一種自升式平臺樁腿超高塢內(nèi)吊裝方法

檀 輝，林 偉，張黎偉，王 華，蘭敏東

（金海重工股份有限公司，浙江舟山 316200）

一種自升式平臺樁腿超高塢內(nèi)吊裝方法

檀 輝，林 偉，張黎偉，王 華，蘭敏東

（金海重工股份有限公司，浙江舟山 316200）

樁腿吊裝是自升式平臺搭載難點之一，而樁腿超高則增加了吊裝的難度，使得超高段只能在碼頭搭載，不僅耽誤周期，而且增加了建造成本。文章從我廠在建船舶90米自升式平臺出發(fā)，分析其樁腿超高情況，解決超高樁腿塢內(nèi)吊裝搭載問題。此法將搭載環(huán)節(jié)前移，不僅減少碼頭占用周期，而且提高了搭載效率。

頂端樁腿；超高；吊裝

0 前言

90米自升式平臺是我司第一艘在建海工類船舶，該船首尾共4條對稱分布的樁腿，每條樁腿（包括樁靴）高度為90米，該船所在船塢深度約為14米，船塢內(nèi)龍門吊吊鉤底部距地面實際高度為71.98米，頂端樁腿長度約為8.2米。如果該樁腿頂端分段在塢內(nèi)吊裝，則會超出龍門吊大梁高度，無法按正常方法完成塢內(nèi)搭載。其他船廠一般也都是在該類型船出塢后，在碼頭進行搭載，這樣不僅延長了碼頭占用周期，也會相應(yīng)的增加船舶建造成本。

我司欲通過對該樁腿頂端分段增加配重的方式，改變其吊鉤中心并使其重心下移，從而使搭載吊環(huán)位置下移，然后采用龍門吊1#鉤或2#鉤單鉤起吊，另一鉤也采用相應(yīng)配重的方式進行搭載，使該頂端樁腿在塢內(nèi)搭載成為可能。這樣不僅可以提高船舶搭載效率，減少碼頭占用周期，也會相應(yīng)的減少船舶建造成本。

1 提出問題

90米自升式平臺的每條樁腿共劃分為6個分段，最下端為樁靴（321分段），其余部分為帶齒條的圓柱形樁腿分段，分段名由下至上依次為322分段至326分段。除頂端樁腿326分段外，其余樁腿總高度為81800mm。該船所在船塢深度為14000mm，龍門吊大梁距基高度為76000mm。由于81800＜14000+76000，故321分段至325分段搭載時都不會受到高度限制。頂端樁腿326分段高度為8200mm，當(dāng)其搭載時頂端高度距基至少為90000mm，就會超出龍門吊大梁的高度和船塢深度之和，導(dǎo)致其無法按正常方式順利完成塢內(nèi)搭載。

2 問題分析

該船所在船塢深度及龍門吊大梁高度等數(shù)據(jù)，詳見表1。

表1 船塢深度及龍門吊大梁高度等數(shù)據(jù)

由此表可以看出，頂端樁腿在搭載時，已超過龍門吊大梁高度，若采用3#鉤搭載，則頂端樁腿會卡在龍門吊大梁之間；若采用1#鉤和2#鉤一起搭載，則吊鉤高度不夠，并且樁腿也會卡在大梁之間；若采用1#鉤或2#鉤單獨搭載，另一鉤配重的方式，頂端樁腿會碰到龍門吊大梁，并有可能使大梁損壞。

綜上可看出，第一種和第二種吊裝方式是無法進行搭載的，而第三種方式雖然會碰著大梁，但是只要能解決這一問題，實現(xiàn)塢內(nèi)搭載也是有可能的。

圖1 樁腿搭載分析圖

如果能改變頂端樁腿的重心，并使其右移，那么1#鉤或2#鉤單獨搭載時，則能避免樁腿與大梁沖突（見圖1）。由于該樁腿重心在圓柱中心線上，要想改變其重心則只能通過在其一側(cè)增加配重的方式。

