一种提高船体分段驳船运输效率和安全性的方法与流程

1.本发明涉及到船舶建造，特别是采用分段搭载建造船舶时一种提高船体分段驳船运输效率和安全性的方法。


背景技术：

2.船舶建造越来越多的进行分段制造，总组搭载的方式进行，大大提高了船舶建造效率，提高了船坞的利用效率。对于很多船舶建造单位而言，因厂址和自身因素限制，效率提升不如后期新建船厂迅速，管理方式传统，使得船厂发展遇到瓶颈。首先生产设施限制了生产能力的提升，其次在造船市场中不谋求发展，则时刻面临着被市场淘汰的风险。在这样的环境中为了谋求发展，将船舶辅助业务纷纷剥离，集中力量发展总装造船，以确保其核心优势，力图在竞争中突围。
3.通过利用有限资源优先发展造船的总组搭载阶段，将占用生产场地较多的船舶分段制造环节放在异地生产，依靠总装优势获得经济效益。船舶大型化发展趋势，使得分段体积、吨位和数量都增加不少。船舶分段的上述特点，无法使用公路运输，而船厂拥有码头岸线的先天优势，可以通过水路运输的方式将造船所需分段按计划有序安排回厂，这一方式成为解决船舶分段运输的可行选择。可见对于船企而言，有效的利用各种资源使异地建造的分段有序、安全的回厂是非常重要的。
4.在船舶建造任务繁重的前提下，现有的分段生产能力已不能满足船舶建造的需求。而若周边亦无可以扩大分段产能的条件，为了寻求发展只能外协给距离船坞较远的地方建造。完成的船体分段则通过水上驳船运输进行，驳船也成为分段运输的重要载体。分段在水路运输的过程中会遇到许多影响因素，这些影响因素之间又会相互影响，使整个分段水运运行效率降低。船舶分段运输能否按期执行，对整条船舶生产线的经济效益影响很大。当一条运输驳船或者一个生产线受到影响时，如何能及时调整运力，保证其他驳船和生产线不受影响，这对保障整体生产至关重要。
5.传统的分段运输方式面临以下问题：
6.1、由于运输分段的尺寸、大小、重量不同，选择相应承运驳船的尺寸也不同。非常规驳船的使用，须事先向运输公司提出申请需求，然后再依据需求安排适合驳船承担运输任务。申请的非常规驳船受到地域、交通管制政策和天气的影响较大，常因各种因素影响不能按照约定时间到达装载码头，由此造成运输的延误，直接影响分段运输计划的准确性。
7.2、码头起重机在日常工作时均使用单一吊钩进行分段吊装作业。由于吊车限高33m，在高潮位起驳分段时，随着吊臂前伸，高度限制随之降低到21m。去除分段的高度后，钢丝绳的长度接近近似等于分段吊点与吊点间距，此时钢丝绳和吊点之间形成的夹角接近60
°
，应力集中对分段影响较大，易使分段产生不可逆变形。为了减小该情况对分段的影响，需要对分段局部进行加强，对吊环间距位置过大处，同样需要修改，这对生产计划的按时推进性影响较大，特别是生产急需分段。
8.3、起驳上岸的分段需要场地进行舾装件安装和脚手搭设工作，因此需要场地临时
停放。在驳船未装满时，为了不浪费船位，会将部分分段提前装船运回公司。这些分段起驳上岸后同样需要场地堆放。公司目前起驳码头的堆放场地较小，分段梳理不便，经常出现正在施工中的分段阻挡需要运输的分段。由于前面的分段正在施工，地上铺满舾装件，运输车辆无畅通道路移动正在施工的分段，导致其后的分段也无法运输，影响生产计划执行。
9.4、分段运输进出码头防汛门时，对于不同规格的大型分段，时有发生分段剐蹭防汛设施情况，不仅影响设施的使用，还会造成分段表面油漆破损和舾装件的损坏。
10.5、每次驳船发运的数据都是人工记录，仅供结算使用，无法提供有效的数据分析功能，年发运量和驳船使用数量，无有效的数据对比。预算成本支出缺少数据支持。


技术实现要素：

11.针对现有技术中存在的问题，本发明提供分段驳船运输管理的方法，本发明能够减少分段运输车辆使用频次，降低非常规驳船的使用，摆脱潮水对起重机吊装分段的制约，避免分段运输对防汛设施造成损坏，增加场地和驳船容纳分段的能力，提高整个运输系统的工作效率，生成报表数据用于成本核算并为预算提供依据。
