羅慶
(上海振華重工(集團)股份有限公司長興分公司,上海 201913)
隨著公司自主設(shè)計制造的第一臺自升式海上鉆井平臺即將完工,鉆井平臺訂單不斷增加,而平臺樁腿的安裝對于吊裝設(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,同時也容易因租用設(shè)備的不確定性而影響項目施工周期。結(jié)合各種因素,公司決定對此臺1600t浮吊在原來基礎(chǔ)上進行設(shè)計改造。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500t,最大吊高達到水面上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)計參數(shù)。本文對1600t浮吊副臂架系統(tǒng)的整體安裝工藝進行闡述和分析,并結(jié)合現(xiàn)場實際施工情況來驗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
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,主臂架頭部距離碼頭面高度達到70m,這意味著副臂架整體吊裝時,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度須20m,所以吊裝設(shè)備的吊高最少需要達到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100m長,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行副臂架系統(tǒng)整體安裝:利用公司1臺450t門機和1臺500t門機配合抬吊副臂架系統(tǒng),兩臺門機的極限吊高在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拆鉤,利用這臺門機的吊鉤將副臂架后拉索下鉸點吊至安裝位置,同時,由另一臺門機將副臂架扳起至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,將門機拆鉤,最終完成整個副臂架系統(tǒng)安裝。
針對兩臺門機抬吊安裝副臂架系統(tǒng)的方案,我們組織了浮吊設(shè)計部門、工藝制作部門、浮吊公司以及項目總裝部等各個相關(guān)單位的技術(shù)專家對此方案進行評審,與會專家從各方面對此方案進行審核,充分肯定了此安裝方案的可行性,同時提出了此方案涉及到的相關(guān)難點和注意事項,對所有問題仔細(xì)討論,提出解決方案和優(yōu)化意見。最后,根據(jù)與會專家提出的所有評審意見,有針對性的對方案進行了細(xì)化,同時,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)對措施,以確保整個副臂架系統(tǒng)安裝過程的安全。
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)對浮吊副起升機構(gòu)及浮吊船體進行相應(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的安裝。
副臂架系統(tǒng)在地面胎架上整體拼裝時,首先,要將副臂架、人字架、梯子平臺、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均安裝好。最后,將后拉索鋼鉸線上鉸點與聯(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,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)
將副臂架系統(tǒng)布置于1600t浮吊正前方,安裝時需要在當(dāng)天潮水低平潮時進行,需注意后面三天的天氣預(yù)報,風(fēng)速不得大于5級。因副臂架吊裝到位后需定位燒焊鉸點支座,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,提前把所有焊接、探傷工具準(zhǔn)備到位。
利用2臺門機配合抬吊整個副臂架系統(tǒng),待吊裝至安裝高度時,移動門機往浮吊主臂架頭部靠攏(見圖4),同時,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)向支座對副臂架鉸點支座進行導(dǎo)向安裝,安裝到位后對鉸點支座進行定位焊接,焊接時注意高空作業(yè)時間長,有大風(fēng)和浪涌影響,須嚴(yán)格按照焊接工藝要求進行施焊,施焊過程中需要有專人看護,確保施工安全。鉸點支座焊接完畢后,按要求做好焊縫探傷(見圖6)。
圖6 副臂架系統(tǒng)定位安裝
副臂架鉸點支座安裝好后,將副臂架根部吊裝的門機拆鉤,同時將綁好的后拉索解綁,利用拆鉤的門機起吊后拉索下鉸點,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起吊后跨過浮吊變幅鋼絲繩,而且由于后拉索長達100m,要利用門機將后拉索跨過變幅鋼絲繩比較困難,有一定的安全風(fēng)險,雖然方案經(jīng)過專家評審討論,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)場安裝時,由于公司生產(chǎn)需要,副臂架安裝期間正好租用了一臺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,最終臨時決定采用1800t浮吊的副鉤將2根副臂架后拉索下鉸點直接吊起跨過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
將后拉索下鉸點吊放至主臂架根部后,通過副臂架頭部位置吊裝的門機將副臂架抬起,角度扳至約24°,然后,利用手拉葫蘆等設(shè)備將后拉索下鉸點安裝至后拉索鉸點支座上。由于副臂架系統(tǒng)重心偏向根部,利用門機抬起副臂架時,重心靠近副臂架鉸點,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
整個副臂架系統(tǒng)安裝過程始終在70m高空進行,安裝難度大,尤其是需要在70m高空定位施焊副臂架鉸點支座,高空風(fēng)大,且施焊時間長,受浪涌影響大。而且由于受限于吊裝設(shè)備吊高,副臂架吊裝時需要在低平潮期進行,1600t浮吊船體必須時刻配合壓水,浮吊主臂架角度扒至最小,門機吊鉤升至極限,所有設(shè)備均基本達到了極限狀態(tài),整個安裝過程中,總共2臺浮吊和兩臺門機同時參與安裝,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。
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,針對整個安裝過程中的重、難點提出了解決方案,并結(jié)合現(xiàn)場實際施工情況,對安裝過程進行了合理的調(diào)整,最終成功、安全地完成了整個副臂架系統(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)計的產(chǎn)品安裝提供了可以借鑒的理論及實踐依據(jù),也對公司大型浮吊建造的進一步成熟和開發(fā)起到了有效推進作用。