一、方案設(shè)計依據(jù):
1、中華人民共和國船舶行業(yè)標準CB/T3837-2011《船舶氣囊上排、下水工藝要求》。
2、船廠提供的相關(guān)船型資料及技術(shù)數(shù)據(jù)。
3、相關(guān)行業(yè)標準及技術(shù)標準。
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二、技術(shù)方案
(一)主要參數(shù)
1、船型參數(shù)
型長:93米,垂線間長:86米,型寬13.8米,型深::6.5米,設(shè)計平均吃水3.11米,艏吃水:2.89米,艉吃水:3.3米,一號船下水時船舶重量為1973t(該方案按照空船重量2200t計算)。
2、船臺技術(shù)參數(shù)
斜船臺坡比1:20,末端標高-1米
3、建造高度
建造高度不大于600mm(龍骨高度)。
4、CB/T3837-2011《船舶氣囊上排、下水工藝要求》中按船體重量和長度,此船應(yīng)屬于Ⅲ類船舶。
(二)建造要求
1、建造高度不能超過0.60米.
2、建造墩的位置應(yīng)橫平豎直,間距不小于3米,便于布設(shè)氣囊。
(三)船體頂升及拖移過程中氣囊基本數(shù)據(jù):
1、施工中擬采用30條直徑1.80米,長度15米高壓氣囊,其中20條頂升及滾動作業(yè),10條氣囊備用倒接,氣囊的額定工作壓力為0.11MPa,安全倍數(shù)為4.5倍。因此船底線形比較復(fù)雜,每條氣囊的受力面積和承載力都不相同。每條氣囊承載力見氣囊頂升圖。
編號 | 接觸面積 | 工作壓力 | 頂升力 | 編號 | 接觸面積 | 工作壓力 | 頂升力 |
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| 接觸面積總計:217.31m2,在工作壓力0.11 MPa時頂升力總合:2390.2T。大于船體重量1973T。其中:1、2、18、19、20號氣囊在500水線,頂升高度為1100mm |
氣囊的壓力最大值為0.11MPa,小于設(shè)計院提供的每平方米 每條氣囊與船底接觸面的寬度為1.88米,本船肋位間距為0.6米,橫跨三個肋位,且氣囊與船底接觸面積總合為220平方米,建造墩與船底的接觸面積為----平方米,對船底壓強要小的多。
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2、頂升:
(1)氣囊數(shù)量
參照CB/T3837-2011《船舶氣囊上排、下水工藝要求》氣囊數(shù)量計算如下:
N=K1·Qg/Cb·R·Ld
式中;
N----氣囊數(shù)量,單位:條
K1----系數(shù),K1≥1.2
Q-----船體重量,數(shù)值:2200T
g------重力加速度,數(shù)值:9.8米/秒2
Cb-------方型系數(shù),0.5
R------每米氣囊承載力數(shù)值,數(shù)值:198.3KN/m(KN/m)
Ld------船舶舯剖面處氣囊與船舶接觸長度,數(shù)值:13.8米
接續(xù)氣囊數(shù)量:2-4條
N=K1·Qg/Cb·R·Ld= (2200×9.8)÷(0.5×198.3×13.8) ×1.2
=15.7×1.2=19條
其中式中說明:
R:頂升氣囊總長度為120.5米,氣壓0.11MPa時頂升重量2390T,每米氣囊承載力為:198.3KN/m
在實際操作過程中采用30條高壓氣囊,20條頂升10條備用倒接。氣囊數(shù)量大于工藝要求數(shù)量。
(2)氣囊之間的中心距用下公式校核:
L/(N-1)≥ΠD/2+0.3
式中:
L-------船底能擺放氣囊長度,單位;67米
N------滾動氣囊數(shù)量,單位:20只
K-------系數(shù),系數(shù)=1
D-------氣囊直徑,單位:1.8米
計算結(jié)果:3.5﹥3.1 符合CB/T3837-2011《船舶氣囊上排、下水工藝要求》.