12.为实现上述目的，本发明方法主要针对五方面背景技术展开研究和解决：
13.第一方面，优化码头分段堆场的分段存放方法，追求分段存放数量多的同时，按照场地特点分类堆放，以实现降低运输车移动分段频次，减少车辆使用成本的目的。
14.第二方面，优化分段装船管理及驳船靠泊码头方法。通过研究分段和驳船的特点，寻求优化分段装船和驳船靠泊码头的方法。实现驳船装载量提升的同时，兼顾超出驳船宽度分段的安全装运和码头靠泊。
15.第三方面，总结归纳分段运输翻越码头防汛门方法。针对不同类型的分段，制定符合分段特点的翻越防汛门方案。实现分段运输安全有序通过码头防汛门，避免分段运输时与防汛设施发生碰撞，造成分段和防汛设施的损坏。
16.第四方面，研究解决起重设备改进方法。通过起重设备的改进，实现码头起重机工况不受潮水高低制约，从而实现码头起重机的全天候工作条件。为提升起重设备的工作效率创造条件。
17.第五方面，建立分段运输管理系统。分段运输管理系统的建立，使分段运输具备数据分析、加工、处理能力。为后期的成本核算、预算策划等提供数据支持。
18.具体而言，本发明专利提供的一种提高船体分段驳船运输效率和安全性的方法，该方法包括有分段驳船吊装环节、驳船进出码头环节、分段堆放环节和汇总调度环节，该方法包括如下步骤：
19.在分段驳船吊装环节中，
20.第一步，先将待驳船运输的船体分段分类，根据分段类型和宽度来选定驳船的装船方式；
21.第二步，将码头起重机的高度限位提升，使得码头起重机的其中高度满足不同船体分段的吊装至驳船上的高度要求；
22.在驳船进出码头环节中，
23.第三步，规范分段装船方式，针对超出驳船宽度的大型分段，依据分段超出船宽的不同，采用单侧超宽和双侧超宽两种不同的装船方式，并相应的采用不同的停靠方式，解决
因分段超出船宽无法靠泊码头的问题；
24.第四步，制定分段进出码头的方式，分为自由通行分段、双侧飞越防汛墙分段、单侧飞越防汛墙分段、利用高门架飞越防汛墙四种方式进出码头，采取标准为船体分段的宽度与防汛门固定宽度比较；
25.在分段堆放环节中，
26.第五步，将码头上的船体分段停放区域分成大型分段停放区、小型分段临时停放区和需施工分段停放区三个区域，将船体分段依照其大小和施工需求分类放置；
27.在汇总调度环节中，
28.第六步，建立动态运输管理系统，储存驳船运输船体分段的历史数据，并根据驳船运输的历史数据和待驳运的船体分段情况，调配驳船进行运输。
29.在第一步中，待驳船运输的船体分段分为大型分段、小型分段和需施工分段，常规使用的驳船以船宽在15米至16米数量最多，因此将分段宽度大于16米的定义为大型分段，宽度小于16米的定义为小型分段。
30.在第二步中，码头起重机根据船体分段吊运的情况进行起吊高度提升改造，将起重吊钩的高度提升，增加滚筒容绳量以收纳更多的钢丝绳；若滚筒受基座限制，容绳量增加不能满足起重机高度提升要求时，通过减少钢丝绳的长度来实现吊车起升高度符合预期。
31.作为进一步的优化设计，第二步中码头起重机吊运船体分段时，在吊车吊臂起吊船体分段离地后，吊臂前伸移动船体分段至驳船的上方，改进限位器以提升吊排起升高度，将吊排高度从33米增加到45米，所述改进限位器是指缩短限位器沿吊排钢丝绳垂下的长度，增加吊排上吊钩的行程高度，提升吊车吊钩高度。
32.在第三步中，常规驳船宽度为16m，遇到宽度大于16m，小于20m船体分段时，使用单侧超宽的方法装载船体分段，当船体分段宽度大于20m时，采用双侧超宽的方法装载。
33.作为进一步的优化设计，第三步采用单侧超宽或双侧超宽装载的驳船靠泊在最外档以避免影响其他驳船停靠。
34.在第四步中，在码头上，码头防汛门的宽度l，高度为h，门架宽度为l，门架高度为h，各类分段运输标准如下：
