海洋平臺生活樓結構建造技術探討

周可佳

（中海油能源發展油田建設渤海工程技術中心，天津塘沽 300452）

0 引言

BZ13-1WHPB生活樓的結構形式較為典型，所采用的建造方式在實際中應用較多，具有普遍性特點。該模塊有5根主立柱，兩層艙室，在頂層設有直升機平臺（共三層水平甲板），主體結構建造周期約為3.5個月，外形尺寸為29.5m×21.925m×8m，總重約為394t，結構重量約為220t。

1 建造流程

按照場地布置，在生活樓總裝位置預制的同時，以及在二層、花片、直升機甲板層分片預制完成后，一層水平片應依次吊裝就位，最后整體插立柱。

1.1 一層水平片預制

一層水平片預制如圖1所示。

1）水平片預制

施工方按照加設單件圖和平面圖，結合節點圖進行下料組對，型材框架焊接交驗后，按《甲板拼版圖》鋪設甲板，參考《分片吊裝方案》的布置，在臨時吊點處預留甲板開孔，以滿足吊點焊接在結構主梁的需要。根據《水平片預制方案》提供的尺寸控制數據和檢驗規格書的要求，所有梁格、甲板及臨時吊點（安裝于需要分片吊裝的水平甲板片上）全部檢驗合格后，即為完成甲板片結構預制工作。

2）水平片結構施工注意事項

圖2 安裝一層立面支撐、墻體等結構

圖3 二層水平片預制并吊裝就位

圖4 安裝二層立面支撐、墻體等結構

主立柱在整個生活樓的支撐強度上起著關鍵性作用，本項目采用正造、分片吊裝，各層甲板片吊裝完成后，整體插入各根主樁的建造方案。每層水平分片在預制吊裝時，要保證足夠的強度，滿足分片吊裝的需要，實際施工中通常采取以下兩種方法：

（1）主立柱節點處型鋼的腹板預留足夠荒料，并在上下環板之間焊接加強筋板，吊裝就位后再按照單件圖切割腹板；

（2）按照《單件圖》和《排版圖》下料組對桿件，在主立柱節點處焊接工藝板，用以連接型鋼的腹板，再焊加強筋板，分片吊裝后拆除。

該兩種方法比較如下：方法1）需要在加工設計排版時把這部分荒料考慮進去；方法2）需要承包商自行準備節點處的工藝用料。其區別在于節點處所消耗的連接材料是劃分在設計范圍內還是外。然而，無論采用哪種方法，都要經過結構模型計算和現場的檢驗，保證結構強度。

1.2 安裝一層立面支撐、墻體等結構

安裝一層立面支撐、墻體等結構如圖2所示。

1）圍壁預制及安裝。BZ13-1生活樓的圍壁是平板扶墻材結構，相比瓦楞板的形式，該種結構下焊接變形較大，而瓦楞板的圍壁結構安裝時要對齊型格，材料消耗亦較多。

2）圍壁安裝時的注意事項：（1）在水平片吊裝之前，該層的大型設備要提前吊裝就位，若不能及時到貨，其所在房間的外圍壁應暫不安裝，以方便設備進入。（2）上層甲板片吊裝就位后，為了生活樓室內通風、逃生等安全需要，圍壁要開多個工藝孔，一般較多選擇開在門的安裝位置。

1.3 二層水平片預制并吊裝就位

二層水平片預制并吊裝就位如圖3所示。

水平吊裝時，加工設計需參考建造場地吊車起重能力，確定預制分片的噸位，布置并計算各分片的臨時吊點，規定吊裝索具的規格，編制《分片吊裝方案》。每次吊裝前，應組織相關各方人員召開風險分析會，按照方案要求的規格準備吊鉤和索具，確定行車路線，安排相關作業人員的任務。吊裝作業應選擇在風力較小、能見度較好的天氣下進行，根據事先的部署，參與作業的各方人員必須明確自己的職責，以安全為第一，順利完成吊裝工作。

為了水平片吊裝就位準確和便捷，通常在即將吊裝的水平甲板片上焊接限位板，該層圍壁要傾斜放置，被吊裝片型鋼貫通的位置處的圍壁要事先開槽。

1.4 安裝二層立面支撐、墻體等結構

安裝二層立面支撐、墻體等結構如圖4所示，安裝方法與“一層上部支撐、墻體結構”相似。?

