320 t风电安装平台第3节桩腿吊装方案

何 勇

(江苏海新船务重工有限公司，江苏 南通 226100)

江苏海新船务重工有限公司(以下简称我公司)为中交第三航务有限公司建造的2艘320 t风电安装平台桩腿超出了工厂400 t龙门吊的起吊高度，原计划待船舶出坞后使用浮吊进行吊装，即风电安装平台在漂浮状态下完成桩腿对接。为节约建造时间和建造成本，经反复计算和精心策划，在确保安全的前提下，最后利用400 t龙门吊成功吊装第3节桩腿，开创了该类型船舶利用门吊吊装超高桩腿的先例。

1 320 t风电安装平台

320 t风电安装平台为四圆柱桩腿、液压插销式升降系统的自升非自航风电施工平台，具有一层连续主甲板。

4条桩腿位于船体的四角，每条桩腿均设置固桩室，首部两固桩室之间设置人员甲板室，可供50人日常起居，主甲板上放置4台发电机组，作为本平台的动力源。中后部为通畅作业甲板，尾部右舷桩腿设置1台640 t绕桩式主起重机。

本平台主要用于沿海及近海浅水水域调遣、作业，进行海上风电基础施工，可以作为三桩或四桩导管架基础打桩施工作业平台，也可以作为单桩施工定位稳桩平台和嵌岩施工平台。

本平台入CCS级，平台主要技术参数如下：型长，55.0 m；型宽，31.0 m；型深，5.5 m；设计吃水，3.6 m；甲板载荷，5 t/m2；可变载荷，1 200 t；最大作业水深，40 m；桩腿结构形式为圆柱形，桩腿数为4。

桩腿的长度在船坞内从坞底到顶部(包括桩靴、垫木以及顶部法兰)约为75.2 m，桩腿的直径(外径)为2.8 m。整个桩腿质量为120 t，桩腿在船坞内合龙后的最高点高出400 t吊机主梁下平面约2.3 m，第3节桩腿筒体起吊时，理论上筒体边缘超出400 t行车主梁侧面板约250 mm，质量约104.11 t，不包括索具质量。基线、桩腿与行车相对位置示意图见图1。

图1 基线、桩腿与行车相对位置示意图

2 方案设计

2.1 第3节桩腿的合龙顺序

由于桩腿的合龙后高度高出400 t门吊主梁下平面约2.3 m，桩腿合龙后、平台出坞之前，400 t门吊是不能向坞首方向运行的，所以在每个平台第3节桩腿吊装合龙前，2个平台所有需要用400 t门吊吊装大型设备的工程都必须结束。待2个平台所有的第3节桩腿吊装合龙焊接并验收完成后，2个平台即下水出坞。根据2个平台在船坞内的布置位置，应先吊装合龙2#平台的2#、3#桩腿的第3节，再吊装合龙1#、4#桩腿的第3节，待2#平台的4只第3节桩腿全部合龙完工后，再吊装合龙1#平台的2#、3#桩腿的第3节，然后吊装合龙1#平台的1#、4#桩腿的第3节，当1#平台的4只桩腿的第3节合龙完后，400 t门吊只能停留在坞尾。桩腿布置示意图见图2。

图2 桩腿布置示意图

2.2 第3节桩腿的吊装方案

1)400 t门吊上小车东钩钢丝绳调整。经过实际测量，400 t门吊上小车吊钩的最大起升高度为船坞轨道面向上60 m，坞深12.9 m，整个起升高度为72.9 m(即到吊机箱形主梁底面)，桩腿高度75.2 m，超过主梁2.3 m，再考虑到第3节筒体吊装高度高出合龙口约0.5 m，即起升时第3节桩腿高出主梁底面2.8 m，起升高度至少要增加7.1 m，再加上小车吊钩的长度2.73 m，整个吊钩的起升高度增加约10 m，为了增加起升高度，采用缩短上小车起吊钢丝绳方法，滑轮组为12道，钢丝绳需缩短120 m。

