青島永泰長榮
標(biāo)題: 青島永泰長榮2008年船體柔性氣囊下水施工方案書 [打印本頁]
作者: jimosea 時間: 2024-1-20 16:57
標(biāo)題: 青島永泰長榮2008年船體柔性氣囊下水施工方案書
青島永泰長榮氣囊護(hù)舷公司，2006年參與潛艇搶灘、登陸、陸地拖帶、就位作墩的全過程。
2006年在設(shè)計潛艇拖帶方案時，公司的相關(guān)人員參與方案的討論，由于是利用氣囊鋪墊拖動潛艇上水，對于長期從事氣囊為民用船舶下水的企業(yè)來講，確實是比較難的一個課題。由于潛艇底外殼是一個圓形的殼體，氣囊在工作狀態(tài)下氣囊受力不均，受力面又比較小，當(dāng)時參與潛艇拖帶的幾家氣囊公司，心里無法承受如此惡劣的條件，大部分企業(yè)退出。在此情況下，我方人員參與了方案的討論，在理論上說服了施工單位。在潛艇搶灘后，遇到的第一個問題就是潛艇上坡時，傳統(tǒng)的牽引方式滿足不了重達(dá)1300噸潛艇的牽引力，此時潛艇的大部分仍然漂浮在水中，氣囊無法起作用。為解決潛艇上岸問題，我方提出了改變牽引方式，提出采用液壓牽引的方案。經(jīng)過與受雇公司的共同努力，潛艇順利上岸。潛艇上岸后恢復(fù)使用氣囊與卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行拖帶，將重達(dá)1300噸的潛艇在地面上平移了約300米直至就位坐礅成功。
采用氣囊將潛艇拖帶上岸并平移就位，不論從工藝上、還是從技術(shù)上都是極具挑戰(zhàn)的，氣囊使用在潛艇上岸中在世界上也是第一次。在潛艇的搶灘、登陸、拖帶就位，為我公司積累了大量的施工經(jīng)驗，同時我公司的人員，大部分是在海軍服役多年，有的在部隊從事艦船研究和船體修造以及航行的水兵出身，具有豐富的實踐經(jīng)驗和理論知識。相信只要選擇了我們與貴方合作，都會收到意想不到的良好效果。
二：氣囊工作簡介
船舶用氣囊上排、下水是一項極具發(fā)展前途的新工藝，它克服了以往中小型船廠修、造船舶能力受制于固定式下水滑道的弊端，發(fā)展成為今天極具靈活性的柔性下水技術(shù)，具有省工、省時、省力、省投資、機(jī)動靈活、安全可靠、綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。
船舶下水是船舶建造過程中最為重要的工序之一。目前國內(nèi)中小型船舶生產(chǎn)企業(yè)普遍采用氣囊下水方式，這種下水方式具有經(jīng)濟(jì)便利等優(yōu)點(diǎn)，但是與傳統(tǒng)的滑道式下水、軌道式下水、塢內(nèi)下水等下水方式相比，氣囊下水方式還存在缺乏理論支撐，實際操作中不規(guī)范等問題。根據(jù)現(xiàn)有船舶建造實踐經(jīng)驗，在建造船長小于180 m的鋼質(zhì)普通船舶時，采用氣囊式下水方式基本上還是可行的。因此，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定二級Ⅰ類以下的船舶生產(chǎn)企業(yè)允許使用氣囊式下水方式，同時對采用氣囊下水的設(shè)施設(shè)備以及下水方案也提出了相應(yīng)的要求。
