组块与船体的合拢是半潜平台建造安装过程中的 关键环节。半潜平台的合拢方式主要可分为2种:一 种是采用浮吊船完成组块吊装的水上合拢法;另一种 是船体下水后进入船坞利用岸上龙门吊完成组块与 船体的陆上整体合拢[1]。相比于传统分段合拢建造方 式,采用滑道建造、驳船下水与岸上龙门吊合拢相结 合的建造方法,合拢在船坞内进行,具有水面波动 小、利用岸上牵引装置对下船体定位精确、操作平 稳、合拢工艺质量高、龙门吊设置多个吊点可使组块 受力更均匀、减少半潜平台变形等优点[1-2]。依托某深 水半潜平台项目,开展基于龙门吊的半潜平台组块吊 装分析方法研究。通过对吊装场地、吊装设备、吊耳 布置方式等进行分析,并与场地工程师就吊装原理和 传力路径进行沟通,选择3种吊装模拟方式利用SACS 软件开展吊装计算。通过对比3种模拟方式计算结果 的差异,结合实际情况推荐合理的吊装分析方法。
1 吊装分析基础数据
1.1 吊机设计参数
某20000t级桥式龙门吊,其总起重量为20000t,由 2道起重梁构成,分别为固定梁和移动梁。起重梁的跨距为120m,固定梁的起重高度113m,移动梁的起重高 度为83m,固定梁与移动梁的吊点间距为42.5m±7m。 单排起重梁总起重能力为10000t,设置6组吊排(每个 吊排吊重不超过1680t),单组吊排由4组吊钩构成。每道起重梁设置6台绞车,每台绞车通过缠绕的钢丝绳及定/动滑轮组提升1组吊排。每组吊钩可连接4个吊 耳,吊耳间距0.85m,单组吊钩长3.4m,单组吊排长度 为13.6m。因此单组吊钩可连接16个吊耳,每道起重梁 下可连接96个吊耳。起重梁吊排分布及单组吊排结构如图1所示。
1.2 组块设计参数
某半潜平台组块为桁架式结构,组块主尺度为
91.5m×49.5m,组块的A轴和D轴间距49.5m,两排吊 耳分别设置在A轴和D轴的结构大梁上,单排吊耳长度 为81.6m,吊装时龙门吊的高粱和矮梁分别连接组块的 两排吊耳。组块的吊装不可超越重量为18081吨,以组 块几何中心为坐标原点,沿组块长度方向(x向)偏心为-0.56m,沿组块宽度方向(y向)偏心为-0.39m。
2 吊装模拟方式及分析方法
依据API RP 2A[3]规范采用吊装系数法开展组块结构强度校核,海上吊装时与吊点直接相连的杆件荷载 系数取2.0,其他杆件的荷载系数取1.35;位于遮蔽区 域(如码头岸边)吊装时与吊点直接相连的杆件荷载 系数取1.5,其他杆件的荷载系数取1.15。本文研究的 船坞内利用岸上龙门吊进行组块吊装分析,荷载系数 取1.5/1.15。组块建模及吊装分析使用SACS软件,分别 考虑以下3种吊装模拟方式。
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结束语
本文研究了如何进行半潜式生产平台泰山吊整体 合拢的方案设计,主要研究内容包括合拢场地及设 备参数、半潜生产平台对接特点及要求、合拢流程 设计、空间干涉检查、整体强度校核及局部结构设计 等。通过研究得出的结论如下:
1)采用泰山吊进行半潜式生产平台整体合拢技术 上可行;
2)合拢方案设计时根据船坞、泰山吊限制条件, 码头潮位潮时,平台吃水,操作时长等关键数据,重 点关注三维空间的管理,避免干涉。
3)船体漂浮进坞时,中拱变形可能较大,应采取 措施控制船体中拱变形,并优化插尖角度和高度,保 证合拢过程顺利进行,提高安全性。
本文的研究可为同类型平台设计提供一定的参考 和借鉴。