深水导管架建造方法探讨

高 伟

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

深水导管架建造方法探讨

高 伟

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300461)

文章主要通过比较典型的深水导管架的不同建造方法，得出在现有建造能力的情况下，不同建造方法的效率与优缺点，为将来建造这一类型的导管架提供参考。

深水导管架；建造方法；效率

PY30-1导管架为八腿导管架，其中外部4根导管均为双倾，中间4根导管与其间的拉筋组成下水桁架，2根导管竖直，为陆地建造的着地面，2根导管单倾，而外部4根导管上各附有一个裙桩，每个裙装上有3个套筒，总共9层水平片。

导管架垂直高度为212 m，底部尺寸为74 m×74 m，顶部尺寸为44 m×18 m。由于深水导管架的垂直高度过高，所以一般均采用卧式建造。[1]

1 建造方法的比较

1.1 综述

本导管架采用的是卧式建造，导管架最高点离地面高度为84 m。这其中包括了滑靴和滑块的高度。导管架设计质量约为16 400 t，其简图如图1所示。其下水桁架可以近似的看成一个小的深水导管架，所以本文讨论的是在下水桁架完工的基础上，如何组对和安装外围的结构。

图1 导管架卧式建造简图

下面简单介绍下水桁架的建造方法：ROW2和ROW3分别在滑道两旁预制，把ROW2预制成组合片即在预制ROW2片时，同时把各个水平层的水平片安装到ROW2 片上。而ROW3单独预制成单片。然后把ROW2与ROW3合龙。

接下来的步骤就有不同的建造方法。首先介绍“组合片法”，所谓的“组合片法”是将上述建造下水桁架的步骤重复一遍。

1)ROW1和ROW4分别在滑道两边预制，分别预制成为组合片。

2)安装组合片ROW4，其中ROW4片上有ROWB片上的拉筋。

3)组对ROW3与ROW4 间的拉筋。

4)在ROW3 与ROW4 间的拉筋组对完毕之后，安装组合片ROW1。

5)安装其他未安装的拉筋和各种附件。

综上所述，在完成建造的过程中，最后安装的2个结构片均为组合片，所以我们称之为“组合片法”。

另一种方法为“扣片法”[2]。

1)先摆放好ROW1和ROW4的A腿。

2)在位置摆放好后，组装ROW1与ROW2之间的拉筋，同时预制ROWB片。由于ROWB片尺寸过大及质量过大，所以把它分解成两部分预制。

3)吊装ROWB的上片，然后是安装下片。

4)安装其他未安装的拉筋和各种附件。

综上所述，在完成建造的过程中，ROW1和ROW4间的拉筋基本上是散装的，而ROWB片最后是扣到导管架上至完全合龙，所以称之为“扣片法”。

1.2 工艺流程比较

2种建造方法的流程图见图2。

1.3 组对情况比较

1.3.1 组合片法

在建造导管架时，组合片法最大的优点是效率高，如本文讨论的导管架的建造，只采用4次大的吊装作业就可以把导管架的主体结构组对完毕。

缺点如下。

1)要考虑导管是否有折线，如果有折线，则在组合片吊装时，把旋转时的垫墩加高，以使组合片在吊装过程中，折线段不会碰到地面，本文讨论的导管架有2处折线，所以要求在预制阶段要把吊装时需要的高度预留出来。

2)在预制组合片时，各层水平片的拉筋管不能成片，施工时就需要增加临时支撑的结构。

图2 2种建造方法流程图

3)ROW1和ROW4对接时，顶层拉筋管多增加一道现场接口。

4)在组合片上有一段拉筋不能安装上，原因是在拉筋与导管组对时，拉筋的切口为马鞍口，不能一次与导管组对到位，所以必须留一段现场安装。

5)考虑到导管架组合片为双倾结构，所以在组对安装组合片时，必定有一段导管是不能在旋转轴上的，增大了组对的施工难度。

1.3.2 扣片法

建造导管架时，在导管摆放好之后，安装ROW1和ROW2、ROW3和ROW4在ROWA片上的拉筋，然后安装各个水平片。

其主要的缺点如下。

1)最后合龙时的组对准确度要求高，主要是在安装最后一片时需要组对的口皆为空间接口，所以对吊车指挥及施工人员的技术要求比较高。

2)拉筋空间散装的数量比较多，对吊车占用的时间相对较长，只有拉筋管固定之后才能把吊车撤离，吊车的使用效率就大大地降低了。

3)使用扣片法时，空间接口的数量比组合片法多，而且施工人员的空间作业高度高，劳动强度要比在地面组装焊接时的强度大。

对比两者的优缺点可以得出以下的结论：组合片法的施工效率比较高；扣片法的空间作业量比较大。

1.4 吊装情况比较

1.4.1 组合片法

组合片法吊装优点是吊车在吊装的过程中始终是向前行进，行走方向及路线比较理想。

组合片法吊装缺点如下。

1) 使用组合片法时，由于导管不是直线而是折线，所以要更加合理的布置起吊位置，使其在吊装过程中的受力更加均匀。

2) 由于组合片中的水平片大多不能单独成片，需要增加很多的临时支撑。而且需要计算吊装时组合片的受力情况，对屈服应力不在允许范围内的也要加临时支撑结构，增加了许多计算工作量。

3) 从组合片的结构分析，组合片为双倾结构，立片由很多单片组成，在吊装就位时很可能重心在其结构之外，所以吊装过程中需要拖拉绞车来配合其就位，施工组织比较复杂。

4)必须考虑场地承载力能否满足施工要求。整个吊装过程的总质量大约是5 200 t，考虑结构一端着地，吊装时的总质量也有2 600 t。

2.4.2 扣片法

扣片法吊装的优点如下。

1) 在吊装结构物时，没有组合片质量大，大大降低了施工的风险系数。

2)在吊装过程中不需要拖拉绳进行配合作业，降低了危险性。

扣片法吊装的缺点如下：在吊装上面一片的过程中，需要跨过导管架底部才能就位。要考虑到吊装时起吊的高度及旋转半径内的结构物情况，以防发生碰撞。

对比两者之间在吊装上的优点与缺点，可以得出以下的结论。

1) 组合片法行走路线是直线，且行走距离相对较短。

2) 扣片法行走距离相对较长，且吊车需要将结构物吊到很高的空中，长距离行走，对吊车之间的操控配合要求比较高；吊车需要吊着结构物跨越建造中的导管架，增大了施工过程中的风险系数；适用于吊机资源比较丰富、施工场地比较大的项目。

2 结束语

深水导管架主要根据场地建造能力和导管架的结构形式来确定其建造方式。2种建造方式各有优缺点，所以在设计其总体建造方案时，不能墨守成规，要综合各个方面的因素来确定选用哪种方式。

[1] 左胜.PY30-1导管架滑道梁布置及施工方法[J]. 中国造船,2005，46(S1):362-364.

[2] 蒋军.采用“扣片”工艺方法建造导管架[J].水运工程,2002(12)，15-16.

Merits and shortcomings are compared to the deep water conduit frames built with different methods and building capacity,which can be reference for building such conduit frame in the future.

deep water conduit frame;building method;efficiency

高伟(1980-)，男，天津人，工程师，大学本科，主要从事海洋工程的设计及管理工作。

P75

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.05.017

2016-06-01