組塊與船體的合攏是半潛平臺建造安裝過程中的 關鍵環節。半潛平臺的合攏方式主要可分為2種:一 種是采用浮吊船完成組塊吊裝的水上合攏法;另一種 是船體下水后進入船塢利用岸上龍門吊完成組塊與 船體的陸上整體合攏[1]。相比于傳統分段合攏建造方 式,采用滑道建造、駁船下水與岸上龍門吊合攏相結 合的建造方法,合攏在船塢內進行,具有水面波動 小、利用岸上牽引裝置對下船體定位精確、操作平 穩、合攏工藝質量高、龍門吊設置多個吊點可使組塊 受力更均勻、減少半潛平臺變形等優點[1-2]。依托某深 水半潛平臺項目,開展基于龍門吊的半潛平臺組塊吊 裝分析方法研究。通過對吊裝場地、吊裝設備、吊耳 布置方式等進行分析,并與場地工程師就吊裝原理和 傳力路徑進行溝通,選擇3種吊裝模擬方式利用SACS 軟件開展吊裝計算。通過對比3種模擬方式計算結果 的差異,結合實際情況推薦合理的吊裝分析方法。
1 吊裝分析基礎數據
1.1 吊機設計參數
某20000t級橋式龍門吊,其總起重量為20000t,由 2道起重梁構成,分別為固定梁和移動梁。起重梁的跨距為120m,固定梁的起重高度113m,移動梁的起重高 度為83m,固定梁與移動梁的吊點間距為42.5m±7m。 單排起重梁總起重能力為10000t,設置6組吊排(每個 吊排吊重不超過1680t),單組吊排由4組吊鉤構成。每道起重梁設置6臺絞車,每臺絞車通過纏繞的鋼絲繩及定/動滑輪組提升1組吊排。每組吊鉤可連接4個吊 耳,吊耳間距0.85m,單組吊鉤長3.4m,單組吊排長度 為13.6m。因此單組吊鉤可連接16個吊耳,每道起重梁 下可連接96個吊耳。起重梁吊排分布及單組吊排結構如圖1所示。
1.2 組塊設計參數
某半潛平臺組塊為桁架式結構,組塊主尺度為
91.5m×49.5m,組塊的A軸和D軸間距49.5m,兩排吊 耳分別設置在A軸和D軸的結構大梁上,單排吊耳長度 為81.6m,吊裝時龍門吊的高粱和矮梁分別連接組塊的 兩排吊耳。組塊的吊裝不可超越重量為18081噸,以組 塊幾何中心為坐標原點,沿組塊長度方向(x向)偏心為-0.56m,沿組塊寬度方向(y向)偏心為-0.39m。
2 吊裝模擬方式及分析方法
依據API RP 2A[3]規范采用吊裝系數法開展組塊結構強度校核,海上吊裝時與吊點直接相連的桿件荷載 系數取2.0,其他桿件的荷載系數取1.35;位于遮蔽區 域(如碼頭岸邊)吊裝時與吊點直接相連的桿件荷載 系數取1.5,其他桿件的荷載系數取1.15。本文研究的 船塢內利用岸上龍門吊進行組塊吊裝分析,荷載系數 取1.5/1.15。組塊建模及吊裝分析使用SACS軟件,分別 考慮以下3種吊裝模擬方式。
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結束語
本文研究了如何進行半潛式生產平臺泰山吊整體 合攏的方案設計,主要研究內容包括合攏場地及設 備參數、半潛生產平臺對接特點及要求、合攏流程 設計、空間干涉檢查、整體強度校核及局部結構設計 等。通過研究得出的結論如下:
1)采用泰山吊進行半潛式生產平臺整體合攏技術 上可行;
2)合攏方案設計時根據船塢、泰山吊限制條件, 碼頭潮位潮時,平臺吃水,操作時長等關鍵數據,重 點關注三維空間的管理,避免干涉。
3)船體漂浮進塢時,中拱變形可能較大,應采取 措施控制船體中拱變形,并優化插尖角度和高度,保 證合攏過程順利進行,提高安全性。
本文的研究可為同類型平臺設計提供一定的參考 和借鑒。