在以往造船企業(yè)船舶上、下水是一項技術(shù)難度較大的操作，含有一定的風(fēng)險。為了規(guī)避風(fēng)險，船廠不得不投巨資建造固定的機(jī)械化滑道，并延伸到水下。這種滑道的利用率低、占用場地的面積大，同時設(shè)備維護(hù)成本很高等不利因素，不但提高了修造船成本。而且船舶生產(chǎn)線受到限制，船舶的生產(chǎn)能力很大程度上受到限制。而采用氣囊利用氣囊的可壓變形的柔性特點(diǎn)。采用氣囊為船只下水“柔性下水”提供了方便條件。為船只下水提供了工藝簡單、即安全、又可靠的下水方式。這種工藝使得船只上排、下水的過程變得比較簡單。同時對船只成品的保護(hù)也非常有利，不但不損傷船底油漆，具有投資省、效率高、安全可靠、機(jī)動靈活等優(yōu)點(diǎn)。船體利用氣囊支持下水的柔性下水方式，是利用氣囊可根據(jù)氣囊的彈性支承原理，在下水的全過程中通過氣囊自動的工作高度調(diào)節(jié)來分擔(dān)船舶的重量，所以不會產(chǎn)生船體局部集中受力過大的情況使船體變形、受損。
當(dāng)船舶下水的過程中，在卷揚(yáng)機(jī)鋼索牽引力的作用下移動時，氣囊表面與地面以及船體表面接觸，在船體的移動過程中氣囊表面相對于兩者并不產(chǎn)生相對位移。只是整個氣囊在重力作用下產(chǎn)生“壓縮變形”。由于氣囊內(nèi)部氣體壓力在外部重力作用下產(chǎn)生變形，囊內(nèi)氣體體積受壓力的作用下變化，囊內(nèi)壓力與外部壓力相等的情況下變形停止，當(dāng)船體在牽引力的作用下移動時，氣囊同時也會產(chǎn)生滾動。由于氣囊的囊壁既柔軟又富有彈性，此時船舶移動的阻力主要取決于囊壁抗扭變的能力、使用氣囊的尺寸和數(shù)量。當(dāng)?shù)孛嫫秸孛鎻?qiáng)度能夠滿足氣囊的壓力要求時船舶移動阻力受地面的影響關(guān)系不大。在實際應(yīng)用中氣囊的運(yùn)動實際就是一只充了氣的氣輥子，船體運(yùn)動時在船體和地面之間象滾木那樣依靠囊體的變形輾過地面和船體，使得船體向前運(yùn)動。當(dāng)?shù)孛娴耐临|(zhì)可壓縮性比較大、平整度比較差、或是在氣囊運(yùn)動的通道上存在坡度，牽引力的大小將會改變，在下坡時由于氣囊運(yùn)動時摩擦系數(shù)比較小，在船體重力的作用下船體會下溜，所以在船體運(yùn)動的相反方面，要設(shè)置牽引卷揚(yáng)機(jī)防止船體下溜。
三：拖帶前的準(zhǔn)備
1：使用設(shè)備情況
卷 揚(yáng) 機(jī) 4臺 10噸
滑 輪 組 8臺 80噸
氣 囊 12條 8用4備 直徑1500毫米 長12米
理論最大承載力27.3噸/米 270噸/條
汽 車 吊 15噸
氣 泵
氣 帶
載重汽車
壓力表
2：現(xiàn)場布置
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2：卷揚(yáng)機(jī)的現(xiàn)場布置
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3：地錨的現(xiàn)場布置
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3：地錨的設(shè)置
由于目前據(jù)船體下水時間很短，處理永久性地錨時間比較緊，澆筑混凝土，強(qiáng)度滿足不了28天強(qiáng)度，所以采用臨時性地錨，采用混凝土預(yù)制塊深埋的辦法來處理?；炷令A(yù)制塊體積為1.0*1.0*2.0米預(yù)制塊，自重為5.0噸。
1：臨時卷揚(yáng)機(jī)地錨
采用預(yù)制混凝土塊，埋深2.5米，挖出來的雜土全部填在混凝土預(yù)制塊上部，要分層壓實。
2：臨時主牽引滑輪組地錨
采用預(yù)置混凝土塊，埋深3.5米，挖出來的雜土全部填在混凝土預(yù)制塊上部，要分層壓實。
兩種地錨在預(yù)制塊的中部邦扎鋼絲繩，鋼絲繩引出方式沿受力方向30度角上引。見圖（四）。
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圖（四）
4：船體牽引點(diǎn)的設(shè)置
