一種海工平臺移泊方法

賈路路 蔣海濤 李亞楠

摘 要：介紹了一種使用固定錨、鋼絲繩配合卷揚機的移泊方法，研究了海工平臺移泊時的運動軌跡、受力情況和海上固定錨的形式，解決了海工平臺在下水碼頭和舾裝碼頭之間短距離移泊的動力問題，通過實際操作，驗證了施工的可行性，保證了海工平臺在海上移泊的安全性，降低了平臺的生產制作成本。

關鍵詞：固定錨;卷揚機;海工平臺;移泊

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.026

0 引言

自升式海工平臺（Self-elevating Unit）通常都是在干船塢內進行合攏搭載，然后直接在船塢內完成下水作業(yè)，亦或是在平地建造[1]后在下水碼頭采用滑移的方式下水，平臺下水后需移泊至舾裝碼頭進行舾裝作業(yè)和系泊試驗。以上兩種建造方式，因受制于船廠緊張的制造流程和船塢占用時間，平臺下水后必須盡快從船塢（或下水碼頭）移泊至舾裝碼頭，根據平臺的大小，一般至少由3條拖船拖帶[2]完成，以青島港拖船租賃費為例，單次拖帶費用約50萬元人民幣，費用高昂。本著降本增效的原則，本文提出了一種新的移泊方法，依靠卷揚機提供牽引動力，在不使用拖船的情況下實現平臺由下水碼頭到舾裝碼頭的短距離泊位轉移。以下結合武漢船機青島海西重機某海工平臺下水后的場地布置對該方法展開討論。

1 平臺移泊思想

武漢船機青島海西重機為中東建造的某自升式海工平臺，長64m、寬40m、型深6m，凈排水量約6000t。根據某時段的場地規(guī)劃，平臺建造后采用滑移的方式在港池內下水，然后將平臺由港池拖帶至舾裝碼頭。

平臺漂浮狀態(tài)下，在港池內的移動可以使用布置在陸地上的卷揚機牽引完成，根據力的作用是相互的原理，也可將卷揚機固定在平臺上，牽引碼頭上的系纜樁拖帶完成，因此提出以卷揚機提供動力牽引平臺完成移泊。平臺移出港池后，陸側可使用陸地纜樁作為錨點，海側沒有著力點，不能實現卷揚機的牽引功能，為解決該問題，擬定在海上設置固定錨點。經過對廠區(qū)周邊海域水深、航道及平臺牽引作業(yè)工況的分析，最終確定在海上布置兩個固定錨點。

2 牽引過程

平臺由港池到舾裝碼頭的拖帶作業(yè)基本是在相對遮蔽的水域進行，海上作業(yè)困難，稍有不慎就有碰撞的風險，施工前必須經過縝密的研究分析，確定平臺的整個拖帶過程。針對本次移泊作業(yè)，制定以下操作步驟：

（1）平臺甲板上左右各布置3臺10t卷揚機，將卷揚機鋼絲繩與各錨點連接，其中海上錨點的連接利用漁船完成;（2）利用海上錨點配合卷揚機提供的牽引力將平臺向港池外牽引，至平臺完全移出港池;（3）操作平臺左舷側卷揚機提供牽引力，將平臺在海上向左側牽引100米;（4）操作平臺尾部兩臺卷揚提供牽引力，鋼絲繩呈交叉狀將平臺向陸側牽引;（5）操作平臺右舷側卷揚機提供牽引力，將平臺向系泊碼頭牽引，靠泊、系纜，完成移泊。

3 牽引力計算分析

平臺牽引力的大小由平臺拖動時所受總阻力的大小決定，根據《海上拖航指南》（2011）[3]，平臺拖帶時受到的阻力有空氣阻力和水流阻力，本平臺屬于受風面積特別龐大的生活服務平臺，其拖航阻力按下式計算：

平臺拖帶移泊作業(yè)選擇在4級風（風速V=5m/s）以下天氣進行，平臺受到的最大風阻力為34KN;牽引過程中，平臺緩慢移動，海西灣內的流速約為2.5節(jié)（1.25m/s），流向東西方向，作業(yè)時，平臺吃水3.0m，平臺受到的最大水流阻力約為37.9KN，故平臺受到的最大總阻力為71.9KN。

根據平臺阻力計算結果，拖帶移泊作業(yè)全部選用額定牽引力為10t的卷揚機，卷揚機配置Φ28mm的鋼絲繩，破斷拉力P破（min）=470KN，水平牽引、連續(xù)牽引鋼絲繩的使用安全系數[4]為4～5，本次牽引計算的安全系數取5，牽引力和安全性滿足拖帶要求。

4 海上固定錨點

此移泊方法實施關鍵在于海上固定錨點，海上錨點不同于陸地錨點，其日常維護困難、費用高，應盡量減少維護頻次，故要求海上錨點既能提供足夠拉力，又有較強的抗海水腐蝕能力。通過從經濟性、安全性、實用性等方面考慮，最終確定一種使用斯貝克錨串聯主引繩、牽引繩、浮漂引繩和浮漂的錨點形式。

采用此種錨點形式，有以下優(yōu)點：

（1）浮漂引繩僅提供錨點系掛作用，強度要求不高，選用細的鋼絲繩可減小重量和浮漂尺寸，降低人員勞動強度，操作簡單，施工方便。（2）鋼絲繩端頭采用插編加鋁套的形式，鋁質部分作為抗海水腐蝕[5]的犧牲陽極，可減緩海水對鋼絲繩的腐蝕，延長使用壽命。（3）同等強度，鋼鏈單米重量遠大于鋼絲繩重量，使用鋼絲繩代替鋼鏈，在保證同等強度條件下降低了重量，便于掛錨作業(yè)。（4）以斯貝克錨代替水泥重塊，重量輕，使用拋錨艇可完成起錨、拋錨作業(yè)，增加了錨點的機動性。

5 結論

該方法創(chuàng)新性的利用海上錨點充當陸地纜樁的作用，從經濟性、安全性、實用性等方面考慮設計錨點形式，使用電動卷揚機代替拖船提供平臺牽引力，確定平臺牽引過程和施工操作程序，并經過牽引力計算，實現平臺由下水碼頭到舾裝碼頭短距離的泊位轉移，通過實施驗證，該移泊方法安全有效，可推廣應用到其它中小型船舶上，供其它廠借鑒使用。

參考文獻：

[1]居惠紅.適用于平地建造的海工平臺移船下水系統設計[J].艦船科學技術，2015，第37卷，增刊1.

[2]李先勝，任霞.船舶拖帶平臺移位作業(yè)的技術要求及特點[J]. 中國造船，2006，47卷，增刊.

[3]中國船級社.海上拖航指南[S].2011.

[4]譚繼文，任立義，李文華，張志新.斜井提升鋼絲繩安全系數計算方法的探討[J].煤礦安全，1998（07）.

[5]李斌，石友強.海上鋼結構防腐措施的研究[J].海岸工程，2007，26（02）.