4000t浮船塢技術改造

趙 雨，王明亮

● （中交第一航務工程局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

4000t浮船塢技術改造

趙 雨，王明亮

● （中交第一航務工程局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

為完成某港沉箱出運任務，根據預制場碼頭軌距、標高等參數對船舶進行相應改造。在船舶不上塢的情況下，這使得船舶性能和質量滿足使用要求，縮短了改造工期，節約了改造成本，圓滿完成沉箱出運任務。

船舶改造；坐底出運沉箱操作流程；坐底出運沉箱關鍵參數計算

0 引言

“浮塢102”船為某公司的一艘4000t浮船塢，該船在海南洋浦為海南項目部出運沉箱，沉箱出運完畢后，該船暫時無出運任務，期間，獲悉一航局第五工程有限公司國投欽州港項目部有2800t的沉箱16個要出運。針對這項工程，“浮塢102”船的最大舉力和塢內凈寬完全滿足該工程需要，但軌道中心距、單組軌距和坐底梁距碼頭頂軌高度不滿足要求，本文根據一航局五公司國投欽州港項目部沉箱出運工藝要求對“浮塢102”船進行了技術改造。

1 本工程對浮船塢的技術要求

最大舉力≥3000t；軌道下結構強度≥13t/m；塢內凈寬≥22m；軌道中心距8m；單組軌距0.4m；坐底基梁與軌道頂端距離4.625m；坐底基梁間距8m/18m；坐底基梁長度≥48m。

2 “浮塢102”的主要技術參數及需要改造的項目

2.1 “浮塢102”的主要尺寸為及能力

船長（含搭岸長2.6m）為66.6m、型寬為35.0m、型深為3.8m、頂甲板距基線高為18.5m、塢墻內凈寬為24.0m、最大沉深為17.0m、最大舉力為4500t。

2.2 本船和出運碼頭的不同之處

表1為浮塢102船與出運碼頭的對比。從表1可看出軌道理中心距、單組軌距等項目對比結果。

表1 本船與出運碼頭的對比

2.3 改造方案

根據本船和欽州港出運碼頭出運工藝的不同之處，在滿足強度及保證安全使用的前提下，盡量縮短工期和成本，最終確定改造以下部分。

1）原塢主甲板上臺車拆除；2）在主甲板上新安裝4條新軌道，增加軌道中心距為8m，軌道型號為重型鋼軌P50，每根長度50m；3）因浮箱型深比出運碼頭標高低，需要根據碼頭軌頂標高、坐底基梁頂面標高和“浮塢102”的結構尺寸，確定增設軌道墊梁的高度為 0.649m，長度約47m；4）在新加軌道下增設甲板縱桁4道，用來增加軌道下的結構強度；5）在新加縱桁下增設支柱2排。型號為?245×14，共100根；6）在新加縱桁處橫艙壁增設垂直扶強材 18根。型號為⊥10×450/10×100；7）新作沉箱鋼質墊墩共8個，鋼質楔子16個；8）新作臺車封車裝置2套。

新加坐底基梁。原坐底梁長度為45m，“浮塢102”總長為66.6m（含搭岸長度2.6m），“浮塢102”在此坐基梁后艉端懸臂長度為18.6m，為確保 “浮塢102”在各種工況下的安全，欽州港出運碼頭原坐底基梁需要修改。以此，基床增加一道2m寬墊梁，，墊在本船0#肋位橫艙壁結構處，上覆木板保護船底。欽州港原有墊梁為2m寬，跨度為距中3m～5m和距中8m～10m，對應船舶位置距中3.6、4.8m處已有強結構和腹板（10mm），對應船舶9.6m處只有強結構，強度滿足要求，只是需在在墊梁上加覆木板以保護船底。

