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我國(guó)百船清淤工程中，在遼河段清淤的有4條挖泥船和其他輔助船只。碼頭位于盤(pán)錦河閘上游右岸遼化取水泵站至上游灌溉閘中間3000m2/s流量套堤及河灘范圍內(nèi)，是遼河疏竣工程的施工基地，用于挖泥船及輔助船只的檢修、上下水、加油、人員及船舶用品運(yùn)輸。

整個(gè)工程由船用檢修平臺(tái)、臨時(shí)造船平臺(tái)、上下船斜坡道、導(dǎo)船引渠、分流堤至檢修平臺(tái)公路、船舶上排下水設(shè)備、臨時(shí)房屋、高壓線路、變壓器、油罐、輸油裝置和系船設(shè)施等組成。

在以往的水利工程中，碼頭船舶上排下水設(shè)備大多采用牽引用卷?yè)P(yáng)機(jī)與臺(tái)車(chē)的形式，但由于該工程中船舶尺寸及自身質(zhì)量較大(與遼寧省水利工程中的船舶相比),牽引用卷?yè)P(yáng)機(jī)的容量將較大，同時(shí) 拖船用臺(tái)車(chē)的質(zhì)量也將較大。采用何種既經(jīng)濟(jì)又實(shí) 用的船舶上排、下水設(shè)備是設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的一個(gè) 新課題。

1 船舶上排下水設(shè)備設(shè)計(jì)

該工程船只中最大質(zhì)量為200t,吃水深度為1.5 mg 該工程各船舶尺寸見(jiàn)表1。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了如

下幾個(gè)方案，以解決挖泥船組裝后下水和挖泥船檢修時(shí)的上排和下水問(wèn)題。

表 1 各種船舶尺寸表

船名船體尺寸(m Xm)

海貍1600(排水體積略小于350m3) 海貍1600(排水體積略小于200m3

39.1 XR.4

28.75 ×7.6

交通艇

錨艇

油艇

27.2 ×5.0

19.8 X4.8

27.2 ×6.0

1.1 臺(tái)車(chē)方案

臺(tái)車(chē)方案是在遼河河灘地上修建拖船軌道，安裝卷?yè)P(yáng)設(shè)備、制造臺(tái)車(chē)。單軌軌道長(zhǎng)度120m,斜坡段坡度1:12。拖船臺(tái)車(chē)設(shè)置2臺(tái)，用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引在軌道上運(yùn)行。具體步驟如下：先把臺(tái)車(chē)順軌道滑放

至水下，將挖泥船駛至臺(tái)車(chē)上方，啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引臺(tái)

車(chē)，逐漸使挖泥船坐落在臺(tái)車(chē)上，然后牽引至檢修平臺(tái)。由于挖泥船船體長(zhǎng)40m、寬8m、自身質(zhì)量200t, 因此，無(wú)論縱向牽引或橫向牽引挖泥船都有相當(dāng)?shù)?難度。

1.1.1 縱向牽引挖泥船

臺(tái)車(chē)順軌長(zhǎng)方向前后布置，2臺(tái)車(chē)之間用鋼絲繩連接。軌道長(zhǎng)度為12雙10m。為使挖泥船保持水平狀態(tài),2臺(tái)車(chē)中的前置臺(tái)車(chē)需盡量低矮，而后置臺(tái) 車(chē)高為3.6m 。由于挖泥船重心較高，船體與臺(tái)車(chē)之間應(yīng)用鋼絲繩系牢，以保證挖泥船在拖移過(guò)程中的穩(wěn)定性。

1.1.2 橫向牽引挖泥船

需增設(shè)12雙10m 軌道，軌道總長(zhǎng)度為2×12雙 10m。2 臺(tái)車(chē)布置在同一高度，分別在2條軌道上運(yùn) 行，并由2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引。該方法2臺(tái)車(chē)高度相等且高度相對(duì)較低，在拖移過(guò)程中船體的穩(wěn)定性較好。但土方開(kāi)挖量大，坡道寬度增加至40m, 軌道工程量為縱向牽引方式的2倍，總投資較高。