船體牽引點(diǎn)最好設(shè)置在距船底比較近的地方，主要考慮船體受力比較好，另一方面牽引時受力角比較好，垂直向下分力比較小對牽引有力。
5：氣囊的布置
氣囊的布置根據(jù)氣囊的承載能力確定。
根據(jù)氣囊的承載能力，每條氣囊可最大承擔(dān)270噸的重量，初步選擇利用八條氣囊總最大承擔(dān)重量為2100噸，安全系數(shù)為2.7，確保萬無一失。
由于船體在行進(jìn)的過程當(dāng)中，船體前進(jìn)1.0米氣囊向前0.5米，所以預(yù)備氣囊的位置應(yīng)該安置在，受力氣囊剛剛進(jìn)入船體邊緣受力時前方13米處，按照理論計算，此時船體前行13米時，備用氣囊與第一條氣囊之間的距離恰好是6.5米。見圖（五）。
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圖（五）
四：造船支墩的撤離
1：氣囊的頂升
在造船過程中，船底支撐采用墊礅支撐，每排礅之間生產(chǎn)期間以預(yù)留安置氣囊的位置，按照設(shè)計尺寸安排好氣囊，氣囊充氣之前，首先將船體與牽引卷揚(yáng)機(jī)連接好，適當(dāng)收緊卷揚(yáng)機(jī)鋼索將船體固定，鋼索不要收的過緊，否則影響氣囊頂升。
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圖（六）
船體固定好后，給氣囊充氣，充氣壓力達(dá)到設(shè)計壓力0.13Mpa,氣囊高度升高為一米，氣囊此時的頂升能力為902.47噸，大于船體重量800噸。
2：礅的撤離
船體頂升完成后，船體升高，船底均離開了支墩，便可以開始加固外圍的支礅以保證人員進(jìn)入船底時的安全。然后適當(dāng)?shù)氖站o卷揚(yáng)機(jī)鋼索。拆除支礅時要首先拆除內(nèi)部的支礅，然后在撤掉外圍的安全保證支墩，方可進(jìn)行下一步的操作。
3：檢查船底除氣囊外是否有其他的障礙物。
五：卷揚(yáng)機(jī)啟動牽引
1：卷揚(yáng)機(jī)及滑輪組的設(shè)置見附圖（七）
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圖（七）
牽引卷揚(yáng)機(jī)為兩臺，滑輪組每臺卷揚(yáng)機(jī)為兩組每組兩片，共4根鋼索受力，理論牽引力為3*100=300kn，總牽引力約600kn。
船體牽引力理論計算值為8000*0.03-0.05=240-400kn
六：卷揚(yáng)機(jī)及滑輪組的調(diào)位
船體在第一階段牽引過程中，有造船平臺牽引至前行約50米，由于牽引夾角的問題，牽引點(diǎn)距卷揚(yáng)機(jī)約20米處即停止，更換另一牽引點(diǎn)出再次牽引前行，牽引過程中，要時刻注意船體的前進(jìn)方向要始終保持在中軸線上，不可偏離，如發(fā)現(xiàn)偏離可調(diào)整其卷揚(yáng)機(jī)的牽引力，或調(diào)整氣囊的安放角度，即與船體平行放置改為保持有一定角度排放，一次調(diào)整不應(yīng)太大否則氣囊行進(jìn)中可能出現(xiàn)排列不齊、轉(zhuǎn)角過大等、運(yùn)行阻力過大增加氣囊與船體之間摩擦力等問題，難以回調(diào)。船體第一階段牽引布置見圖（八）
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圖（八）
在第一階段中，在氣囊氣動的瞬間，卷揚(yáng)機(jī)的牽引力要克服船體的靜止?fàn)顟B(tài)，牽引力要比較大，所以操作人員要控制好卷揚(yáng)機(jī)啟動運(yùn)行時電機(jī)的檔位不要過高，在一檔位置比較合適，指揮人員盡量要求兩臺卷揚(yáng)機(jī)同時達(dá)到最大出力狀態(tài)，以保證卷揚(yáng)機(jī)在最佳的工作狀態(tài)下工作。
