淺析某自升式平臺關鍵結構建造精度控制

摘" " 要：樁腿、齒條板、固樁架屬于自升自航式多功能平臺關鍵結構，其建造質量對自升式平臺的安全起到重要作用。本文對該自升式平臺關鍵結構建造精度質量控制進行分析、制定措施，解決在建造過程中出現的技術質量問題，提高建造質量，取得良好的效果。研究表明：掌握與應用建造工藝特點，在生產建造過程中將有效提高自升式多功能平臺的結構建造質量，為后期其他自升式平臺結構建造提供借鑒。

關鍵詞：升降樁腿；齒條板；升降裝置；建造工藝要點；精度控制

中圖分類號：U664.82 " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A

Construction Accuracy Control of Critical Structures"of Jackup Platform

Meng Guangjia，" Hao Biao，" Yao Feng

（ China Merchants Heavy Industry（Jiang su） Co.， Ltd.，" Haimen" 226100 ）

Abstract： Leg structure， rack of leg and jacking foundation structure are the most critical structure of self-elevating unit， and the construction quality is also very important to the safety of the unit. The purpose of this article is to analyze quality control， optimal selection and optimization， draft the measures， to solve and avoid technical quality problems in the construction process， to promote the improvement of construction quality and precision， and to achieve very good results. The study shows that mastering and applying the characteristics of the construction process will effectively improve the quality of the structure construction of self-elevating unit during the production and construction process， and to provide effective reference for the construction of other self-elevating unit in future.

Key words： Leg structure;" rack of leg;" jacking case;" key point of construction procedure ;" accuracy control

1" " "前言

自升式多功能平臺是一種海上服務平臺，能夠單獨或配合海上平臺完成連續油管修鉆井、平臺設施檢修、油田增產等海上作業，還可完成海上風電安裝、跨海大橋安裝等特種工程任務。相比一般海上作業船只，自升自航式多功能平臺自帶樁腿，在作業時將樁腿插入或坐入海底，船體可順著樁腿上爬離開海面，工作時不受海水運動的影響，保證了海上作業的穩定性和安全性，適應惡劣的海況，擴大作業窗口，減少停工時間，提升作業效率[1] 。

本文以作業水深100 m的某自升式平臺為例，基于三個關鍵結構建造過程中采取的精控措施及執行過程中的修正措施，進行分析優化，制定自升式平臺關鍵結構建造精度質量控制要點。

本自升式平臺的主要特點，是具備主船體沿著樁腿提升與下降的功能，而實現此功能的關鍵結構是由樁腿、齒條板、升降裝置組成，因此解決關鍵結構的建造精度及質量控制是本船的重點。

2" " 關鍵結構精度控制

2.1" "樁腿筒體分段

本平臺圓筒式樁腿全長107 m，全平臺4根樁腿，每根樁腿劃分為3個分段進行預制、建造、搭載合攏，樁腿板最厚處為52 mm，最薄處為26 mm，筒體外徑為3300 mm。

樁腿呈180°在圓筒兩側焊接單面齒條，齒條板厚度為114.3 mm，相鄰兩齒齒間距為172.79 mm，對接焊縫部位齒間距公差為±1.5 mm，筒體中心到單邊齒頂的距離公差為±2 mm。

樁腿是直筒形式，所有外表面坡口需磨平，筒內焊縫不做特殊要求。

平臺共4根樁腿，每根樁腿結構相似，均為圓柱形殼體結構，內部設置四道縱向筋，含橫撐、環形筋以及平臺，外部為2條縱向齒條。預制工藝流程如下：施工圖紙→材料驗收→鋼板號移植→料切割→開環縫坡口→直縫坡口開一邊→卷板機輥圓→測量后修余量→開另一邊直縫坡口→直縫裝配→直縫焊接→筒節回圓→保形工藝撐安裝→焊縫檢驗→尺寸外觀檢驗→筒節組對→環縫焊接→環縫檢驗→安裝筒內結構件→單元件環焊縫焊接→焊縫檢驗→劃線安裝齒條→焊縫檢驗→噴砂噴漆→接柱。

在樁腿建造過程中，需進行胎架尺寸報檢；樁腿分段尺寸檢測，包括地樣線尺寸檢驗、裝配定位后（焊前）尺寸報檢、焊后尺寸報驗等幾個階段，精度要求特別高；樁腿筒節關鍵控制精度，包括直線度、橢圓度及外周長；在卷圓報驗完成后，以縱縫中心為基準畫出筒節四等分線。單筒節對接時，保證四點對線，縱縫錯開180°，需檢查合攏口錯邊量。根據數據統計，筒節環縫焊接收縮量為1～2 mm；樁腿建造精度標準為直線度≤3 mm/10 m，橢圓度3 mm，長度±6 mm，外周長10367±3 mm（3300 xπ=10367 mm）。精度控制圖及校準值，見圖1及表1。

2.2" "齒條板

齒條板來料后，需對來料尺寸進行檢驗，主要檢查精度要求及焊前檢查，見表2所示。

齒條到貨驗收完畢，車間可制作胎架對齒條進行接長，注意測量對接口處齒距，控制在172.79±1.2 mm，并加放焊接收縮量。據本項目執行階段數據統計，齒條合攏口焊接收縮量為2～2.5 mm。

裝配好，報檢合格后，嚴格按照焊接工藝要求進行焊接，焊后再次按表2精度要求對齒條拱度、直線度、齒間距進行測量監控。

安裝齒條前，首先要對轉胎后的樁腿筒體進行直線度、橢圓度進行復測；在樁腿分段筒體上進行劃線并檢驗，劃線包含齒條中心線、板厚線、檢驗線、第一齒定位線，齒條在裝配定位中，需要再次對拱度、直線度進行矯正，矯正完畢后每五齒安裝一組碼板進行頂緊固定。

