黃偉雄
(廣東正方圓工程咨詢有限公司,廣東 廣州 510000)
根據(jù)《廣東省航道建設和養(yǎng)護管理概況》,廣東省航道系統(tǒng)管轄的航道總里程17783.5 公里,內(nèi)河航道里程13843.5 公里,沿海航道里程3940 公里,航道設標里程6004 公里。
由于廣東省各區(qū)域航道部門和海事部門各自的不同使用習慣,市場上不同的浮標生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的浮標各不相同,使得廣東省航道設置的浮標外形結(jié)構(gòu)存在著較大差異,且各有優(yōu)缺點,對廣東省浮標標體建造、使用、維護的管理均帶來一定困難,影響廣東省航標規(guī)范化管理。目前,現(xiàn)有國家及行業(yè)標準規(guī)范對浮標標體細部構(gòu)造暫沒有統(tǒng)一的要求,為提高航標維護管理水平和質(zhì)量,規(guī)范航標維護管理,浮標進行標準化管理是有必要的。
浮標標體標準化的設計原則主要包括符合行業(yè)規(guī)范、符合標準化原理、滿足使用和維護要求、滿足穩(wěn)定性要求、造價經(jīng)濟五個方面。
首先對全省航道系統(tǒng)有關(guān)浮標管養(yǎng)單位就目前各種型號和規(guī)格浮標使用情況進行調(diào)研,調(diào)研內(nèi)容包括浮標工作水文條件、使用狀況的歷史數(shù)據(jù)、在用的浮標參數(shù)(外形尺寸、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、細部構(gòu)造和相關(guān)配置的參數(shù)等)、浮標燈器和系錨系統(tǒng)配置情況、在用浮標的優(yōu)缺點等。再通過對收集數(shù)據(jù)資料分析及計算,結(jié)合規(guī)范要求,提出標準化產(chǎn)品。
廣東省內(nèi)河航道常用的“浮標”規(guī)格主要有HF1.8、HF1.5、HF1.2、HF1.08 等4 種類型浮標,即對這幾種型號浮標的標體、支架、尾管進行標準化。
經(jīng)過實地調(diào)研和對收集到的相關(guān)資料、數(shù)據(jù)進行整理、統(tǒng)計、分析,得出了全省浮標現(xiàn)狀使用情況的調(diào)研結(jié)論如下:
(1)浮標支架基本都是采用角鋼制作,但角鋼的規(guī)格(角鋼邊寬、厚度)各不相同。同一規(guī)格浮標的支架高度相差較大,據(jù)不完全統(tǒng)計,HF1.5 型浮標的支架高度在1300~3204mm 之間。
(2)防護圈的材料主要有角鋼、圓鋼、鋼管三種,防護圈支撐的材料有角鋼、圓鋼兩種,同一規(guī)格防護圈的直徑、材料的規(guī)格(尺寸大?。┮哺鞑幌嗤?。
(3)同一規(guī)格浮標的支架主架的撐桿層數(shù)也各不相同,每層撐桿的間距差別較大,據(jù)不完全統(tǒng)計,HF1.8 型浮標的支架每層撐桿之間的間距在300~600mm 之間。
(4)同一規(guī)格浮標的編號板有采用不銹鋼板、鍍鋅鋼板和普通鋼板3 種,編號板的尺寸大小也各不相同。一個支架上的四塊編號板有的完全固定,有的有一塊是活動的,編號板的固定方式有采用螺絲連接和焊接兩種(活動編號板有采用單個螺絲和雙螺絲連接兩種形式,螺絲的規(guī)格、型號也各不相同)。
(5)不同廠家同一規(guī)格的浮標的承燈板尺寸相差不大,但承燈板上安裝航標燈的螺絲孔的孔徑和螺絲孔布置各不相同,有的承燈板能夠安裝多種規(guī)格的航標燈。
(1)同一規(guī)格浮標的浮體直徑一般都會存在誤差,但不同廠家的同一規(guī)格的浮體高度存在明顯不同,據(jù)不完全統(tǒng)計,HF1.2 型浮標的浮體高度在620~760mm之間。
(2)同一規(guī)格的浮標浮體上蓋的吊耳有2 個和3個兩種形式,吊耳的內(nèi)徑及其采用的圓鋼直徑各不相同,有的吊耳有加強板、有的沒有。
(3)同一規(guī)格的浮標浮體下蓋的系錨環(huán)有2 個、3個和4 個三種形式,系錨環(huán)的內(nèi)徑及其采用的圓鋼直徑各不相同,有的系錨環(huán)有加強板、有的沒有。
(4)不同廠家的同一規(guī)格的浮標浮體上蓋和浮體下蓋的凸起弧度也有所不同,據(jù)不完全統(tǒng)計,HF1.8 型浮標浮體上蓋和浮體下蓋的凸起弧度(浮體蓋的最高點和最低點的差值)在120~180mm 之間。
