4000t浮船塢技術(shù)改造

趙 雨，王明亮

● （中交第一航務(wù)工程局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

4000t浮船塢技術(shù)改造

趙 雨，王明亮

● （中交第一航務(wù)工程局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

為完成某港沉箱出運(yùn)任務(wù)，根據(jù)預(yù)制場碼頭軌距、標(biāo)高等參數(shù)對船舶進(jìn)行相應(yīng)改造。在船舶不上塢的情況下，這使得船舶性能和質(zhì)量滿足使用要求，縮短了改造工期，節(jié)約了改造成本，圓滿完成沉箱出運(yùn)任務(wù)。

船舶改造；坐底出運(yùn)沉箱操作流程；坐底出運(yùn)沉箱關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算

0 引言

“浮塢102”船為某公司的一艘4000t浮船塢，該船在海南洋浦為海南項(xiàng)目部出運(yùn)沉箱，沉箱出運(yùn)完畢后，該船暫時(shí)無出運(yùn)任務(wù)，期間，獲悉一航局第五工程有限公司國投欽州港項(xiàng)目部有2800t的沉箱16個(gè)要出運(yùn)。針對這項(xiàng)工程，“浮塢102”船的最大舉力和塢內(nèi)凈寬完全滿足該工程需要，但軌道中心距、單組軌距和坐底梁距碼頭頂軌高度不滿足要求，本文根據(jù)一航局五公司國投欽州港項(xiàng)目部沉箱出運(yùn)工藝要求對“浮塢102”船進(jìn)行了技術(shù)改造。

1 本工程對浮船塢的技術(shù)要求

最大舉力≥3000t；軌道下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度≥13t/m；塢內(nèi)凈寬≥22m；軌道中心距8m；單組軌距0.4m；坐底基梁與軌道頂端距離4.625m；坐底基梁間距8m/18m；坐底基梁長度≥48m。

2 “浮塢102”的主要技術(shù)參數(shù)及需要改造的項(xiàng)目

2.1 “浮塢102”的主要尺寸為及能力

船長（含搭岸長2.6m）為66.6m、型寬為35.0m、型深為3.8m、頂甲板距基線高為18.5m、塢墻內(nèi)凈寬為24.0m、最大沉深為17.0m、最大舉力為4500t。

2.2 本船和出運(yùn)碼頭的不同之處

表1為浮塢102船與出運(yùn)碼頭的對比。從表1可看出軌道理中心距、單組軌距等項(xiàng)目對比結(jié)果。

表1 本船與出運(yùn)碼頭的對比

2.3 改造方案

根據(jù)本船和欽州港出運(yùn)碼頭出運(yùn)工藝的不同之處，在滿足強(qiáng)度及保證安全使用的前提下，盡量縮短工期和成本，最終確定改造以下部分。

1）原塢主甲板上臺(tái)車拆除；2）在主甲板上新安裝4條新軌道，增加軌道中心距為8m，軌道型號為重型鋼軌P50，每根長度50m；3）因浮箱型深比出運(yùn)碼頭標(biāo)高低，需要根據(jù)碼頭軌頂標(biāo)高、坐底基梁頂面標(biāo)高和“浮塢102”的結(jié)構(gòu)尺寸，確定增設(shè)軌道墊梁的高度為 0.649m，長度約47m；4）在新加軌道下增設(shè)甲板縱桁4道，用來增加軌道下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；5）在新加縱桁下增設(shè)支柱2排。型號為?245×14，共100根；6）在新加縱桁處橫艙壁增設(shè)垂直扶強(qiáng)材 18根。型號為⊥10×450/10×100；7）新作沉箱鋼質(zhì)墊墩共8個(gè)，鋼質(zhì)楔子16個(gè)；8）新作臺(tái)車封車裝置2套。

