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海洋平台改造外扩甲板施工流程分析

发表时间：2021/5/24 来源：《基层建设》2021年第2期作者：杲洪泽

[导读] 摘要：阐述了某平台改造工程外扩结构的施工方法，给出了结构外扩施工的基本步骤，介绍了结构梁吊装、安装、找正、防腐的方法，该新增结构施工流程可以为类似工程提供参考。

        天津滨海概念人力资源有限公司天津滨海新区 300450
        摘要：阐述了某平台改造工程外扩结构的施工方法，给出了结构外扩施工的基本步骤，介绍了结构梁吊装、安装、找正、防腐的方法，该新增结构施工流程可以为类似工程提供参考。
        关键词：钢结构；施工方法；平台外扩
        一、概述
        伴随着海上油气开发生产过程，在老旧平台附近海域找寻新的油气资源，增建新平台，利用原有老旧平台已有的设备设施，进行原油处理和转输。老旧平台原有设备设施，不能满足新增油气处理量，需在老平台上新增油气处理设施。因平台空间有限，需对原平台结构、甲板在规范要求内进行外扩改造，增加平台空间，增加处理设备。本文就海洋石油工程建设项目中的老旧平台结构外扩施工，结合项目中实例进行解析，探讨老旧平台结构外扩施工策略。
        二、工程实例概况分析
        某平台改造工程，根据设计文件要求在平台工作甲板南侧，新增结构尺寸为40000mm×3500mm，用于放置新增油气处理设备。新增结构如图1：