2)准备配重块。采用400 t门吊上小车起吊第3节，上小车东西两吊钩的中心吊距为11 m，每钩的起重能力为150 t。当上小车东侧钩起吊第3节桩腿约104.11 t(不包括索具质量)时，根据400 t门机使用参数，上小车东西两侧钩偏载载荷应小于50 t，需在上小车西侧钩配重约86 t的配重块，上小车东西两侧钩起吊重量平衡后才能起吊。待东侧钩吊装桩腿第3节筒体到达合龙位置时，西侧钩侧吊装配重块缓慢下降，为了平衡负载，上小车东西两侧钩都不得松钩，待桩腿第3节筒体合龙固定牢固后、东侧小车需脱钩卸负载时，西侧钩起吊的配重块下方需做工装托架支撑。

3)偏心吊带法兰吊码的制作。由于桩腿筒体的半径为1 400 mm，超过上小车吊钩中心到主梁腹板的距离，为了使桩腿筒体与400 t吊机主梁腹板不产生接触，采用偏心吊，将桩腿起吊质量质心由桩腿中心点向筒体0°方向偏250 mm，具体做法是：在桩腿顶端法兰平面增加2个100 t带法兰吊码，用螺栓连接，其安装位置分别在90°和270°方向，向0°方向偏离筒体中心250 mm，合龙时为了使桩腿第3节筒体垂直向下与下筒体对齐，在第3节筒体下端配风缆2根，以便调整第三节筒体合龙位置。当上小车东侧钩起吊第3节筒体顶端法兰面上2个100 t的吊码，筒体合龙端面落在船坞地面的废旧轮胎上(2～3个，直径2 m)，缓慢将桩腿第3节筒体在船坞地面上立起来，同时上小车西侧钩和下小车主钩起吊约86 t配重块，合龙桩腿。将第3节桩腿筒体立起前，应检查合龙口处是否有管系伸出，若有，应先拆除管系，以免影响桩腿合龙。吊码型式示意图见图3，吊码布置示意图见图4。

图3 吊码型式示意图

图4 吊码布置及安装示意图

4)预搭脚手架。因桩腿高度较高，第3节桩腿与已经树立起来第2节桩腿合龙口的距离最大为500 mm，因此，在合龙口处的脚手架平台的安全护栏的高度不得高出合龙口，脚手架平台在第2节桩腿合龙之前应预制。待第3节桩腿和第2节桩腿合龙到位且固定后再加高安全网防护栏；并设置三防布或挡火板，以免桩腿筒体合龙过程中进行气割、焊接、碳刨时火花飞溅。脚手架平台布置示意图见图5。

图5 脚手架平台布置示意图

5)400 t门吊运行控制的协调性。由于2个平台的桩腿2#与3#，1#与4#的合龙口在同一横截面上，当吊装3#桩腿的第3节筒体完成后，再吊装2#桩腿的第3节筒体时，应确保400 t门吊主梁腹板与3#桩腿最上面的安全距离，控制好400 t门吊的惯性，准确将门吊停在能合龙的位置上，因此，在400 t行车运行过程中需要有专人在行车上面和两侧严密观察。 当第3节桩腿起吊快到合龙口时，为防止筒体因转动而与行车梁相碰，应稍作停顿，稳定桩腿筒体，核对方向后，再缓慢下降到位。

6)桩腿合龙时，其精度控制、焊接要求按桩腿合龙与焊接工艺进行。

7)当第3节桩腿合龙时，为方便人员进出到桩腿里面，合龙口附近的一个插销孔盒背部封板将暂时不安装，待第3节桩腿完全合龙完成后,再将插销孔盒的封板焊好。

8)每只桩腿的高度为75.2 m，由于高度较高，为防止第3节桩腿在合龙过程中发生倾斜和晃动，因此，在桩腿安装过程中将上、下环梁的插销插上固定，同时在固桩室平台顶部用钢质楔块将桩腿筒体与固桩室紧紧固定。

3 安全注意事项

1)生产部和安全环保部在桩腿起吊、合龙过程中，进行如挂钩、卸钩、焊接工具的吊装和装配工作时，作业人员的安全防护，以及在桩腿筒体内、外作业等的安全要求需按照国家相关要求执行，整个吊装过程需全程监控，设置警戒区域。

2)吊装时要确保通讯要畅通，对讲机数量要足够，对讲机统一使用一个专用频道，统一指挥。

3)桩腿起吊用的索具、卸扣应符合国家标准要求，吊码全焊透焊缝应无损检测合格，吊码加强检查、吊码卸扣孔平整度符合标准要求。

4)桩腿起吊时，应预先检查天气预报并时刻关注天气变化和风力变化情况，天气状况良好，风速应符合起重机操作要求。