在安裝中需要注意齒條受熱變形：齒條拱度控制在3 mm/10 m ；齒條直線度控制3 mm/10 m；齒條至樁腿中心線的標準值為1890±2 mm；齒條焊接結束后，再次測量尺寸滿足精度要求。

焊接時，齒條板根部角焊縫處焊肉飽滿，嚴格按照焊接評定表要求的同時，還須嚴格控制焊腳尺寸以減少焊后打磨量，焊接完成后進行打磨焊縫，與筒體平滑過渡。

2.3" "升降裝置

升降裝置由齒輪箱安裝架、樁腿套筒組成。其中：艏部升降裝置樁腿套筒、安裝架尺寸為10.6 m，艉部升降裝置安裝架長度11.4 m，樁腿筒長度11.8 m，樁腿套筒與基座對接。

2.3.1下料

安裝架面板（件2）板厚38 mm，腹板（件1）板厚40 mm（見圖2）；下料時腹板上φ640 mm圓孔需留過橋，M42螺栓孔留至機加工開；精度人員對面板和腹板的直線度進行檢查，要求面板、腹板直線度≤3 mm；長寬偏差為±2 mm；對角線偏差≤1.5 mm。

局部零部件加工面，需加放5 mm的余量。

2.3.2裝配流程

1）π型頂板上胎前，施工人員需在π型板頂板正反兩側畫出中心線，并畫出距中69 mm的腹板結構面安裝線，做好樣沖標記；再根據工作圖尺寸，畫出基準線π型頂板上胎后加相應的固定工裝，施工人員根據中心線，在胎架上畫出距中心線500 mm的輔助基準線；

2）腹板定位前，施工人員先畫出腹板上圓孔中心線，再按工作圖上尺寸，在腹板內外兩側畫出基準線，并做好樣沖標記；寬度方向兩側腹板按安裝線進行定位，保證兩腹板間距136（0～+2）mm、兩板相互平行且中心線對稱；長度方向按頂板與腹板基準線進行定位，確保兩基準線重合，保證圓孔中心誤差≤2 mm；

3）腹板定位完成后，在中間安裝固定工裝，固定工裝與腹板間點焊定位，并且在兩腹板外側拉兩根鋼絲，方便施工人員進行平面度自檢；完成后精控人員根據輔助基準線，用全站儀測量腹板外側到輔助基準線距離、外側間距、直線度。要求腹板外側到輔助基準線距離390.5 mm～392.5 mm、內側間距0～+1 mm、整體直線度3 mm；

4）測量數據符合標準后，施工人員先焊接頂板與腹板內側位于加強豎隔板（件6）之間的角焊縫，然后對兩腹板間豎向（件6）及橫向（件7）加強隔板進行裝配，要求件7裝配公差-5～0 mm，如圖3所示。

5）測量數據符合標準后，對π型頂板與腹板外側角焊縫進行焊接，焊接完成后施工人員按焊接工作圖尺寸，測量腹板基準線到每個圓孔中心線距離，若偏差超過3 mm，則進行修正；

6）齒輪箱安裝架制作完畢后，在特制胎架上，與樁腿套筒進行裝配；在樁腿套筒胎架上，將樁腿套筒定位線打出，測量安裝架中心線距基準線高度，差值控制在±1 mm；安裝架與套筒垂直中心線距離高度差值±1 mm；焊后高度差值控制在±2 mm。

2.4" "樁腿吊裝合攏

每節樁腿完工后，首先要根據其在船上的預期朝向，明確選擇面向船中或船艏的筒體面；隨后，在合攏口兩側5 m的區域內，對每個環筋位置進行樣沖標記，確保定位準確；此外，為了更全面地定位，其他位置每間隔8 m也進行標記。所有標記都經過洋沖工藝處理，確保清晰度和持久性；完成標記后，對這些樣沖點進行特殊保護，防止在后續處理中受損；在樁腿出砂房并準備進行合攏之前，相應的樣沖點上會貼上測量標靶，為后續的測量工作提供可靠的參考。

樁腿油漆施工完成后，選擇齒條面向船中或船艏的一側，在合攏口兩側5 m的范圍內，每間隔2 m就會有一個精確的位置點，其他位置則根據需要每間隔8 m進行標記；最后，按照所找的點在齒頂貼好測量標靶，確保施工的順利進行。樁腿合攏主要精度控制點，見圖4所示。

當樁腿處于合攏階段時，使用全站儀對分段階段預留的測量點進行精確測量；樁腿大多放置在室外露天場地，測量時應避開高溫時間段，太陽照射會使筒體直線度偏差在5～10 mm左右，測量報驗時應多選早晚或陰天進行；根據測量數據，如果發現直線度偏差超出允許范圍，現場人員將立即進行調整，確保合攏的準確性。

3" " "結論

通過對自升式平臺的三個關鍵結構建造施工工藝要點進行分析，并在實船建造中實施，達到了樁腿筒體、齒條安裝、升降裝置結構的精度質量控制，掌握并應用這些技術，解決了結構建造過程中出現的各種技術難題，保證了結構建造精度、質量和建造周期，為其他海工系列平臺的建造提供了寶貴的經驗。

參考文獻

[1]孔祥鼎，夏炳仁.海洋平臺建造工藝[M]." 北京：人民交通出版社，