在接近第一階段終點(diǎn)時，由于牽引夾角逐漸增大，電機(jī)的出力也比較大操作人員要觀察和細(xì)心的聽轉(zhuǎn)速，和電機(jī)的運(yùn)行的聲音變化，如聲音變化的比較大或轉(zhuǎn)速，逐漸下降，此時要立即通知指揮員下令停止?fàn)恳?，調(diào)整牽引點(diǎn)進(jìn)入第二牽引階段。
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圖(九)
在第二階段開始之前牽引現(xiàn)場指揮員要召集全體人員到一起，總結(jié)上一階段的工作情況，并且要統(tǒng)一安排本階段的工作，和注意事項。
第二階段的牽引主要使用船體后部的牽引環(huán)，牽引過程中防溜坡卷揚(yáng)機(jī)要時刻控制住放繩的速度，不可以過快。防止船體溜坡過快時卷揚(yáng)機(jī)控制不住發(fā)生危險。
要求指揮員隨時掌握各種情況，在此階段各崗位人員要保持聯(lián)系，密切配合，即時互通情況，防止不必要的事情發(fā)生。當(dāng)牽引進(jìn)入收尾階段時，要注意與第一階段收尾時相同的情況。轉(zhuǎn)入第三階段。
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圖（十）
牽引進(jìn)入第三階段后，要引起重視的是此時坡度比較大，隨時要注意防止溜坡，牽引到位后，在更換牽引位置時，兩根牽引繩不可以同時更換，一個一個的換，以確保絕對安全。
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圖（十一）
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圖（十二）
船體進(jìn)入第五階段后牽引卷揚(yáng)機(jī)只需一臺即可，坡度較大在靜止條件下啟動，只要有一點(diǎn)力量即可移動，在這種條件下要注意后牽引卷揚(yáng)機(jī)，防止船體溜坡，在這一階段所有的氣囊要利用好這一階段調(diào)整好，準(zhǔn)備下水。再下水前氣囊均要調(diào)整與船體運(yùn)行中軸線垂直，做好下水前的一切準(zhǔn)備工作。
在此階段中氣囊的安排要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，船體在入水之后船體前端氣囊由于海水的浮力，氣囊將失去作用，導(dǎo)致船體重心后移，船尾部氣囊承受荷載加大，為保證船體和氣囊的安全，此時要人為的將氣囊加密，不至于使氣囊過載，或船體拖地，具體的加密起點(diǎn)視當(dāng)時的潮水狀況確定。在此狀態(tài)時也可以視情況在加密氣囊的同時減少氣囊內(nèi)空氣壓力，來降低船首的吃水深度，防止船首觸礁。
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圖（十三）
船體在前行至海邊時海邊坡度為2.5%入海后海水內(nèi)坡度為4.0%，潮水高度為2.50米。當(dāng)船體超出250米線時，在最高潮位時船體靠自身浮力即可浮起，氣囊失去作用。
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圖(十四)
船體入水后，在氣囊尚未全部失去作用之前，海面上應(yīng)該設(shè)置一條機(jī)動船配合，為防止船體全部浮起時成為海上自由體，在海浪的作用下左右搖擺，撞到暗礁上。入海后機(jī)動船應(yīng)該在較短的時間內(nèi)讓船體離開海岸，到深海當(dāng)中。
七：船體的防止溜坡辦法