1600t浮吊副臂架系統(tǒng)整體安裝工藝分析

羅慶

（上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司長(zhǎng)興分公司，上海 201913）

1 前言

隨著公司自主設(shè)計(jì)制造的第一臺(tái)自升式海上鉆井平臺(tái)即將完工，鉆井平臺(tái)訂單不斷增加，而平臺(tái)樁腿的安裝對(duì)于吊裝設(shè)備的吊高和吊重有了更高的要求。公司目前吊高最高的一臺(tái)1600t浮吊，其副鉤額定最大起重量為300t，起吊高度最高為水面上123m，此吊高及吊重完全無法滿足鉆井平臺(tái)樁腿的吊裝要求?？紤]后期訂單的不斷增加，而租用其他吊裝設(shè)備成本較高，同時(shí)也容易因租用設(shè)備的不確定性而影響項(xiàng)目施工周期。結(jié)合各種因素，公司決定對(duì)此臺(tái)1600t浮吊在原來基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。改造后要求將1600t浮吊的副鉤起升系統(tǒng)全部拆除，然后在浮吊臂架頭部上方增加一套可拆卸的副臂架系統(tǒng)。改造后的1600t浮吊副臂架系統(tǒng)吊鉤額定最大起重量可達(dá)500t，最大吊高達(dá)到水面上162m。而浮吊原主鉤額定起重量改造后從1600t降低為1200t，如將副臂架系統(tǒng)拆卸后，則主鉤可回復(fù)為原設(shè)計(jì)參數(shù)。本文對(duì)1600t浮吊副臂架系統(tǒng)的整體安裝工藝進(jìn)行闡述和分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況來驗(yàn)證此工藝方案的可操作性，圖1為增加副臂架后的1600t浮吊總圖。

圖1 增加副臂架后1600t浮吊總圖

2 工藝方案制定

2.1 安裝方案分析和制定

新增加的副臂架系統(tǒng)主要由副臂架、人字架、前后拉索、拉索聯(lián)接裝置、防傾倒拉索及副鉤纏繞系統(tǒng)等組成（見圖2）。由于1600t浮吊作業(yè)計(jì)劃緊張，其可以允許用來安裝副臂架系統(tǒng)的周期很短，所以需要先在地面上將副臂架系統(tǒng)所有結(jié)構(gòu)整體拼裝好，再將副臂架系統(tǒng)整體吊裝后安裝至浮吊主臂架頭部位置。

圖2 副臂架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖

首先，根據(jù)1600t浮吊技術(shù)參數(shù)顯示，在確保浮吊船安裝副臂架系統(tǒng)平穩(wěn)、安全的前提下，主臂架變幅最小可扒至20°，此時(shí)，主臂架頭部距離碼頭面高度達(dá)到70m，這意味著副臂架整體吊裝時(shí)，高度最少在70m以上，而且為了避免吊裝鋼絲繩與前拉索干涉，合理配置最短的吊裝鋼絲繩長(zhǎng)度須20m，所以吊裝設(shè)備的吊高最少需要達(dá)到90m以上才能滿足吊裝要求。其次，根據(jù)副臂架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，后拉索鋼鉸線達(dá)100m長(zhǎng)，且副臂架系統(tǒng)整體重心偏后，副臂架安裝至主臂架頭部后，后拉索鋼鉸線鋼性很大，安裝有一定難度，安裝時(shí)需要利用吊裝設(shè)備配合將副臂架從8.5°扳至24°，因此吊裝時(shí)需采用雙鉤吊裝。

根據(jù)以上吊裝要求，結(jié)合公司現(xiàn)有吊裝設(shè)備，充分考慮各種因素，保證安裝副臂架系統(tǒng)的可行性和安全性，確定采用如下方案進(jìn)行副臂架系統(tǒng)整體安裝：利用公司1臺(tái)450t門機(jī)和1臺(tái)500t門機(jī)配合抬吊副臂架系統(tǒng)，兩臺(tái)門機(jī)的極限吊高在100m左右，剛剛滿足吊高要求。待副臂架系統(tǒng)吊裝到位后，在浮吊主臂架頭部箱體上方定位燒焊好副臂架鉸點(diǎn)支座，確保焊縫探傷合格。然后，將吊裝副臂架靠近根部的門機(jī)拆鉤，利用這臺(tái)門機(jī)的吊鉤將副臂架后拉索下鉸點(diǎn)吊至安裝位置，同時(shí)，由另一臺(tái)門機(jī)將副臂架扳起至24°，最后，配合其他輔助設(shè)備安裝好后拉索，門機(jī)將副臂架緩慢扒下，前、后拉索均受力拉緊后，確保安全的情況下，將門機(jī)拆鉤，最終完成整個(gè)副臂架系統(tǒng)安裝。

