氣囊拖船新工藝在遼河清淤碼頭工程中的應(yīng)用

永泰長(zhǎng)榮

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)
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

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。

1.2  船塢方案

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。

1.3  氣囊方案

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%

硬度               50±5   HA

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)；