4000t浮船坞技术改造

赵 雨，王明亮

● （中交第一航务工程局第二工程有限公司，山东 青岛 266071）

4000t浮船坞技术改造

赵 雨，王明亮

● （中交第一航务工程局第二工程有限公司，山东 青岛 266071）

为完成某港沉箱出运任务，根据预制场码头轨距、标高等参数对船舶进行相应改造。在船舶不上坞的情况下，这使得船舶性能和质量满足使用要求，缩短了改造工期，节约了改造成本，圆满完成沉箱出运任务。

船舶改造；坐底出运沉箱操作流程；坐底出运沉箱关键参数计算

0 引言

“浮坞102”船为某公司的一艘4000t浮船坞，该船在海南洋浦为海南项目部出运沉箱，沉箱出运完毕后，该船暂时无出运任务，期间，获悉一航局第五工程有限公司国投钦州港项目部有2800t的沉箱16个要出运。针对这项工程，“浮坞102”船的最大举力和坞内净宽完全满足该工程需要，但轨道中心距、单组轨距和坐底梁距码头顶轨高度不满足要求，本文根据一航局五公司国投钦州港项目部沉箱出运工艺要求对“浮坞102”船进行了技术改造。

1 本工程对浮船坞的技术要求

最大举力≥3000t；轨道下结构强度≥13t/m；坞内净宽≥22m；轨道中心距8m；单组轨距0.4m；坐底基梁与轨道顶端距离4.625m；坐底基梁间距8m/18m；坐底基梁长度≥48m。

2 “浮坞102”的主要技术参数及需要改造的项目

2.1 “浮坞102”的主要尺寸为及能力

船长（含搭岸长2.6m）为66.6m、型宽为35.0m、型深为3.8m、顶甲板距基线高为18.5m、坞墙内净宽为24.0m、最大沉深为17.0m、最大举力为4500t。

2.2 本船和出运码头的不同之处

表1为浮坞102船与出运码头的对比。从表1可看出轨道理中心距、单组轨距等项目对比结果。

表1 本船与出运码头的对比

2.3 改造方案

根据本船和钦州港出运码头出运工艺的不同之处，在满足强度及保证安全使用的前提下，尽量缩短工期和成本，最终确定改造以下部分。

1）原坞主甲板上台车拆除；2）在主甲板上新安装4条新轨道，增加轨道中心距为8m，轨道型号为重型钢轨P50，每根长度50m；3）因浮箱型深比出运码头标高低，需要根据码头轨顶标高、坐底基梁顶面标高和“浮坞102”的结构尺寸，确定增设轨道垫梁的高度为 0.649m，长度约47m；4）在新加轨道下增设甲板纵桁4道，用来增加轨道下的结构强度；5）在新加纵桁下增设支柱2排。型号为ø245×14，共100根；6）在新加纵桁处横舱壁增设垂直扶强材 18根。型号为⊥10×450/10×100；7）新作沉箱钢质垫墩共8个，钢质楔子16个；8）新作台车封车装置2套。

新加坐底基梁。原坐底梁长度为45m，“浮坞102”总长为66.6m（含搭岸长度2.6m），“浮坞102”在此坐基梁后艉端悬臂长度为18.6m，为确保 “浮坞102”在各种工况下的安全，钦州港出运码头原坐底基梁需要修改。以此，基床增加一道2m宽垫梁，，垫在本船0#肋位横舱壁结构处，上覆木板保护船底。钦州港原有垫梁为2m宽，跨度为距中3m～5m和距中8m～10m，对应船舶位置距中3.6、4.8m处已有强结构和腹板（10mm），对应船舶9.6m处只有强结构，强度满足要求，只是需在在垫梁上加覆木板以保护船底。

