滑板出運大型構(gòu)件技術(shù)在青蘭山原油碼頭工程中的應(yīng)用

曲俐俐，耿新林，馮海暴

（中交一航局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

0 引言

滑板出運大型構(gòu)件的系統(tǒng)施工技術(shù)國外尚無可參考先例，2006年底中交一航二公司顯浪沉箱預(yù)制場臨時采用了MGE材料[1]滑板成功地運移了最大3 000 t大型沉箱至半潛駁7號，使得國內(nèi)滑板出運大型構(gòu)件的施工技術(shù)基本成熟并正在推廣應(yīng)用。

1 工程概況

青蘭山30萬噸級原油碼頭工程，位于湄洲灣南岸青蘭山東北水域，碼頭成“蝶”形布置，泊位長度為485 m，水深-27 m，該碼頭共有沉箱12個，沉箱高度從23～28 m，噸位從2 300～2 800 t不等，其中11個沉箱在距離現(xiàn)場10 nmile的泉港預(yù)制場預(yù)制，受場地限制，預(yù)制場為臨時預(yù)制場，且沉箱出運口和臺座軸線呈150°夾角,出運口長40.5 m，為斜坡道，因此考慮采用滑板工藝出運沉箱，以達到工藝簡便，減少投入的目的。沉箱預(yù)制總平面圖見圖1。

圖1 沉箱預(yù)制總平面布置

2 工作準備

2.1 臺座滑板軌道建設(shè)

臺座預(yù)制區(qū)寬為20 m，總長182 m，頂標高7.50 m，滑板軌道沿臺座長度設(shè)置兩道，基礎(chǔ)梁為C30混凝土結(jié)構(gòu)，滑板軌道為預(yù)埋厚度10 mm的鋼板，鋼板底部焊3道80號槽鋼增加鋼板的嵌固性，鋼板頂面在出運沉箱前焊接2道φ30 mm圓鋼作為軌道限位，滑板軌道軌距為9 m?；遘壍罃嗝鎴D見圖2。

圖2 滑板軌道斷面圖

2.2 陸上卷揚機牽引沉箱系統(tǒng)設(shè)置

1號臺座后方側(cè)向位置安裝40 t卷揚機，組裝5、4柄動靜滑輪組并穿900 m φ44 mm鋼絲繩按“走10”布置。陸上動靜滑輪組最大和最小伸長間距設(shè)置分別為83.5 m和2.5 m（動滑輪組中心至定滑輪組中心距離）。40 t卷揚機牽引沉箱時卷筒上應(yīng)保留5圈鋼絲繩，即卷筒上鋼絲繩最小長度保留20 m。鋼絲繩一端固定在卷揚機上，另一端用繩卡固定在φ90 mm圓鋼的地錨上。

2.3 材料加工

MGE滑板材料[1]（每塊尺寸：1 000 mm×200 mm×30 mm）、滑板梁（L=19 246 mm）、牽引橫梁（L=9 000 mm）、滑板短軌（L=1 800 mm）、半潛7號接岸短軌（L=690 mm）等鋼結(jié)構(gòu)加工。

2.4 滑道限位的焊接

滑板滑道鋼板中心線兩側(cè)175 mm處焊接直徑30 mm圓鋼作為滑板限位，使限位圓鋼內(nèi)側(cè)凈間距為320 mm。圓鋼兩側(cè)焊縫通長滿焊，焊接牢固后打磨保證無錯牙。出運沉箱之前，必須將沉箱前端經(jīng)過滑道上的限位和沉箱后端外露段滑板限位焊接完畢。

2.5 沉箱出運前相關(guān)參數(shù)計算

2.5.1 沉箱滑動牽引力計算

荷載：取沉箱和滑板的總重力Q=2 800 t；

主要受力物體：華龍板與鋼板；

受力條件：沉箱和滑板的總重力豎直向下作用在滑板上，牽引力F水平作用在滑板梁上，克服滑板與鋼板之間的摩擦，啟動時靜摩擦系數(shù)取f=0.08，計算得 F＝f·Q=224 t。

2.5.2 牽引橫梁上的鋼絲繩受力計算

鋼絲繩受到的拉力T，兩鋼絲繩夾角60°，牽引力 F=2T·cos30°，得 T=F/（2×cos30°）=129.3 t。

選用雙股6×61（a）類 φ84（無接頭）纖維芯鋼絲繩驗算：鋼絲繩公稱抗拉強度為1 670 MPa，最小破斷拉力F0=7 777 kN=793 t，安全系數(shù)F0/T=6.13＞4，滿足要求。

2.5.3 滑輪組鋼絲繩驗算

選用6×37（a）類 φ44纖維芯鋼絲繩驗算：鋼絲繩公稱抗拉強度為1 670 MPa，最小破斷拉力F0=0.330×442×（1 670/1 000）=1 066 kN=109 t。

10股鋼絲繩：F0總=10 F0=1 090 t

3 滑板出運沉箱工藝過程

預(yù)制場呈“一字型”一次預(yù)制11個沉箱，第1個沉箱直接用臺車出運到半潛駁7號，第2～11個沉箱采用滑板和陸上滑輪組牽引系統(tǒng)牽引沉箱到1號臺座位置，再改為臺車出運到半潛駁7號上指定位置封固。

