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探讨大型浮吊臂架检修下放施工技术应用实践

2020-06-11 392 上传者：管理员

摘要：大型浮吊臂架较高，检修时需要将臂架放平后才能进行。本文结合招商局重工3000t浮吊臂架检修工程实例，对臂架对臂架下放施工过程操作进行分析，此浮吊主臂架变幅钢丝绳端部索节环氧已出现松动，靠自身变幅机构下放臂架存在一定风险，利用5000t浮吊协助臂架下放。同时，为提高固定臂架式浮吊结构设计的安全性和可靠性，建立了起重机整体结构有限元模型，讨论了在船模水池试验，可供类似工程施工参考。

关键词：
半潜驳船
工程施工
浮吊
海洋工程
臂架
高支撑塔架
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浮吊是海洋工程设备行业中必不可少的起重装备，广泛应用于海上大件吊装、海洋平台拆卸与安装、海上救助与打捞、桥梁工程建设、港口码头施工等领域，其中，固定臂架式浮吊因其结构式简洁，并且建造成本相对低廉，受到市场的广泛需求与亲睐。

随着海洋资源不断的开发、利用，越来越多的海洋装工程备投入到资源的开发中，其中海上浮吊就是使用最频繁的海上起重设备之一。由于海上环境比陆地的多变、作业工况也更加恶劣，浮吊在作业过程中极易受到损坏。由于一般浮吊臂架长度都在100m以上，臂架自身重量有两、三千吨重，这给臂架检修施工带来了极大困难，尤其是臂架变幅机构也受到一定损坏，不能靠自身变幅机构完成臂架下放。本施工方案主要讨论3000t浮吊在臂架变幅钢丝绳端部锁节出现松动情况下需要将臂架放平，同时浮吊无法进船坞进行检修等情况，给出浮吊臂架检修的施工方案[1]。

1、检修方案概述

3000t浮吊臂架总长173m，主臂架长124m，臂架不含吊钩组合及起升钢丝绳重量约2600t。检修方案一：浮吊进船坞坐墩，在坞内布置高支撑塔架，臂架朝坞门口摆放，利用另一台5000t浮吊协助将检修浮吊臂架放平落在高支撑塔架上。本方案需要船坞，一般情况下船厂坞期安排比较饱和，如租借船坞成本较高；检修方案二：浮吊船艏丁靠船台，将高支撑塔架布置在船台上[2]。此方案无法解决涨落潮时浮吊船体和臂架的同步升降，同时其他起重设备无法协助浮吊臂架放平；检修方案三：在1.5万吨半潜驳船甲板上布置臂架高支撑塔架，浮吊和半潜驳船同时靠泊码头，同时利用5000浮吊协助完成臂架放平工作。此方案浮吊不需要进坞，浮吊和半浅驳船在涨落潮时同时升降，可利用5000t浮吊协助臂架放平。本工程采用方案三进行。

2、方案概述

根据臂架重量及结构形式计算，市场寻找安装公司吊装用4.2m×4.2m提升塔架及吊装横梁进行结构加固改造,通过荷载工况计算及SAP2000非线性有限元软件计算，在1.5万吨半潜驳船甲板上布置5组高支撑塔架，塔架上放承载吊装横梁，每组高支撑塔架可受力1500t。利用码头MQ40100门座起重机完成每组高支撑塔架的吊装，吊装横梁重量85利用大坞900t龙门吊吊装每组塔架上的吊装横梁。高支撑塔架安装后用拖轮将半潜驳船移泊到3000t浮吊臂架下，半潜驳船靠泊码头带缆，调整半潜船压载水到船舶吃水深度大于臂架放到高支撑塔架时的吃水深度。先拆掉3000t浮吊的主副起升吊钩组和起升钢丝绳，3000t浮吊利用自身变幅机构将臂架倾斜角度调成38°，在主臂架端部两侧安装结构吊耳1500t结构吊耳，此吊耳作为永久吊耳使用。5000t浮吊挂钩到臂架端部永久吊耳上，协助3000t浮吊臂架放平，臂架放平后半潜驳船排压载水，船体上浮调整高支撑塔架吊装横梁上凹性缓冲底座，使臂架受力支撑点逐渐均匀受力顶起3000浮吊臂架，臂架重量落在支撑塔架横梁上，观察5000t吊钩载荷逐渐卸力，浮吊缓慢卸力摘钩，对需要加强的凹型底座进行局部加强定位。5000t浮吊退场，随后可以进行3000浮吊臂架检修工作，重新浇筑主臂架变幅钢丝绳端部索节环氧。臂架检修完成后用3000t浮吊变幅机构缓慢拉起臂架[3]，完成检修工作。