(3)接續(xù)氣囊間距:
接續(xù)氣囊間距為兩倍的工作氣囊間距:6米。
3、牽引力計算:
在下水時承受的最大拉力計算:
F=Q.g.sinα-μ.Q.g.COSα+Q.V/T
F 拉力最大數(shù)值,單位;KN
Q 船體重量,單位:2200T
g 重力加速度 9.8
α 斜船臺上船舶的傾斜角度,3度
μ 氣囊滾動摩擦系數(shù) 0.01
V 移船速度數(shù)值,單位:0.03米/秒
T 絞車制動響應(yīng)數(shù)值,單位:2秒
F=Q.g.sinα-μ.Q.g.COSα+Q.V/T
=900KN
在下水時采用400KN卷揚機用四道繩做后牽,牽引力為1600KN,安全倍數(shù):1600KN÷900KN=1.8倍(標準為1.25倍)
結(jié)論:后牽力能滿足下水需要。
(四)準備工作
1:船體牽引點設(shè)置
下水前需在船艏部強結(jié)構(gòu)上設(shè)一組后牽點,承載負荷大于125T,高度應(yīng)在水線以上。(設(shè)在#27,距基4000平臺,具體位置可以根據(jù)結(jié)構(gòu)特點調(diào)整)
2:主錨點和卷揚機錨點的設(shè)置
船臺主后牽錨點強度大于125t,位置設(shè)在艏部前方≥15米左右位置。
(五)撤墩
1、參照鋪墩圖及氣囊布置圖鋪設(shè)氣囊,順序從船舯向首尾,保證每條氣囊與船體縱剖線垂直確保船體的運行方向。
2、將后牽收緊,達到拉力最大值,檢查牽引的各聯(lián)接點的受力情況,以防止船體在頂升時后溜。
3、從船艉開始對氣囊進行充氣,氣壓達到計算壓力,將船體完全頂起后,先將鐵墩上的木牙子撤掉,防止船體二次坐墩。然后將鐵墩從船體兩側(cè)撤出。
4、撤墩完畢,重新檢查并清潔地面,保證地面無傷害氣囊的尖銳物體。
(六)浮態(tài)計算
1、船體下水描述
船體移動分三個階段:
(1)先將船體移至坡道指定位置待潮(停止點由下水時潮高確定)。
(2)最高潮位時開啟塢門。
(3)最高潮位時打開脫鉤器解除后牽,利用重力下滑完成下水。
2、 浮態(tài)計算
滑道末端標高: -1米,超高:2米
空載艉吃水3.3米、艏吃水2.89米
(1)停止點在距塢門口5米處待潮,達到2.0米潮位時,艉部水深2.8米,打開后牽,船體向前移動15米,艉吃水3.5米時浮力距等于重力距開始艉浮,滑程75米時艉吃水3.3米,艏吃水2.89米時,浮力距大于重力距船體全浮。在尾浮時首部氣囊受力會大于靜態(tài)時受力,但氣囊與船體為柔性接觸,氣囊隨著受力加大工作高度降低,與船體的接觸面積增加,對船體的頂升力加大,氣囊具有4倍的安全儲備,此狀態(tài)下對氣囊和船體都是安全的。
(2)通過計算,潮高大于2.0米就能滿足其下水需要。
(七)測深儀、記程儀的防護
此船底有測深儀與記程儀突出船底30mm,在氣囊頂升與滾動作業(yè)時防止對突出部分因受外力而造成損壞,應(yīng)對此采用相應(yīng)保護,保護措施:需加防護措施
(八)下水前的準備
1:準備設(shè)備情況
氣 囊 30條, 直徑1.8米,長15米
氣 帶 200米
壓 力 表 20臺
對 講 機 12部
氣 源氣泵 (船廠提供)
卷 揚 機 2T一臺
脫 鉤 器 200T一臺
2:開始移動之前應(yīng)注意下面幾點:
1:檢查船底及通道上是否有其他的障礙物,和堅硬石子等物品。
2:檢查所有指揮人員,卷揚機操作人員是否全部到位。
3:卷揚機電氣及機械部分運轉(zhuǎn)是否正常,氣囊壓力是否正常。
4:保證空壓機正常運轉(zhuǎn),氣帶保持良好的狀態(tài)。
5:無關(guān)人員全部撤離10米以外區(qū)域,同時檢查船底及周圍是否有滯留人員。
3:船體溜放
上述應(yīng)檢查的項目全部檢查完后指揮員方可下達牽引口令。
1:卷揚機手要聽從指揮員的統(tǒng)一指揮。
2:按規(guī)定擺好接續(xù)氣囊。
3:船體牽引速度控制在2.0m/min之內(nèi)。
4:牽引過程中,工作人員隨時檢查氣囊壓力的變化。
(八)下水操作
1:頂升撤墩:按照理論計算數(shù)量布置好氣囊,后牽卷揚機收緊繩索,并達到計算牽引力(防止在坡道上下滑)。氣囊充氣頂升,全部氣囊充氣壓力達到設(shè)計壓力,
2:調(diào)整氣囊壓力,達到行走狀態(tài)下的氣囊設(shè)計壓力,使船體達到設(shè)計工作高度500mm
3:檢查船底是否有較鋒利的石塊、金屬等物品,是否殘留造船過程中的金屬墩、木墊塊、焊條頭等物品。
4:布置好接續(xù)氣囊。
5:下移行走過程中注意首部吐出氣囊的放氣、尾部吃進氣囊的充氣工作。
上述工作準備好后,可以進行下水操作。
