青島永泰長榮V形底船利用氣囊上排應用實例

jimosea

2008年初 , 在非洲某國 , 由我方技術人員和專業(yè)人員協(xié)助外方 , 成功實施了利用氣囊上排技術將兩艘 V形底船拉上海灘 , 使在沒有船臺滑道和船塢的情況下對兩艘船進行全面維修成為現實。船舶氣囊上、下排就是用一定數量的氣囊將船體托起 , 使船體離開地面一定高度后 , 在外力的牽引下隨著氣囊的滾動而移動 , 以達到船舶上排、下水的目的。該項技術始于 20世紀 70年代 , 首先在國外開始使用 , 我國于 20世紀 80年代初開始研制開發(fā) , 但主要是用于新造小型平底船的下水 , 對于 V形底船基本未涉及。這次兩艘船的氣囊上排 , 是我們多年來對 V 形底船氣囊上、下排技術進行試驗研究所取得的成果的又一成功應用 , 獲得了外方的高度贊譽 , 同時也標志著小型 V 形底船氣囊上、下排技術已趨于成熟。
這次是對該兩艘船此次上排實施過程進行簡單介紹。不涉及計算內容


2 上排準備
2. 1 技術準備
上排技術準備主要包括 :
①氣囊承載力的計算和氣囊規(guī)格數量的確定 ;
②氣囊上排船體穩(wěn)性的校核 ;
③上排牽引力的計算和牽引設備、鋼纜的確定 ;
④艉部托架的設計制作 ;
⑤其它設備、工具、材料準備 ;
⑥上排過程的技術策劃。


