船塢塢門啟閉工藝

杜林平，蔡長(zhǎng)岳，陳傳錦

(福建省馬尾造船股份有限公司，福建 福州 350000)

技術(shù)交流

船塢塢門啟閉工藝

杜林平，蔡長(zhǎng)岳，陳傳錦

(福建省馬尾造船股份有限公司，福建 福州 350000)

文章介紹了浮箱式船塢塢門拖輪拖帶塢門啟閉工藝和電動(dòng)絞盤機(jī)牽引塢門啟閉工藝的基本情況。根據(jù)塢門電動(dòng)絞盤機(jī)牽引啟閉操作的基本流程，結(jié)合馬尾船政船塢工程的實(shí)際情況，詳細(xì)介紹利用電動(dòng)絞盤機(jī)啟閉塢門的工藝方案。最后，對(duì)比拖輪拖帶塢門啟閉工藝和電動(dòng)絞盤機(jī)牽引塢門啟閉工藝的特點(diǎn)，分析2種啟閉工藝的經(jīng)濟(jì)效益。

船塢塢門；拖輪拖帶；電動(dòng)絞盤機(jī)牽引啟閉；工藝；經(jīng)濟(jì)效益

浮箱式塢門是大型船塢造船設(shè)施的關(guān)鍵擋水設(shè)備[1],塢門的完整性、可靠性和耐久性直接影響到塢室修造船[2]生產(chǎn)效率,尤其是在潮流和風(fēng)向的影響下，至少需要2艘大功率拖輪才能實(shí)現(xiàn)塢門拖輪拖帶和定位安全作業(yè)。同時(shí)，塢門啟閉的功效直接影響到整個(gè)船塢的運(yùn)行性能,決定著船舶出塢效率的高低，尤其是處于漲落潮潮差大、退潮速度快區(qū)域的船舶出塢。

據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)外大部分浮箱式船塢塢門均采用拖輪拖帶式開啟和關(guān)閉，本文結(jié)合馬尾船政船塢工程實(shí)例詳細(xì)闡述采用電動(dòng)絞盤機(jī)牽引的方式進(jìn)行浮箱式塢門開啟[3]和關(guān)閉的工藝方案。

1 塢門啟閉工藝

1.1 拖輪拖帶啟閉工藝

拖輪是船舶出塢時(shí)塢門啟閉的常用設(shè)施，具有操作簡(jiǎn)便、快捷等特點(diǎn)，但其作業(yè)耗能較高，控制精度低，安全性能不高。

拖輪拖帶塢門啟閉時(shí)需要配備1艘拖輪、纜繩若干、碰墊、2臺(tái)電動(dòng)絞盤機(jī)等設(shè)備。

拖輪拖帶開啟塢門工藝流程：排干塢門壓載水，塢門處于漂浮狀態(tài)，再通過拖輪帶纜，拖帶塢門離開塢口進(jìn)行靠泊其他位置，塢門系纜，拖輪駛離。

拖輪拖帶關(guān)閉塢門工藝流程：拖輪帶纜，塢門解纜，拖輪拖帶并定位靠泊，電動(dòng)絞盤機(jī)絞纜定位，塢門打壓載水直至塢門座底。

據(jù)了解我國(guó)目前大部分的浮箱式塢門啟閉均采用拖輪拖帶的工藝型式。

1.2 電動(dòng)絞盤機(jī)牽引啟閉工藝

電動(dòng)絞盤機(jī)牽引塢門啟閉工藝是在船塢塢口區(qū)域的不同位置上設(shè)置電動(dòng)絞盤機(jī)，利用電動(dòng)絞盤機(jī)絞纜拉動(dòng)塢門進(jìn)行啟閉。該種啟閉工藝操作過程牽引力均勻，操作簡(jiǎn)便、安全，塢門靠泊、起運(yùn)時(shí)定位準(zhǔn)確，不會(huì)造成沖擊塢門、突堤碼頭、護(hù)岸、塢口花崗巖結(jié)構(gòu)等。

整套啟閉系統(tǒng)僅包括若干臺(tái)電動(dòng)絞盤機(jī)、纜繩若干即可。塢門啟閉過程只需要進(jìn)行岸上操作電動(dòng)絞盤機(jī)絞纜和電動(dòng)絞盤機(jī)協(xié)調(diào)操作，即可完成塢門的開啟和關(guān)閉作業(yè)。

2 電動(dòng)絞盤機(jī)啟閉工藝設(shè)計(jì)

2.1 電動(dòng)絞盤機(jī)牽引啟閉工程實(shí)例——馬尾船政船塢工程

馬尾船政船塢工程的浮箱式塢門主尺度84.6 m×9.6 m×13.6 m，空載吃水6.5 m。塢門檻標(biāo)高-7.6 m，塢門槽標(biāo)高-8.6 m。工程共配備5臺(tái)電動(dòng)絞盤機(jī)供塢門啟閉操作時(shí)使用，分別在塢墩頂、水泵房頂、突堤碼頭端頭、護(hù)岸拐角、護(hù)岸前沿端部位置分別設(shè)置200 kN牽引力的電動(dòng)絞盤機(jī)。

2.2 電動(dòng)絞盤機(jī)牽引啟閉工藝設(shè)計(jì)

