隨著造船業(yè)和海工裝備業(yè)的蓬勃發(fā)展,與造船相關(guān)的行業(yè)呈現(xiàn)出生機(jī)勃勃的繁榮景象,特別是沿江、沿海地區(qū)擁有得天獨(dú)厚的地理優(yōu)勢。塢門是船廠船塢不可缺少的重要組成部分,對于沿江堤、海堤布置的塢門,還要求具有防洪、擋潮功能。塢門的結(jié)構(gòu)形式有浮門式、橫拉門式、人字門式、臥倒門式等,其中浮門式塢門又分為方箱式、比重計(jì)式、桶形式。方箱式浮門的外形全部是直線形,制作簡便,環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),塢門厚度不占用船塢的有效長度,是目前大型船塢采用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式,下面對塢門吊裝的吊耳進(jìn)行詳細(xì)的強(qiáng)度分析。
塢門具有大尺寸、大噸位、形狀不規(guī)則等特點(diǎn),給發(fā)貨與運(yùn)輸提出了極大的挑戰(zhàn)。目前塢門的發(fā)運(yùn)方式主要有以下兩種方式:①在工廠車間生產(chǎn)塢門分段,在船塢內(nèi)合攏調(diào)試,然后用拖船水路運(yùn)輸運(yùn)至使用區(qū)域;②在工廠車間生產(chǎn)塢門分段,在陸地合攏調(diào)試,然后吊裝下水,使用拖船或者半潛船運(yùn)至目的地。
研究的塢門為南通中遠(yuǎn)重工有限公司承接、設(shè)計(jì)、制造與發(fā)運(yùn)的國外訂單,整個(gè)塢門為對稱的兩頭端部方箱型、中間段倒T型結(jié)構(gòu)。各個(gè)分段在工廠制造,受到制造方生產(chǎn)條件的制約,只能完成打砂油漆后發(fā)運(yùn)至公司重載碼頭拼裝合攏,設(shè)備調(diào)試合格后,從碼頭吊裝通過水路由國內(nèi)發(fā)運(yùn)至海外目的地。
該倒T型塢門,長度L= 86.20 m,寬度B=12008.20 mm,高度H=13.10 m,正常吃水深度極限高水位11.4 m、極限低水位8 m,波浪高度+3.20 m。
塢門中段采用倒“T”形結(jié)構(gòu),兩端為方箱型結(jié)構(gòu),塢門兩端各有兩個(gè)壓載艙,中段分為四個(gè)壓載艙,如圖所示。塢門兩端各分為三個(gè)水密艙,中間艙用于安裝電氣系統(tǒng)、兩側(cè)為壓載艙。在主體高度上被上/中/下甲板和底板分為三層,由上至下,第一層布置通道、控制臺(tái)及其他設(shè)備,第二層布置壓載水艙,第三層布置泵閥設(shè)備及管路。
倒T型塢門是在方箱型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算衍生出來的新結(jié)構(gòu)形式,它充分考慮塢門的受力特性,重量約為方箱型塢門的60%,結(jié)構(gòu)重量僅約1600 t。倒T型塢門設(shè)計(jì)在制造成本控制、縮短制造周期、安裝、運(yùn)輸方面均具有著明顯優(yōu)勢。
倒T式塢門整體重量達(dá)1600 t,碼頭起重設(shè)備難以滿足吊裝要求,受到碼頭承載力的限制,也無法使用其它大型起吊設(shè)備在碼頭上吊裝,只有大型浮吊船才能完成吊裝任務(wù)。由于倒T式塢門的長度達(dá)到86.2 m,使用一艘浮吊將使吊裝過程極其不穩(wěn)定,故采用兩艘2000 t起吊能力的浮吊船進(jìn)行吊裝作業(yè)。
該產(chǎn)品運(yùn)輸可以選擇直接將塢門放入長江中,將艙內(nèi)注入適當(dāng)量的壓載水后,用拖船直接拖至目的地,也可以選擇將塢門吊裝在半潛船上后綁扎固定,運(yùn)輸至交貨地點(diǎn)。考慮到整個(gè)運(yùn)輸路途比較遙遠(yuǎn),在海上停留的時(shí)間很長及運(yùn)輸過程中其它不確定的因素,故選用半潛船直接運(yùn)輸。
整個(gè)塢門的重量分布為兩頭重、中間輕,重心位于結(jié)構(gòu)中下部。塢門的吊裝設(shè)計(jì)了兩個(gè)吊點(diǎn),分別位于距離塢門端部1/6長度部位的頂部,吊點(diǎn)間距離為86.2X4/6=57.46 m,兩艘浮吊同時(shí)分別起吊一個(gè)吊點(diǎn)。單個(gè)吊點(diǎn)起吊重量約為800 t。塢門結(jié)構(gòu)均采用薄板設(shè)計(jì),單點(diǎn)起吊800 t會(huì)在吊點(diǎn)附近產(chǎn)生極大的應(yīng)力集中,導(dǎo)致薄板撕裂,塢門結(jié)構(gòu)破壞。為了分散應(yīng)力的集中,必須擴(kuò)大起吊點(diǎn)的受力范圍,將單個(gè)吊點(diǎn)分布4個(gè)分吊點(diǎn),每個(gè)分吊點(diǎn)布置一只吊耳。吊裝過程中使用線纜索具,使每只吊耳受力均等。每只吊耳受力降低至800/4=200 t。
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