大型浮船塢水上加寬改裝技術(shù)研究

張 平

（大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，遼寧大連 116113）

0 引言

隨著世界深海油田逐漸被開(kāi)發(fā)，國(guó)際市場(chǎng)對(duì)于30萬(wàn)噸級(jí)以上浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置（Floating Production Storage and Offloading，F(xiàn)PSO）船及超大型油船的需求量不斷增加，大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“公司”）原有30萬(wàn)噸級(jí)浮船塢已經(jīng)不能滿(mǎn)足超大型船舶進(jìn)塢需要，急需對(duì)現(xiàn)有浮船塢進(jìn)行加寬改造。正常情況下需要進(jìn)旱塢進(jìn)行改造加寬，但由于租賃旱塢、拖航成本太高，并且周期較長(zhǎng)，影響公司正常年度生產(chǎn)計(jì)劃，所以最實(shí)際且最經(jīng)濟(jì)的方式就在其水上漂浮狀態(tài)下進(jìn)行加寬改造。因此，設(shè)計(jì)一種科學(xué)、合理、安全的大型浮船塢水上加寬改造方法是必要的[1-3]。

1 浮船塢水上加寬改造程序

1.1 工程范圍

本次工程僅對(duì)浮船塢水上部分進(jìn)行加寬改造（整體寬度增加10 m），主體長(zhǎng)度不變。改造前后寬度方向橫剖面視圖對(duì)比如圖1所示。

1.2 具體實(shí)施方案

本方案設(shè)計(jì)浮船塢寬度左右各增加5 m，由于在漂浮狀態(tài)下施工，考慮到浮船塢自身吃水的限制，左右兩側(cè)外加新浮箱的形狀只能設(shè)計(jì)成梯形，長(zhǎng)度與原浮船塢長(zhǎng)度一致（320 m）。為了焊接方便，需要保證新浮箱結(jié)構(gòu)處于水面上方，因?yàn)樗潞附与y度太大。浮船塢水上加寬改造方法見(jiàn)下文。

第一步：左右兩側(cè)外加新浮箱分段制作完畢后，利用海吊將其運(yùn)至浮船塢兩側(cè)并焊接在指定位置，然后將浮船塢錨鏈從塢墻上拆下，重新固定在新浮箱上，防止浮船塢在施工過(guò)程中漂走（見(jiàn)圖2）。

第二步：在塢墻兩側(cè)焊接防傾倒三角支撐，防止塢墻整體頂升和橫向移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生傾倒的危險(xiǎn)（見(jiàn)圖3）；同時(shí)在塢墻底部開(kāi)設(shè)滑道孔，并焊接滑移支撐加強(qiáng)工裝，將浮船塢塢墻上的塢吊主體結(jié)構(gòu)和吊臂全部封固在塢墻上（見(jiàn)圖4）；在浮船塢浮箱甲板上焊接滑移軌道。上述工作是為了塢墻整體橫移做準(zhǔn)備。

圖3 防傾倒工裝

圖4 吊車(chē)封固圖

第三步：將塢墻整體沿浮箱甲板割開(kāi)，使用多臺(tái)液壓千斤頂將320 m塢墻（自重5 500 t）整體頂升起來(lái)（見(jiàn)圖5），然后布置滾動(dòng)小車(chē)（見(jiàn)圖6），將小車(chē)與滑移支撐加強(qiáng)工裝進(jìn)行固定，完畢后再操作千斤頂將塢墻回落到浮箱甲板上方，使?jié)L輪小車(chē)承受整個(gè)塢墻重量。

第四步：將水平頂推系統(tǒng)安裝塢墻上，然后使用水平頂推液壓裝置將塢墻整體推移5 m到指定的安裝位置（見(jiàn)圖7），然后再用液壓千斤頂將塢墻整體頂升起來(lái)，撤出滾輪小車(chē)（見(jiàn)圖8），而后降低液壓千斤頂高度使塢墻整體回落到浮箱甲板上，進(jìn)行封固焊接。左右塢墻操作方式相同。

圖5 塢墻頂升示意圖

圖6 滾輪小車(chē)安裝示意圖

圖7 塢墻橫移示意圖

圖8 滾輪小車(chē)拆除示意圖

第五步：兩側(cè)塢墻全部焊接完成后，將所有管線(xiàn)與電纜系統(tǒng)重新連接，對(duì)改造后浮船塢進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn)及沉浮試驗(yàn)，所有試驗(yàn)合格后交付船級(jí)社進(jìn)行審核取證。由此，整體工程改造完畢。

2 塢墻整體橫移：滾輪小車(chē)和頂推、頂升點(diǎn)的安全設(shè)計(jì)方案

2.1 滾輪小車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)

總計(jì)此次塢墻橫移布置28條移動(dòng)軌道，軌道長(zhǎng)度12 m，每個(gè)移動(dòng)點(diǎn)安置8套OT型50 t滾輪小車(chē)，承載力400 t（1 t ≈ 9 800 N），總承載力11 200 t，2.0倍安全系數(shù)。

2.2 頂推力應(yīng)用設(shè)計(jì)

滾輪小車(chē)滾動(dòng)摩擦系數(shù)為S×0.05=2×0.05=0.1（含2倍安全系數(shù)），理論牽引力F=5 500×0.1=550(t)，每個(gè)頂推點(diǎn)需求頂推力為F÷n=550÷28=19.6(t)。

28個(gè)頂推點(diǎn)，每個(gè)頂推點(diǎn)采用50 t雙作用油缸，50 t＞19.6 t，滿(mǎn)足使用要求。

2.3 頂升力應(yīng)用設(shè)計(jì)

20組頂升點(diǎn)，每個(gè)頂升點(diǎn)采用2個(gè)D30015ZY雙作用油缸，總承載力12 000 t，2.2倍安全系數(shù)。

3 優(yōu)點(diǎn)

1）新加浮箱采用梯形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低改造施工難度，并且無(wú)需對(duì)原有塢坑進(jìn)行改造擴(kuò)建。

2）整體加寬改造工程在水上完成，大幅度降低改造成本。

3）320 m塢墻整體進(jìn)行頂升和橫向移動(dòng)，在國(guó)內(nèi)乃至世界上也屬于首次。

4 結(jié)束語(yǔ)

此種水上浮船塢加寬改造方法開(kāi)創(chuàng)了新的技術(shù)先河，適用于中國(guó)現(xiàn)有的各類(lèi)型浮船塢水上加寬改造工程。此項(xiàng)浮船塢整體加寬改造方法在國(guó)內(nèi)史無(wú)前例，突破了原有浮船塢加寬只能在旱塢內(nèi)施工的技術(shù)瓶頸，節(jié)省了大量的人力、物力，在縮短改裝周期的同時(shí)也達(dá)到降本增效的目的，也為公司后續(xù)承接海工產(chǎn)品奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。