35.宽度小于l的船体分段，自由进出码头防汛门；
36.宽度大于l的船体分段，若船体分段的下沿低于门架不超过h-h时，船体分段直接双侧飞越防汛门进行运输；
37.宽度大于l的船体分段，若船体分段的下沿低于门架超过h-h，只有一端下沿过低无法飞越防汛墙，另一端可以飞越防汛墙时，船体分段单侧飞越防汛门的方式进行运输；
38.宽度大于l的船体分段，若船体分段的两端下沿均低于门架超过h-h时，用在门架上加装铁墩，通过抬高船体分段高度的方式出入码头。
39.在第五步中，所述大型分段停放区靠近码头岸线，存放大型船体分段或涂装完工且停留码头时间较短的船体分段；所述小型分段临时停放区靠近码头吊车但远离码头岸线，存放滞留码头3到5天的船体分段，所述需施工分段停放区远离码头防汛门，存放需要舾装作业的船体分段和滞留码头时间较长的船体分段。
40.在第六步中，所述动态数据管理系统设有数据库和分析模块，数据库用以存储历史运输数据，分析模块分析每月运输航次和运输总吨位之间的关系，取平均值作为参考依
据，用来预估每月的运力需求，预判每月的分段运输量并输出提示信息：若运输量增加与现有驳船运力不能匹配时，可提前提出预警，对运输驳船进行动态的调整缩短增加运力的准备期；在遇到运输低谷时也可提出预警信息，避免驳船闲置降低效率。
41.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
42.1.解决了起重机起吊高度限制。改进后的起重机作业不再受潮水高度制约，可全天侯执行起重作业。遇到大风、高温、暴雨等影响起重作业的恶劣天气时，有足够裕度调整作业计划，不需考虑潮水高度能否满足作业要求，减少了因潮水高度不足等待潮高满足起吊要求的时间，起重员工的作业效率得到提升。
43.2.分段堆场规范化使用，降低了不同分段，不同作业阶段的交叉干扰，减少了运输车辆的往返频次，节约了运输车辆的使用成本。
44.3.驳船的规范化使用和对应的靠泊方式，解决了常规驳船运输超宽分段问题，减少了非常规大型驳船的使用，降低使用成本，便于驳船的管理和灵活机动调配。
45.4.将分段通过码头的方式区分为四种类型。每种对应的分段类型都制定了相应的安全通过防汛门的方法。减少了分段运输时与防汛设施的碰撞，减少了防汛设施损坏的维修费用和分段损坏后的返修成本。
46.5.建立了动态的运输数据管理系统。可以高效处理船舶的运输和装载货物数据，并生成历史数据可供查阅调用。分析历史运输数据中，每月运输航次和运输总吨位之间的关系，取平均值作为参考依据，这样的均值可以用来预估每月的运力需求。船舶分段的使用有一定的周期性，遇到建造高峰月份时，运输量激增，原有的运力不能满足运输需求。临时增加运力也需要较长准备周期，这对在建产品的平稳有序建造是不利的。通过分析得到的经验值，可以预判每月的分段运输量，运输量增加与现有驳船运力不能匹配时，可提前向运输公司提出申请，让运输公司对运输驳船进行动态的调整，有效缩短增加运力的准备期，确保运输的平稳有序。同理，在遇到运输低谷时也可以给运输公司提出预警，避免驳船闲置带来的效率降低。
附图说明
47.图1为本发明一种提高船体分段驳船运输效率和安全性的方法中码头吊车吊运分段时吊钩高度示意图。
48.图2为本发明一种提高船体分段驳船运输效率和安全性的方法中码头分段堆场区域划分示意图。
49.图3为本发明一种提高船体分段驳船运输效率和安全性的方法中驳船单侧超宽停靠示意图。
50.图4为本发明一种提高船体分段驳船运输效率和安全性的方法中驳船双侧超宽停靠示意图。
具体实施方式
51.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
52.本发明作为一种提高船体分段驳船运输效率和安全性的方法，该方法包括有分段驳船吊装环节、分段进出码头环节、分段堆放环节和汇总调度环节，该方法包括如下步骤：
