造船門式起重機主梁的總組運輸方案

劉海云 吳艷青 羅 琪 陳法亮

(1.中船第九設(shè)計研究院工程有限公司，上海200062；2.江南造船(集團)有限責(zé)任公司，上海201913)

為響應(yīng)國家大力開發(fā)海洋戰(zhàn)略的要求，某船廠規(guī)劃建造新造船總組平臺，該平臺上配備了大型造船門式起重機，用于船體分段的翻身與總組。根據(jù)項目整體發(fā)展需要：該起重機的主梁等大型結(jié)構(gòu)件的總組工作需在其他場地完成，然后運輸至造船總組平臺上進(jìn)行最后的吊裝工作。為解決上述結(jié)構(gòu)件總組后的轉(zhuǎn)運難題，對自行式模塊運輸車和移船小車兩種運輸方案進(jìn)行了比對論證，最終選用了自行式模塊運輸車完成主梁的轉(zhuǎn)運工作。

1 運輸對象參數(shù)及運輸要求

1.1 運輸對象參數(shù)

大型造船門式起重機的主要金屬結(jié)構(gòu)件由主梁、剛性腿、柔性腿組成，其主梁分為單主梁和雙主梁結(jié)構(gòu)。本次運輸對象為雙主梁，是梯形箱型梁截面型式，總重約為1300 t，規(guī)格尺寸長×寬×高為：152 m×12 m×11.5 m。

1.2 運輸要求

將主梁分為兩個總段(圖1和圖2所示)分別運輸至臨時總拼裝場地，待完成主梁最終總組后，再將主梁整體運輸至吊裝場地進(jìn)行吊裝，兩次運輸過程中，需確保主梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

2 運輸路線及道路基礎(chǔ)情況

2.1 運輸線路

本次運輸線路分為以下兩個階段：

(1)首先，將主梁1#總段和2#總段從主梁分段總裝場地運輸至臨時總組場地，行進(jìn)路程約2500 m，然后進(jìn)行總組工作。本階段道路基礎(chǔ)均為硬質(zhì)混泥土路面，運輸過程中需經(jīng)過一座重載橋梁。

圖1 主梁1#總段Figure 1 Main sections of 1# girder

圖2 主梁2#總段
Figure 2 Main sections of 2# girder

(2)將主梁從臨時總組場地運輸至吊裝場地，行進(jìn)路程約350 m，然后進(jìn)行落墩工作。本階段道路基礎(chǔ)一部分為硬質(zhì)混泥土路面，進(jìn)吊裝場地的部分為臨時敷設(shè)場地，需采取加強措施。

2.2 道路基礎(chǔ)情況

運輸路線第一階段均為重載水泥路面，運輸路線第二階段中進(jìn)吊裝現(xiàn)場的最后一段為臨時道路。

表1 八軸線SPMT小車技術(shù)參數(shù)Table 1 Technical parameters of eight-axis SPMT trolley

表2 移船小車技術(shù)參數(shù)Table 2 Technical parameters of ship moving trolley

3 運輸方案選擇

(1)方案一：采用多臺載重250 t的八軸線自行式模塊運輸車進(jìn)行聯(lián)合運輸。

自行式模塊運輸車，也稱自行式液壓模塊運輸車，簡稱SPMT，是一種自身帶有驅(qū)動單元的超大件工程物流運輸裝備，為整體不易拆分開運輸?shù)某笮?、超長、超重的貨物運輸提供工程物流解決方案。八軸線SPMT小車的技術(shù)參數(shù)詳見表1。 在第一個運輸階段，每個主梁總段配置4臺載重250 t的SPMT小車，總承載能力為1000 t，4臺SPMT小車的位置按照主梁總段自重的分布狀態(tài)進(jìn)行均載布置。

在第二個運輸階段，采用6臺載重為250 t的SPMT小車對整個主梁進(jìn)行聯(lián)合運輸，總載重能力達(dá)到1500 t，按照主梁整體自重的分布狀態(tài)，6臺SPMT小車進(jìn)行均載布置。

(2)方案二：采用單臺載重150 t的移船小車進(jìn)行聯(lián)合運輸。

移船小車用于造船平臺上大噸位船舶的移船和對接過程，包括半船或環(huán)形總段總組對接，以及將整船從平臺縱移運送至下水專用駁。它與過渡鋼支架、中央控制系統(tǒng)及附件等組成移船系統(tǒng)。本方案選用移船小車對主梁進(jìn)行轉(zhuǎn)場運輸。移船小車的技術(shù)參數(shù)詳見表2。

