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(shè)和養(yǎng)護(hù)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(shè)標(biāo)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(xí)慣,市場上不同的浮標(biāo)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的浮標(biāo)各不相同,使得廣東省航道設(shè)置的浮標(biāo)外形結(jié)構(gòu)存在著較大差異,且各有優(yōu)缺點(diǎn),對廣東省浮標(biāo)標(biāo)體建造、使用、維護(hù)的管理均帶來一定困難,影響廣東省航標(biāo)規(guī)范化管理。目前,現(xiàn)有國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對浮標(biāo)標(biāo)體細(xì)部構(gòu)造暫沒有統(tǒng)一的要求,為提高航標(biāo)維護(hù)管理水平和質(zhì)量,規(guī)范航標(biāo)維護(hù)管理,浮標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理是有必要的。
浮標(biāo)標(biāo)體標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計原則主要包括符合行業(yè)規(guī)范、符合標(biāo)準(zhǔn)化原理、滿足使用和維護(hù)要求、滿足穩(wěn)定性要求、造價經(jīng)濟(jì)五個方面。
首先對全省航道系統(tǒng)有關(guān)浮標(biāo)管養(yǎng)單位就目前各種型號和規(guī)格浮標(biāo)使用情況進(jìn)行調(diào)研,調(diào)研內(nèi)容包括浮標(biāo)工作水文條件、使用狀況的歷史數(shù)據(jù)、在用的浮標(biāo)參數(shù)(外形尺寸、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、細(xì)部構(gòu)造和相關(guān)配置的參數(shù)等)、浮標(biāo)燈器和系錨系統(tǒng)配置情況、在用浮標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。
廣東省內(nèi)河航道常用的“浮標(biāo)”規(guī)格主要有HF1.8、HF1.5、HF1.2、HF1.08 等4 種類型浮標(biāo),即對這幾種型號浮標(biāo)的標(biāo)體、支架、尾管進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
經(jīng)過實(shí)地調(diào)研和對收集到的相關(guān)資料、數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、統(tǒng)計、分析,得出了全省浮標(biāo)現(xiàn)狀使用情況的調(diào)研結(jié)論如下:
(1)浮標(biāo)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(biāo)的支架高度相差較大,據(jù)不完全統(tǒng)計,HF1.5 型浮標(biāo)的支架高度在1300~3204mm 之間。
(2)防護(hù)圈的材料主要有角鋼、圓鋼、鋼管三種,防護(hù)圈支撐的材料有角鋼、圓鋼兩種,同一規(guī)格防護(hù)圈的直徑、材料的規(guī)格(尺寸大?。┮哺鞑幌嗤?/p>
(3)同一規(guī)格浮標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)的承燈板尺寸相差不大,但承燈板上安裝航標(biāo)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(biāo)燈。
(1)同一規(guī)格浮標(biāo)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(biāo)的浮體高度在620~760mm之間。
(2)同一規(guī)格的浮標(biāo)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(qiáng)板、有的沒有。
(3)同一規(guī)格的浮標(biāo)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(qiáng)板、有的沒有。
(4)不同廠家的同一規(guī)格的浮標(biāo)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(biāo)浮體上蓋和浮體下蓋的凸起弧度(浮體蓋的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的差值)在120~180mm 之間。
(5)HF1.08 和HF1.2 型浮標(biāo)的浮體內(nèi)部均沒有隔艙,HF1.5、HF1.8 型浮標(biāo)的浮體內(nèi)部有的有隔艙、有的沒有,有的加強(qiáng)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(biāo)的尾管長度和直徑也有所不同,例如HF1.5-D1 浮標(biāo)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(biāo)的浮標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo),在尾管上設(shè)計有一塊尾管防護(hù)板,用以防止馬鞍鏈與浮標(biāo)尾管之間的摩擦。
浮標(biāo)的技術(shù)參數(shù)及外形結(jié)構(gòu)須符合《浮標(biāo)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(biāo)的基本參數(shù)
表2 HF1.08 型浮標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)選型結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)化(得出浮標(biāo)的整體數(shù)據(jù)),根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種工況下的常規(guī)計算和建立模型計算,得出浮標(biāo)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(jìn)行核對、檢驗(yàn)。
(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(biāo)的總高、吃水等已知參數(shù)進(jìn)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(biāo)對應(yīng)的規(guī)范要求進(jìn)行對比,核對不同工況下浮標(biāo)是否滿足規(guī)范要求(考慮到錨鏈錨力的大小、在浮標(biāo)上可能增加的重量,在浮標(biāo)最初的結(jié)構(gòu)設(shè)計中要預(yù)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(biāo)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)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(biāo)結(jié)構(gòu)來改變浮標(biāo)重心進(jìn)行調(diào)整,以使浮標(biāo)的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)滿足規(guī)范)。
(5)對調(diào)整后的浮標(biāo)再進(jìn)行穩(wěn)定性計算,驗(yàn)證是否滿足規(guī)范要求,若不滿足規(guī)范要求,則重復(fù)上述步驟,以使浮標(biāo)滿足規(guī)范要求為止。
經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)算、核對、試驗(yàn)、檢驗(yàn),在滿足標(biāo)準(zhǔn)、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(biāo)4 種類型浮標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品參數(shù)及圖紙如下:
圖1 HF1.08 型、HF1.2 型浮標(biāo)整體結(jié)構(gòu)外形尺寸
圖2 HF1.5-D1、D2 型浮標(biāo)整體結(jié)構(gòu)外形尺寸
圖3 HF1.8-D1、D2 型浮標(biāo)整體結(jié)構(gòu)外形尺寸
“浮標(biāo)”標(biāo)體的標(biāo)準(zhǔn)化對浮標(biāo)標(biāo)體建造、使用、維護(hù)管理均帶來好處,行業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化可以提高人力和設(shè)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(yīng)加大力度推廣使用。結(jié)合個人工作經(jīng)驗(yàn),提出常用的幾種型號浮標(biāo)標(biāo)體標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品參數(shù)及圖紙的建議,以供讀者參考。