楊風(fēng)艷，田旺生，郭 寧，劉廣輝

(海洋石油工程(青島)有限公司，山東 青島 266520)

半潛式生產(chǎn)儲油平臺下部船體一般是在船塢內(nèi)進(jìn)行建造合龍，然后濕拖出塢。船塢上一般都配有龍門吊，船體建造通過船塢上面的龍門吊吊裝進(jìn)行合龍。在船塢沒有檔期的情況下，要考慮半潛式生產(chǎn)儲油平臺下部船體是否可以在滑道上進(jìn)行建造。青島場地共有5條滑道，1#～5#滑道承載力分別為4 000 t、12 000 t、8 000 t，30 000 t、50 000 t，1#～4#滑道承載力低于陵水17-2半潛式生產(chǎn)儲油平臺(以下簡稱該平臺)項目的要求，最后選擇在5#滑道進(jìn)行建造。5#滑道沒有設(shè)置龍門吊，無法使用龍門吊吊排進(jìn)行多吊點吊裝船體分段。如果采用常規(guī)的履帶吊吊裝方式進(jìn)行船體分段吊裝合龍，單吊機(jī)最多連接4個吊點，而船體分段以板殼結(jié)構(gòu)為主，沒有支撐大梁，吊裝時不能承受過大的集中力和彎矩，此時船體結(jié)構(gòu)本身強(qiáng)度不夠，從而需要大量臨時加強(qiáng)[1]。

針對此問題，本文提出一種履帶吊配合吊排對船體分段進(jìn)行吊裝的合龍工藝，可以實現(xiàn)1臺履帶吊最多連接16個船體吊耳。根據(jù)該平臺不同分段的特點，設(shè)計可調(diào)節(jié)式吊排，合理配置多個吊點，以此來分解船體分段受力[2]。最后以該平臺一個船體分段為例，從吊點布置、吊排配置到吊機(jī)選型進(jìn)行了詳細(xì)分析，最后通過現(xiàn)場實施進(jìn)行了技術(shù)驗證，為以后類似船體分段的吊裝合龍?zhí)峁┝藚⒖肌?/p>

1 吊排設(shè)計

根據(jù)該平臺船體分段的噸位和吊點布置位置，以及1 600 t履帶吊鉤頭形式，設(shè)計一種800 t吊排系統(tǒng)，800 t吊排系統(tǒng)示意圖見圖1。該吊排系統(tǒng)額定載荷800 t，自身質(zhì)量45 t，包含可調(diào)撐桿、吊排、轉(zhuǎn)接件?？烧{(diào)撐桿額定載荷800 t，其長度可以調(diào)節(jié)?？烧{(diào)撐桿兩端下部各連接一個400 t的吊排，每個吊排包含2個小平衡梁。吊排與可調(diào)撐桿間可以增加轉(zhuǎn)接件，用于調(diào)整吊排角度，使之與可調(diào)撐桿垂直，吊排與可調(diào)撐桿呈“工”字形的狀態(tài)。另外，該吊排系統(tǒng)中的吊排可以拆除，單個吊排可直接與履帶吊鉤頭匹配連接使用，用于吊裝尺寸較小的船體分段。

圖1 800 t吊排系統(tǒng)示意圖

2 吊耳設(shè)計

根據(jù)船體分段的結(jié)構(gòu)形式，將吊耳分為A型、B型、C型、D型4種形式。A型吊耳適合垂直焊接于船體分段艙壁上，兩側(cè)有肘板加強(qiáng)，要求艙壁下方有與吊耳主板在同一平面的加筋肋板存在，A型吊耳示意圖見圖2。B型吊耳為貼艙壁焊接，吊耳主板平行于艙壁焊接，適用于分段無頂蓋或者頂蓋強(qiáng)度不夠的情況。該吊耳無側(cè)向肘板固定，不可承受側(cè)向力，B型吊耳示意圖見圖3。C型吊耳主要用于分段翻身，通常設(shè)置在分段合龍口位置，垂直焊接于艙壁上，艙壁下方有與吊耳主板在同一平面的加筋肋板存在，C型吊耳示意圖見圖4。D型吊耳主要用于組立或者噸位較小的分段吊裝，通常設(shè)置在T型材面板位置，D型吊耳示意圖見圖5。

圖2 A型吊耳示意圖

圖3 B型吊耳示意圖

圖4 C型吊耳示意圖

圖5 D型吊耳示意圖

3 吊耳布置

根據(jù)吊排系統(tǒng)的3種裝配形式，吊耳的布設(shè)可以分為3種形式，吊耳布設(shè)示意圖見圖6。

1)一字形吊耳布設(shè)，即一個吊排系統(tǒng)下方的所有吊耳成一條直線的布設(shè)方法。此時，吊排系統(tǒng)中的2個400 t吊排與可調(diào)撐桿在同一平面內(nèi)。此方法適用于外形較為方正，尺寸較大，且結(jié)構(gòu)完整性較高的船體分段。

2)單吊排吊耳布設(shè)，即將吊排系統(tǒng)中的400 t吊排拆下，單個吊排與履帶吊鉤頭直接連接使用。此方法適用于外形尺寸較小，噸位較小的船體分段。

3)二字形吊耳布設(shè)，即一個吊排系統(tǒng)下方的兩組吊耳呈“二”字形排列，此時吊排系統(tǒng)中的2個400 t吊排與可調(diào)撐桿垂直成工字形的狀態(tài)。此方法適用于外形整體尺寸較大，在長度方向結(jié)構(gòu)不夠完整的船體分段。

圖6 吊耳布設(shè)示意圖

4 實例分析

現(xiàn)以該平臺船體C23分段為例，對履帶吊配吊排吊裝船體分段進(jìn)行驗證[3]。C23分段長21 m，寬21 m，高9.4 m，總質(zhì)量838 t。吊耳采用B型吊耳，布置于分段兩側(cè)的艙壁上。吊排系統(tǒng)設(shè)置采用一字形吊耳布設(shè)。此時，吊排系統(tǒng)中的2個400 t吊排與可調(diào)撐桿在同一平面內(nèi)。

依據(jù)DNVGL-ST-N001《Marine operations and marine warranty》選取計算系數(shù)，對吊裝工況的分段強(qiáng)度進(jìn)行分析，計算結(jié)果顯示整體最大應(yīng)力為61.7 MPa，小于材料許用應(yīng)力(355 MPa)的0.7倍，因此強(qiáng)度滿足要求。最終，按此方案設(shè)計，現(xiàn)場成功完成分段吊裝合龍。C23分段吊裝工況應(yīng)力示意圖見圖7。

圖7 C23分段在吊裝工況應(yīng)力示意圖

5 結(jié)束語

以往船體分段的吊裝合龍都是通過龍門吊吊裝完成。經(jīng)過研究分析，通過合理布置吊點和吊排配置，履帶吊也可以完成板殼結(jié)構(gòu)船體分段的吊裝合龍。該技術(shù)在該平臺項目中成功實施應(yīng)用，完成了船體分段的吊裝合龍，為以后在沒有龍門吊情況下板殼結(jié)構(gòu)的吊裝提供了參考。