圖5 直升機甲板矩形片預制并吊裝就位

圖6 整體插立柱

表1 整體插樁和分段插樁的比較

1.5 直升機甲板矩形片預制并吊裝就位

直升機甲板矩形片預制并吊裝就位如圖5所示，其安裝方法與“一層、二層水平片”相似。

1.6 整體插立柱

整體插立柱如圖6所示。

1）立柱安裝方式

本項目采用整體插立柱的安裝方式。對比同類項目，主立柱的安裝方式有兩種，包括整體插樁和分段插樁，采用的插樁方式，主要由建造現場的起重能力決定。

（1）整體插樁

立柱安裝前要進行接長，管子底部留有荒料，根據實際建造誤差在插樁前切割荒料。

為保證水平片吊裝時的結構強度和主立柱環板的同心度，環板在水平片預制和吊裝時不開孔，而在插立柱前進行。吊裝立柱前，以直升機甲板為基準，確定下環板開孔中心，從飛甲向下引鉛垂線，確定每層環板的開孔中心。接長后的立柱受其直線度、橢圓度和焊縫增強高等因素的影響，不同標高的環板的理論開孔圓心和直徑應有所偏差。實際操作中，施工人員在插樁前需測量每根立柱不同標高位置處的直徑和直線度，以加大各層環板的開孔，避免插樁時阻礙立柱下落。

總裝吊點通常作為主立柱的吊點，與立柱一同預制和吊裝。插樁后，飛甲上蓋板需分兩半安裝，切割線需錯開加強筋板，與吊點板成大于45°角的位置。

（2）分段插樁

每個立柱分段與該層水平片一起預制和吊裝，在上端留有荒料，分片吊裝后切割。各層環板的開孔只需適應本層立柱分段的橢圓度誤差值。

水平片的臨時吊點大多布置在主立柱分段內，可永久保留。

2）兩種立柱安裝方式的優缺點比較（表1）

1.7 花片預制并吊裝就位

花片預制并吊裝就位圖如圖7所示。

直升機甲板支撐花片由無縫鋼管組成，先分別預制三個軸線上的小片，然后將三軸水平小片立起，與軸線之間的無縫管組對，焊接臨時支撐。

花片要在上直升機甲板外懸分片前吊裝就位，其下端與主立柱焊接，并設立臨時支撐用以固定。花片吊裝直接兜管子，在吊點位置加擋繩柱，吊裝時要注意保護管端坡口。

圖7 花片預制并吊裝就位

圖8 直升機甲板外懸片預制并吊裝就位

表2 正造法和反造法的優缺點比較

1.8 直升機甲板外懸片預制并吊裝就位

直升機甲板外懸片預制并吊裝就位如圖8所示。直升機甲板預制和吊裝過程中應注意以下事項：

1）詳細設計圖紙中一般不對甲板板的焊接形式做明確標注，但在焊接檢驗規格書中，要求直升機甲板焊道做10%的UT，即要保證10mm的飛甲拼版為全熔透焊縫，加設圖紙中應注明飛甲甲板的拼接形式為V型坡口，以達到檢驗的要求。

2）設計文件中對甲板水平度的要求是13mm，施工時應注意外甲板的誤差方向，避免中間低洼雨后存水，尤其是直升機甲板往往是業主和第三方驗收的重點。

3）直升機甲板B片（外懸片）吊裝時，要通過增加配重或增加吊鉤數量，使接口一側偏低，待對接口調整合攏后再放吊繩，使水平片下落。

1.9 安裝生活樓的其他附件，完成所有焊接檢驗

2 建造方案的確立和分類比較

2.1 建造方案的確立

建造方案要根據建造現場的實際情況來制定，包括建造場地的區域范圍、加工設備能力、起重能力等因素。

2.2 建造方案的確立

建造方案包括正造法及反造法，通常也稱為正裝和倒裝，本項目采用正造法。

1）正造法

在梁格組對焊接完成后，甲板按理論尺寸下料，直接鋪在梁的上翼緣板上拼版焊接，水平片預制完成后吊裝就位，安裝支撐和圍壁，再進行其上層水平片的吊裝。

2）反造法

先在施工平臺上拼接甲板，甲板的下料須留有焊接收縮余量，經調平后，按照甲板劃線圖在甲板上反向組對梁格，并在梁格上反向安裝該層下面的圍壁。預制完成后，翻身吊裝就位。

2.3 兩種建造方式的優缺點比較和分析（表2）

采用的建造方式主要由場地設施和項目周期決定，反造法在海工和船廠的項目中應用較多，而正造法因其對場地、人員等方面的要求較低，近年來在生活樓項目的建造中也較為常見。

3 結論

通過對生活樓項目建造流程的介紹和分析，了解了在設計施工過程中，不同的建造方式均會產生相對應的問題，但這些問題大多具有一致性。經過對同類項目的比較和總結，提前預見到即將出現的情況，采取相應的措施及制定合理的解決方案，將能夠避免問題的出現，并對項目的施工質量和建造周期進行有效的控制。

〔1〕API RP2A-WSD（2000）[S].

〔2〕API Spec.2B （2002）[S].

〔3〕AWS D 1.1/1.1M (2004)[S].