半潛式起重拆解平臺重吊整體吊裝過程分析

曹雨華，王宏民

(招商局重工(江蘇)有限公司，江蘇 南通 226116)

0 引言

半潛式起重拆解平臺海上作業綜合競爭力明顯優于其他現有起重船和生活平臺的組合。在定位、作業、生活支持功能等方面，半潛式起重拆解平臺相對于傳統形式的起重船提高了吊載重量。該平臺工作時，通過自身壓載水的調整及借助于船體形式和船艉的特殊設計可在吊載過程中提供良好的穩性，可以根據所運貨物高度、大小、重量和不規則的特點，滿足大面積貨物承載甲板的特定要求，依據特有的無斜撐結構設計優化顯著提高自航速度，提升平臺整體作業效率[1]。

重吊是平臺的關鍵設備之一，其自重大、吊臂長、整體安裝要求高；重吊形狀結構特殊，重量重心難以計算；重吊在平臺甲板上組裝與其他工種存在交叉作業，作業效率低且安全風險大；平臺在水上始終處于運動狀態，重吊組裝精度難控制。為了縮短安裝周期，提高安裝精度，將重吊在廠家組裝并調試完成后作為一臺整機運輸到公司碼頭，再利用30 000 kN浮吊完成吊裝。

本文對30 000 kN浮吊利用重吊整體吊裝平臺的各關鍵點、風險點進行分析、研究、計算，以保證重吊吊裝一次性順利安裝。

1 重吊相關參數

該半潛式起重拆解平臺配置了2臺重吊，均為全回轉克令吊，自重15 170 kN，高度105 m。重吊主要由基座、桅桿、臂架、變幅鋼絲繩、主鉤鋼絲繩、主鉤5大部分組成[2]，見圖1。

2 浮吊參數

浮吊側視圖見圖2，設計參數如下：

總長127.5 m，型寬50.0 m，型深9.0 m，設計吃水5.5 m；主鉤起吊能力2×7 500 kN，輔鉤起吊能力2×7 500 kN；主鉤最大吊高115 m，輔鉤最大吊高165 m。

主、輔鉤聯合垂直起吊載荷幅度見表1。

3 整體吊裝索具

根據重吊的吊點及重量中心位置，選取合適的吊索具，具體清單見表2。

表1 起吊載荷幅度表

4 有限元計算分析

重吊在吊裝過程中所承受的水平、立正狀態應力分布分別見圖3、圖4。由圖中可知：在水平狀態下，最大應力出現在桅桿與臂架連接處；在立正狀態下，最大應力出現在吊耳附近。按照挪威船級社《DNVGL—SF—N001》規范要求，極限狀態系數取0.75，普通鋼(Q235)的許用應力為176 MPa，高強鋼(AH36)的許用應力為266 MPa。在各工況下最大應力均小于許用值[3]。

5 整體吊裝步驟

5.1 準備階段

(1)按照要求將主鉤定滑輪平臺上的干涉欄桿割除。

(2)準備好相應的吊索具及其他將要使用的設備設施。索具及其他設備必須提供有效證書復印件供審查[4]。

(3)先掛鉤并將索具自由收緊(不產生載荷)，再解綁。確認所有綁扎解除后起吊。

圖3 水平狀態重吊應力分布

圖4 立正狀態重吊應力分布

(4)重吊安裝位置、存放位置、移動路線需提前清理和準備完畢，避免干涉。

(5)吊裝前檢查浮吊等設備狀況，確保處于良好使用狀態。

(6)準備好手拉葫蘆、纜風繩、油缸等，用于起吊防橫移及快速到位。

(7)吊裝前，在吊裝區域應用彩帶圍起來。與操作無關人員不能進入吊裝區域。

5.2 起吊階段

30 000 kN浮吊主臂架角度為60°，均勻起吊至重吊脫離底座0.05 m，然后停止5 min觀察無異常后繼續起吊[5]，見圖5。起吊4鉤作用力的合力應在重心正上方，且起吊需要緩慢并仔細觀察，防止吊起瞬間重吊前后或左右擺動。起吊過程中應保證運輸船纜繩處于松弛狀態[6]。

鋼絲繩夾角較小，角度引起的受力增加不計。此時主鉤受力6 900 kN，輔鉤受力8 270 kN，對照表1起吊載荷幅度表，滿足要求。

圖5 重吊起吊示意圖

5.3 吊裝翻轉階段

30 000 kN浮吊主臂架角度60°，重吊逆時針翻轉到49°，見圖6。此時主鉤受力7 150 kN，輔鉤受力8 020 kN，對照表1，滿足要求。

圖6 重吊翻轉49°示意圖

5.4 吊裝到位階段

30 000 kN浮吊主臂架角度65°，重吊逆時針翻轉到90°，見圖7。此時主鉤受力3 450 kN，輔鉤受力11 720 kN，對照表1，滿足要求。

圖7 重吊翻轉90°示意圖

6 結語

通過前期詳細的策劃與過程中的全面管控，利用浮吊順利完成重吊的吊運安裝。該吊裝方案大大縮短了安裝周期，同時降低了現場作業的難度和風險，提高了安裝精度，為后續重吊整機安裝積累了寶貴的經驗。