機(jī)，并設(shè)計(jì)了錨固在卷?yè)P(yáng)機(jī)室地面的定滑輪組，通過(guò) 滑輪倍率使實(shí)際牽引力達(dá)到480kN 。配置了 1 臺(tái) W-6/8 移動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，供氣囊充氣使用。氣囊拖船不需軌道，在工程中采用了混凝土坡道。上、下船斜坡道頂高程為6.2m, 底高程為0. 1m, 坡度為 1:12,寬20m, 總長(zhǎng)73. 1m。

2 船用氣囊的技術(shù) 特性

2.1 船用氣囊結(jié)構(gòu)形式及主要技術(shù)參數(shù)

(1)氣囊的結(jié)構(gòu)形式。

1)囊體骨架材料為錦綸簾子布；密度≥95

船塢是檢修船舶的常規(guī)設(shè)施，多為大型船廠使用的永久建筑，具有安全可靠、操作靈活等特點(diǎn)。但修建船塢耗資巨大、工期長(zhǎng)、配置設(shè)備投資高。在遼河清淤工程中，由于船只較少，船塢利用率較低，且投資有限額，要求工期短，所以，不宜采用船塢方案。

船舶用氣囊上排、下水是一項(xiàng)近幾年開(kāi)發(fā)研制的新工藝，具有省時(shí)、省力、機(jī)動(dòng)靈活、安全可靠、綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。船舶用氣囊的工作原理是利用氣囊充當(dāng)滾杠支承船舶，在船舶上下水時(shí)放在船下以減小牽引力并保護(hù)船底和坡面。同時(shí)利用氣囊與船舶接觸兩側(cè)的鼓起部分對(duì)船舶起一定的側(cè)向支護(hù)作用。經(jīng)調(diào)查研究和論證，在設(shè)計(jì)中大膽采用了此項(xiàng)新工藝。結(jié)合該工程實(shí)際情況采用了16只 (其中8只為備用)抗壓強(qiáng)度為0.08MPa、直徑為1.5 m、長(zhǎng)度為8 .0m 的中壓氣囊，并設(shè)置了若干鋼凳和墊木供挖泥船檢修時(shí)使用。經(jīng)計(jì)算牽引力，采用了 Jm8(牽引力為80kN) 卷?yè)P(yáng)機(jī)作為牽引挖泥船的卷?yè)P(yáng)

根/10cm 寬；錦綸簾子線斷裂強(qiáng)度≥205.8N/ 根；成型方法為整體纏繞成型。

2)囊嘴為鋁合金鑄件。

3)橡膠的物理機(jī)械性能。

抗拉強(qiáng)度 ≥18MPa

抗斷伸長(zhǎng)率 420%

簾布層間附著力 ≥7kN/m

(2)主要技術(shù)參數(shù)。船用氣囊主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn) 表 2 。

2.2 船用滾動(dòng)氣囊的數(shù)量

常用滾動(dòng)氣囊的數(shù)量按下式計(jì)算

N=K[m×g/(C×R ×L)]+N?,

式中： N—— 滾動(dòng)氣囊的數(shù)量；

K ——系數(shù)，取1.2～1.3;

m ——下水船舶自身質(zhì)量，t;

g ——重力加速度 m/s2:

C ——方形系數(shù)；

表2船用氣囊主要技術(shù)參數(shù)表

工作高度/m載荷/(kN/m)

中小型船舶移位和下水

用于大型船舶移位和下水，

及大型物件搬運(yùn)

R——每單位長(zhǎng)度氣囊允許承載力kN/m; L—— 單只氣囊囊體與船舶接觸長(zhǎng)度，m; N? —接續(xù)氣囊數(shù)量，一般取2～4只。

2.3 船舶用氣囊使用技術(shù)要求

(1)對(duì)船體的要求。船底板和所有附件上的毛刺、焊瘤均應(yīng)磨平。

(2)對(duì)坡道的要求。

1)氣囊從船臺(tái)經(jīng)過(guò)坡道滾動(dòng)的道路應(yīng)清潔，無(wú)

