利用轴线车进行海工模块装船的新技术

2018-10-10王德旭沈光武

船舶标准化工程师 2018年5期

王德旭，沈光武

（大连中远海运重工有限公司，辽宁大连 116113）

0 引言

轴线车，又称自行式模块运输车（SPMT），主要应用于重、大、高异型结构的运输，其优点是使用灵活、装卸方便，载重量在多车机械组装或者自由组合的情况下可达50 000 t以上。在装备制造业、石油、化工、海洋石油、桥梁建造等工程领域应用广泛[1]。

常用的海吊吊装模块进行装船的方式，费用高，作业时间长，危险系数大，与市场上较先进的轴线车进行滚装的方式比较，技术明显落后。使用轴线车对模块进行运输，可以更灵活、更安全地完成模块运输工作。另外使用轴线车运输模块，由于不需要考虑海吊覆盖等因素，对模块建造位置的要求也较低，有利于公司更合理地规划场地[2]。通过研究并掌握利用轴线车进行海工模块下水的技术，不仅可以低成本，提高效率，更可以为其他项目提供新的技术解决方案，并填补公司在此领域的空白。

1 运输方法及工装特点

1.1 研究目标与技术指标

本次研究目标：通过对轴线车起升高度、承重能力等性能的研究，综合考虑模块的重量、结构形式，设计运输工装，完成车辆的配置，实现模块运输滚装上船。

此次使用的轴线车为德国索爱乐第三代产品，该车组配有动力模块，可实行自走式操作，操作灵活可靠，最适合进行货物的滚装滚卸作业及超长货物的运输。挂车采用独立液压悬挂，可构成“三点支承”或“四点支承”，能最大限度地保证设备运输的安全[3]。挂车平台高度1 500 mm，可升高、降低幅度为±350 mm，通过横坡时可调整车体使之水平，通过高空障碍时可降低挂车高度，并可利用挂车可升降的性能实现货物的自装自卸作业。挂车车轮分成 2组独立的、方向相反的、按不同角度围绕一个共同的转向中心滚动，从而实现车组转弯半径最小、轮胎磨损最小。

巴西压缩机模块项目共需滚装 4个模块，每个模块重量约在1 200 t～1 450 t之间，模块自身有4个立腿支撑整个模块，立腿高约2.6 m。模块平台下平面有大量管系和电气设备。如何在不破坏模块整体完整性的情况下，设计运输工装，是此次研究的关键。

1.2 总体技术方案及实施过程与效果

根据每个模块有 4条主立腿的结构特点，设计一种元宝型抬梁，每个立腿落在其上，为保证模块平稳运输，在模块的运输前进方向上，每个立腿两侧布置一排轴线车，轴线车通过 2个横向方型抬梁将元宝梁抬起，便可在不破坏模块电缆、管系的情况下，实现模块起升，再将其运输到驳船，放置模块后撤出轴线车，完成模块整体转运滚装作业，具体过程如下：

1）预制模块运输工装，此工装将用于模块运输时的支撑，工装分为模块建造底座，模块运输抬梁及轴线车运输专用元宝梁。

2）模块建造前，将模块建造基座及轴线车运输专用元宝梁垫在模块 4个立腿下面，以便于模块运输。如图1所示。

3）模块运输前，将运输抬梁摆放至预先设计的位置，将运输船靠泊至码头，使用工装跳板将码头与运输驳船甲板连接。

4）轴线运输车按照布车图的位置（图2），行驶至既定位置，准备运输。

图2 轴线车布置图

5）使用轴线车，通过专用运输抬梁将模块抬起，然后控制轴线车，将模块从建造场地转运至运输船上。降低轴线车作业高度，使模块底座落在运输船甲板上，完成模块滚装作业。见图3。

6）模块落稳后，撤出轴线车，以一辆6轴线的车辆协助拆除运输抬梁，再将抬梁安装在后续模块，如此反复，完成所有模块的滚装作业。

图3 运输工装的使用

2 关键技术解决途径及实施过程与效果

本方案关键技术为利用轴线车将模块顶升的方式，即工装的设计及轴线车的布置。

在模块运输时，要考虑模块整体的完整性，须最大程度上保护模块平台下方的管系、电缆托架等物件，另外还要考虑如何节省工装材料，减少施工难度等需求。在方案设计初始，曾考虑在模块平台下方焊接运输工装，此方案可以降低模块运输高度，但运输工装会与模块下方的管系、电缆干涉，极大破坏了模块的完整性。

经过反复研究，最终确定了利用模块4个立腿对其进行举升并运输的设计方案。在车辆布置上，按模块艏艉方向，每条立腿两侧布置2列轴线车（图2），共布置4列22轴线的运输车，最大载重吨约3 520 t。此种车辆布置不仅可让模块平稳运输，更会消除由于模块偏心而产生的轴线车超重的风险。

根据车辆布置方式，设计了如之前所述的专用运输工装，运输工装分为模块建造/装船用基座、运输抬梁及轴线车运输专用元宝梁等。模块建造/装船用基座位于最底部，在模块建造前已摆放好，此底座主要用于分散码头及运输船甲板的压力，降低集中载荷。轴线车运输专用元宝梁在模块建造时放置在底座上方，连接底座及模块，并与轴线车专用运输抬梁组合，轴线车顶升抬梁，实现模块的整体运输（图4）。其中，运输抬梁设计为可拆卸式，每个模块运输前利用轴线车将运输抬梁安装到位，运输完成后将其拆除并安装在后续模块上，反复利用可节省大量工装材料。抬梁安装完成后，抬梁的运输平面距地面高度约1 500 mm，与轴线车的工作高度1 500 mm±350 mm正好匹配且留有足够的调整空间（图5）。