2.2 方案評(píng)審及細(xì)化

針對(duì)兩臺(tái)門機(jī)抬吊安裝副臂架系統(tǒng)的方案，我們組織了浮吊設(shè)計(jì)部門、工藝制作部門、浮吊公司以及項(xiàng)目總裝部等各個(gè)相關(guān)單位的技術(shù)專家對(duì)此方案進(jìn)行評(píng)審，與會(huì)專家從各方面對(duì)此方案進(jìn)行審核，充分肯定了此安裝方案的可行性，同時(shí)提出了此方案涉及到的相關(guān)難點(diǎn)和注意事項(xiàng)，對(duì)所有問題仔細(xì)討論，提出解決方案和優(yōu)化意見。最后，根據(jù)與會(huì)專家提出的所有評(píng)審意見，有針對(duì)性的對(duì)方案進(jìn)行了細(xì)化，同時(shí)，也充分考慮了天氣、潮水、吊裝設(shè)備協(xié)調(diào)性等因素的影響，制定了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，以確保整個(gè)副臂架系統(tǒng)安裝過程的安全。

3 安裝方案實(shí)施

3.1 安裝前準(zhǔn)備工作

首先，副臂架系統(tǒng)總裝前應(yīng)先做好主臂架的改造工作和副臂架系統(tǒng)的拼裝工作。主臂架的改造工作包括：（1）拆除1600t浮吊原有副鉤纏繞系統(tǒng)；（2）對(duì)浮吊副起升機(jī)構(gòu)及浮吊船體進(jìn)行相應(yīng)改造；（3）在主臂架根部增加兩套后支座，用于安裝副臂架后拉索；（4）主臂架前后支座附屬平臺(tái)的安裝。

副臂架系統(tǒng)在地面胎架上整體拼裝時(shí)，首先，要將副臂架、人字架、梯子平臺(tái)、前后拉索聯(lián)接裝置以及主臂架前支座安裝好，而且，為防止人字架向前傾倒，我們從工藝方面考慮，專門設(shè)計(jì)制作了兩根工藝撐桿，安裝在人字架和副臂架結(jié)構(gòu)之間。其次，將前拉索鋼鉸線兩端鉸點(diǎn)均安裝好。最后，將后拉索鋼鉸線上鉸點(diǎn)與聯(lián)接裝置安裝好后，將后拉索綁好固定在副臂架根部吊裝位置附近，避免副臂架整體吊裝時(shí)，后拉索與浮吊主臂架產(chǎn)生干涉（見圖3）。

圖3 副臂架系統(tǒng)整體安裝前狀態(tài)

3.2 副臂架系統(tǒng)整體安裝過程

將副臂架系統(tǒng)布置于1600t浮吊正前方，安裝時(shí)需要在當(dāng)天潮水低平潮時(shí)進(jìn)行，需注意后面三天的天氣預(yù)報(bào)，風(fēng)速不得大于5級(jí)。因副臂架吊裝到位后需定位燒焊鉸點(diǎn)支座，所以吊裝前需安排4名電焊工和質(zhì)量探傷人員到1600t浮吊主臂架頭部處準(zhǔn)備好，同時(shí)，提前把所有焊接、探傷工具準(zhǔn)備到位。

利用2臺(tái)門機(jī)配合抬吊整個(gè)副臂架系統(tǒng)，待吊裝至安裝高度時(shí)，移動(dòng)門機(jī)往浮吊主臂架頭部靠攏（見圖4），同時(shí)，在地面上用插車將兩根后拉索往兩側(cè)牽引，避免與浮吊主臂架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生干涉（見圖5）。

