劉朋

(南通中遠(yuǎn)海運(yùn)船務(wù)工程有限公司，江蘇 南通 226006)

大型可伸縮式海工棧橋是半潛式支持平臺(tái)與生產(chǎn)平臺(tái)之間人員輸送最為安全有效的手段之一，其特點(diǎn)是人流量大、安全性高。隨著應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，各大船級(jí)社也陸續(xù)針對(duì)海工棧橋的認(rèn)證出臺(tái)了各自的標(biāo)準(zhǔn)。碼頭調(diào)試和試驗(yàn)工作是平臺(tái)投入運(yùn)營(yíng)以前，全面排除隱患、確保安全可靠的投入使用的必要手段，安裝在平臺(tái)上的棧橋通過平臺(tái)提供的電源實(shí)現(xiàn)棧橋的動(dòng)作并驗(yàn)證其操作穩(wěn)定性，將信號(hào)反饋至平臺(tái)的IAS及DP系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)與平臺(tái)的有效融合，通過載重試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

本次的棧橋試驗(yàn)對(duì)象是一款伸縮長(zhǎng)度(38.5±7.5)m、變幅角度-16.5°～25°、回轉(zhuǎn)角度在±180°，可適應(yīng)挪威北海海況的可伸縮式大型被動(dòng)補(bǔ)償海工棧橋，棧橋設(shè)計(jì)和建造是依據(jù) DNVGL-ST-0358 TYPE 1證書(即每次通行前，棧橋的另一端需搭接到目標(biāo)平臺(tái)，通行的時(shí)間和人流量不受限制)。

1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

試驗(yàn)前應(yīng)該由船廠和設(shè)備服務(wù)工程師共同組成工作組提前進(jìn)行策劃，至少應(yīng)該有總指揮、司機(jī)、工程主管、安全主管，以及質(zhì)量主管等，試驗(yàn)應(yīng)該在船東和船級(jí)社的見證下進(jìn)行。

試驗(yàn)前應(yīng)準(zhǔn)備好秒表、萬(wàn)用表、對(duì)講機(jī)、碼頭吊機(jī)、特制工裝件(如需)，以及配重塊(或沙袋)。

2 安裝檢查

調(diào)試前應(yīng)該對(duì)安裝情況進(jìn)行仔細(xì)檢查，內(nèi)容主要包括機(jī)械安裝、管路安裝和電纜安裝。

對(duì)出廠報(bào)告進(jìn)行核對(duì)，避免遺留意見影響實(shí)船試驗(yàn)。

3 調(diào)試

安裝檢查結(jié)束之后，由棧橋廠家的調(diào)試工程師對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)性能進(jìn)行校驗(yàn)和調(diào)試，以確保試驗(yàn)可用正常進(jìn)行；主要分為電控系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。

船廠工程師檢查和調(diào)試，確保棧橋的信號(hào)和警報(bào)有效接入平臺(tái)的IAS系統(tǒng)及DP系統(tǒng)。

4 功能試驗(yàn)(搭接前)

根據(jù)大型海工棧橋的作業(yè)特點(diǎn)，在人員通行前，棧橋駕駛員需要操作棧橋使其動(dòng)作并最終安全搭接到目標(biāo)平臺(tái)。

因此，碼頭試驗(yàn)中，也應(yīng)完成每一步動(dòng)作，以便驗(yàn)證棧橋的操作靈活性和穩(wěn)定性，這些動(dòng)作主要包括棧橋的伸縮、仰俯、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，以及應(yīng)急停止功能[1-2]。

4.1 伸縮動(dòng)作

應(yīng)分別在棧橋仰、俯到最大角度，以及水平3種狀態(tài)下分別將過橋伸出、縮回直至限位開關(guān)反應(yīng)、動(dòng)作停止，分別記錄棧橋上的標(biāo)尺長(zhǎng)度、時(shí)間，記錄司機(jī)室內(nèi)顯示屏上的長(zhǎng)度和速度，并查看平臺(tái)中控室的顯示屏是否有效顯示此狀態(tài)。見圖1。

圖1 棧橋的長(zhǎng)度標(biāo)尺和控制面板上的伸縮狀態(tài)

4.2 變幅動(dòng)作

在變幅動(dòng)作試驗(yàn)之前，應(yīng)該通過激光找平儀找到所在海工平臺(tái)的水平基準(zhǔn)面，然后根據(jù)此基準(zhǔn)水平面調(diào)整棧橋0°位置一致。

