大型原油輪縱橫艙壁地面立組工藝探索

摘 要：根據(jù)超大型原油輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在考慮起重能力和安全因素的基礎(chǔ)上，研究縱橫艙壁在地面豎立總組成框架式總段和整體吊裝的可行性，并驗(yàn)證實(shí)施效果，為大型分段的地面總組提供方向和經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：縱橫艙壁；地面立組；整體吊裝

引言

超大型船舶的尺寸和結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了其在船塢搭載階段具有分段、總段數(shù)量多，片體分段、半立體分段數(shù)量多，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、高空和交叉作業(yè)多等特點(diǎn)，因此，必須不斷擴(kuò)大總組預(yù)搭載范圍，優(yōu)化工藝流程，以縮短船塢周期，提高船塢搭載效率。

1 艙壁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

此類大型原油輪貨油艙分為左中右三個(gè)艙，其縱艙壁整體結(jié)構(gòu)形式為帶縱骨的片體（見圖1陰影部分和圖2），并通過(guò)中間強(qiáng)橫梁連結(jié)（俗稱“山字梁”），每隔9檔肋位布置橫艙壁。

2 地面總組的可行性

2.1 總組方式變更

常規(guī)方式為艙壁前后兩兩總組，山字梁散吊，在船塢搭載階段存在大量的高空作業(yè)和交叉作業(yè)，現(xiàn)考慮以中貨油艙橫艙壁為依托，將縱橫艙壁分段總組形成箱體結(jié)構(gòu)，無(wú)橫艙壁的肋位處通過(guò)山字梁連結(jié)左右縱艙壁，形成滿足龍門吊起吊能力的大型總組總段后整體吊裝搭載。

2.2 總組工藝的關(guān)鍵控制點(diǎn)

該總組總段的縱、橫艙壁整體結(jié)構(gòu)形式皆為片體，不帶橫艙壁的肋位處連結(jié)左右縱艙壁的僅為強(qiáng)框架橫梁（山字梁），所以，該地面立組和整體吊裝工藝方案的關(guān)鍵在于：（1）如何保證第一個(gè)豎立

的縱艙壁分段的穩(wěn)性和安全性；（2）吊裝時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生變形導(dǎo)致縱

艙壁垂直度偏差，影響后續(xù)搭載分段精度。

2.3 穩(wěn)性簡(jiǎn)化計(jì)算

因第一個(gè)豎立的分段為縱艙壁，其中心位于縱壁近中側(cè)，其肋板的支撐力臂遠(yuǎn)大于縱壁下腳的支撐力臂，無(wú)外力作用時(shí)，分段能夠保持自身穩(wěn)性不會(huì)發(fā)生傾倒，但因作業(yè)環(huán)境處于開闊地，需考慮受風(fēng)情況，風(fēng)力相同時(shí)，分段更易產(chǎn)生向非結(jié)構(gòu)面傾倒的趨勢(shì)，因此主要校核結(jié)構(gòu)面垂直受風(fēng)時(shí)穩(wěn)性（圖3）：

擬在20680平臺(tái)處增加斜拉鋼索，受力點(diǎn)高度H拉=16.4m；

分段尺寸：17.97m×6.96m×21.2m（長(zhǎng)×寬×高）；

重力加速度取g=9.788m/s2；

鋼索受力點(diǎn)高度H拉=16.4m，分段幾何中心H風(fēng)=10.6m；

重心高度Hg=9.821m，重心距艙壁距離Lg=0.689m；

縱艙壁受風(fēng)面積：S=17.97m×21.2m=380.964m2；

風(fēng)速：V=084×F3/2，F(xiàn)為風(fēng)力級(jí)別，單位m/s；

風(fēng)壓：Wp=0.5×ro×V2=V2/1.6，單位N/m2；

風(fēng)力：F風(fēng)=Wp×S，單位N；

則風(fēng)力級(jí)別為：

當(dāng)F拉=0，即鋼索不產(chǎn)生拉力時(shí)，可承受結(jié)構(gòu)面極限風(fēng)力為F=8.3級(jí)，勁風(fēng)；

若以地面10t壓鐵作為斜拉鋼索地面基點(diǎn)，此時(shí)計(jì)算出F=10.7級(jí)，強(qiáng)風(fēng)；

根據(jù)地區(qū)風(fēng)力氣象報(bào)告，全年最大風(fēng)力小于勁風(fēng)，滿足建造安全。

3 總組方案流程

3.1 吊裝順序

總組橫艙壁下腳結(jié)構(gòu)形式僅為艙壁板+扶強(qiáng)材，無(wú)法單獨(dú)豎立，因此必須先豎立縱艙壁分段，然后按“縱艙壁→橫艙壁→縱艙壁→縱艙壁→縱艙壁→山字梁”的順序依次吊裝預(yù)搭。

3.2 支撐加強(qiáng)布置

3.2.1 總組時(shí)盡量降低分段離地面的凈空高度，使總組總段整體離地高度約200mm，下腳用厚扁鐵與場(chǎng)地預(yù)埋槽鋼焊接固定，為避免后續(xù)分段吊裝時(shí)發(fā)生頂碰和受力，需在第一個(gè)豎立的縱壁非結(jié)構(gòu)面增加支撐，結(jié)構(gòu)面處增加斜拉鋼索以保障安全（如圖4、5）。

3.2.2 第一個(gè)縱艙壁豎立定位完成之后，需緊接著吊裝定位橫艙壁分段。橫艙壁分段自身高度方向剛性不足，其一側(cè)可依托縱壁分段進(jìn)行固定，另一側(cè)必須在平臺(tái)處增加支撐，且為了防止上口向艏擺動(dòng)，影響定位數(shù)據(jù)控制和安全性，還需在壁板上端口非結(jié)構(gòu)面增加斜拉鋼索（見圖6）。

3.2.3 后續(xù)吊裝定位的縱艙壁分段因?yàn)榭梢砸劳袡M艙壁進(jìn)行固定，不用再多增加支撐，但若端口距離橫壁較遠(yuǎn)，仍需要增加鋼索固定。總組定位完成后情況如圖7。總組總段尺寸為35m×28m×21m，采用雙機(jī)抬吊，整體吊裝情況如圖8。

4 方案優(yōu)化改進(jìn)

4.1 擴(kuò)大總組范圍

從船塢搭載情況反饋，已知帶橫艙壁的總組方案是可行和有效的，在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)擴(kuò)大地面豎立總組范圍，將不帶橫艙壁的左右縱壁總組成總段（見圖9）。

4.2 總段預(yù)拼

綜合安全性和結(jié)構(gòu)剛性問(wèn)題，將不含橫艙壁的總段依托先期總組完成的帶橫艙壁總段進(jìn)行總組，其大合攏僅作預(yù)拼而不焊接，可將船塢搭載階段該合攏縫存在的錯(cuò)位和變形等精度問(wèn)題提前處理（見圖10）。

5 結(jié)束語(yǔ)

縱橫艙壁在地面的立組關(guān)鍵取決首個(gè)段的豎立穩(wěn)性和安全，但只需嚴(yán)格按照按工藝要求做好相關(guān)支撐和加強(qiáng)措施，后續(xù)艙壁依次進(jìn)行預(yù)搭載，就可逐步完成縱橫艙壁的地面立組，充分發(fā)揮地面總組的優(yōu)勢(shì)，還可以在此基礎(chǔ)上，延伸總組其他縱橫艙壁，甚至在起重能力允許下，以區(qū)域方式總組成環(huán)形總段。

參考文獻(xiàn)

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