通過圖1可以看出，龍門吊吊鉤有一定寬度，而我司現(xiàn)有吊環(huán)的高度小于吊鉤寬度，如果直接在樁腿側(cè)壁裝現(xiàn)有吊環(huán)，則鉤子會碰到頂端樁腿側(cè)壁，也會導(dǎo)致樁腿在吊裝時有一定傾斜，這對搭載是不利的。所以只解決吊裝高度問題還是不行的，必須保證吊裝時樁腿的垂直度。

3 處理方案

該頂端樁腿重約40噸左右，可以通過對該樁腿右端增加40噸左右的壓鐵，以此來改變該分段的重心，使其重心位于樁腿右端；同時考慮到樁腿吊裝的穩(wěn)定性及吊鉤的合適位置，該壓鐵必須越靠近樁腿下端越好。此外，龍門吊大梁另一端的鉤子也應(yīng)采用相應(yīng)噸位的配重（約80噸）。對于現(xiàn)有吊環(huán)高度小于龍門吊吊鉤寬度的問題，可以新設(shè)計一種高度滿足要求的特殊吊環(huán)，但是該吊環(huán)必須滿足吊裝強度要求。具體方案見圖2。

圖2 頂端樁腿搭載示意圖

3.1 該方案中需借助的特殊工裝

1）“頂端樁腿吊裝配重箱”工裝

圖3 配重箱

該工裝使用方式：頂端樁腿配重時，在其內(nèi)放置多塊5噸或10噸壓鐵，根據(jù)需求調(diào)整配重重量，需結(jié)合支撐臂及靠臂共同使用。

2）“頂端樁腿配重支撐臂”（見圖4）和“頂端樁腿配重靠臂”（見圖5）工裝

圖4 配重支撐臂

圖5 配重靠臂

使用方式：以上兩個工裝都安裝在樁腿側(cè)壁，配重箱放置在支臂上，并緊靠在靠臂上，實現(xiàn)配重箱與樁腿的結(jié)合，同時配重箱靠臂需要成對使用，在樁腿側(cè)壁對稱于齒條安裝。

3）“齒條保護”工裝

齒條保護工裝（見圖6）的作用：避免吊裝時龍門吊吊鉤損傷頂端樁腿側(cè)壁的齒條，且該工裝需兩個結(jié)合起來使用，都在頂端樁腿側(cè)壁對稱于齒條安裝。

4）“特殊吊環(huán)”工裝[1]

圖6 “齒條保護”工裝

圖7 “特殊吊環(huán)”工裝

特殊吊環(huán)（見圖7）作用：避免龍門吊吊鉤與頂端樁腿碰著時引起頂端樁腿傾斜，從而保證頂端樁腿吊裝的垂直度，便于現(xiàn)場搭載。

3.2 該方案需借助的其他輔助件：錨定裝置（即B型吊環(huán)）

錨定裝置的作用：不僅可以用來固定配重箱，而且可以在頂端樁腿與下端樁腿對接時，起到限制頂端樁腿搖擺的作用，從而起到高空搭載時的防風(fēng)作用，并能提高搭載效率。

3.3 吊裝流程

1）根據(jù)頂端樁腿分段吊裝圖紙安裝相應(yīng)的分段出胎、翻身、搭載吊環(huán)，以及相應(yīng)的吊裝反面加強；

2）頂端樁腿分段平吊，并翻身豎立；

3）根據(jù)圖紙安裝頂端樁腿搭載用配重工裝、對接工裝、錨定裝置和齒條保護工裝等，同時配好相應(yīng)噸位的壓鐵，并用鋼絲繩將配重箱與樁腿上的錨定裝置固定好；

