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        大型原油輪縱橫艙壁地面立組工藝探索

        2016-12-31 00:00:00王碧楊瀛
        科技創(chuàng)新與應用 2016年21期

        摘 要:根據超大型原油輪結構特點,在考慮起重能力和安全因素的基礎上,研究縱橫艙壁在地面豎立總組成框架式總段和整體吊裝的可行性,并驗證實施效果,為大型分段的地面總組提供方向和經驗。

        關鍵詞:縱橫艙壁;地面立組;整體吊裝

        引言

        超大型船舶的尺寸和結構形式決定了其在船塢搭載階段具有分段、總段數量多,片體分段、半立體分段數量多,作業(yè)環(huán)境復雜、高空和交叉作業(yè)多等特點,因此,必須不斷擴大總組預搭載范圍,優(yōu)化工藝流程,以縮短船塢周期,提高船塢搭載效率。

        1 艙壁結構特點

        此類大型原油輪貨油艙分為左中右三個艙,其縱艙壁整體結構形式為帶縱骨的片體(見圖1陰影部分和圖2),并通過中間強橫梁連結(俗稱“山字梁”),每隔9檔肋位布置橫艙壁。

        2 地面總組的可行性

        2.1 總組方式變更

        常規(guī)方式為艙壁前后兩兩總組,山字梁散吊,在船塢搭載階段存在大量的高空作業(yè)和交叉作業(yè),現(xiàn)考慮以中貨油艙橫艙壁為依托,將縱橫艙壁分段總組形成箱體結構,無橫艙壁的肋位處通過山字梁連結左右縱艙壁,形成滿足龍門吊起吊能力的大型總組總段后整體吊裝搭載。

        2.2 總組工藝的關鍵控制點

        該總組總段的縱、橫艙壁整體結構形式皆為片體,不帶橫艙壁的肋位處連結左右縱艙壁的僅為強框架橫梁(山字梁),所以,該地面立組和整體吊裝工藝方案的關鍵在于:(1)如何保證第一個豎立

        的縱艙壁分段的穩(wěn)性和安全性;(2)吊裝時是否會產生變形導致縱

        艙壁垂直度偏差,影響后續(xù)搭載分段精度。

        2.3 穩(wěn)性簡化計算

        因第一個豎立的分段為縱艙壁,其中心位于縱壁近中側,其肋板的支撐力臂遠大于縱壁下腳的支撐力臂,無外力作用時,分段能夠保持自身穩(wěn)性不會發(fā)生傾倒,但因作業(yè)環(huán)境處于開闊地,需考慮受風情況,風力相同時,分段更易產生向非結構面傾倒的趨勢,因此主要校核結構面垂直受風時穩(wěn)性(圖3):

        擬在20680平臺處增加斜拉鋼索,受力點高度H拉=16.4m;

        分段尺寸:17.97m×6.96m×21.2m(長×寬×高);

        重力加速度取g=9.788m/s2;

        鋼索受力點高度H拉=16.4m,分段幾何中心H風=10.6m;

        重心高度Hg=9.821m,重心距艙壁距離Lg=0.689m;

        縱艙壁受風面積:S=17.97m×21.2m=380.964m2;

        風速:V=084×F3/2,F(xiàn)為風力級別,單位m/s;

        風壓:Wp=0.5×ro×V2=V2/1.6,單位N/m2;

        風力:F風=Wp×S,單位N;

        則風力級別為:

        當F拉=0,即鋼索不產生拉力時,可承受結構面極限風力為F=8.3級,勁風;

        若以地面10t壓鐵作為斜拉鋼索地面基點,此時計算出F=10.7級,強風;

        根據地區(qū)風力氣象報告,全年最大風力小于勁風,滿足建造安全。

        3 總組方案流程

        3.1 吊裝順序

        總組橫艙壁下腳結構形式僅為艙壁板+扶強材,無法單獨豎立,因此必須先豎立縱艙壁分段,然后按“縱艙壁→橫艙壁→縱艙壁→縱艙壁→縱艙壁→山字梁”的順序依次吊裝預搭。

        3.2 支撐加強布置

        3.2.1 總組時盡量降低分段離地面的凈空高度,使總組總段整體離地高度約200mm,下腳用厚扁鐵與場地預埋槽鋼焊接固定,為避免后續(xù)分段吊裝時發(fā)生頂碰和受力,需在第一個豎立的縱壁非結構面增加支撐,結構面處增加斜拉鋼索以保障安全(如圖4、5)。

        3.2.2 第一個縱艙壁豎立定位完成之后,需緊接著吊裝定位橫艙壁分段。橫艙壁分段自身高度方向剛性不足,其一側可依托縱壁分段進行固定,另一側必須在平臺處增加支撐,且為了防止上口向艏擺動,影響定位數據控制和安全性,還需在壁板上端口非結構面增加斜拉鋼索(見圖6)。

        3.2.3 后續(xù)吊裝定位的縱艙壁分段因為可以依托橫艙壁進行固定,不用再多增加支撐,但若端口距離橫壁較遠,仍需要增加鋼索固定??偨M定位完成后情況如圖7??偨M總段尺寸為35m×28m×21m,采用雙機抬吊,整體吊裝情況如圖8。

        4 方案優(yōu)化改進

        4.1 擴大總組范圍

        從船塢搭載情況反饋,已知帶橫艙壁的總組方案是可行和有效的,在此基礎上,繼續(xù)擴大地面豎立總組范圍,將不帶橫艙壁的左右縱壁總組成總段(見圖9)。

        4.2 總段預拼

        綜合安全性和結構剛性問題,將不含橫艙壁的總段依托先期總組完成的帶橫艙壁總段進行總組,其大合攏僅作預拼而不焊接,可將船塢搭載階段該合攏縫存在的錯位和變形等精度問題提前處理(見圖10)。

        5 結束語

        縱橫艙壁在地面的立組關鍵取決首個段的豎立穩(wěn)性和安全,但只需嚴格按照按工藝要求做好相關支撐和加強措施,后續(xù)艙壁依次進行預搭載,就可逐步完成縱橫艙壁的地面立組,充分發(fā)揮地面總組的優(yōu)勢,還可以在此基礎上,延伸總組其他縱橫艙壁,甚至在起重能力允許下,以區(qū)域方式總組成環(huán)形總段。

        參考文獻

        [1]中國船級社.大型油輪建造檢驗要求[Z].2006.

        [2]中國船級社.中國造船質量標準(CSQS)[S].2005.

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