淺談固定平臺(tái)施工技術(shù)

侯永強(qiáng)

【摘 要】隨著海上油氣資源開發(fā)的不斷發(fā)展，海上平臺(tái)的設(shè)計(jì)也向著一體化方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，重量越來越大，對施工要求也越來越高。本文主要討論以2011年我們承建了CB1G采修一體化平臺(tái)上部組塊工程為例，討論固定平臺(tái)施工措施及施工經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】焊接；裝配

0.概述

隨著海上油氣資源開發(fā)的不斷發(fā)展，海上平臺(tái)的設(shè)計(jì)也向著一體化方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，重量也越來越大。

CB1G采修一體化平臺(tái)是一座配有修井模塊的固定式采修一體化平臺(tái)，平臺(tái)由主體平臺(tái)及A、B兩個(gè)井口區(qū)平臺(tái)組成，上部組塊共分三層，頂層甲板、底層甲板及開排甲板。組塊由四根立柱、甲板、梁格和斜撐組成，底層甲板上設(shè)置設(shè)備房一座，頂層甲板上設(shè)兩層生活模塊1座，頂層甲板上還設(shè)有應(yīng)急發(fā)電機(jī)房1座，CO2氣瓶間1座及空壓機(jī)房1座，平臺(tái)總重1071t。

1.平臺(tái)陸地建造

根據(jù)本平臺(tái)的特點(diǎn)，施工采用“陸地分層分片建造，整體組裝”的施工方案。底層梁格分為3片，頂層梁格分為3片，開排甲板為1片，整體建造。

底層與頂層結(jié)構(gòu)類似，如下圖所示，先將兩層甲板分片建造，建造完成后進(jìn)行結(jié)構(gòu)的組裝。

2.平臺(tái)裝船程序

第一步：中大1號(hào)駁船壓載，使駁船滑道面與陸地滑道面相平，牽引平臺(tái)，滑移至碼頭前沿。

第二步：緩慢牽引平臺(tái)，使平臺(tái)前部承重支腿移到駁船承載結(jié)構(gòu)上二分之一時(shí)，壓載艙往外排水減載，使承載結(jié)構(gòu)上浮，始終與滑道面水平。

第三步：繼續(xù)牽引平臺(tái)，不斷調(diào)節(jié)壓載，使駁船上浮，始終與滑道面水平，保持與碼頭面齊平。

第四步：繼續(xù)牽引平臺(tái)，當(dāng)平臺(tái)后部承重支腿滑移上船二分之一，停止?fàn)恳?，駁船調(diào)載，直至滑靴底離開陸地滑道，繼續(xù)牽引，直至達(dá)到預(yù)定位置，進(jìn)行駁船的調(diào)平和平臺(tái)與船的臨時(shí)加固。

3.海上施工

●宇航28拋?zhàn)蠛箦^，行車至距導(dǎo)管架60m時(shí)停車，帶纜于導(dǎo)管架（兩條前進(jìn)纜，兩條交叉纜），就位完成后，勝利232綁拖中大一號(hào)達(dá)到工區(qū)，調(diào)整船身，拖駁船尾部，由東北方向緩慢靠近浮吊右舷。

●中大一號(hào)靠于宇航28右舷，調(diào)整浮箱位置使平臺(tái)重心與浮吊吊機(jī)旋轉(zhuǎn)中心位于同一直線上，施工人員分別將鎖具掛至兩個(gè)主鉤，檢查吊裝條件，宇航28起吊。

●宇航28吊起平臺(tái)后，吊機(jī)緩慢旋轉(zhuǎn)，將平臺(tái)旋轉(zhuǎn)至浮吊正前方，勝利232綁拖中大一號(hào)返航。

●宇航28保持此吊裝狀態(tài)，通過絞纜、松錨緩慢前移，直至平臺(tái)達(dá)到安裝位置，調(diào)整吊機(jī)將平臺(tái)坐于過渡段上，加固焊接，摘勾。

4.施工中的防變形措施

施焊前應(yīng)根據(jù)焊件材質(zhì)及厚度編制最優(yōu)的焊接工藝，以指導(dǎo)焊工，此外根據(jù)影響焊接結(jié)構(gòu)變形的主要因素制定相應(yīng)的措施以減小焊接變形對構(gòu)件產(chǎn)生的危害。主要包括以下幾點(diǎn)措施：

4.1裝配控制

由組對產(chǎn)生的變形原因主要有以下三種：建造構(gòu)件裝配順序、錯(cuò)邊、對口間隙過大 ，針對上述原因，制定措施如下：

●嚴(yán)格執(zhí)行施工程序，安裝時(shí)先安裝主梁，后安裝次梁，先安裝大H型鋼，后安裝小H鋼，并且整個(gè)平臺(tái)均勻安裝，不能集中于一處，以免造成偏重。

●指定技術(shù)好、經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心強(qiáng)的專人下料，要求在初次量好尺寸畫線切割前，指派另外一人對所量尺寸進(jìn)行校驗(yàn)，兩次測量結(jié)果不超過2mm后方能進(jìn)行畫線切割下料，對口間隙嚴(yán)格控制在2-6.4mm之間。