完成改造后，在船舶的距中4m±200mm位置加設的結構，增加結構強度，使其承載力達到15T/m，以后如果有類似的出運沉箱工程，只需要在相應位置鋪設軌道即可。

圖1為軌道及軌道墊梁；圖2為軌道下結構圖；圖3為坐底基床平面圖。

圖1 軌道及軌道墊梁

圖2 軌道下結構圖

圖3 坐底基床平面圖

3 沉箱出運流程

本次沉箱出運工藝為坐底出運，具體操作結合欽州碼頭的水文情況、碼頭標高及本船性能確定如下：

3.1 空載坐基梁

1）當水深大于空載吃水+0.2m 時，可進行坐基梁作業。

2）利用壓載水調好船舶的吃水和浮態，使船舶基本處于正浮狀態，并使最大吃水為水深-0.2m。

3）用拖輪或自身系泊設備，緩慢靠近出運碼頭，用船上和碼頭定位裝置使船進入預定位置，自然進水使船平穩坐于基礎梁上。

4）本船坐于基礎梁之后，使所有壓載艙通海，以保證本船在潮位變化時坐底穩定。

3.2 沉箱裝船

1）本船坐穩后，用活動短軌將碼頭軌道和船上軌道對接。運載沉箱的雙軌臺車用牽引裝置將臺車牽引上船。

2）沉箱上船后最終停放位置的重心位于：縱向12#-500到12#-700，橫向縱中心線±50mm。

3）在本船起浮前，用專用工具固定臺車和沉箱，使其在船舶移位過程中不至于移動，并系好在下沉過程中用錨絞車拉緊沉箱的連接裝置，以防沉箱滑移或供漂浮時定位用。

3 漂浮、離岸、拖航

1）當基礎梁以上水深大于本船載沉箱吃水時，可排水使船平穩浮起。為確保安全，應在漲潮時操作。

2）用拖輪或系泊裝置將本船脫離碼頭，在良好天氣和海況下出運和卸載沉箱。

4 下沉沉箱

1）本船被移到卸貨海域后，本船所需下潛的深度為：

T=T1+D+h1+h2+h3，式中，T1為沉箱穩定吃水10.2m；D為型深3.8m；h1為臺車高度1.1m；h2為軌道0.152及軌道墊梁高度0.649共計0.801m；h3為富余量，取0.2m～0.4m）。

T取值16.101～16.301m。

2）沉箱產生滑移的最小吃水計算公式為：

T2=k(Wz-F/μ)/L0B0rm，F=0.66AsV2

式中，F為沉箱所受水流力，t；V為水流速度，m/s；As為沉箱水線下迎流面，m2；μ為沉箱與臺車電木的摩擦系數(μ=0.55～0.65)；Wz為沉箱質量（包括壓載水）；L0、B0為沉箱水下部分的長度和寬度，m；r為海水密度，r=1.025t/m3；k為系數，k=0.9；現場水流速度為 4.5m/s,摩擦系數取0.6；

沉箱產生滑移的最小吃水確定為T2=7.41m。

3）根據計算結果，應選擇最小水深為16.701m。

4）根據卸貨海域的水流和風浪情況，確定下沉時的船位方向，應使船頂流下船，以保證沉箱穩定漂離。

5）確定船位方向后，用拋錨艇或其他方式拋錨，先拋頂流側兩只錨，后拋另兩只錨，并用錨絞車絞緊纜繩，使船定位，拋出的錨索最小長度根據現場地質、水深、水流及風浪情況確定，并控制下錨速度。

6）船舶定好位后，打開沉箱與船體的系固裝置，工作人員就位，做好下沉準備。

7）操作壓載系統，使船平穩下沉，下沉過程中密切關注四角吃水、水深和各壓載艙的液位，根據浮態，隨時調整各壓載艙進水速度，使船平穩下沉。

8）根據沉箱的穩性要求，確定向沉箱注水的時機和水深，向沉箱注水時，船舶停止注水，沉箱注水完成后，再根據船舶浮態向各壓載艙注水。

9）達到沉箱計算滑移最小吃水T2狀態時，要及時將沉箱纜索拉緊，避免因沉箱移動而碰撞塢墻。

10）達到預定沉深后，使本船處于穩定正浮狀態，然后用拖輪和系泊絞車將沉箱平穩脫離本船。

11）沉箱離開本船后，排水使船上浮至拖航吃水狀態。

5 結語

經本次改造，共為欽州港安全、高效出運了2800t沉箱16個，該船坐底出運沉箱的工藝十分成熟，能根據實際施工現場情況和已有船舶的性能參數，對船舶進行靈活改造，達到國內沉箱出運先進水平?！案]102”船和配套拖輪“交工55”船組共創造了557萬元的產值，這也讓公司在北部灣水工市場建立了良好口碑，可為以后的對外經營工作打下基礎。

[1] JTS 167-2-2009. 重力式碼頭設計與施工規范[S].

[2] GB/T3811-2008. 起重機設計規范[S].

[3] 劉向東.起重機設計規范[M]. 北京:人民交通出版社, 2007.

400 t Floating Dock Transformation

ZHAO Yu, WANG Ming-liang
(No.2 Engineering Co., Led., CCCC First Harbor Engineering Co., Ltd., Qinao 266071, China)

In order to complete a port sit shipped caisson task, according to the precast yard pier gauge, elevation and other parameters, the ship is transformed. In the case of floating dock not on the dock, under the above measures, the floating dock can meet the performance and quality requirements, shorten the transformation period, save the cost of renovation, then , the task of caisson ship is successfully completed.

ship transformation; sit shipped caisson operating procedures; sit shipped caisson key parameter calculation

U675.2

A

趙雨（1980-），男，中級工程師，主要從事港口工程施工船舶管理工作。