53.在分段驳船吊装环节中，
54.第一步，先将待驳船运输的船体分段分类，根据分段类型和宽度来选定驳船的装船方式；待驳船运输的船体分段分为大型分段、小型分段和需施工分段。以常规使用的驳船的船宽为准，船宽在15米至16米，将船体分段宽度大于16米的定义为大型分段，宽度小于16米的定义为小型分段，而需施工分段则是指该分段可能是大型分段也可能是小型分段，但是需要在驳运完成后进行舾装等施工作业。
55.第二步，将码头起重机的高度限位提升，使得码头起重机的其中高度满足不同船体分段吊装至驳船上的高度要求。码头起重机根据船体分段吊运的情况进行起吊高度提升改造，将起重吊钩的高度提升，增加滚筒容绳量以收纳更多的钢丝绳；若滚筒受基座限制，容绳量增加不能满足起重机高度提升要求时，通过减少钢丝绳的长度来实现吊车起升高度符合预期。码头起重机吊运船体分段时，在吊车吊臂起吊船体分段离地后，吊臂前伸移动船体分段至驳船的上方，改进限位器以提升吊排起升高度，将吊排高度从33米增加到45米。码头起重机吊排的高度提升，意味着收纳钢丝绳的滚筒容绳量需要增加，若滚筒受基座限制，容绳量增加仍不能满足起重机高度提升要求时，再考虑通过减少钢丝绳的长度来实现吊车起升高度符合预期。限位器作用是限制吊车吊排与地面的最大起升高度，它顺着吊吊排钢丝绳垂下一定的长度，吊钩达到限位高度后触发限位器开关。改进限位器是指缩短限位器沿吊排钢丝绳垂下的长度，以此增加吊排上吊钩的行程高度，实现吊车吊钩高度的提升。
56.在驳船进出码头环节中，
57.第三步，规范分段装船方式，针对超出驳船宽度的大型分段，依据分段超出船宽的不同，采用单侧超宽和双侧超宽两种不同的装船方式，并相应的采用不同的停靠方式，解决因分段超出船宽无法靠泊码头的问题。常规驳船宽度为16m，遇到宽度大于16m，小于20m船体分段时，使用单侧超宽的方法装载船体分段，当船体分段宽度大于20m时，采用双侧超宽的方法装载。采用单侧超宽或双侧超宽装载的驳船靠泊在最外档以避免影响其他驳船停靠。针对超出驳船宽度的大型分段，依据分段超出船宽的不同，采用单侧超宽和双侧超宽两种不同的装船方式，并相应的采用不同的停靠方式，解决因分段超出船宽无法靠泊码头的问题。
58.第四步，制定分段进出码头的方式，分为自由通行分段、双侧飞越防汛墙分段、单侧飞越防汛墙分段、利用高门架飞越防汛墙四种方式进出码头，采取标准为船体分段的宽度与防汛门固定宽度比较。通过规范分段进出码头防汛墙方式，解决防汛门固定宽度对分段运输的影响。具体而言，在码头上，码头防汛门的宽度l，高度为h，门架宽度为l，门架高度为h，各类分段运输标准如下：
59.宽度小于l的船体分段，自由进出码头防汛门；
60.宽度大于l的船体分段，若船体分段的下沿低于门架不超过h-h时，船体分段直接双侧飞越防汛门进行运输；
61.宽度大于l的船体分段，若船体分段的下沿低于门架超过h-h时，只有一端下沿过低无法飞越防汛墙，另一端可以飞越防汛墙，船体分段单侧飞越防汛门的方式进行运输；
62.宽度大于l的船体分段，若船体分段的两端下沿均低于门架超过h-h时，用在门架上加装铁墩，通过抬高船体分段高度的方式出入码头。
63.在分段堆放环节中，
64.第五步，将码头上的船体分段停放区域分成大型分段停放区、小型分段临时停放区和需施工分段停放区三个区域，将船体分段依照其大小和施工需求分类放置。所述大型分段停放区靠近码头岸线，存放大型船体分段或涂装完工且停留码头时间较短的船体分段；所述小型分段临时停放区靠近码头吊车但远离码头岸线，存放滞留码头3到5天的船体分段，所述需施工分段停放区远离码头防汛门，存放需要舾装作业的船体分段和滞留码头时间较长的船体分段。分段按照对应类别停放相应区域。避免不同类分段的因施工阶段不同，影响车辆运输分段，增加车辆的运输频次。
65.在汇总调度环节中，