完成改造后，在船舶的距中4m±200mm位置加设的结构，增加结构强度，使其承载力达到15T/m，以后如果有类似的出运沉箱工程，只需要在相应位置铺设轨道即可。

图1为轨道及轨道垫梁；图2为轨道下结构图；图3为坐底基床平面图。

图1 轨道及轨道垫梁

图2 轨道下结构图

图3 坐底基床平面图

3 沉箱出运流程

本次沉箱出运工艺为坐底出运，具体操作结合钦州码头的水文情况、码头标高及本船性能确定如下：

3.1 空载坐基梁

1）当水深大于空载吃水+0.2m 时，可进行坐基梁作业。

2）利用压载水调好船舶的吃水和浮态，使船舶基本处于正浮状态，并使最大吃水为水深-0.2m。

3）用拖轮或自身系泊设备，缓慢靠近出运码头，用船上和码头定位装置使船进入预定位置，自然进水使船平稳坐于基础梁上。

4）本船坐于基础梁之后，使所有压载舱通海，以保证本船在潮位变化时坐底稳定。

3.2 沉箱装船

1）本船坐稳后，用活动短轨将码头轨道和船上轨道对接。运载沉箱的双轨台车用牵引装置将台车牵引上船。

2）沉箱上船后最终停放位置的重心位于：纵向12#-500到12#-700，横向纵中心线±50mm。

3）在本船起浮前，用专用工具固定台车和沉箱，使其在船舶移位过程中不至于移动，并系好在下沉过程中用锚绞车拉紧沉箱的连接装置，以防沉箱滑移或供漂浮时定位用。

3 漂浮、离岸、拖航

1）当基础梁以上水深大于本船载沉箱吃水时，可排水使船平稳浮起。为确保安全，应在涨潮时操作。

2）用拖轮或系泊装置将本船脱离码头，在良好天气和海况下出运和卸载沉箱。

4 下沉沉箱

1）本船被移到卸货海域后，本船所需下潜的深度为：

T=T1+D+h1+h2+h3，式中，T1为沉箱稳定吃水10.2m；D为型深3.8m；h1为台车高度1.1m；h2为轨道0.152及轨道垫梁高度0.649共计0.801m；h3为富余量，取0.2m～0.4m）。

T取值16.101～16.301m。

2）沉箱产生滑移的最小吃水计算公式为：

T2=k(Wz-F/μ)/L0B0rm，F=0.66AsV²

式中，F为沉箱所受水流力，t；V为水流速度，m/s；As为沉箱水线下迎流面，m2；μ为沉箱与台车电木的摩擦系数(μ=0.55～0.65)；Wz为沉箱质量（包括压载水）；L0、B0为沉箱水下部分的长度和宽度，m；r为海水密度，r=1.025t/m3；k为系数，k=0.9；现场水流速度为 4.5m/s,摩擦系数取0.6；

沉箱产生滑移的最小吃水确定为T2=7.41m。

3）根据计算结果，应选择最小水深为16.701m。

4）根据卸货海域的水流和风浪情况，确定下沉时的船位方向，应使船顶流下船，以保证沉箱稳定漂离。

5）确定船位方向后，用抛锚艇或其他方式抛锚，先抛顶流侧两只锚，后抛另两只锚，并用锚绞车绞紧缆绳，使船定位，抛出的锚索最小长度根据现场地质、水深、水流及风浪情况确定，并控制下锚速度。

6）船舶定好位后，打开沉箱与船体的系固装置，工作人员就位，做好下沉准备。

7）操作压载系统，使船平稳下沉，下沉过程中密切关注四角吃水、水深和各压载舱的液位，根据浮态，随时调整各压载舱进水速度，使船平稳下沉。

8）根据沉箱的稳性要求，确定向沉箱注水的时机和水深，向沉箱注水时，船舶停止注水，沉箱注水完成后，再根据船舶浮态向各压载舱注水。

9）达到沉箱计算滑移最小吃水T2状态时，要及时将沉箱缆索拉紧，避免因沉箱移动而碰撞坞墙。

10）达到预定沉深后，使本船处于稳定正浮状态，然后用拖轮和系泊绞车将沉箱平稳脱离本船。

11）沉箱离开本船后，排水使船上浮至拖航吃水状态。

5 结语

经本次改造，共为钦州港安全、高效出运了2800t沉箱16个，该船坐底出运沉箱的工艺十分成熟，能根据实际施工现场情况和已有船舶的性能参数，对船舶进行灵活改造，达到国内沉箱出运先进水平。“浮坞102”船和配套拖轮“交工55”船组共创造了557万元的产值，这也让公司在北部湾水工市场建立了良好口碑，可为以后的对外经营工作打下基础。

[1] JTS 167-2-2009. 重力式码头设计与施工规范[S].

[2] GB/T3811-2008. 起重机设计规范[S].

[3] 刘向东.起重机设计规范[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

赵雨（1980-），男，中级工程师，主要从事港口工程施工船舶管理工作。