气囊下水在海工模块建造中的应用
船舶下水是在船舶建造过程中最为重要的工序之一。以325 m PLV 铺管船为例，介绍了采用气囊 滑移+半潜驳船下水1.7万t 以上巨型分段的实施工艺，分析了气囊下水的优缺点，可为类似大型船舶下水工程提 供参考。关键词：气囊下水；巨型分段；铺管船Application of Airbag Launching in Marine Engineering Module Construction
Abstract: Launeching a vessel is one of the most important processes in vessel construction.Taling 325 mPLN pipe- laying vessels as an example,the implementation technology of launching giant segments over 17,000 t with airbag sliding+ semi-submersible launching is introduced and the advantages and disadvantages of airhag launching is analyzed,which can provide reference for similar large vessel launching pmjects.Key words: aitbag launching;giantsegnents;pipe-laying vessel
1引言PLV-Castor ONE铺 管 船 项 目 是 为 意 大 利 Saipem公司建造的迄今为止世界上最大的动力定 位铺管船。该船由美国船级社监造，全长325m, 宽 39m, 型深24m, 轻船重量65630 t。该铺管船建造 时主船体分为3大部分建造，其中肿部模块长101 m、宽39m, 重约1 .7万t。为实现该模块下水，设计 了使用气囊滑移到半潜驳船上，半潜驳船下潜船体 模块漂浮的工艺。2常用船舶下水方式船舶下水是船舶建造过程中最为重要的工序之 一，常用3种船舶下水方式。(1)重力式下水。船舶在一定倾角的船台上建 造，建造完成后，利用船舶重力，完成滑移及水中漂 浮。该下水方式又可分为纵向涂油滑道下水、纵向 钢珠滑道下水和横向涂油滑道下水。重力式下水是 以往造船主要下水方式之一。(2)漂浮式下水。用水泵或自流方式将水注入建造船舶的船坞内，依靠船舶自身的浮力将船浮起。 船舶建造完成后，通过进排水系统将坞外水域的水 引入坞内，船舶依靠浮力起浮，待坞内水面和坞外一致时，将船舶用拖船拖出船坞。(3)利用滑道和浮船坞完成下水作业。首先使 浮船坞就位，坞底板上的轨道和岸上水平船台的轨 道对准，将用船台小车承载的船舶移入浮坞，然后将 浮坞脱离与岸壁的连接。如果坞下水深足够，浮船 坞就地下沉，船舶即可自浮出坞；如果坞下水深不 足，则将浮坞拖带到专门建造的沉坞坑处下沉。3气囊下水项目应用3.1 气囊下水方式船舶气囊下水方式是指以起重气囊和滚动气囊 为主要工具，将船舶承托在气囊上，从修、造场地移 入水域或半潜驳船的下水方法，也称柔性下水方 式[]。利用气囊的低充气压力，大承载面积以及大 变形后仍容易滚动的特点，先用起重气囊将船舶从 墩木上抬起，搁置于滚动气囊上，然后通过钢缆牵引 气囊的滚动，使船舶缓慢滑移到驳船或水中。在 本项目中，铺管船模块将先借助气囊滑移至半潜驳 船，随后半潜驳船下潜使模块漂浮，完成下水。3.2 气囊滑移模块该模块船台建造摆墩前，应充分考虑气囊布置 位置，以减少拆墩数量。为配合下水及易于施工，墩 高设为860mm, 气囊纵向间距4070 mm, 横向囊头间距3600mm, 布置气囊部分为船底平面区域：长 102000mm,宽39000mm, 所使用气囊规格及数量 见表1。搬运采用气囊为载体，并辅以牵引装置，气 囊滚动平移(见图1)。搬运当天要求天气晴朗、无 风，在高潮位时进行。表1气囊规格及数量
名称规格/m数量/个工作压强/MPa试验压强/MPa
分段工程 专用气囊②2.0×14560.150.187
备用气囊Q2.0x14300.150.187
1.大型模块 2.半潜驳船 3.气囊图1 下船体肿部气囊下水示意图搬运分两阶段进行。第一阶段，气囊顶升分段模块后撤墩，全船重量 完全承载在气囊上，2台绞车牵引分段前移，2台绞 车控制船艏后牵，通过控制4台牵引绞车，使船体缓 慢移动，当移动到码头前沿时停放。移动过程中及 时安放接应气囊，保证船体有足够气囊支承。第二阶段，搭接驳船系泊就位，拖轮等准备工作 完成，安放搭拉钢板，在预定水位时，分段继续向前 移动，直到分段搬运到预计位置就位停放。接着安 放分段底部支墩，气囊放气使分段落墩座实。最后 释放牵引装置，并回收气囊。
3.3 半潜驳船下潜模块漂浮巨型模块搬运至半潜驳船后，半潜驳船移至深 水海域进行下潜，模块完成漂浮与驳船脱离，完成下 水作业(见图2)。3.4气囊下水方式的优缺点3.4.1 气囊下水的优点(1)气囊下水可大幅度的提高船厂修造能力， 节省大量的建设经费和初期投资。因为传统工艺的 上下水需要受到重量、海域、地基等条件因素的影响，从而制约了船厂的生产能力；而利用气囊柔性上下水从根本上改变了只能利用船台、船坞修造的传 统方式，能适应各种船舶的特点，适用重量范围广， 对地基和海域都有很强的适应能力，甚至可以采用 图2 模块完成下水漂浮平地修造然后利用气囊下水的方式，可以大幅度地 提高船厂的修造能力。(2)气囊下水能更有效地保护船体，安全可靠。 因为气囊与船体是柔性接触，船体重量都会放在气囊上，船舶随气囊柔性平稳运行，保证船体不擦地、不划伤、无激烈震动，更有效地保护船体和船体涂层。(3)气囊下水省时、省力、灵活机动。因为气囊 不仅具有将船舶顶升、纵向移动的能力，还具有横 行、斜向移动的能力，与传统的上下水方式相比，更 省时、省力、灵活机动。(4)气囊下水更能降低环境污染，适应国家环 保政策。传统工艺使用滑道下水方式，需要用大量 的润滑脂，在船舶下水后会随之流到水中，造成大面 积污染；气囊下水不需要通过润滑类物质辅助，从而 避免对海域的污染。3.4.2 气囊下水方式的不足气囊在上下水作业过程中，可能会发生破裂，造 成经济损失。更为严重的是气囊爆破引发铁件飞出 伤人，造成人身安全事故。事故产生的原因多数是 气囊质量不过关，或是使用人员对气囊承压能力不 够了解，操作不当造成，故施工前应进行系统的分析 计算及作业技能培训。4结 语通过对比分析传统大型船舶下水工艺，以 PLV 铺管船模块为例，介绍了首例采用气囊滑移+半潜 驳船下水1.7万t 以上巨型分段的实施工艺，可为 类似大型船舶的下水工程提供参考。
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