3.1 沉箱原位頂升

在沉箱底部指定位置安放8臺500 t千斤頂，千斤頂?shù)捻敗⒌撞糠謩e安放600 mm×600 mm×60 mm鋼墊板，千斤頂一次頂升沉箱至+7.67 m，保持沉箱底部距離地面0.17 m，撤出千斤頂溝木蓋板。

3.2 陸設(shè)5 t卷揚機牽引滑板入沉箱底

人工撤除沉箱底鋪底時覆蓋在滑道潤滑劑上的塑料薄膜，沉箱底部以外途經(jīng)的滑板軌道上涂刷潤滑劑后，應(yīng)立即用塑料薄膜覆蓋以免污染，然后用5 t卷揚機將滑板梁拉入沉箱底部。檢查滑板梁位置符合要求，安裝好牽引橫梁后，落下千斤頂，使沉箱落在滑板梁上，此時沉箱底部標高為+7.60 m。為克服動滑輪后牽引點的高度高于滑板梁的牽引點而產(chǎn)生的豎向分力，在滑板梁前端焊接直立鋼板，防止滑板前端在牽引過程中翹頭變形。

3.3 卷揚機牽引沉箱至指定箱位

插銷連接圓管支撐牽引橫梁與滑板梁、連接短鋼絲繩與動滑輪，檢查鋼絲繩及各連接點，用陸上40 t卷揚機牽引滑板梁使沉箱移動到1號臺座中心位置。卷揚機卷繩速度控制在6 m/min，即沉箱移動速度0.6 m/min（36 m/h）。沉箱被牽引滑移如圖3所示。

圖3 沉箱被牽引滑移

第2、3個沉箱在卷揚機上鋼絲繩的外伸長度（最長83.5 m）滿足使用要求的前提下，直接用2根9 m長的雙股φ84 mm鋼絲繩連接橫梁（與滑板梁銷子連接好）與動滑輪組進行拽拉至指定箱位；第4、5、6、7個沉箱因動滑輪組伸長到最大距離（83.5 m）仍距被拖運沉箱較遠，則把連接橫梁與滑板梁的銷子打開，用2根80 m長的雙股φ84鋼絲繩通過2個150 t卡環(huán)分別連接滑板梁進行拽拉；第8、9、10、11個沉箱的拽拉，則需再附加2根80 m長的雙股φ84鋼絲繩與前述的鋼絲繩通過2個150 t卡環(huán)連接。出運第4、5、6、7個沉箱采用2根80 m長的雙股φ84鋼絲繩連接進行拽拉沉箱時，在動定滑輪組的距離縮短到2.5 m時停止牽引，拆下2根80 m長鋼絲繩后，用5 t卷揚機牽引動滑輪組和橫梁到被牽引沉箱位置，連接好2根9 m長的雙股φ84鋼絲繩后繼續(xù)牽引沉箱至1號臺座中心位置；同樣在出運第8、9、10、11個沉箱時，重復(fù)上述工藝流程。沉箱就位誤差控制在20 mm。

3.4 千斤頂再次頂升沉箱

沉箱到達1號臺座中心位置后，用提前安放好的8臺500 t千斤頂再次進行頂升，頂升至+7.67 m，沉箱底部距離地面0.17 m。

3.5 撤出滑板梁和滑板短軌

滑板梁沿設(shè)置的鋼支架平臺由臨時固定的5 t卷揚機向前牽引撤出后，由16 t吊機用鋼扁擔(dān)吊運至下一個沉箱就位。

滑板短軌沿臺車溝向前撤出，每節(jié)短軌用4個5 t千斤頂頂升130 mm后，人工放入拖拉小車，用5 t卷揚機順軌道向前拉出。

3.6 連接短軌后牽引半潛駁上的臺車入箱底

安裝、連接半潛7號接岸短軌，保證連接短軌與鋼軌剛性連接且軸線一致，檢查臺車軌道無障礙物后將半潛7號上的臺車用設(shè)置在臺座后面的兩臺臨時固定的5 t卷揚機牽引入沉箱底部。

3.7 落下千斤頂

臺車到達準確位置后（通過設(shè)置限位車擋定臺車位）。千斤頂回落，沉箱坐落在臺車上。

3.8 半潛駁7號上的卷揚機牽引臺車上的沉箱上船塢

用船上2臺35 t卷揚機通過“走6”布置的鋼絲繩牽引沉箱上半潛駁7號就位。

3.9 塢上沉箱封固

沉箱到位后，通過軌道前后的插銷封固臺車，用軌道左右的支墩和鋼鍥子豎向支立封固沉箱。

4 結(jié)語

滑板出運技術(shù)在青蘭山30萬噸級原油碼頭工程中應(yīng)用，采用卷揚機牽引，滑板車平移，半潛駁7號拖運沉箱下水工藝成功出運完成了11個大型圓沉箱。實踐證明，該工藝出運沉箱具有臺座設(shè)計經(jīng)濟、施工便利、適應(yīng)性強等特點，具有較好的推廣應(yīng)用價值。

[1]馬盈三.用新型工程塑料合金材料提高海上設(shè)備安全可靠性的探討[J].中國造船，2002（Z1）：9-16.

[2]JTS 167-2—2009，重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范[S].

[3]起重機設(shè)計手冊編寫組.起重機設(shè)計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社，1980.