4）按照圖紙要求進行吊鉤鋼絲繩的配備和掛鉤，然后進行頂端樁腿搭載；

5）頂端樁腿分段搭載施工完畢后，按照正常程序進行樁腿配載工裝的卸載作業(yè)。

4 注意事項

1）船塢超高分段吊裝作業(yè)需經(jīng)過相關(guān)質(zhì)量安全監(jiān)管部門許可，并且吊裝前需對頂端樁腿吊裝安全性進行檢測[3]；

2）因樁腿材質(zhì)為40EH36高強度鋼，故吊環(huán)及錨定裝置焊接時需進行焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度為100～150℃；焊接過程中，應(yīng)保持100～150℃的層間溫度[4]；

3）吊環(huán)屬于危險結(jié)構(gòu)件，焊后需進行無損探傷檢測（UT+MT）[2]；

4）頂端樁腿吊裝時，主船體和上建分段必須搭載完好才能進行吊裝；

5）由于該船艉部靠近塢門，同時考慮到頂端樁腿高度會超出龍門吊大梁高度，所以頂端樁腿分段搭載時必須先搭載艉部的分段（326/336分段），然后再搭載艏部的分段（346/356分段），以免龍門吊被卡在樁腿與塢門之間或樁腿與樁腿之間無法移動。

5 方案驗證

為驗證上述方案的可行性，我司利用報廢鋼板制作一個與頂端樁腿結(jié)構(gòu)相似、外徑相同的模擬分段和基座來驗證其吊裝方式、配重方式、高空搭載的可行性。

該模擬樁腿高度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外徑與頂端樁腿基本相同，基座的外徑也與樁腿外徑相同，基座用來模擬頂端樁腿下端的分段（325/335分段）。模擬分段重約20噸左右，所以配重壓鐵也為20噸左右。因其結(jié)構(gòu)與頂端樁腿基本相同，配重箱的安裝位置、配重支撐臂位置、配重靠臂位置、錨定裝置的位置等都與頂端樁腿相同。具體見圖8。

圖8 模擬樁腿搭載示意圖

6 試驗結(jié)果及結(jié)論

模擬試驗結(jié)果是：樁腿在吊裝時不僅沒有碰到大梁，而且經(jīng)過防風(fēng)處理后沒有出現(xiàn)大的搖擺現(xiàn)象；使用新設(shè)計的特殊吊環(huán)后，在樁腿搭載時，龍門吊吊鉤沒有碰到樁腿，并且樁腿垂直度良好；同時配重裝置、配重支撐臂、配重靠臂等也沒有產(chǎn)生明顯變形，拆卸過程也比較容易。

結(jié)論：此種方法對于解決該類型船舶超高樁腿塢內(nèi)搭載是可行的，而且能帶來直接的經(jīng)濟效果，還能減少船舶建造周期，提高工作效率。

[1] 王德宏,劉滕蕓. 淺談船舶吊裝吊耳設(shè)計[J]. 科技視界,2013(11).

[2] 顧延家. 船體分段吊裝工作的安全性分析[J]. 造船技術(shù),1987(6).

[3] 安全環(huán)境監(jiān)督部編. 船舶及海工建造大件吊裝安全管理規(guī)定[S]. COSCO-SYGN-C(09)-68.

[4] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等編. 鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范(GB50661-2011)[S]. 中國建筑工業(yè)出版社,2011.

Method of Super High Spud Leg of Self-elevating Unit Lifting in Dock

Tan Hui, Lin Wei, Zhang Li-wei, Wang Hua, Lan Min-dong
(Jinhai Heavy Industry Co., Ltd., Zhejiang Zhoushan 316200, China)

s: Leg lifting is one of the difficulties of jack-up platform erection, and the ultra high leg increases the lifting difficulty which make the ultra high section can only be erected at the quay. In this case, the cycle is delayed, and the construction cost increases. Based on the ship of 90m self-elevating unit under

top spud leg; super high; lifting

U671

A

10.14141/j.31-1981.2015.03.015

檀輝（1987-），女，助理工程師，研究方向：船舶與海洋工程類工藝工法設(shè)計。

construction in the shipyard, the article analyzes the situation of the ultra high spud leg. The problem of

super high leg lifting in dock is solved. The method moves the erection stage forward, which not only reduces the quay-occupying period, but also improves the erection efficiency.