新加坐底基梁。原坐底梁長度為45m，“浮塢102”總長為66.6m（含搭岸長度2.6m），“浮塢102”在此坐基梁后艉端懸臂長度為18.6m，為確保 “浮塢102”在各種工況下的安全，欽州港出運(yùn)碼頭原坐底基梁需要修改。以此，基床增加一道2m寬墊梁，，墊在本船0#肋位橫艙壁結(jié)構(gòu)處，上覆木板保護(hù)船底。欽州港原有墊梁為2m寬，跨度為距中3m～5m和距中8m～10m，對應(yīng)船舶位置距中3.6、4.8m處已有強(qiáng)結(jié)構(gòu)和腹板（10mm），對應(yīng)船舶9.6m處只有強(qiáng)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度滿足要求，只是需在在墊梁上加覆木板以保護(hù)船底。

完成改造后，在船舶的距中4m±200mm位置加設(shè)的結(jié)構(gòu)，增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使其承載力達(dá)到15T/m，以后如果有類似的出運(yùn)沉箱工程，只需要在相應(yīng)位置鋪設(shè)軌道即可。

圖1為軌道及軌道墊梁；圖2為軌道下結(jié)構(gòu)圖；圖3為坐底基床平面圖。

圖1 軌道及軌道墊梁

圖2 軌道下結(jié)構(gòu)圖

圖3 坐底基床平面圖

3 沉箱出運(yùn)流程

本次沉箱出運(yùn)工藝為坐底出運(yùn)，具體操作結(jié)合欽州碼頭的水文情況、碼頭標(biāo)高及本船性能確定如下：

3.1 空載坐基梁

1）當(dāng)水深大于空載吃水+0.2m 時(shí)，可進(jìn)行坐基梁作業(yè)。

2）利用壓載水調(diào)好船舶的吃水和浮態(tài)，使船舶基本處于正浮狀態(tài)，并使最大吃水為水深-0.2m。

3）用拖輪或自身系泊設(shè)備，緩慢靠近出運(yùn)碼頭，用船上和碼頭定位裝置使船進(jìn)入預(yù)定位置，自然進(jìn)水使船平穩(wěn)坐于基礎(chǔ)梁上。

4）本船坐于基礎(chǔ)梁之后，使所有壓載艙通海，以保證本船在潮位變化時(shí)坐底穩(wěn)定。

3.2 沉箱裝船

1）本船坐穩(wěn)后，用活動(dòng)短軌將碼頭軌道和船上軌道對接。運(yùn)載沉箱的雙軌臺(tái)車用牽引裝置將臺(tái)車牽引上船。

2）沉箱上船后最終停放位置的重心位于：縱向12#-500到12#-700，橫向縱中心線±50mm。

3）在本船起浮前，用專用工具固定臺(tái)車和沉箱，使其在船舶移位過程中不至于移動(dòng)，并系好在下沉過程中用錨絞車?yán)o沉箱的連接裝置，以防沉箱滑移或供漂浮時(shí)定位用。

3 漂浮、離岸、拖航

1）當(dāng)基礎(chǔ)梁以上水深大于本船載沉箱吃水時(shí)，可排水使船平穩(wěn)浮起。為確保安全，應(yīng)在漲潮時(shí)操作。

2）用拖輪或系泊裝置將本船脫離碼頭，在良好天氣和海況下出運(yùn)和卸載沉箱。

4 下沉沉箱

1）本船被移到卸貨海域后，本船所需下潛的深度為：

T=T1+D+h1+h2+h3，式中，T1為沉箱穩(wěn)定吃水10.2m；D為型深3.8m；h1為臺(tái)車高度1.1m；h2為軌道0.152及軌道墊梁高度0.649共計(jì)0.801m；h3為富余量，取0.2m～0.4m）。