圖4 副臂架整體起吊

圖5 插車牽引后拉索

待副臂架系統(tǒng)吊裝到位后，利用事先在主臂架頭部箱體上安裝好的導(dǎo)向支座對(duì)副臂架鉸點(diǎn)支座進(jìn)行導(dǎo)向安裝，安裝到位后對(duì)鉸點(diǎn)支座進(jìn)行定位焊接，焊接時(shí)注意高空作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，有大風(fēng)和浪涌影響，須嚴(yán)格按照焊接工藝要求進(jìn)行施焊，施焊過程中需要有專人看護(hù)，確保施工安全。鉸點(diǎn)支座焊接完畢后，按要求做好焊縫探傷（見圖6）。

圖6 副臂架系統(tǒng)定位安裝

副臂架鉸點(diǎn)支座安裝好后，將副臂架根部吊裝的門機(jī)拆鉤，同時(shí)將綁好的后拉索解綁，利用拆鉤的門機(jī)起吊后拉索下鉸點(diǎn)，并吊至浮吊主臂架根部安裝位置。因后拉索安裝在1600t浮吊變幅鋼絲繩內(nèi)側(cè)，需要將后拉索下鉸點(diǎn)起吊后跨過浮吊變幅鋼絲繩，而且由于后拉索長(zhǎng)達(dá)100m，要利用門機(jī)將后拉索跨過變幅鋼絲繩比較困難，有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，雖然方案經(jīng)過專家評(píng)審討論，制訂了詳細(xì)的安裝工藝步驟來確保此過程的安全。當(dāng)具體現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，由于公司生產(chǎn)需要，副臂架安裝期間正好租用了一臺(tái)1800t浮吊，此浮吊副鉤吊高為130m，吊高和臂幅都大大超過了1600t浮吊變幅鋼絲繩的位置，因此，為了確保安全，最終臨時(shí)決定采用1800t浮吊的副鉤將2根副臂架后拉索下鉸點(diǎn)直接吊起跨過1600t浮吊的變幅鋼絲繩，并吊放至主臂架根部安裝位置（見圖7）。

圖7 1800t浮吊副鉤吊后拉索下鉸點(diǎn)

將后拉索下鉸點(diǎn)吊放至主臂架根部后，通過副臂架頭部位置吊裝的門機(jī)將副臂架抬起，角度扳至約24°，然后，利用手拉葫蘆等設(shè)備將后拉索下鉸點(diǎn)安裝至后拉索鉸點(diǎn)支座上。由于副臂架系統(tǒng)重心偏向根部，利用門機(jī)抬起副臂架時(shí)，重心靠近副臂架鉸點(diǎn)，容易引起傾覆，因此，在吊裝副臂架系統(tǒng)前，要求在副臂架頭部定滑輪組上穿掛好配重鋼絲繩，平衡副臂架整體重心位置，以確保安全（見圖8）。

圖8 吊裝前副臂架頭部掛穿配重鋼絲繩

整個(gè)副臂架系統(tǒng)安裝過程始終在70m高空進(jìn)行，安裝難度大，尤其是需要在70m高空定位施焊副臂架鉸點(diǎn)支座，高空風(fēng)大，且施焊時(shí)間長(zhǎng)，受浪涌影響大。而且由于受限于吊裝設(shè)備吊高，副臂架吊裝時(shí)需要在低平潮期進(jìn)行，1600t浮吊船體必須時(shí)刻配合壓水，浮吊主臂架角度扒至最小，門機(jī)吊鉤升至極限，所有設(shè)備均基本達(dá)到了極限狀態(tài)，整個(gè)安裝過程中，總共2臺(tái)浮吊和兩臺(tái)門機(jī)同時(shí)參與安裝，最終，經(jīng)過各方的不懈努力，克服了所有困難，協(xié)調(diào)配合好才保證了此次副臂架系統(tǒng)的成功安裝。

4 結(jié)語

本文詳細(xì)介紹和分析了1600t浮吊副臂架系統(tǒng)的整體安裝工藝方案，針對(duì)整個(gè)安裝過程中的重、難點(diǎn)提出了解決方案，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，對(duì)安裝過程進(jìn)行了合理的調(diào)整，最終成功、安全地完成了整個(gè)副臂架系統(tǒng)的整體安裝。此次副臂架安裝過程涉及到高空安裝、多種設(shè)備配合作業(yè)，為后續(xù)同類設(shè)計(jì)的產(chǎn)品安裝提供了可以借鑒的理論及實(shí)踐依據(jù)，也對(duì)公司大型浮吊建造的進(jìn)一步成熟和開發(fā)起到了有效推進(jìn)作用。