在第一個運輸階段，每個主梁總段配置8臺載重150 t的移船小車，總承載能力為1200 t，8臺移船小車的位置按照主梁總段自重的分布狀態(tài)進(jìn)行均載布置。

在第二個運輸階段，采用12臺載重150 t的移船小車對整個主梁進(jìn)行聯(lián)合運輸，總載重能力達(dá)到1800 t，12臺移船小車的位置按照主梁整體自重的分布狀態(tài)進(jìn)行均載布置。

4 運輸方案對比分析及結(jié)論

針對上述兩種方案，我們從選用設(shè)備的承載能力、運輸效率、安全性、使用經(jīng)濟性等方面進(jìn)行比較，見表3。

綜合對比結(jié)果，我們選取綜合效益較好的方案一來實施該門式起重機的主梁的兩次運輸工作。

5 運輸方案實施

5.1 運輸指揮機構(gòu)及各崗位職責(zé)

運輸指揮機構(gòu)及各崗位職責(zé)見圖3和表4。

5.2 駁運前準(zhǔn)備工作

(1)提前做好墩位工作，設(shè)置好足夠的水泥墩或鋼墩。

(2)做好主梁與軌道中心的標(biāo)識。

圖3 運輸指揮機構(gòu)圖Figure 3 Transportation guidance organization

方案一(SPMT小車)方案二(移船小車)承載能力采用多車聯(lián)合運輸,滿足承載要求采用多車聯(lián)合運輸,滿足承載要求頂升行程較大(600 mm)較小(400 mm)組裝效率及操作便利性組裝接頭較少,組裝時間較短;整個車組只需一個人便可通過遙控器進(jìn)行操作組裝接頭較多,組裝時間較長;整個車組只需一個人便可通過遙控器進(jìn)行操作,但需多人進(jìn)行監(jiān)控安全性低速重載,可靠性好低速重載,可靠性好運輸效率較高,可實現(xiàn)橫向、斜向、原地360°旋轉(zhuǎn)等多種轉(zhuǎn)向模式,就位及定位速度快;小車運轉(zhuǎn)靈活,精度高,就位誤差可控制在5 mm以內(nèi)較低,轉(zhuǎn)向機構(gòu)可實現(xiàn)多自由度定位,但需分步實施對運輸?shù)缆返囊筝^低,小車為輪胎式車輪,可實現(xiàn)水平360°方向調(diào)節(jié),無需專用軌道較高,小車為有軌鋼質(zhì)車輪,需根據(jù)運輸路徑設(shè)置4根QU80重載軌道供小車運行經(jīng)濟性綜合成本較低,經(jīng)濟性較好需臨時投入較多的措施以滿足道路運輸條件。綜合成本較高,經(jīng)濟性較差應(yīng)用范圍廣泛用于裝備制造業(yè)、石油、化工、橋梁建造、造船等領(lǐng)域主要應(yīng)用于造船領(lǐng)域

表4 各崗位職責(zé) Figure 4 Responsibilities of various working positions

(3)主梁的各支承面必須為隔板硬檔，防止主梁變形。

(4)主梁上的浮置物需綁扎固定或臨時拆除，排除安全隱患。

5.3 駁運過程

(1)先將放置模塊小車處的主梁底部胎架拆除，將4臺SPMT小車逐個駛?cè)肫渲校?/p>

(2)根據(jù)主梁起拱情況，在每個SPMT小車上配置適合數(shù)量的墊木，墊木位置對應(yīng)主梁橫隔板硬檔，墊木規(guī)格為500 mm×300 mm。

(3)操控模塊小車緩慢頂起主梁總段，根據(jù)每臺模塊小車的受載數(shù)據(jù)，實時調(diào)整模塊小車的頂升高度，確保4臺SPMT小車受力均勻。操控4臺SPMT小車駁運主梁總段至臨時總裝場地，運輸過程中實時記錄4臺SPMT小車的受載情況。

(4)待主梁2#總段運輸至臨時總組場地后，運用SPMT小車將主梁2#總段與主梁1#總段對位落墩，對位落墩時確保主梁拱度及合攏口對位偏差滿足設(shè)計要求，確認(rèn)無誤后實施最后的環(huán)縫焊接等合攏工作。

