一种大型海工栈桥的码头试验方法

刘朋

(南通中远海运船务工程有限公司，江苏 南通 226006)

大型可伸缩式海工栈桥是半潜式支持平台与生产平台之间人员输送最为安全有效的手段之一，其特点是人流量大、安全性高。随着应用的越来越广泛，各大船级社也陆续针对海工栈桥的认证出台了各自的标准。码头调试和试验工作是平台投入运营以前，全面排除隐患、确保安全可靠的投入使用的必要手段，安装在平台上的栈桥通过平台提供的电源实现栈桥的动作并验证其操作稳定性，将信号反馈至平台的IAS及DP系统来实现与平台的有效融合，通过载重试验来验证结构强度。

本次的栈桥试验对象是一款伸缩长度(38.5±7.5)m、变幅角度-16.5°～25°、回转角度在±180°，可适应挪威北海海况的可伸缩式大型被动补偿海工栈桥，栈桥设计和建造是依据 DNVGL-ST-0358 TYPE 1证书(即每次通行前，栈桥的另一端需搭接到目标平台，通行的时间和人流量不受限制)。

1 试验准备

试验前应该由船厂和设备服务工程师共同组成工作组提前进行策划，至少应该有总指挥、司机、工程主管、安全主管，以及质量主管等，试验应该在船东和船级社的见证下进行。

试验前应准备好秒表、万用表、对讲机、码头吊机、特制工装件(如需)，以及配重块(或沙袋)。

2 安装检查

调试前应该对安装情况进行仔细检查，内容主要包括机械安装、管路安装和电缆安装。

对出厂报告进行核对，避免遗留意见影响实船试验。

3 调试

安装检查结束之后，由栈桥厂家的调试工程师对系统的各项指标性能进行校验和调试，以确保试验可用正常进行；主要分为电控系统和液压系统。

船厂工程师检查和调试，确保栈桥的信号和警报有效接入平台的IAS系统及DP系统。

4 功能试验(搭接前)

根据大型海工栈桥的作业特点，在人员通行前，栈桥驾驶员需要操作栈桥使其动作并最终安全搭接到目标平台。

因此，码头试验中，也应完成每一步动作，以便验证栈桥的操作灵活性和稳定性，这些动作主要包括栈桥的伸缩、仰俯、旋转等动作，以及应急停止功能[1-2]。

4.1 伸缩动作

应分别在栈桥仰、俯到最大角度，以及水平3种状态下分别将过桥伸出、缩回直至限位开关反应、动作停止，分别记录栈桥上的标尺长度、时间，记录司机室内显示屏上的长度和速度，并查看平台中控室的显示屏是否有效显示此状态。见图1。

图1 栈桥的长度标尺和控制面板上的伸缩状态

4.2 变幅动作

在变幅动作试验之前，应该通过激光找平仪找到所在海工平台的水平基准面，然后根据此基准水平面调整栈桥0°位置一致。

分别在栈桥完全缩回、伸出的状态下，抬起、下降栈桥直至限位开关反应、动作停止，此时角度为设定的可操作的最大角度，记录该角度，并查看平台中控室的显示屏是否有效显示，见图2。

图2 变幅动作示意和控制面板上的状态

4.3 回转动作

分别在最大仰角、水平、最大俯角的状态下、完全缩回、完全伸出时，分别向左、向右旋转到最大角度(此角度是根据平台的布置设置的限位角度，避免碰撞平台结构或设备)。旋转过程中应通过肉眼观测，在接近平台结构物或设备时放慢旋转速度，直至限位开关有效反应。分别记录最大角度及最大转速度。并查看平台中控室的显示屏是否有效显示。见图3。

图3 栈桥回转角度示意图和控制面板上的状态

4.4 应急停止

应急停止按钮一般会布置在2处，即机房和栈桥驾驶室，当按下应急停止按钮，警报应立即响起、液压泵站自动停止工作、栈桥动作停止。

应分别在伸缩、仰俯、旋转动作的过程中按下应急停止按钮，来验证其有效性。

4.5 手动应急回收

当出现意外情况或故障，例如应急停止后、应急断开连接后、液压泵失效、控制系统故障等情况，此时可以通过用手动应急回收功能将栈桥收回到存储位置，这种模式下动力是来源于蓄能器，动力仅够供驾驶室员将栈桥安全缩回并收到存储位置。

5 功能试验(通行后)