鐵釘?shù)燃怃J硬物。

2)坡道應(yīng)平整，左右水平度不得大于80mm ,地

面的凹穴應(yīng)填平，且地面承載能力應(yīng)相對(duì)均勻。

3)坡道可以為泥地、沙土地、沙地或水泥地，但其承壓力應(yīng)大于使用氣囊工作壓力的2倍以上。

4)坡道坡度應(yīng)根據(jù)下水船舶的大小確定，一般應(yīng)不大于1.7。坡道全長(zhǎng)范圍內(nèi)可由斜線、圓弧線等多種組合，但氣囊在最低工作高度時(shí)船底不得觸及地面。

5)坡道在水中應(yīng)保持一定的長(zhǎng)度。

(3)對(duì)絞車(chē)(卷?yè)P(yáng)機(jī))的要求。

1)一般選用低速絞車(chē)，其放纜速度為9～13

2)計(jì)算船舶下滑力和絞車(chē)牽引力，按計(jì)算結(jié)果選定絞車(chē)。

3)在絞車(chē)牽引力控制下，船舶移動(dòng)速度不得大于 6m/min, 對(duì)于自身質(zhì)量小于200t 的船舶，移動(dòng)速度可適當(dāng)增加。

4)絞車(chē)的綱絲繩應(yīng)定期更換。

(4)對(duì)空氣壓縮機(jī)的要求。

1)根據(jù)所需下水氣囊的總?cè)萘亢统錃鈺r(shí)間以及壓力要求，選擇空氣壓縮機(jī)型號(hào)。

2)空氣壓縮機(jī)儲(chǔ)氣罐應(yīng)安裝可調(diào)節(jié)的限壓閥。 3)用多個(gè)氣囊同時(shí)聯(lián)合工作時(shí)，應(yīng)有分配閥箱，

使各氣囊同時(shí)充氣。

1)滾動(dòng)氣囊在船下應(yīng)盡量單排擺放，氣囊軸向中心線應(yīng)垂直于移船方向。氣囊囊頭伸出舷側(cè)不宜過(guò)長(zhǎng)。對(duì)方形系數(shù)較小的船舶，為移船過(guò)程中有良好的穩(wěn)定性，氣囊囊頭必須伸出舷側(cè)，每側(cè)伸出長(zhǎng)度應(yīng)略大于氣囊直徑。

2)對(duì)寬體船舶，允許氣囊雙排擺放，兩排氣囊之間應(yīng)留有不小于0.5m的間距。

3)移船時(shí)，氣囊工作高度應(yīng)盡量降低，在保證

舵、艉柱和螺旋槳等突出體不著地的前提下，一般不宜超過(guò)0.3m。

(1)對(duì)停在水中最終位置的船舶，按船舶長(zhǎng)度及風(fēng)向、風(fēng)力、水流等情況，將船舶適當(dāng)固定，如從艉部的左右兩舷拋出纜繩，拉住艉部。

(2)首先添入幾只氣囊，其添入方法可選下列方

1)將未充氣的或少量充氣的氣囊，在艏部對(duì)準(zhǔn) 中心添入艏部下方。

2)在艏部一側(cè)用竹桿或預(yù)先埋好的繩索將氣囊向另一側(cè)拉到船底下。

3)利用水位的漲落，在低水位時(shí)將氣囊預(yù)埋于有利位置，待水位高時(shí)將船拉到其上，充氣后抬起船艏。

(3)當(dāng)首先添入的幾只氣囊將艏部抬起時(shí)就起動(dòng)絞車(chē)?yán)斑M(jìn)。如添入的氣囊抬不起艏部，應(yīng)更換氣囊位置或增加氣囊數(shù)量，直到抬起艏部。

(4)根據(jù)計(jì)算出的氣囊擺放間距要求，從艏部、腫后部逐只填入氣囊，直到將船舶拉到指定位置。

(5)將氣囊充氣(或用起重氣囊)抬高船舶并

(6)回收所有氣囊。

3 結(jié)論與評(píng)價(jià)