2.2.1 電動(dòng)絞盤機(jī)牽引啟閉工藝方案

本工程工藝方案布置見圖1。

2.2.2 電動(dòng)絞盤機(jī)牽引啟閉工藝說明

1)電動(dòng)絞盤機(jī)、導(dǎo)纜柱的選型和布置。考慮到絞纜過程中拉力的大小和方向在不斷的變化，本工藝方案選用立式電動(dòng)絞盤機(jī)(額定拉力400 kN，三級(jí)傳動(dòng)特性)，導(dǎo)纜器選用四滾柱導(dǎo)纜器以便適用不同方向?qū)Ю|，同時(shí)電動(dòng)絞盤機(jī)和導(dǎo)覽器均設(shè)置在便于絞纜操作位置(控制絞纜仰角和距離)。

圖1 工藝方案布置圖

2)操作臺(tái)布置。操作臺(tái)布置于離開絞纜方向的位置，同時(shí)離開電動(dòng)絞盤機(jī)4～5 m，一方面便于觀察塢門浮運(yùn)狀態(tài)，另一方面防止脫纜或斷纜時(shí)纜繩打擊操作人員。

3)塢門啟閉過程具體詳見圖2、圖3。塢門啟閉過程還需結(jié)合塢門壓載確定起運(yùn)時(shí)的塢門吃水。

圖2 塢門關(guān)閉過程示意圖

圖3 塢門開啟過程示意圖

2.3 電動(dòng)絞盤機(jī)牽引塢門啟閉工藝與拖輪拖帶塢門啟閉工藝對(duì)比

電動(dòng)絞盤機(jī)牽引塢門啟閉工藝的突出特點(diǎn)是塢門浮運(yùn)過程操作簡(jiǎn)便、定位準(zhǔn)確，無需拖輪協(xié)助，節(jié)省能耗和成本。另外，電動(dòng)絞盤機(jī)牽引過程拉力均勻，可以防止意外碰撞損壞。同時(shí)，不使用拖輪能減輕海域的污染。2種工藝方案對(duì)比，見表1。

表1 2種工藝方案對(duì)比

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

以馬尾船政船塢工程為例，對(duì)電動(dòng)絞盤機(jī)牽引塢門啟閉工藝與拖輪拖帶塢門啟閉工藝進(jìn)行1次、1年、3年、5年、10年的經(jīng)濟(jì)效益初步分析，運(yùn)營(yíng)至第3年時(shí)，拖輪拖帶啟閉塢門工藝成本接近電動(dòng)絞盤機(jī)牽引塢門啟閉工藝1次投入成本，第5年至第10年，2種工藝方案成本差距顯著。其結(jié)果見表2。

表2 塢門啟閉運(yùn)營(yíng)費(fèi)用

4 結(jié)束語(yǔ)

電動(dòng)絞盤機(jī)牽引塢門啟閉工藝在浮箱式船塢塢門啟閉中的應(yīng)用，將在降低運(yùn)營(yíng)成本、操作安全性等方面體現(xiàn)明顯優(yōu)勢(shì)，尤其從長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)成本方面更能體現(xiàn)其巨大的潛在優(yōu)勢(shì)。

電動(dòng)絞盤機(jī)牽引塢門啟閉技術(shù)在船塢新建、改造工程中的應(yīng)用，是塢修設(shè)施的改造工程技術(shù)的創(chuàng)新，可供其他區(qū)域的船塢工藝平面規(guī)劃借鑒[4-8]。

[1] 孫云亮.港池塢門的建造方案及合攏工藝[J].中國(guó)修船.2010,23(3):37-40.

[2] 孟昭源.我國(guó)大中型干船塢工藝現(xiàn)狀及存在問題[J].水運(yùn)工程,1983(7):17-22.

[3] 唐勇.滬通長(zhǎng)江大橋萬(wàn)噸及鋼沉井浮運(yùn)出塢施工關(guān)鍵技術(shù)[J].世界橋梁,2015(6):6-10.

[4] 朱延超.船廠規(guī)劃設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵要素分析[J].中國(guó)水運(yùn),2012,12(9):22-23.

[5]吳志勇.長(zhǎng)興造船廠生產(chǎn)流程優(yōu)化研究[D].大連：大連理工大學(xué),2008.

[6] 李寶忠,船廠布局優(yōu)化研究[D].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué),2008.

[7] 辛磊.基于港口規(guī)劃建設(shè)的船廠建模研究[D].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué),2012.

[8] 王洪建.新港船廠生產(chǎn)流程再造研究[D].天津：天津大學(xué)，2003.

Brief introduction is given of floating dock gate opening and closing by hoisting with tugboat or towing with winch traction process.According to the basic process of traction winch gate opening and closing operation,combined with the actual situation of Mawei Shipyard Dock Project,the use is introduced in detail of a closed door opening process of dock.Finally,comparison is made between hoisting with tugboat and towing winch traction on their characteristics of the opening and closing process，the two kinds of economic benefits are analyzed as well.

dock gate;towing winch traction;hoist;technology;economic benefits

杜林平(1985-)，男，福建福鼎人，工程師，碩士，主要從事工程管理工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.04.001

2017-02-28