導管架立片吊裝方案淺析

張娜 吳西娜

【摘 要】 單片吊裝在海洋工程結構加工設計過程中起著舉足輕重的作用，是加工設計中尤為重要的一部分。隨著海洋工程設計的不斷深入，吊裝方案設計也將沿著標準化的方向發展，隨著實踐經驗的不斷積累，方案不斷優化，質量與效率均會越來越高。當然，任何設計都需要根據實際情況去考慮，本文將根據實際案例對導管架吊裝過程進行詳細地闡述，對吊裝過程中可能遇到的問題進行分析。

【關鍵詞】 導管架 ?加工設計 ?立片 ?吊裝

1 前言

海上固定平臺的導管架結構形式不同于組塊結構，主腿通常為單斜或雙斜。導管架陸地建造方式共兩種：臥式建造與立式建造。在渤海地區，導管架立式建造較為常見，本文將針對渤中34-1WHPE導管架ROW-A片的立片過程進行分析。

2 過程描述

2.1 吊裝場地要求

在吊裝作業前應清理吊車行走路線上的障礙物，清掃行車通道，保證車道平整。行車通道不能橫跨電纜溝及其他危險區域，障礙物可能會造成吊車在行走過程中產生晃動，影響吊鉤及吊繩的承載能力。同時，吊車旋轉半徑范圍內不能有任何障礙物，如果利用龍門吊進行吊裝作業，吊鉤滑動范圍內不得有障礙物，施工人員必須遠離至安全區域。另外，地基承載能力應滿足吊車在滿負荷狀態下的承載要求，保證吊車在行走過程中不出現地面塌陷等危險情況。

2.2 立片重量重心

立片重量重心的確定是吊裝作業中非常重要的環節，它將影響吊車、吊點及鋼絲繩的選用。為保證結構重量重心的準確性，通常在X-STEEL三維建模軟件中提取。確定立片重量前應與建造方溝通，根據場地資源考慮立片吊裝時需要提前安裝何種附屬結構，如陽極、電纜護管等。通常會在保證主結構強度的前提下提前安裝更多的附屬結構，減少后期高空作業。（見表1）

2.3 結構強度分析

在海洋工程行業，通常利用SACS有限元軟件進行結構強度計算。

在結構計算時需要在原結構重量基礎上考慮1.05倍的不確定系數，主要基于某些桿件無法在軟件中模擬。另外，考慮到立片吊裝時結構的晃動因素，在計算時還需要設定一個動態放大系數，動態放大系數的選取在DNV規范和GL規范上均有明確要求。由于兩個規范的要求不一，還需要根據業主的要求考慮具體的系數選用，ROW-A片是按照DNV規范選取。

當單片結構重量大于100T時選擇1.05倍的動態放大系數。根據結構計算結果，在最危險的C4工況，結構桿件名義應力比為0.44，滿足強度要求;桿件最大變形為9.3cm，滿足L/240的要求。

如果結構強度或變形不滿足要求時，需要根據實際情況對結構進行加強，結構加強后需重新考慮重量重心。

2.4 吊點的選用

海洋工程結構常用吊點分為板式吊點與管式吊點。在組塊或導管架水平片的吊裝時通常選用板式吊點，但在導管架立片吊裝時因涉及立片翻身，板式吊點不能滿足立片翻身要求，因此立片吊裝時選擇管式吊點作為主吊點。

在吊點設計時通常選用2.0倍的安全系數，即吊點最大拉應力為鋼絲繩最大軸向力的2倍。當然，建造場地為了加快工程進度，通常會提前準備多種規格的標準化吊點供設計選用。（如圖1所示）

2.5 吊機及索具的選用

根據對立片結構的計算結果選取鋼絲繩的額定載荷及鋼絲繩長度。吊索具須具有使用資格證書，在實施吊裝前QHSE部門對鋼絲繩進行確認。同理，根據結構吊裝重量選擇需要吊車的數量及型號，根據吊車參數表確定吊車的扒桿長度、操作半徑、吊鉤能力以及扒桿的作業角度。

ROWA片選擇的吊車及鋼絲繩為400T 1#、400T 3#、395T、400T 2#四臺履帶吊車，85X16m的鋼絲繩4根。

2.6 吊裝及立片固定

ROW-A片在場地預制完成后，利用四臺吊車將運輸至空曠場地，并在空中進行翻身，將片立起直至穩定后，撤掉兩臺輔助吊車，用另兩臺吊車將立片吊裝至滑道預定位置。立片運輸過程中吊機應適時調節吊鉤位置，盡量避免橫向拉力。

當立片需要其它結構組對時進行焊接，確保整體結構強度沒有問題后吊車再摘鉤;當立片為第一個基準片時，需要用地錨、拖拉繩對其進行固定。ROWA片屬于第二種情況，立片前需先將拖拉繩掛扣，待ROW-A片擺放就位再與地錨掛扣，立片過程中除主腿外其它結構與墊木或地面不發生剛性接觸。（如圖2所示）

立片固定時拖拉繩上端掛在導管臨時吊點附近，下端用地錨或滑道塊固定，立片兩側同時固定拖拉繩及地錨。中間用卡環和倒鏈調節長度。拖拉繩的布置根據現場情況適當調整，避免影響施工和空間組對。

鋼絲繩、地錨需要進行強度校核并選擇索具。計算拖拉力時不僅需要根據風速及結構總面積確定風力，也要考慮結構重心傾斜5度（或實際角度）后產生的彎矩，利用兩者產生的彎矩與拖拉繩的平衡關系得出拖拉繩的受力。（如圖3所示）

3 結語

本文通過對導管架立片進行詳細分析，闡述了導管架立片過程及需要注意的問題。隨著我國石油需求日益增加以及海洋工程行業不斷發展，固定式導管架建造規模越來越大，陸地吊裝工作量大幅增加。為提高陸地建造效率，縮短建造周期，設計一套簡單而合理的技術方案是非常有必要的。

參考文獻

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[3]高偉.論導管架的建造方法[A].2006年度海洋工程學術會議論文集，2006年.

[4]李寶河.埕島西區DPA平臺導管架吊裝就位技術[J].油氣田地面工程，2007年07期.

作者簡介：張娜（1983—），女，天津濱海新區，本科，工程師，艾法能源工程股份有限公司，主要從事海洋工程結構設計工作;

吳西娜（1983—），女，河北滄州人，本科，工程師，天保中天科技（天津）有限公司，主要從事船舶海洋工程結構設計工作。