(5)采用前述方法操控6臺SPMT小車緩慢頂起主梁，根據(jù)每臺SPMT小車的受載數(shù)據(jù)實時調(diào)整模塊小車的頂升高度，確保6臺SPMT小車受力均勻。操控6臺SPMT小車駁運主梁至吊裝場地，運輸過程中實時記錄6臺SPMT小車的受載情況。

(6)6臺SPMT小車駛往吊裝場地，到達(dá)指定地點，根據(jù)主梁預(yù)偏量調(diào)整SPMT小車就位位置，確保剛?cè)嵝酝鹊跹b孔中心至軌道中心的距離與塔架中心一致，調(diào)整好后，操控小車緩慢下降，將主梁落在預(yù)先放置的擱凳上。

5.4 運輸注意事項

采用SPMT小車聯(lián)合運輸?shù)淖⒁馐马棧?/p>

(1)SPMT小車運行的道路場地要求平整，須達(dá)到一定的地基承載能力，并低于一定的沉降數(shù)值。必要時做場地壓載試驗等相關(guān)檢測，并做針對性的地基承載加強措施。

(2)必要時，需對小車運行線路上的管溝、地下通道等采取加固措施，對經(jīng)過的橋梁、涵洞等需提前進(jìn)行詢查、復(fù)核，確認(rèn)其是否滿足運輸承載要求。

(3)需對小車運行線路上的架空電纜、安檢門架等設(shè)施進(jìn)行梳理，確認(rèn)是否需要臨時拆除，確認(rèn)是否滿足運輸超寬、超高構(gòu)件的運輸要求。

5.5 安全措施及要求

(1)主梁總段運輸前，需對主梁總段結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部加強，做好支撐防護工作；SPMT小車必須支承在主梁的隔板硬檔處，必要時需做好局部加強，以防止主梁在運輸過程中出現(xiàn)變形。主梁與SPMT小車的中心對正，以保證裝載平穩(wěn)。駁運前將主梁調(diào)平穩(wěn)后再駁運，確保主梁處于平穩(wěn)狀態(tài)。

(2)運行途中，需時刻對模塊車的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，若監(jiān)測人員發(fā)現(xiàn)有滑移、側(cè)偏、松動等情況，應(yīng)采取措施予以糾正。

(3)作業(yè)須在白天進(jìn)行，如遇大風(fēng)(風(fēng)力>6級)或大霧、大雨條件應(yīng)停止作業(yè)。全體施工人員和進(jìn)入施工現(xiàn)場人員必須佩帶安全帽，無關(guān)人員嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場。

(4)作業(yè)前，認(rèn)真檢查SPMT小車是否運轉(zhuǎn)正常。

(5)通訊保持通暢良好，對運輸指揮及相關(guān)人員做好安全技術(shù)交底。

(6)提前安排對道路考察，對臨時場地進(jìn)行承載力測試，確保大件運輸車輛駁運安全。

(7)工作區(qū)域須拉好警戒線，保證無關(guān)車輛及人員不進(jìn)入警戒區(qū)域。施工人員與主梁小車保持安全距離。

6 結(jié)語

隨著造船行業(yè)的快速發(fā)展，大型門式起重機的主梁結(jié)構(gòu)尺寸越來越大，其運輸組裝的難度也越來越復(fù)雜，根據(jù)主梁運輸?shù)囊?，選取兩種運輸方案進(jìn)行對比分析，最終選用多臺載重250 t的八軸線自行式模塊運輸車進(jìn)行聯(lián)合運輸，解決了主梁前后兩次轉(zhuǎn)運，一次對接的重大運輸組裝問題。

通過本次運輸實踐表明：

(1)SPMT小車的聯(lián)合運輸承載能力大，完全適用于大型造船門式起重機的結(jié)構(gòu)件的運輸。

(2)相較于其他運輸設(shè)備，SPMT小車組合方便(可進(jìn)行多種方式的橫向與縱向組合拼接)，運輸效率高，對運輸場地(道路)的要求較低。

(3)SPMT小車操作靈活、準(zhǔn)確，精度高，可實現(xiàn)對主梁總段的定位與對接合攏，運輸就位方便。

(4)運用SPMT小車運輸，可實現(xiàn)門式起重機主梁等大型結(jié)構(gòu)件異地建造組裝，改變了原有的基礎(chǔ)先施工，設(shè)備結(jié)構(gòu)后進(jìn)場，總組施工最后再進(jìn)行吊裝的順序，大大縮短了項目的整體建造工期，也給大型造船門式起重機的結(jié)構(gòu)件異地總組、轉(zhuǎn)場吊裝提供了一種新的方法。