一种船舱内部悬挂式脚手架的设计

柯学+卢隆政+刘武云

（显利（珠海）造船有限公司，珠海519185）

摘 要：菊花扣式脚手架被广泛应用于船舶建造的各个环节，如分段建造、船体搭载、船舶舾装、船舶涂装等。针对显利（珠海）造船有限公司建造的32m拖轮船型特点，为了提高脚手架在船舱狭小空间内使用的安全性和灵活性，本文介绍了一种悬挂式脚手架的设计。通过实例分析，结合FORAN软件的运用，对方案设计和施工工艺进行阐述，为类似工程提供借鉴。

关键词：菊花扣式脚手架；FORAN软件

中图分类号：U671.4 文献标识码：A

1 前言

脚手架指施工现场中为方便工人操作并解决垂直和水平运输问题而搭设的各种支架，其广泛应用于广告、市政、交通路桥、矿山、船舶等工程行业。我国在50年代初期，脚手架都采用竹或者木材搭设，60年代起推广扣件式钢管脚手架。自80年代起，我国在发展先进的具有多功能的脚手架系列方面取得了显著成就。

2 菊花扣式脚手架

随着造船工艺的不断发展，竹木式脚手架已逐步淘汰，菊花扣式脚手架因其维护方便、使用寿命长及投入成本低等各种优点，目前占据国内主要市场，如图1所示。

菊花扣式脚手架，具备以下特点：

（1）轻便快捷：搭建轻松快速，并具有很强的机动性，可满足大范围的作业要求；

（2）安全可靠：可根据不同的实际需要，搭建多种规格、多排移的脚手架，各种安全配件在作业中提供牢固、安全的支持，有效减少工伤事故的发生；

（3）储运方便：拆卸、储存占地小，方便转移，部件能通过各种窄小通道；

（4）构件小巧：最大构件尺寸为2.4 x 0.5 m，最大重量为15 kg，搬运和搭载比较方便。

3 悬挂式脚手架

3.1 机舱区域脚手架搭设难点

以我厂建造的32 m三桨机星级拖轮为例，机舱内地台板到机舱顶高度为5 m，机舱区域长度为12.3 m、宽度为9.3 m。机舱内密布各种机械电气设备：三台主机、三台齿轮箱、两台主发电机、一台备用发电机、启动电池箱、绞车动力柜、污水处理器、粪便柜、油水分离器、冷却器，以及各种油泵、水泵，还有冷却管系、燃油管系、压载水管系等，如图2、图3所示。在多工种同时作业、交叉施工时既有舱底作业，也有舱顶高空作业，现行的脚手架搭设方式已不适合在这样的条件下采用。

3.2 设计思路

经过反复论证，我们开发了一种悬挂式脚手架。现行通用的脚手架是在地面上落脚、由下向上再向四周扩散的搭设方式，而悬挂式脚手架是通过在甲板结构下布置吊码，让整个脚手架悬挂在半空中，形成一个作业平台，此平台将机舱分成上、下两个作业空间，互不干扰，而且安装和拆卸操作方便、安全可靠、实用性很强。

3.3 设计实例

3.3.1 脚手架平台组成

（1）32 m三桨机星级拖轮机舱区域净空高度5 m，考虑脚手架平台距甲板高度为1.8 m.，平台由吊臂、水平连杆、跳板三部分组成。其中吊臂由挂钩和吊杆、菊花盘三部分组成，形式如图4所示。

（2）水平连杆和跳板均为标准件，与现行通用的脚手架配件一致，如图5所示。

（3）通过水平连杆的扣接头插销连成整体，悬挂于甲板下形成平台，如图6所示。

3.3.2 吊臂的制作

挂钩部分用φ25 mm的普通圆钢弯制成型，然后与长度为1 550 mm的φ48 X 4 mm的钢管焊接，再安装三个菊花盘，由下而上间距为500 mm，如图4所示。

吊臂制作要求如下：

（1）所有材料应无裂纹、凹陷，钢管应平直；

（2）要保证每个吊臂制作完成后能挂在吊码上成垂直状态，挂钩必须严格按照模具来弯制；

（3）吊臂上的三个菊花盘应在同一角度，且与挂钩形成的角度能保证其挂在吊码上与吊码处于直角状态，以方便脚手架的搭设作业，每组菊花盘应严格按照模具来装配焊接；

（4）完成的吊臂表面应光滑平整，镀锌或者涂刷防锈漆，涂层应均匀牢固。

3.3.3 甲板下的吊码布置

利用FORAN系统的三维建模功能，合理布置脚手架吊码。先完成船体结构建模，接着完成机舱主要轮机、电气设备建模，再完成主要电缆通道、甲板下管系和各种支架建模，然后就可以在整体模型中调入悬挂式脚手架模型，选择它的安放位置和布置形式、数量等，避免和其他构件产生干扰。利用FORAN软件的交互干涉检查功能既可搭设成整体联片，也可独立分成层，适应各种施工要求。如果在某些特定区域个别吊码实在没有空间布置，则可考虑沿纵向或横向适当偏移的方法安装吊码，然后使用可伸缩的水平拉杆即可。

在甲板分段翻身建造阶段，就可以根据布置图安装这些吊码，待分段完成翻身后即可开始搭设脚手架，待分段搭载后，再完善合拢区域的脚手架。

甲板下的高空作业，如合拢口装配、焊接、打磨、涂装、管系安装、电缆走线、防火棉和绝缘棉安装，以及各种报验工作，均可在此脚手架上开展。平台下的区域也能同时开展舱底管道铺设、地台板架制作安装等工作，既优化了空间条件，又提高了工作效率，如图7所示。

3.3.4 脚手架吊码强度校验

所有吊码均采用本公司通用的机舱设备吊码，安全工作负荷为1.5 t。以2.4 m X 2.4 m规格的悬挂式脚手架平台为例，共需要四个吊码，安全工作负荷为6t。经核算，平台重量为176 kg，以最多三名工人在平台上同时作业为例，总重为G=176 kg+75 kg X 3=401 kg，完全符合要求。

3.3.5 脚手架的使用管理

（1）在脚手架使用期间，严禁随意拆除脚手架构件，如因实际需要确需拆除，必须有施工负责人确认并制定方案。拆除时，首先清除脚手架上堆放的物料，然后拆除跳板，再依次拆除各个构件。相关操作必须由持证架子工进行，非专业人员不得操作；

（2）脚手架的存放、运输必须有专人负责，严禁乱扔乱放，一旦发现损坏应及时维修或更换；

（3）舱内脚手架搭设好后，应由安全部门检查，确认合格后方可使用。

4 总结

显利船厂在多个项目中成功采用了这种悬挂式脚手架，通过优化机舱作业空间、改善施工环境，既缩短了船舶建造周期，又减少了工伤事故的发生，获得各方好评。实践证明，这种脚手架的安全性和灵活性既适用于机舱狭小擁挤的船舶，比如拖轮、三用工程船、供油船等，也适用于深舱甲板下电气、管道及涂装的施工，减少大量空间的搭架用料，体现了公司在安全生产和工装设计方面的不断进步，对其它类似工程也具有借鉴意义。