9m轨道侧面直线度偏差不能超过0.7mm, 在轨道端部460mm范围内，侧面直线度偏差不能超过0.58mm；

d. 轨道的不方度应满足《热轧钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差》（GB/T702-2017）5.1.3的要求。根据浮箱甲板平整度控制经验，预购轨道4975mm长、40mm厚轨道98根，6000mm长、40mm厚轨道870根，另采购6000mm长、50mm厚轨道134根。

3 轨道安装原则

本浮船坞轨道通过角焊缝焊接的方式安装于浮箱甲板。考虑机加工周期太长，不满足生产进度，同时考虑轨道承重时避免焊缝受力的原则，采用等厚轨道下面增加垫板的方式来调平轨道上表面，使轨道上表面精度满足要求，同时轨道安装强度也满足要求。部分浮箱甲板平整度较差区域采用50mm厚度轨道+垫板的方式来实现安装。

4 轨道安装环境条件

浮箱甲板轨道区域平整度±5mm 。

5 浮箱甲板高度基准

在浮箱甲板中纵壁和FR50横壁交汇处的甲板上设置高度基准标杆，用以定位每根轨道旁侧的基准定位钢丝，因该标杆位与浮箱甲板的中心位置，故标杆四周都需设置光靶：

图2 光靶设置示意图

6 轨道上方基准钢丝设置

每根轨道外侧制作安装拉设计基准高度钢丝用工装，利用光靶和全站仪根据基准高度标杆调整各钢丝高度，确保全船钢丝下沿与基准标杆上的光靶中心在同一水平高度，误差小于1mm。每一根轨道沿全船宽度方向设置7处工装，间隔10m：

图3 轨道钢丝工装布置示意图

图4 轨道工装详图

7 甲板水平度测量

在轨道中心线位置从右舷向左舷每隔500mm标注一处测量点，测量浮箱甲板上表面距基准钢丝的水平高度值。此水平高度值最小的地方即为浮箱甲板上拱最严重的地方，此处设置40mm厚度轨道，则其余各处轨道厚度不会低于40mm。故选取浮箱甲板最高点，作为轨道与甲板零间隙基准点，根据其余测量点的高度值，确定轨道下沿与甲板间隙t的数值。

8 轨道垫板布置

根据计算出的轨道与浮箱甲板间隙t确定轨道与浮箱甲板的安装形式如下：

1. t=1~10mm,铺设1~10mm相应厚度的垫板，沿轨道方向，垫板厚度变化处打磨光顺；
2. t=11~20mm，选用50mm厚度轨道，铺设1~10mm相应厚度的垫板，沿轨道方向，垫板厚度变化处打磨光顺。

因分段建造、总组、合拢中的精度控制，不会出现t超过20mm的情况，故按照上述方案布置垫板，最终可实现轨道上表面的精度控制，同时避免轨道焊缝受力，能有效延长轨道的使用寿命。

9 结束语

该7,0000长吨浮船坞的轨道安装按照本文论述的方法，经现场验证，能够实现船东关于轨道上表面的苛刻精度要求；同时，按照本文论述的技术要求进行钢材采购，其各项性能指标能够满足船东提出的美标要求，并且具有良好的焊接性能，保证了安装质量。本文论述的该种轨道的材料采购、安装精度控制的研究对后续项目类似型式轨道的采购、安装具有相当的指导意义。

参考文献

[1] 美国ASTM 759、 ASTM A1-00 标准

[2] YB/T 5055-2014 起重机用钢轨

[3] GB/T 222-2006 钢的成品化学成分允许偏差

[4] GB/T 223系列

[5] GB/T 4336-2016碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定 火花放电点原子发射光谱法（常规法）

[6] GB/T 20123-2006钢铁总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法（常规法）

[7] GB/T 2975-1998钢材力学性能及工艺性能试验取样规定

[8] GB/T 20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法

[9] GB/T 228.1材料拉伸试验

[10] GB/T 231金属材料布氏硬度试验

[11] GB/T 702-2017热轧钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差

[12] GB/T 226-2015钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法

[13] GB/T 7736-2001钢的低倍组织及缺陷超声波检验法

[14] GB/T 15822.1-2005无损检测 磁粉检测 第1部分：总则