2. 2 實施準備
2. 2. 1 上排場地的選定及施工氣囊上排是一種因地制宜、因陋就簡的上排方法 , 不需要滑道等復雜基礎設施 , 上排場地的選擇具有很大的靈活性 , 場地修建工程簡易、工期短。此次選擇場地時 , 考慮當地海域全年風浪都很大 ,岸邊沙灘異常陡峭 , 外海均不具備上排條件 , 最終選定港內的一處垃圾場為上排場地 , 按永久場地修建。這次上排的目的是對兩艘船進行全面修理 , 上
排后的修理工程量較大。為了保證船在修理期間的安全 , 在兩船上排后的修理區(qū)各鋪設計了 1塊混凝土硬化區(qū) , 硬化層厚度 20 cm。修理區(qū)長度 30 m,其后面是一條寬 11 m的馬路 , 受場地長度的限制 ,牽引船上排的卷揚機布置在馬路的另一側 , 卷揚機用混凝土基礎固定。氣囊上排坡度一般要求在1∶10～1∶30, 而要靠船自重下排坡度應大于 1∶22。
根據馬路寬度和高程 ( 3. 8 m )、當地最大潮高(1. 79 m) , 并考慮小坡度有利于修理工作等因素 ,在一般要求范圍內確定修理區(qū)坡度為 1∶20, 該坡度與場地處高潮垠以下的沙灘坡度接近。 從最高潮垠到最低潮垠的坡度基本采用海浪自然形成的沙灘 , 避免水下基礎工程 , 上排前對沙灘局部凹坑用沙包進行了修整 , 以便于氣囊的滾動。
2. 2. 2 上排時間的確定
氣囊上排對上排的具體時間要求一般并不嚴格 , 但在一些特殊的場地條件下 , 也會有一定的時間要求。此次上排場地的有效上排區(qū)域內 , 在 0. 02m潮位有礁石突出 , 該船尾吃水 1. 22 m, 顯然船要通過礁石至少需要 1. 24 m的潮水。另外 , 從船離開碼頭進入上排區(qū)域 , 到完成船定位約需 1. 5 h,上排開始到坐墩就位約需 3. 5 h。從安全考慮 , 全部上排工作盡量不在夜間進行 , 這就形成了選定上排時間的決定條件 : 至少 1. 24 m的潮水 , 高潮位在天亮后 2 h到天黑前 4 h之間 , 上排工作從高潮位前 1. 5 h開始。查當地潮汐表確定了兩船的上排時間 : 第一條船于 2006年 2月 4日 , 上午 8∶54高潮 1. 37 m, 7∶20全體參加上排的人員進入現場開始工作 ; 第二條船于 2006年 2月 9日 , 下午 15∶14高潮 1. 29 m, 13∶00開始工作。
2. 2. 3 堵漏木楔處理
由于兩船多年失修 , 船體有幾十處銹蝕穿孔 ,使用了許多堵漏木楔 , 有的木楔伸出船外達 8 cm。考慮木楔可能刺破氣囊 , 預先在水下將木楔頭部切
除 , 保留約 1 cm, 并用布包扎頭部 , 當氣囊滾到木楔處時就能將木楔頂出 , 即使沒有頂出也不會損壞氣囊。上排時在船上備有汽油抽水機兩臺 , 以防船體大量進水。
2. 2. 4 氣囊壓力試驗
氣囊為橡膠制品 , 易老化 , 使用前必須進行壓力試驗?？紤]氣囊已放置了一段時間 , 可能已存在老化 , 未按氣囊出廠標定壓力試驗 , 只按實際需要的上排理論工作壓力的 1. 5倍試驗 , 保持壓力 5min。檢查無漏氣現象 , 能滿足上排的使用要求。
3 上排實施
3. 1 安裝托架
由于該型船為雙機雙槳 , 兩條軸系影響氣囊的承載力和滾動 , 在艉部設有軸系保護托架。上排前將托架安裝到位 , 可靠固定。
3. 2 預布氣囊
氣囊上排時 , 隨著船的前移 , 要不斷在船下布入氣囊。為了減少在船出水前的布氣囊工作量 , 此次上排前 , 在船首、船中、船尾分別預先布置了 4只氣囊 , 其中船首連續(xù)布了 2只。在船體中部預布氣囊的目的是在必要時提供支撐力 , 保證船的離地高度在 30 cm左右。船尾預布氣囊的目的是必要時調整船的縱傾不大于坡度 , 防止船尾觸地。船首氣囊布在龍骨與地面夾角處間距為 10 cm的位置 , 該位置若偏向船首充氣后氣囊會自動向船首方向滾動 , 偏向船尾則氣囊會在充氣時向側面移動 , 嚴重時會從一側沖出。
3. 3 上排前船的定位
設計定位方式時充分利用了現場的地理環(huán)境和設施 , 在船首接近擱淺位置時 , 用 4根定位纜繩控制調整船的位置 , 使船與預先標定的上排縱線一致。定位纜繩一端固定在船上兩舷前后 4個系纜柱上 , 另一端左舷兩纜固定在岸上的兩個樹樁 , 右舷前纜固定在當地漁碼頭的系纜樁 , 右舷后纜固定于拋在水中的漁用錨。