T取值16.101～16.301m。

2）沉箱產(chǎn)生滑移的最小吃水計(jì)算公式為：

T2=k(Wz-F/μ)/L0B0rm，F(xiàn)=0.66AsV2

式中，F(xiàn)為沉箱所受水流力，t；V為水流速度，m/s；As為沉箱水線下迎流面，m2；μ為沉箱與臺(tái)車電木的摩擦系數(shù)(μ=0.55～0.65)；Wz為沉箱質(zhì)量（包括壓載水）；L0、B0為沉箱水下部分的長度和寬度，m；r為海水密度，r=1.025t/m3；k為系數(shù)，k=0.9；現(xiàn)場水流速度為 4.5m/s,摩擦系數(shù)取0.6；

沉箱產(chǎn)生滑移的最小吃水確定為T2=7.41m。

3）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，應(yīng)選擇最小水深為16.701m。

4）根據(jù)卸貨海域的水流和風(fēng)浪情況，確定下沉?xí)r的船位方向，應(yīng)使船頂流下船，以保證沉箱穩(wěn)定漂離。

5）確定船位方向后，用拋錨艇或其他方式拋錨，先拋頂流側(cè)兩只錨，后拋另兩只錨，并用錨絞車絞緊纜繩，使船定位，拋出的錨索最小長度根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)、水深、水流及風(fēng)浪情況確定，并控制下錨速度。

6）船舶定好位后，打開沉箱與船體的系固裝置，工作人員就位，做好下沉準(zhǔn)備。

7）操作壓載系統(tǒng)，使船平穩(wěn)下沉，下沉過程中密切關(guān)注四角吃水、水深和各壓載艙的液位，根據(jù)浮態(tài)，隨時(shí)調(diào)整各壓載艙進(jìn)水速度，使船平穩(wěn)下沉。

8）根據(jù)沉箱的穩(wěn)性要求，確定向沉箱注水的時(shí)機(jī)和水深，向沉箱注水時(shí)，船舶停止注水，沉箱注水完成后，再根據(jù)船舶浮態(tài)向各壓載艙注水。

9）達(dá)到沉箱計(jì)算滑移最小吃水T2狀態(tài)時(shí)，要及時(shí)將沉箱纜索拉緊，避免因沉箱移動(dòng)而碰撞塢墻。

10）達(dá)到預(yù)定沉深后，使本船處于穩(wěn)定正浮狀態(tài)，然后用拖輪和系泊絞車將沉箱平穩(wěn)脫離本船。

11）沉箱離開本船后，排水使船上浮至拖航吃水狀態(tài)。

5 結(jié)語

經(jīng)本次改造，共為欽州港安全、高效出運(yùn)了2800t沉箱16個(gè)，該船坐底出運(yùn)沉箱的工藝十分成熟，能根據(jù)實(shí)際施工現(xiàn)場情況和已有船舶的性能參數(shù)，對船舶進(jìn)行靈活改造，達(dá)到國內(nèi)沉箱出運(yùn)先進(jìn)水平?！案]102”船和配套拖輪“交工55”船組共創(chuàng)造了557萬元的產(chǎn)值，這也讓公司在北部灣水工市場建立了良好口碑，可為以后的對外經(jīng)營工作打下基礎(chǔ)。

[1] JTS 167-2-2009. 重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].

[2] GB/T3811-2008. 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 劉向東.起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[M]. 北京:人民交通出版社, 2007.

400 t Floating Dock Transformation

ZHAO Yu, WANG Ming-liang
(No.2 Engineering Co., Led., CCCC First Harbor Engineering Co., Ltd., Qinao 266071, China)

In order to complete a port sit shipped caisson task, according to the precast yard pier gauge, elevation and other parameters, the ship is transformed. In the case of floating dock not on the dock, under the above measures, the floating dock can meet the performance and quality requirements, shorten the transformation period, save the cost of renovation, then , the task of caisson ship is successfully completed.

ship transformation; sit shipped caisson operating procedures; sit shipped caisson key parameter calculation

U675.2

A

趙雨（1980-），男，中級工程師，主要從事港口工程施工船舶管理工作。