(1)氣囊方案工程量。

1)碼頭主要工程量。土方工程3.99萬(wàn) m3, 砂礫石回填1 .04萬(wàn)m3, 石方工程1622m3, 碎石灰土路面2740m2, 混凝土1284m3, 土工布3460m23,房屋200 m2, 輸電線路200m。

2)主要設(shè)備。氣囊(a500mm×8m×0.08

MPa)8 只，卷?yè)P(yáng)機(jī)(JM8)1 臺(tái)，空氣壓縮機(jī)(儲(chǔ)氣量 1m3)1 臺(tái) ：

遼河疏浚工程臨時(shí)碼頭工程總投資為274.91 萬(wàn)元。

(2)臺(tái)車(chē)方案工程量。

1)碼頭主要工程量(以臺(tái)車(chē)方案中投資較少的縱向拖船方式為例)?；炷?797m2, 其他土建、房屋、輸電線路等大體相當(dāng)，軌道及埋設(shè)件45t。

2)主要設(shè)備。拖船臺(tái)車(chē)2臺(tái)(質(zhì)量32t), 卷?yè)P(yáng)機(jī) (JM8)1 臺(tái)，

遼河疏浚工程臨時(shí)碼頭工程總投資為308

(3)兩方案比較。氣囊方案較臺(tái)車(chē)方案節(jié)省工程投資33萬(wàn)元。

3.2 施工進(jìn)度比較

(1)臺(tái)車(chē)方案。工期5個(gè)月，共需2.35萬(wàn)個(gè) 工日。

(2)氣囊方案。工期3個(gè)月，共需1.41 萬(wàn)個(gè)工日。

3.3 結(jié)論與評(píng)價(jià)

采用船用氣囊上排下水是一項(xiàng)極具發(fā)展前途的新工藝，它克服了以往中小型船廠修造船能力受制于固定式下水滑道的弊端，發(fā)展成為極具靈活性的

柔性下水技術(shù)，具有省工、省時(shí)、省力、省投資、機(jī)動(dòng) 靈活、安全可靠、綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。與臺(tái)車(chē) 方案比較，避免了安裝軌道施工難度大、工期長(zhǎng)等不利因素，且施工簡(jiǎn)便、容易轉(zhuǎn)場(chǎng)，節(jié)省了大量工程投資。

使用氣囊可搬運(yùn)重達(dá)千噸的物件，可在臨時(shí)碼頭或水利工程的永久碼頭中得到廣泛使用。

種類	直徑/m	壓強(qiáng)MPa	工作高度/m載荷/(kN/m)	壓強(qiáng)MPa	工作高度/m載荷/(kN/m)	主要用途
中壓藏	0.8	0.13	0.2 120	0.11	0.4 70
	1.0	0.10	0.2 125	0.09	0.5 70
	1.2	0.09	0.2 140	0,08	0.6 75	中小型船舶移位和下水
	1.5	0.08	0.2 165	0.06	0.7 75
	1.8	0.07	0.2 180	0.05	0.8 80
	2.0	0.07	0.2 200	0.05	0.9 85
高壓氣囊	0.8	0.26	0.2 240	0.22	0.4 140
	1.0	0.20	0.2 250	0.18	0.5 140
	1.2	0.18	0.2 280	0.16	0.6 150	用于大型船舶移位和下水，
	1.5	0.16	0.2 330	0.12	0.7 150	及大型物件搬運(yùn)
	1.8	0.14	0.2 360	0.10	0.8 160
	2.0	0.14	0.2 400	0.10	0.9 170

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青島永泰長(zhǎng)榮

船名船體尺寸(m Xm)
控	海貍1600(排水體積略小于350m3) 海貍1600(排水體積略小于200m3	39.1 XR.4 28.75 ×7.6
輔助船舶	交通艇錨艇油艇	27.2 ×5.0 19.8 X4.8 27.2 ×6.0