当栈桥搭接到目标平台之后，栈桥的长度、仰俯角、旋转角均应在通行范围内((38.5±5)m，+20°/-12°，±120°)，驾驶员将操作模式切换至随动(被动)、交通信号灯切换为绿色，此时表明人员可以通行。

通行后的试验主要是验证栈桥在随动(被动)状态下的稳定性及应急情况下的安全断开功能。

5.1 通行状态

将栈桥的调整至通行范围，即长度、仰俯角、回转角均在设定的范围之内，将栈桥的着陆锥搭接到指定着落点，直至着陆锥完全落下(变幅油缸的压力值为0)、显示屏上的通行状态显示就绪，将交通灯切换成绿色，表示人员可以通行。随后手动切换通行灯至禁止通行的红色，分别查看栈桥端部交通灯，以及司机室控制屏、平台中控室监控屏上的显示状态。见图4。

图4 栈桥交通灯和控制面板上的状态

5.2 手动应急断开

在通行状态下，手动按应急断开按钮，此时通行灯应自动亮起、警报同时响起，数秒钟后(可设定，例如10 s)栈桥自动抬起，上抬至设定角度后(例如5°)开始边抬起边缩回，直至全部缩回为止，过程中应记录上抬的速度和缩回速度。

5.3 失电下的应急断开

在通行状态下，切断平台所供的一切电源(动力电和控制电及信号电等)，此时通行灯应自动亮起、警报同时响起，数秒钟后栈桥自动抬起，上抬至设定角度后开始边抬起、边缩回，直至全部缩回为止，过程中应记录上抬的速度和缩回速度。

这种情况是通过UPS和蓄能器自动完成的，因此,建议在栈桥伸出最长、转至最远时进行此操作，来验证UPS和蓄能器所提供的电源和动力足够。此实验可以搭接到平台的适当位置进行。

5.4 随动极限的应急断开

该试验是模拟实现随动状态下栈桥的动作极限的安全性能试验，试验难度较大，各船级社法规不做要求，但不排除有些船东提出试验要求。

介绍一种模拟试验的方法，供讨论和借鉴。方法可简单描述为，通过码头吊或浮吊(前提是吊钩的作业高度和半径足够)，吊钩下挂1根专门设计的吊梁(吊梁上带有1块面积略大于栈桥着陆锥的钢板)作为模拟目标平台，通过吊梁的上下、前后的移动来达到栈桥的变幅、伸缩范围的极限设定值，从而自动报警、乃至应急情况下的自动断开连接的功能。

栈桥自动上抬过程中有碰吊梁上方钢丝绳的风险，因此,吊梁两端的钢丝绳形成的夹角需足够大，以免造成危险。见图5。

图5 随动试验中的栈桥示意(变幅)

将着陆锥落到吊梁上的着陆点、栈桥的通行绿灯亮起，此时移动吊机带动栈桥不断伸长，直至其达长度报警响起，此时交通灯由绿灯→黄灯→红灯，数秒钟后栈桥自动自动抬起、缩回；试验过程中观察上述效果并记录显示平面上的角度和速度。

按照上诉方法，分别验证随动情况下的缩回极限和仰、俯极限下的应急断开效果。

6 载重试验

载重试验目的是验证安装后的底座和甲板结构的强度及螺栓的安装强度。

根据DNVGL-ST0358第7.3.2章，本文描述的栈桥属于type 1,载重试验按照500 kg/m2，将重块挂在栈桥端部的着陆锥处。

为了避免着陆锥处受力过大而损坏，也可以分散成不同的重量挂在不同长度的位置，只要保证根部所受的倾覆力矩与上述方法一致即可。

静止15 min后卸掉载荷，分别检查螺栓连接处是否有螺栓松动和损坏情况，通过无损探伤检查底座与甲板连接处焊缝，并观察底座处的甲板是否有变形[3]。

7 结论

通过可伸缩海工栈桥的码头(实船)试验，是确保栈桥安装到平台后与平台系统有效融合确保其功能和安全性的唯一途径，也是船东和船级社必检内容，实验内容应尽量覆盖到每一个功能，将实际测量数据与计算机显示屏的数据进行记录和对比及调整、将试验数据设计参数进行对比和调整，排除出每一处隐患和差异之处，确保实际参数与操作手册完全一致。

对于此类栈桥，即半潜平台用大型被动波浪补偿式栈桥，码头试验的难点主要在于随动状态下的安全功能试验；尽管相关船级社法规并未对此提出要求，但不排除有些船东要求此项试验，因此,希望利用码头吊机辅助试验的方法可作为一种成本较低的方法供借鉴。