分別在棧橋完全縮回、伸出的狀態(tài)下，抬起、下降棧橋直至限位開關(guān)反應(yīng)、動(dòng)作停止，此時(shí)角度為設(shè)定的可操作的最大角度，記錄該角度，并查看平臺(tái)中控室的顯示屏是否有效顯示，見圖2。

圖2 變幅動(dòng)作示意和控制面板上的狀態(tài)

4.3 回轉(zhuǎn)動(dòng)作

分別在最大仰角、水平、最大俯角的狀態(tài)下、完全縮回、完全伸出時(shí)，分別向左、向右旋轉(zhuǎn)到最大角度(此角度是根據(jù)平臺(tái)的布置設(shè)置的限位角度，避免碰撞平臺(tái)結(jié)構(gòu)或設(shè)備)。旋轉(zhuǎn)過程中應(yīng)通過肉眼觀測(cè)，在接近平臺(tái)結(jié)構(gòu)物或設(shè)備時(shí)放慢旋轉(zhuǎn)速度，直至限位開關(guān)有效反應(yīng)。分別記錄最大角度及最大轉(zhuǎn)速度。并查看平臺(tái)中控室的顯示屏是否有效顯示。見圖3。

圖3 棧橋回轉(zhuǎn)角度示意圖和控制面板上的狀態(tài)

4.4 應(yīng)急停止

應(yīng)急停止按鈕一般會(huì)布置在2處，即機(jī)房和棧橋駕駛室，當(dāng)按下應(yīng)急停止按鈕，警報(bào)應(yīng)立即響起、液壓泵站自動(dòng)停止工作、棧橋動(dòng)作停止。

應(yīng)分別在伸縮、仰俯、旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的過程中按下應(yīng)急停止按鈕，來(lái)驗(yàn)證其有效性。

4.5 手動(dòng)應(yīng)急回收

當(dāng)出現(xiàn)意外情況或故障，例如應(yīng)急停止后、應(yīng)急斷開連接后、液壓泵失效、控制系統(tǒng)故障等情況，此時(shí)可以通過用手動(dòng)應(yīng)急回收功能將棧橋收回到存儲(chǔ)位置，這種模式下動(dòng)力是來(lái)源于蓄能器，動(dòng)力僅夠供駕駛室員將棧橋安全縮回并收到存儲(chǔ)位置。

5 功能試驗(yàn)(通行后)

當(dāng)棧橋搭接到目標(biāo)平臺(tái)之后，棧橋的長(zhǎng)度、仰俯角、旋轉(zhuǎn)角均應(yīng)在通行范圍內(nèi)((38.5±5)m，+20°/-12°，±120°)，駕駛員將操作模式切換至隨動(dòng)(被動(dòng))、交通信號(hào)燈切換為綠色，此時(shí)表明人員可以通行。

通行后的試驗(yàn)主要是驗(yàn)證棧橋在隨動(dòng)(被動(dòng))狀態(tài)下的穩(wěn)定性及應(yīng)急情況下的安全斷開功能。

5.1 通行狀態(tài)

將棧橋的調(diào)整至通行范圍，即長(zhǎng)度、仰俯角、回轉(zhuǎn)角均在設(shè)定的范圍之內(nèi)，將棧橋的著陸錐搭接到指定著落點(diǎn)，直至著陸錐完全落下(變幅油缸的壓力值為0)、顯示屏上的通行狀態(tài)顯示就緒，將交通燈切換成綠色，表示人員可以通行。隨后手動(dòng)切換通行燈至禁止通行的紅色，分別查看棧橋端部交通燈，以及司機(jī)室控制屏、平臺(tái)中控室監(jiān)控屏上的顯示狀態(tài)。見圖4。

圖4 棧橋交通燈和控制面板上的狀態(tài)

5.2 手動(dòng)應(yīng)急斷開

在通行狀態(tài)下，手動(dòng)按應(yīng)急斷開按鈕，此時(shí)通行燈應(yīng)自動(dòng)亮起、警報(bào)同時(shí)響起，數(shù)秒鐘后(可設(shè)定，例如10 s)棧橋自動(dòng)抬起，上抬至設(shè)定角度后(例如5°)開始邊抬起邊縮回，直至全部縮回為止，過程中應(yīng)記錄上抬的速度和縮回速度。

5.3 失電下的應(yīng)急斷開

在通行狀態(tài)下，切斷平臺(tái)所供的一切電源(動(dòng)力電和控制電及信號(hào)電等)，此時(shí)通行燈應(yīng)自動(dòng)亮起、警報(bào)同時(shí)響起，數(shù)秒鐘后棧橋自動(dòng)抬起，上抬至設(shè)定角度后開始邊抬起、邊縮回，直至全部縮回為止，過程中應(yīng)記錄上抬的速度和縮回速度。

