海洋平台板壳式生活楼建造技术.pdf

.98-2023年第2 6 卷维修改造石油和化工设备海洋平台板壳式生活楼建造技术梁国栋（海洋石油工程（青岛）有限公司，山东青岛2 6 6 52 0）摘要】结合建造场地资源、预制车间条件以及吊装运输设备性能，对海洋平台板壳式生活楼的建造技术进行设计，分析此类生活楼的结构形式、分片分段方式、总体建造步骤、精度控制和运输总装，该方案解决了板壳式生活楼预制精度差和总装困难的难题，合理安排各项工序，减少了总装工作量和漆面修补工作，也减少了各类返工，提升了施工效率。关键词海洋平台板壳式生活楼建造技术1引言目前海洋平台生活楼主要分为两种，一种为传统桁架即梁柱式生活楼，一种为板壳式即由板与加强梁构成类似船体的生活楼。随着深海领域的国际竞争日趋激烈，更多的海上平台由浅海走向深海，重量在平台中占据很重要的位置，影响整个工程的投资。板壳式生活楼的结构主要由甲板、T型材、角钢及筋板组成，重量相比常规桁架式生活楼减重约15%2 5%2 1，因其整体强度可靠，重量较低，节省材料，目前已得到广泛的应用。2项目概况某海洋平台组块包含一个12 0 人板壳式生活楼，设计重量9 17 吨，外形尺寸：40 米X16.5米X24米，位于组块顶层甲板正南部位，预制完成后按分段吊装至组块，最终跟随组块一同滑移装船出海。图1生活楼三维模型3建造流程结合生活楼的结构形式及与组块的连接，综合考虑场地资源、预制车间能力、运输吊装设备性能确定生活楼分段划片，确定其预制和总装方式 3，确定建造流程，见下图2。型材、板材下料组合果制甲板片刺通讯塔预结构烂杆管电/仪支架吊装Q1、1罩、18 3，合并为分段吊8 3、L0，合并为分险设备底座分校/甲板片顶橱装管线保钉固定分/甲板片质涂分段/甲板片预安装小型设备分安人总装其它支架安装分段正反面各专止构件电缆盘、灯架分御总装安装分段正反面各专业构件L06甲板片总装LQ通讯塔总装L08通讯塔总装安装刹余物件室内酒装报检完工释放图2 建造流程作者简介：梁国栋，（19 9 2-），男，汉族，本科学历，工程师，从事海洋石油工程钢结构设计工作。固定。99第9 期梁国栋海洋平台板壳式生活楼建造技术4建造步骤4.1分片划分分片建造是目前海洋平台建造的通用做法。分片时要结合施工场地资源能力、总装方案、结构物的结构特点、项目计划、设备材料到货进度等方面来综合考虑 4。根据上述条件综合考虑，将此生活楼分为八个单体进行预制，分别为第一层（LQ1）EL(+)1500甲板片，第二层（LQ2）EL(+)50 0 0 甲板片，第三层（LQ3）EL(+)8 50 0 甲板片，第四层（LQ4）EL(+)12 0 0 0 甲板片，第五层（LQ5）EL(+)15500甲板片，第六层（LQ6）EL(+)19 0 0 0 甲板片，东通讯塔（LQ7）和西通讯塔（LQ8）。特别结合喷涂车间可允许进出片尺寸及吊机能力，将其中LQ1、L Q 2 和LQ3甲板片在场地组装为分段A，L Q 4和LQ5在场地组装为分段B，分别运输至喷涂车间，预安装完成后按需完成总装，见图3。LQ7LQ8LQ6LQ5分段BLQ4LQ3LQ2分段ALQ1图3分段划片示意4.2甲板片预制一般来说，车间内预制可以充分利用相关资源，并可规避天气原因带来的相关风险，效率较高。但同时车间大小有限，项目多时往往没有地方，又因生活楼甲板片需在胎架上预制，且胎架数量较多，往车间运输较为繁琐，所以板壳式生活楼甲板片往往选择在车间外预制。为方便现场施工，所有甲板片均为反造，主要步骤如下：1）根据甲板片大小摆放足够数量胎架，见图4。2）将甲板板布置于胎架上并进行拼接，并画出T型材及其它型材位置。3）T 型材就位，点焊固定于甲板板上，T型材就位完成后，组对其它型材，并点焊4）做好焊接控制措施后，进行整体焊接工作，先焊接T型材再焊接其他型材。5）安装外围墙皮并安装其支撑角钢，先组对点焊再整体焊接。6）安装外挂结构及其它一体化构件。4.3分段合并甲板片单层片预制完成后，需合并为A分段与B分段，需根据运输小车可操作高程选用合适的临时支墩，临时支墩的布置与数量还需考虑地基承载能力、结构整体强度、小车运输路线的多方面原因，主要步骤如下：1）根据图纸摆放临时支墩。2）L Q 1甲板片吊装翻身就位于提前摆好垫墩上，调整位置无误后将垫墩与甲板片固定。3）L Q 2 甲板片翻身吊装于LQ1甲板片上，调整位置无误后进行其相关连接件焊接工作。