3. 4 上排時的指揮與人員分工
氣囊上排是一項協(xié)調性要求很強的群體作業(yè) ,必須統(tǒng)一指揮 , 密切配合。本次上排的人員分工如下。
指揮員 1人 : 負責整個上排作業(yè)的現場指揮 ,指揮船的移動、氣囊的布置、氣囊充氣、氣囊收回等。指揮員工作位置在船的側前方。
定位指揮員 1人、定位員 4人 : 負責在船移動過程中保持船的方向。定位指揮員工作位置在船上駕駛臺 , 定位員工作位置在船上系纜柱處 , 每纜 1人。
卷揚機操縱員 1人、排纜員 1人 : 按指揮員發(fā)布的命令控制卷揚機牽引船前進或后退 , 觀察卷揚機實際牽引力。
充氣員 4人、兩舷聯(lián)絡員 1人 : 按指揮員發(fā)布的命令對指定的氣囊充氣放氣、檢查并報告各氣囊工作壓力。
布囊組共 12人 : 按指揮員發(fā)布的命令在指定位置布入氣囊或收回指定的氣囊。
其他人員 : 安全巡檢員 1 人 , 現場警戒員 2人 , 船上備用抽水機操縱員 2人 , 拋起錨摩托船駕駛員 1人 , 拋起錨 1人 , 翻譯人員 2名。
3. 5 上排時氣囊的間距控制
上排時氣囊的間距一般要求是最小間距時氣囊互不影響滾動 , 最大間距時承重氣囊有足夠的承載力。此次上排設計氣囊理論間距為 3 m, 大于氣囊的半周長 (1. 9 m) , 氣囊互不影響滾動。3 m間距能保證船下同時有 6只氣囊承重 , 經理論計算其中任意一個氣囊損壞時仍有足夠的承載力。實際操作過程船體的抬升高度、每只氣囊的壓力均在變化 ,氣囊的間距視船體狀態(tài)作了適當調整 , 配合氣囊壓力的調整保持船的縱傾基本不變。
4 上排過程中出現的問題及解決措施
4. 1 船體橫傾的解決措施
上排過程中由于兩只承重氣囊均偏向左舷 , 致使船體出現嚴重右傾 , 此時如果退下去重新布囊 ,由于潮水的原因當天的上排計劃只能取消。外方人員本來就對氣囊上排持懷疑態(tài)度 , 現場各界人士很多 , 取消當天的計劃將使外方認為上排失敗了 , 造成不良影響。此外 , 船體堵漏木楔已被氣囊頂出 ,船體有進水的危險 , 必須一次上排成功。為此 , 緊急采取了在兩個承重氣囊前后適當位置各加入 1只氣囊 , 充氣承重后將兩只偏斜氣囊中的一只放氣 ,使其不承重 , 適當修正船體的右傾現象繼續(xù)上排。隨著船體的前移 , 船下承重氣囊增多 , 船體就自然扶正了?？紤]需要給船體提供足夠的支撐力 , 仍保留一只偏斜的氣囊。
4. 2 船體偏移的解決措施
在上排過程中 , 出現了船體偏離預定上排縱線的問題 , 這個問題一般由海浪、風、布囊時氣囊縱線與船體縱線不垂直等因素引起。修正時在船首有意布置一個縱線與船體縱線不垂直的氣囊。隨著船的前移 , 船體回到預定的上排縱線位置。注意修正時氣囊角度偏差不要太大 , 布囊時目測有偏差就行 , 過大的偏差會造成修正過度 , 當一只氣囊不能修正到位時可用下一只氣囊繼續(xù)修正。
4. 3 船首觸地的處理措施
船首觸地時有兩種處理方法 , 當船首沒有合適位置布入氣囊時 , 提高靠近船首的氣囊壓力 , 將船首抬起 ; 當船首有布入氣囊的位置時布入氣囊充氣抬高船首。新布入的氣囊和已有氣囊的間距不能小于規(guī)定的影響氣囊滾動的最小間距。
5 上排后船的支撐
根據該船上排船墩設計方案 , 共有 7個龍骨墩支撐點和 3組抱墩支撐點。由于船體換板工程量較大 , 為便于工作 , 需要船中部龍骨墩的高度不小于60 cm。為保證舵系的拆裝 , 要求舵葉下部與地面的距離不小于 80 cm。從安全考慮 , 船體抬升高度越小越安全。根據以上條件可計算出每個支撐點的高度 , 據此準備相應的龍骨墩和抱墩。船移動到預定修理位置后 , 檢查船下氣囊位置 , 在影響布墩的氣囊附近另布入氣囊 , 將影響布墩的氣囊換掉。調整氣囊壓力 , 在各龍骨墩位置布上龍骨墩。逐漸降低各氣囊壓力 , 使船體龍骨和龍骨墩剛好接觸 , 個別龍骨墩不接觸時用木楔調整龍骨墩高度。檢查調整船的橫傾。在指定位置加上抱墩。降低氣囊壓力使船體與船墩完全接觸承重。加固抱墩 , 完成上排工作。

此次利用國內氣囊上排技術在國外成功實施兩艘 V形底船氣囊上排 , 再次證明船舶氣囊上下排技術是一種可靠的簡易上下排技術 , 同時也為修船業(yè)向國外擴展探索了一條新的途徑。