這種情況是通過UPS和蓄能器自動(dòng)完成的，因此,建議在棧橋伸出最長(zhǎng)、轉(zhuǎn)至最遠(yuǎn)時(shí)進(jìn)行此操作，來(lái)驗(yàn)證UPS和蓄能器所提供的電源和動(dòng)力足夠。此實(shí)驗(yàn)可以搭接到平臺(tái)的適當(dāng)位置進(jìn)行。

5.4 隨動(dòng)極限的應(yīng)急斷開

該試驗(yàn)是模擬實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)狀態(tài)下棧橋的動(dòng)作極限的安全性能試驗(yàn)，試驗(yàn)難度較大，各船級(jí)社法規(guī)不做要求，但不排除有些船東提出試驗(yàn)要求。

介紹一種模擬試驗(yàn)的方法，供討論和借鑒。方法可簡(jiǎn)單描述為，通過碼頭吊或浮吊(前提是吊鉤的作業(yè)高度和半徑足夠)，吊鉤下掛1根專門設(shè)計(jì)的吊梁(吊梁上帶有1塊面積略大于棧橋著陸錐的鋼板)作為模擬目標(biāo)平臺(tái)，通過吊梁的上下、前后的移動(dòng)來(lái)達(dá)到棧橋的變幅、伸縮范圍的極限設(shè)定值，從而自動(dòng)報(bào)警、乃至應(yīng)急情況下的自動(dòng)斷開連接的功能。

棧橋自動(dòng)上抬過程中有碰吊梁上方鋼絲繩的風(fēng)險(xiǎn)，因此,吊梁兩端的鋼絲繩形成的夾角需足夠大，以免造成危險(xiǎn)。見圖5。

圖5 隨動(dòng)試驗(yàn)中的棧橋示意(變幅)

將著陸錐落到吊梁上的著陸點(diǎn)、棧橋的通行綠燈亮起，此時(shí)移動(dòng)吊機(jī)帶動(dòng)棧橋不斷伸長(zhǎng)，直至其達(dá)長(zhǎng)度報(bào)警響起，此時(shí)交通燈由綠燈→黃燈→紅燈，數(shù)秒鐘后棧橋自動(dòng)自動(dòng)抬起、縮回；試驗(yàn)過程中觀察上述效果并記錄顯示平面上的角度和速度。

按照上訴方法，分別驗(yàn)證隨動(dòng)情況下的縮回極限和仰、俯極限下的應(yīng)急斷開效果。

6 載重試驗(yàn)

載重試驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證安裝后的底座和甲板結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及螺栓的安裝強(qiáng)度。

根據(jù)DNVGL-ST0358第7.3.2章，本文描述的棧橋?qū)儆趖ype 1,載重試驗(yàn)按照500 kg/m2，將重塊掛在棧橋端部的著陸錐處。

為了避免著陸錐處受力過大而損壞，也可以分散成不同的重量掛在不同長(zhǎng)度的位置，只要保證根部所受的傾覆力矩與上述方法一致即可。

靜止15 min后卸掉載荷，分別檢查螺栓連接處是否有螺栓松動(dòng)和損壞情況，通過無(wú)損探傷檢查底座與甲板連接處焊縫，并觀察底座處的甲板是否有變形[3]。

7 結(jié)論

通過可伸縮海工棧橋的碼頭(實(shí)船)試驗(yàn)，是確保棧橋安裝到平臺(tái)后與平臺(tái)系統(tǒng)有效融合確保其功能和安全性的唯一途徑，也是船東和船級(jí)社必檢內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)盡量覆蓋到每一個(gè)功能，將實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)顯示屏的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和對(duì)比及調(diào)整、將試驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比和調(diào)整，排除出每一處隱患和差異之處，確保實(shí)際參數(shù)與操作手冊(cè)完全一致。

對(duì)于此類棧橋，即半潛平臺(tái)用大型被動(dòng)波浪補(bǔ)償式棧橋，碼頭試驗(yàn)的難點(diǎn)主要在于隨動(dòng)狀態(tài)下的安全功能試驗(yàn)；盡管相關(guān)船級(jí)社法規(guī)并未對(duì)此提出要求，但不排除有些船東要求此項(xiàng)試驗(yàn)，因此,希望利用碼頭吊機(jī)輔助試驗(yàn)的方法可作為一種成本較低的方法供借鑒。