履带吊吊装船体分段技术分析

2022-10-15杨风艳田旺生刘广辉

中国修船 2022年5期

杨风艳，田旺生，郭宁，刘广辉

(海洋石油工程(青岛)有限公司，山东青岛 266520)

半潜式生产储油平台下部船体一般是在船坞内进行建造合龙，然后湿拖出坞。船坞上一般都配有龙门吊，船体建造通过船坞上面的龙门吊吊装进行合龙。在船坞没有档期的情况下，要考虑半潜式生产储油平台下部船体是否可以在滑道上进行建造。青岛场地共有5条滑道，1#～5#滑道承载力分别为4 000 t、12 000 t、8 000 t，30 000 t、50 000 t，1#～4#滑道承载力低于陵水17-2半潜式生产储油平台(以下简称该平台)项目的要求，最后选择在5#滑道进行建造。5#滑道没有设置龙门吊，无法使用龙门吊吊排进行多吊点吊装船体分段。如果采用常规的履带吊吊装方式进行船体分段吊装合龙，单吊机最多连接4个吊点，而船体分段以板壳结构为主，没有支撑大梁，吊装时不能承受过大的集中力和弯矩，此时船体结构本身强度不够，从而需要大量临时加强[1]。

针对此问题，本文提出一种履带吊配合吊排对船体分段进行吊装的合龙工艺，可以实现1台履带吊最多连接16个船体吊耳。根据该平台不同分段的特点，设计可调节式吊排，合理配置多个吊点，以此来分解船体分段受力[2]。最后以该平台一个船体分段为例，从吊点布置、吊排配置到吊机选型进行了详细分析，最后通过现场实施进行了技术验证，为以后类似船体分段的吊装合龙提供了参考。

1 吊排设计

根据该平台船体分段的吨位和吊点布置位置，以及1 600 t履带吊钩头形式，设计一种800 t吊排系统，800 t吊排系统示意图见图1。该吊排系统额定载荷800 t，自身质量45 t，包含可调撑杆、吊排、转接件。可调撑杆额定载荷800 t，其长度可以调节。可调撑杆两端下部各连接一个400 t的吊排，每个吊排包含2个小平衡梁。吊排与可调撑杆间可以增加转接件，用于调整吊排角度，使之与可调撑杆垂直，吊排与可调撑杆呈“工”字形的状态。另外，该吊排系统中的吊排可以拆除，单个吊排可直接与履带吊钩头匹配连接使用，用于吊装尺寸较小的船体分段。

图1 800 t吊排系统示意图

2 吊耳设计

根据船体分段的结构形式，将吊耳分为A型、B型、C型、D型4种形式。A型吊耳适合垂直焊接于船体分段舱壁上，两侧有肘板加强，要求舱壁下方有与吊耳主板在同一平面的加筋肋板存在，A型吊耳示意图见图2。B型吊耳为贴舱壁焊接，吊耳主板平行于舱壁焊接，适用于分段无顶盖或者顶盖强度不够的情况。该吊耳无侧向肘板固定，不可承受侧向力，B型吊耳示意图见图3。C型吊耳主要用于分段翻身，通常设置在分段合龙口位置，垂直焊接于舱壁上，舱壁下方有与吊耳主板在同一平面的加筋肋板存在，C型吊耳示意图见图4。D型吊耳主要用于组立或者吨位较小的分段吊装，通常设置在T型材面板位置，D型吊耳示意图见图5。

图2 A型吊耳示意图

图3 B型吊耳示意图

图4 C型吊耳示意图

图5 D型吊耳示意图

3 吊耳布置

根据吊排系统的3种装配形式，吊耳的布设可以分为3种形式，吊耳布设示意图见图6。

1)一字形吊耳布设，即一个吊排系统下方的所有吊耳成一条直线的布设方法。此时，吊排系统中的2个400 t吊排与可调撑杆在同一平面内。此方法适用于外形较为方正，尺寸较大，且结构完整性较高的船体分段。

2)单吊排吊耳布设，即将吊排系统中的400 t吊排拆下，单个吊排与履带吊钩头直接连接使用。此方法适用于外形尺寸较小，吨位较小的船体分段。

3)二字形吊耳布设，即一个吊排系统下方的两组吊耳呈“二”字形排列，此时吊排系统中的2个400 t吊排与可调撑杆垂直成工字形的状态。此方法适用于外形整体尺寸较大，在长度方向结构不够完整的船体分段。

图6 吊耳布设示意图

4 实例分析

现以该平台船体C23分段为例，对履带吊配吊排吊装船体分段进行验证[3]。C23分段长21 m，宽21 m，高9.4 m，总质量838 t。吊耳采用B型吊耳，布置于分段两侧的舱壁上。吊排系统设置采用一字形吊耳布设。此时，吊排系统中的2个400 t吊排与可调撑杆在同一平面内。

依据DNVGL-ST-N001《Marine operations and marine warranty》选取计算系数，对吊装工况的分段强度进行分析，计算结果显示整体最大应力为61.7 MPa，小于材料许用应力(355 MPa)的0.7倍，因此强度满足要求。最终，按此方案设计，现场成功完成分段吊装合龙。C23分段吊装工况应力示意图见图7。