●立柱外圍的橫梁組對時(shí)，為防止焊接后變形，要向下預(yù)留出變形量，預(yù)留量的具體數(shù)值根據(jù)橫梁的實(shí)際大小、長短、節(jié)點(diǎn)狀況而定，并且在點(diǎn)焊固定時(shí)用測量密切監(jiān)控，防止預(yù)留量過大或過小。

●建造梁格時(shí)，在梁格中心主型鋼底部放置一臺(tái)50t液壓缸，并調(diào)整液壓缸的升起高度與梁格外側(cè)支撐同一標(biāo)高，防止型鋼在焊接過程中，梁格整體向下變形。

●嚴(yán)格控制組對時(shí)的錯(cuò)邊量，特殊和主要構(gòu)件的錯(cuò)邊量允許值為： a<0.15t，且應(yīng)不大于2mm，如接縫為Х型坡口，a值應(yīng)不大于3mm；次要構(gòu)件：a<0.2t，且應(yīng)不大于3mm，如接縫為Х型坡口，a值應(yīng)不大于4mm，t為鋼板厚度。

●根據(jù)以往施工平臺(tái)的經(jīng)驗(yàn)，對于立柱向外延伸的工字梁，焊接完畢后都有不同程度的翹曲，可采取反變形方法，在組對的時(shí)候，向變形相反的方向預(yù)留出變形量a。

4.2焊接控制

焊接所導(dǎo)致變形的主要原因有以下三種：焊前準(zhǔn)備工作不仔細(xì)、焊接次序不當(dāng)、焊接參數(shù)不正確，針對上述原因，制定措施如下：

●嚴(yán)格焊前檢查制度，對組對不合格的焊口，如錯(cuò)邊、間隙過大等、對沒有清除氧化皮、油污等雜質(zhì)、沒有打磨的焊口堅(jiān)決不焊，否則，后果自負(fù)。

●焊接時(shí)，應(yīng)采用正確的焊接順序，工字鋼節(jié)點(diǎn)焊接，要先對稱焊腹板縱逢，后焊翼緣橫縫。

●平臺(tái)焊接的順序：先焊主梁，后焊次梁，再焊甲板，再焊甲板與梁格的接縫，甲板四周焊縫最后焊。

●長度大于0.5m 的焊縫，應(yīng)采用分段退焊，或從中間向兩端分段焊的方法進(jìn)行施焊，不可集中一處焊接，防止過熱變形。

●管節(jié)點(diǎn)的端部要開不帶鈍邊的坡口，使整個(gè)結(jié)點(diǎn)的焊縫盡可能地完全焊透，并且焊縫表面應(yīng)想向兩側(cè)母材平滑過渡。

4.3剛性固定法

剛性固定法減小變形很有效，可在容易發(fā)生變形的部位臨時(shí)焊上一些支撐或拉桿，增加工件的剛性，也能有效的減少焊接的縱向變形。

4.4錘擊焊縫法

錘擊焊縫法，即用圓頭小錘對焊縫敲擊，可減少焊接變形和應(yīng)力。因此對焊縫適當(dāng)鍛延，使其伸長來補(bǔ)償這個(gè)縮短，就能減小變形和應(yīng)力。錘擊時(shí)用力要均勻，一般采用0.5Kg—1.0Kg的手錘，其端部為圓角（R=3—5mm）。底層和表面焊道一般不錘擊，以免金屬表面冷作硬化。其余各道焊完一道后立刻錘擊，直至將焊縫表面打出均勻致密的點(diǎn)為止。

4.5焊前預(yù)熱和焊后緩冷

焊接前對焊件整體進(jìn)行加熱，一般加熱到150～350℃，其目的是減少焊縫區(qū)與焊件其他部分的溫差，降低焊縫區(qū)的冷卻速度使結(jié)構(gòu)總體盡可能的均勻冷卻，從而減少內(nèi)應(yīng)力。

4.6加裕量法

加裕量法是焊前對焊件加放收縮量，以補(bǔ)充焊后的收縮，現(xiàn)場施工時(shí)，經(jīng)多次驗(yàn)證型鋼焊接時(shí)，橫向收縮量再3-5mm之間，而我們將收縮量加放到2-4mm，可有效的控制橫向變形。

4.7 CO2氣體保護(hù)焊代替手工電弧焊

CO2焊有較高的熔化速度和熔化系數(shù)， 焊接無渣，無需清渣，打磨，清坡口和換焊條，焊縫成形好，熔深大，焊縫熱影響區(qū)小，焊接接頭的變形量小，提高了焊接接頭承受有效載荷的能力，可有效地控制焊接變形，提高工作效率。

5.結(jié)束語

通過我們承建了CB1G采修一體化平臺(tái)上部組塊工程施工，我們積累了此類工程施工經(jīng)驗(yàn)，提升了施工水平，為進(jìn)一步在海上市場打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 [科]