4）L Q 3甲板片翻身吊装于LQ2甲板片上，调整位置无误后进行其相关连接件焊接工作。5）分段B合并步骤与分段A步骤相同，这里不再赘述。4.4分段预装预装是指预制阶段将管线/电仪/通风的支架、设备底座、马脚、穿舱件、栏杆、地漏、挡水扁、保温铁钉、护管等需要焊接的附件安装到分片上，对于无法安装的位置进行预留保护，然后进行涂装。需要在不影响吊装运输的前提下，尽可能多的在喷涂前安装各专业杆件。4.5分段喷涂预装工作报检释放后，使用SPMT小车将分段运送至喷涂车间进行打砂喷漆处理，喷涂前，需对后续组队焊接区域及相应其它需保护构件进行覆盖保护。4.6分段预安装分段喷涂完成后，运输至场地合适位置等待100-2023年第2 6 卷维修改造石油和化工设备总装，在不影响总装前提下，进行其它附属构件的安装。主要包括安装其他可以安装的支架、管线、小型设备、电缆托架、灯、仪表等。4.7分段总装依次将分段A、分段B、L Q 6 甲板片、LQ7东通讯塔、LQ8西通讯塔吊装至组块顶层相应位置。每一次吊装就位完成后，需相关人员对定位尺寸进行测量检验，无问题后进行下一步附件安装，主要包括：层间立柱拉筋的焊接固定、影响吊装的各类附件及甲板片下方的管线和其它专业相关工作。因房间较多，其中较长的水平管线不方便倒运，应尽量在预安装阶段进行安装或临时固定。各类备需要在上一层分段或甲板片吊装完成后安装，保证空间的密闭性，保证设备安装后不受雨水侵蚀。须在墙皮上预留开孔，满足设备运输需要，并需设计预制设备侧装平台，为设备的运输及倒运提供支撑。4.8整体装装主要工作包括：较大尺寸装设备及餐饮设备的就位安装、预埋件的安装、防火及隔热绝缘、瓣装衬板，天花板，绝缘外护，防风雨板的安装、门窗的安装、甲板敷料及最终地板的敷设、家具和舱室的安装，救生设备的安装等。很多装工作的基础部分也是在预装期间内进行，例如设备座底座和保温钉的固定等，总装完成后，对房间内部及其他部分进行整体系统的晒装工作。4.9机械完工和调试一切工作完成后，对整个生活楼进行全面测试和准备，主要对安装的管线、暖通和电路系统进行预调试，补漆、调试和保温；整体补漆；保存/保护被检查的系统和装置；最终外观检查释放等44.10滑移装船出海最终报检释放后，生活楼随组块整体滑移装船，出海利用浮托法安装到事先固定好的导管架上。有些项目生活楼需单独装船，在海上利用浮吊就位，陆上装船一般采取使用SPMT小车装船。5建造难点1）焊接变形难以控制。板壳生活楼四周墙皮及甲板均为6 mm厚度钢板，且其固定角钢分布较密集，焊接热输入过多，又因壳体厚度较薄，容易造成焊后墙皮变形较大。针对此问题，现场通过减少焊接热输入，严格要求焊接顺序，采用分段焊接，可有效控制变形。2）吊装加强较多。为控制重量，造成生活楼主梁结构强度较为薄弱，且其单层片一般为反造预制，需吊装翻身合拢成分段，其主梁强度无法满足吊装需求。对于此情况，需额外增加许多吊装加强，大大增加了施工的工作量。对于此问题，只能通过设计优化，在满足强度要求的前提下，尽量减少安装加强的工作量。3）合拢较难。为满足设计要求，通常单层片合拢口位置的墙皮和其支撑加强有150 mm的错皮，但因其吊装时变形较大，吊装过程中整体为上窄下宽的“喇叭”形，造成吊装合拢困难，难以和下层片对齐。对于此问题，首先通过对下端墙皮四周增加背梁，控制其变形，其次通过现场施工，利用工机具逐一对其就位进行调整。6结语该建造工艺通过合适建造顺序与施工工艺，合理的加强布置及分段划分，充分利用建造场地的各类资源和设备，有效解决了甲板片及墙皮焊接变形和安装就位困难的问题，合理的施工顺序，大大缩减了返工及油漆修补工作量，大大提高了工作效率。参考文献1方堃.海洋平台轻型生活楼设计技术研究与应用 .石油和化工设备.2 0 2 2（5）：6 5-6 8+6 4.2秦强，郭鹏，丛日盛，潘艳霞，陈阳.板壳式生活楼结构建造方法和技术 .山东化工.2 0 2 2（0 2）：147-149.3杨胜，于琦，杜伟，等.海洋平台生活楼一体化建造技术研究 .中国海洋平台，2 0 15，30（6）：31-35.4吴彬，杨风艳，宫晨，赵立君，刘帆，张子良.圆筒形FPSO生活楼建造技术 .船海工程.2 0 2 2(0 4):110-115.收稿日期：2 0 2 3-0 3-2 8 修回日期：2 0 2 3-0 8-0 2