66.第六步，建立动态运输管理系统，储存驳船运输船体分段的历史数据，并根据驳船运输的历史数据和待驳运船体分段的情况，调配驳船进行运输。动态运输管理系统通过建立各驳船数据、码头数据，调用系统中的分段数据，可实现装船分段和运输驳船的匹配，为后期的运输数据统计分析提供依据。所述动态数据管理系统设有数据库和分析模块，数据库用以存储历史运输数据，分析模块分析每月运输航次和运输总吨位之间的关系，取平均值作为参考依据，用来预估每月的运力需求，预判每月的分段运输量并输出提示信息。若运输量增加与现有驳船运力不能匹配时，可提前提出申请，对运输驳船进行动态的调整缩短增加运力的准备期；在遇到运输低谷时也可提出预警信息，避免驳船闲置降低效率。
67.实施例1
68.如图1所示，吊车吊臂起吊分段离地后，吊臂前伸移动分段至驳船上方。随着吊臂前伸，吊臂高度逐步降低，吊排起升高度受到限位器制约。限位器改进提升后，吊排高度可继续升高，由于一根钢丝绳在吊排上穿成六股，因此吊排每升高1m，绞车中钢丝绳增加6m，此时绞车滚筒出现容绳量不足，采用在滚筒外圈加装挡板增加滚筒容绳量。由于绞车基座限制，加装挡板增加的容绳量有限，不足以使吊排起升高度达到要求，此时截去部分钢丝绳长度，以实现吊排高度符合要求，同时满足滚筒容绳量限制。改进后吊排高度提升到45m比之前的33m增加了12m，解决了吊车作业受潮水高低的制约因素。
69.如图2所示，依据分段制作所处阶段将分段放置在相应的区域，区域a靠近码头岸线，各种动能齐备且场地开阔出码头便利，适合放置大型分段、涂装完工且停留码头时间较短的分段，但是此处没有焊机，无法进行电焊作业；区域b靠近码头吊车，面积比区域a稍小，远离码头岸线，因此没有动能设施，可以停放需要搭设脚手分段，适合滞留码头3到5天的分段停放；区域c在吊车的右侧，此处远离码头防汛门，分段出码头较为不便，但是区域较大，且30t吊车的轨道边设置了自动焊机，可进行电焊作业，适合需要舾装作业的分段和滞留码头时间较长的分段停放。
70.如图3所示，常规驳船宽度为16m，遇到宽度大于16m，小于20m分段时,可以使用单侧超宽的方法装载分段，超宽驳船靠泊在最外档，不影响里面其它驳船停靠。此方法适合宽度小于20m的分段使用，因为单侧超宽会使重心向超宽一侧偏移，在一定范围内可以利用驳船自身压载水进行调节。当分段单侧超出船舷过多，驳船压载水无法调节时增加了驳船倾覆风险，因此当分段宽度大于20m时采用双侧超宽方法装船，对应的驳船靠泊方法如图4所
示。
71.防汛门宽度l＝10m，高度h＝1.7m，门架宽度l＝7m，高度h＝2.4m，现对各类分段运输情况分析如下：
72.(1)、自由通行防汛墙。
73.宽度小于10m的分段，可自由进出码头防汛门。
74.(2)、双侧飞越防汛门。
75.分段宽度大于10m的分段，只能通过飞越防汛墙运出码头，由于门架高2.4m，高于防汛门高度，分段下沿低于门架不超过0.7m时，分段可直接越过防汛门运输。
76.(3)、单侧飞越防汛墙。
77.当分段宽度大于10m且分段下沿低于门架超过0.7m时，如果分段只是一端下沿过低无法飞越防汛墙，另一端高度可以飞越，只需满足分段下沿和门架之间的宽度不超过防汛门10m的宽度，分段可以通过单侧飞越防汛门的方式运出码头。
78.(4)、利用高门架飞越防汛墙。
79.当分段宽度大于10m且分段两端下沿均低于门架超过0.7m时，由于分段高度过低，无法单侧飞越防汛墙，只能采用在门架上加装铁墩抬高分段高度的方式进出码头。
80.驳船装载数据录入系统后，可对运输历史数据进行整理分析，得到分段运输数量和驳船运输航次的匹配数据，为分段运输成本预测或者预判分段运量增加时，驳船数量是否相符提供经验依据。
81.尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。