(九) 安全問題
1、操作安全及人身安全防范
主要注意以下幾點:
(1)做好人員安全教育,提高全體人員的安全意識。
(2)在場的全體人員必須佩帶安全帽,勞保鞋,無關(guān)人員嚴禁進入操作區(qū)。
2、對設(shè)備的安全檢查:
(1)氣囊在使用之前,要逐一進行嚴格檢查,對氣囊的表面檢查是否有傷痕,是否有氧化,充氣頭密封情況、是否有漏氣等現(xiàn)象。
(2)對充氣系統(tǒng)的壓力監(jiān)視儀表,包括空壓機的壓力表,要逐一進行試驗,指示要準確。充氣閥門密封要好,不應(yīng)有漏氣現(xiàn)象。
(3)充氣管以及與氣囊連接的氣帶,連接要緊密鎖緊,防止充氣中氣帶脫落。
3、機電設(shè)備的安全問題
(1)所有設(shè)備必須全部做接地保護。
(2)手持設(shè)備必須采用一機、一閘、一漏電保護的配電設(shè)備。
(3)電動設(shè)備控制電源箱要安放在設(shè)備附近,便于操作的位置。
(4)設(shè)備開關(guān)保護整定電流要符合設(shè)備要求。
(十)自然條件要求:
1:風(fēng)力
下水前應(yīng)提前關(guān)注當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報,下水當(dāng)天海面風(fēng)力不應(yīng)大于蒲氏5級。海面能見度應(yīng)大于500m
2:潮高
下水時潮高不宜小于2米。
(十一)操作流程
清掃船臺與船底------焊接牽引眼板------固定后牽引-----布置氣囊----充氣撤墩----再次清掃船底-----溜放到坡道末端保壓----高潮位時開啟塢門-------最高潮位時解除后牽------重力下滑至全浮------回收氣囊---------完成下水作業(yè)。
三、雙方提供設(shè)備及工作介面:
1、工作介面:
2、設(shè)備提供分工
(1)甲方提供:(船廠)
品 名 | 規(guī) 格 | 單 位 | 數(shù) 量 | 備 注 |
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(2)乙方準備:(氣囊公司)
品 名 | 規(guī) 格 | 單 位 | 數(shù) 量 | 備 注 |
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四、風(fēng)險分析、應(yīng)急預(yù)案
1、保證后牽拉力
根據(jù)拉力計算正確選配鋼絲繩扣、卸扣、滑輪組,牽引眼板焊接完畢后做探傷檢查。在頂升前先做靜態(tài)負荷拉力試驗,檢查各聯(lián)接點的受力情況,確保船體在頂升后安全可靠。
2、在頂升后如有個別氣囊漏氣對船體穩(wěn)性的影響
氣囊進廠時對入廠氣囊按照CB/T3795標準逐一檢查,合格后方可使用,船體頂升后指派專人時刻檢查氣囊的壓力變化,如有掉壓現(xiàn)象及時補壓。即便出現(xiàn)有一、二條氣囊同時爆裂,氣囊不是一個整體連通,都是單體結(jié)構(gòu),并不影響其它氣囊的正常工作,頂升高度雖有降低但對船體整體重穩(wěn)性不會產(chǎn)生影響。
3、下水速度過快
為防止船體脫離牽引后下水速度過快拖輪不易掌控,下水時根據(jù)潮高和艉浮吃水確定脫鉤時機,在艉浮前打開脫鉤,此時艉部水深有3.0米水深,水阻較大下水速度不會過快,下水后滑行距離應(yīng)在2倍船長為宜。
4、下滑力小,船體溜放不出塢門口
在滿潮時雖然艉部有2.8米吃水,但船體仍有40米還沒入水,下滑力應(yīng)在500KN左右,要遠大于水的阻力,此時打開脫鉤后船體會緩慢但又堅定的沖出塢門口。為確保萬一,也可在脫鉤前將拖輪掛長纜在船體艉纜樁在前方待命,一旦出現(xiàn)下滑力不足的情況,由拖輪助拖出塢。
5、下水過程中刮蹭塢墻
下水過程中刮蹭塢墻的現(xiàn)象有兩種可能性,一是運行氣囊的角度不正,二是船體在塢內(nèi)接近全浮擺脫了氣囊頂升。采取的措施如下;
(1)在布置氣囊時將氣囊擺放的與船體縱剖線垂直,在移動船體時隨時觀察運行方向,判斷氣囊角度是否平行,如發(fā)現(xiàn)運行軌跡偏移時及時逐條測量調(diào)整。
(2)把握好脫鉤時機,一定控制在艉浮前打開脫鉤,經(jīng)計算,船艉溜放出塢門15米時開始艉浮,但是船體大部分仍然坐在氣囊上面,其運行軌跡在氣囊的作用下不會發(fā)生改變,直至船艏溜出塢門時船體全浮,此時船艏剛好脫離氣囊的支撐。全浮點在塢門外,在塢內(nèi)不會全浮所以可以說在塢內(nèi)不存在橫移的可能。
(3)在距船體較近的塢墻上掛一定數(shù)量的靠球,做必要防護。