3、具体施工步骤

3.1高支撑塔架布置

根据塔架承载计算在半潜船甲板上划出塔架布置图，划线时保证塔架中心线与3000t浮吊臂架中心线重合，同时塔架中心线到驳船舷侧距离与3000t浮吊主船体半宽值相等，以便3000t臂架放在驳船上时两条船可以同时靠泊码头。

图1高支撑布置划线图

3.2高支撑塔架吊装

利用码头40t门座起重机将支撑塔架摆放到位，相邻塔架间用Φ457×10的圆管连接使塔架成为一个整体。塔架安装结束后将驳船移泊到船坞门口，每组塔架上的横梁重约85t，利用船坞上900t吊运安装塔架上的横梁。

图2高支撑塔架安装图

3.33000t浮吊主臂架结构吊点安装

在半潜驳船塔架横梁安装阶段前，将提前制作完成的结构吊耳利用码头门座式起重机安装到臂架端部，供臂架下放时5000t浮吊吊装。单个结构吊耳重约20t，共安装2个结构吊耳。安装前将3000t浮吊臂架调整到38°，此时臂架端部高度距水平面约103m，码头MQ40100门座起重机起升高度110m。

图3臂架端部吊耳安装图

3.4半浅驳船移泊到3000t浮吊船艏

驳船上高支撑塔架横梁吊装结束后将驳船移泊到3000t浮吊艏部，距船首约180m。3000t臂架放到半潜驳船塔架上时驳船吃水约为4.29m，先将半潜驳船吃水调整到5.0m。利用码头门座起重机安装塔架横梁上的臂架受力支撑凹形缓冲底座工装。

图4半潜驳船移泊图

3.5臂架下放第一阶段

3000t浮吊臂架通过自身变幅机构调至38°，将5000t浮吊垂直3000t浮吊主臂架抛锚固定，5000t船艏距3000t臂架中心40m,5000t浮吊主钩上事先准备好的1500t无接头环形钢丝绳挂到臂架端部结构吊耳上。5000t浮吊逐渐缓慢起升，浮吊受力由0t逐渐增至1800t，此过程调整3000t浮吊压载水，保持船体水平。3000t浮吊主臂架变幅机构将臂架由38°逐渐下放至30°，此过程中保持5000t浮吊受力不变，随着臂架下放同步向上游和向后移5000t浮吊，保持5000t吊钩受力始终垂直向下。

3.6臂架下放第二阶段

3000t臂架下放至30°时暂停臂架下放，通过3000t浮吊上绞车将半潜驳船移泊到3000t浮吊臂架正下方，半潜驳船距3000t浮吊17m，驳船带缆到码头缆桩。臂架继续下放，直至臂架与水平角度为0°。下放过程中5000t浮吊不断向上游、向后移船，保持受力垂直，第二阶段5000t浮吊船体向上游移船与23m。

图5臂架第一阶段下放图

图6臂架第二阶段下放图

3.7浮吊臂架落在支撑塔架上

3000t浮吊臂架下放至0°时，臂架下放停止，5000t浮吊保持带载。半潜驳船向外排压载水，驳船慢慢上浮，3000t浮吊臂架正好落在高支撑横梁上的凹形工装内，确保臂架稳定落在钢支撑塔架横梁凹型缓冲底座内，试探性下放5000t吊钩，观察驳船稳定情况，适当调整驳船压载，确保驳船稳定后，慢慢解掉5000t吊装钢丝绳。检查塔架支撑，根据需要加固，3000t浮吊臂架下放完成，根据需要对臂架进行检修。

图7臂架放到驳船高支撑上图

4、结语

通过此方案完成大型浮吊臂架检修时臂架下放工作，浮吊不需进坞，臂架放在驳船甲板上解决了维修期间涨落潮浮吊船体浮动同臂架同步问题。利用5000t辅助臂架下放，避免臂架自身变幅机构失控及变幅钢丝绳损坏臂架自由下落造成事故。本方案已得到具体施工验证具有可靠性及适用性，尤其对没有船坞情况下对大型浮吊臂架进行检修降低维修成本。

参考文献：

[1]罗顶瑞,朱兆华.大型吊装组织设计与方案实例分析[M].北京:化学工业出版社,2007.9.

[2]罗顶瑞,吕嘉宾.起重工(技师)[M].北京:机械工业出版社,2006.

[3]朱兆华,罗顶瑞.起重安全技术[M].北京:化学工业出版社,2005.

郑晓勋,韩亮.大型浮吊臂架检修下放施工方案应用与研究[J].船舶物资与市场,2020(03):41-43.