(5)HF1.08 和HF1.2 型浮標的浮體內(nèi)部均沒有隔艙,HF1.5、HF1.8 型浮標的浮體內(nèi)部有的有隔艙、有的沒有,有的加強肋、有的沒有。
(1)尾管有D1 型和D2 型兩種,不同廠家生產(chǎn)的同一規(guī)格的D1 型浮標的尾管長度和直徑也有所不同,例如HF1.5-D1 浮標的尾管長度有1.5m(廣州產(chǎn))和1.0m(惠州產(chǎn))兩種。
(2)不同廠家同一規(guī)格的浮標的浮標尾管與下蓋肘板的尺寸及鋼板規(guī)格各不相同。
(3)不同廠家同一規(guī)格的浮標平衡鐵限位板和平衡鐵定位肘板在結(jié)構(gòu)、安裝位置、數(shù)量、材料規(guī)格上各不相同。
(4)不同廠家同一規(guī)格的浮標尾管上的排水孔所在的位置和孔徑大小各不相同,排水孔的數(shù)量一般都是兩個。
(5)部分浮體直徑較大、尾管較長的浮標,在尾管上設計有一塊尾管防護板,用以防止馬鞍鏈與浮標尾管之間的摩擦。
浮標的技術(shù)參數(shù)及外形結(jié)構(gòu)須符合《浮標通用技術(shù)條件》(JT/T 760-2009)的相關(guān)要求,具體參數(shù)要求如表1。
表1 普通鋼質(zhì)浮標的基本參數(shù)
表2 HF1.08 型浮標3s 和5s 自搖周期下的狀態(tài)特性和技術(shù)參數(shù)
表3 HF1.2 型浮標3s 和5s 自搖周期下的狀態(tài)特性和技術(shù)參數(shù)
表4 HF1.5-D1 型浮標3s 和5s 自搖周期下的狀態(tài)特性和技術(shù)參數(shù)
表5 HF1.5-D2 型浮標3s 和5s 自搖周期下的狀態(tài)特性和技術(shù)參數(shù)
表6 HF1.8-D1 型浮標3s 和5s 自搖周期下的狀態(tài)特性和技術(shù)參數(shù)
表7 HF1.8-D2 型浮標3s 和5s 自搖周期下的狀態(tài)特性和技術(shù)參數(shù)
(1)將調(diào)研后浮標選型結(jié)果進行數(shù)據(jù)化(得出浮標的整體數(shù)據(jù)),根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進行各種工況下的常規(guī)計算和建立模型計算,得出浮標的吃水、重心、搖擺周期和搖擺角等技術(shù)參數(shù),并對兩種計算方法下的計算結(jié)果進行核對、檢驗。
(2)根據(jù)燈焦面高度、干舷度和吃水之間的換算關(guān)系,將浮標的總高、吃水等已知參數(shù)進行換算,得出干舷度、燈焦面高度的數(shù)值。
(3)將計算得出的吃水、干舷度、燈焦面高度、搖擺周期和搖擺角的數(shù)值與浮標對應的規(guī)范要求進行對比,核對不同工況下浮標是否滿足規(guī)范要求(考慮到錨鏈錨力的大小、在浮標上可能增加的重量,在浮標最初的結(jié)構(gòu)設計中要預留有足夠的干舷度、燈焦面高度余量)。
(4)根據(jù)燈焦面高度、干舷度和吃水之間的換算關(guān)系以及重心的變化規(guī)律,對不滿足規(guī)范要求的浮標的技術(shù)參數(shù)進行調(diào)整(主要是搖擺周期和搖擺角,以盡量小調(diào)的原則通過浮標結(jié)構(gòu)來改變浮標重心進行調(diào)整,以使浮標的各項技術(shù)參數(shù)滿足規(guī)范)。
(5)對調(diào)整后的浮標再進行穩(wěn)定性計算,驗證是否滿足規(guī)范要求,若不滿足規(guī)范要求,則重復上述步驟,以使浮標滿足規(guī)范要求為止。
經(jīng)過反復驗算、核對、試驗、檢驗,在滿足標準、規(guī)范要求前提下,提出內(nèi)河航道常用的HF1.08、HF1.2、HF1.5、HF1.8 型浮標4 種類型浮標標準化產(chǎn)品參數(shù)及圖紙如下:
圖1 HF1.08 型、HF1.2 型浮標整體結(jié)構(gòu)外形尺寸
圖2 HF1.5-D1、D2 型浮標整體結(jié)構(gòu)外形尺寸
圖3 HF1.8-D1、D2 型浮標整體結(jié)構(gòu)外形尺寸
“浮標”標體的標準化對浮標標體建造、使用、維護管理均帶來好處,行業(yè)產(chǎn)品的標準化可以提高人力和設備的利用率、提升解決問題的有效性、減少生產(chǎn)的波動性以及改善產(chǎn)品質(zhì)量,應加大力度推廣使用。結(jié)合個人工作經(jīng)驗,提出常用的幾種型號浮標標體標準化產(chǎn)品參數(shù)及圖紙的建議,以供讀者參考。