        图1
        1、现场调研、图纸深化
        对于老旧平台改扩建项目，相关人员在拿到改造图纸和相关技术规格书后，到现场进行调研。对现场进行实地勘察、拍照片、听取生产方人员的意见，核查设计图纸、技术规格书与现场的差别，为改造项目的具体实施提供真实依据。
        根据现场调研实际情况，优化施工方案。对详细设计图纸进行深化，编制排版图、构件图、装配图，根据施工方案和相应图纸进行新增结构的制作、组装。
        2、脚手架搭设
        根据现场调研实际情况，依据平台甲板、护栏、结构梁、层高和外扩甲板位置、实际尺寸，搭设脚手架。本工程依据现场实际情况，利用工作甲板结构梁为受力点，在工作甲板横梁上吊架，搭设双排吊架，再利用双排吊架，向外搭设悬挑式脚手架，逐步搭设大横杆、小横杆、斜拉撑和铺设踏板和搭设护栏；挑杆关键处搭设防滑扣件，踏板要铺满，搭设双层护栏，设置踢脚板。脚手架充分利用平台已有条件，搭设牢固、可靠，方便外扩结构的施工。因脚手架承重能力有限，施工过程中，脚手架只能作为施工人员操作用，严禁将结构梁等重物放在脚手架上。
        3、附属设施移位
        拆除工作甲板新增结构位置的护栏、灯具、喇叭、消防箱等，搭设临时脚手架进行防护，临时防护应牢固、并在显眼位置悬挂标识，将灯具固定在脚手架上，作临时照明用，灯杆拆除后放到指定地点摆放整齐。
        4、结构预制、安装
        （1）因老旧平台空间有限，结构梁根据图纸在陆地工厂下料、预制检测合格、喷涂底漆后，按批次出海进行现场组装焊接。
        （2）在新增结构梁安装前，根据图纸，在工作甲板新增结构边梁位置上，确定新增纵向主梁、次梁的位置，将连接位置中线两侧100mm处的防腐涂层打磨干净，露出金属光泽。对新增纵向主梁、次梁的位置进行复测，并标注“十”字中线。准备好抱卡、倒链、吊带、卡环、缆风绳、防坠绳、水准仪及其他小型辅助工具。
        （3）结构梁安装。本工程新增结构在工作甲板南侧，工作甲板南侧弦边在下甲板弦内4米位置处且南侧无吊货口，平台吊车无法配合结构梁的安装。先将预制好的结构梁吊装至工作甲板北侧调货口，在根据图纸将结构梁倒运至工作甲板南侧的相应位置。根据新增甲板组合梁的位置、尺寸、单根梁重量，在新增甲板上方，下甲板的结构梁对应位置安装抱卡、焊接吊点，安装倒链，在预制好的结构梁上焊接两个连接耳板，作为吊装着力点进行吊装。先安装第二根和第八根H1200的纵向主梁；以上下翼板边缘为基准，用直角尺找出上下翼板的中心点和中心线，用直角尺反到腹板两侧连接成腹板纵向中心线，采用吊线锤方法检查垂直度是否符合规范要求，若发现大于规范允许规定值，采用受拉葫芦或敲击组合梁上翼板进行调整。以组合梁上翼板中心线为基准，在纵向结构梁与平台原结构边梁连接位置上向两侧画出对称距离，以上翼板中心点为基准，向两侧拉线测量，若对称相等，则组合梁找正完成。找正完成后用经纬仪进行复核，合格后点焊牢固。以第二根纵向主梁和第八根纵向主梁中心点为基准拉线，对剩余的纵向梁进行安装。纵向梁安装完成后，在纵向梁上划出横向梁被交位置打磨处理，根据加工设计图纸及纵向梁上的划线置将横向梁就位点焊牢固。
        因横向边梁尺寸较长，工作甲板物料倒运较困难，所以采用平台吊车和倒链配合的形式，将横向边梁安装就位，在预制的横向边梁上焊接两个连接耳板作为吊装着力点，在每个吊耳上安装两个卡环，一个卡环挂吊车吊点，另一个卡环待横向边梁下放至工作甲板时，挂倒链吊点。根据横向边梁位置、尺寸、重量，在下甲板结构梁上焊接吊点、挂好相应倒链。将横向边梁挂好吊带、两头拴好揽风绳，选择风力适宜的天气，使用平台吊车将横向边梁下放至工作甲板便于操作位置，用挂钩将揽风绳钩到工作甲板上，拉住两侧揽风绳，将梁缓慢拉入新增结构位置上部，用倒链挂钩挂入另一个卡环中，倒链拉进，慢慢放吊车挂钩，快速拉紧倒链，直至倒链垂直，松开吊车吊钩，利用倒链将横向边梁安装就位。依次方法，依次将所有边梁安装就位。
        （4）结构梁焊接。结构梁焊接顺序应遵循以下原则：先焊每一个工字钢的下翼缘板，遵循先主梁后辅梁从中间向四周的顺序。再焊每一个工字钢腹板与上翼缘板相交的仰焊焊缝，也遵循先主梁后辅梁从中间向四周的顺序。再焊每一个工字钢腹板与下翼缘板相交的平焊焊缝，也是先主梁后辅梁从中间向四周的顺序。再焊每一个工字钢腹板与腹板相交的立焊焊缝，也是先主梁后辅梁从中间向四周的顺序。最后焊每一个工字钢的上翼缘板，先主梁后辅梁从中间向四周的顺序。
        （5）甲板板安装。所有结构梁焊接完成，经无损检测合格后进行甲板板的安装。按甲板铺版图进行划线下料标号排序，划线时应留出足够的焊接收缩量甲板板吊装时的开口余量。利用平台吊车将预制好的甲板板，按号分批次吊装到工作甲板，在将甲板板运至新增结构位置，铺甲板前型钢与甲板交接位置的型钢及甲板打磨出金属光泽。按甲板铺版图在焊接好的结构梁上进行铺板。铺板完成后进行焊接，甲板板的焊接原则上自中间向四周焊接，先焊小梁与甲板的长角焊缝，再焊接大梁与甲板的短角焊缝，甲板板之间的对接缝最后焊接。
        一般来说，需通过两台起重机配合完成大型甲板片的吊装施工，四根钢缆分别连接一个吊钩下的四个吊点，总共需布设8个吊点。对于小型甲板片的吊装可只用一台起重机进行吊装，用两根钢缆连接一个吊钩的两个吊装点。常规的吊点布设方法如下：首先根据甲板片的重量明确甲板片重心。在重心上绘制一条与甲板片长度方向（z轴）平行的直线，在该线上找到2个点作为吊钩的投影点，并以这两个点为圆心绘制一个圆，圆和主梁的交点就是吊点位置。其次，正确设置圆直径可以调整吊点位置，避免与甲板片上的构件和吊点发生碰撞。除此以外，应考虑钢缆长度，以使钢缆与甲板片平面之间的角度在60°左右，且钢索不能碰到甲板片构件。
        5、附属设施安装
        甲板焊接检验完成后，安装护栏、灯具、喇叭、消防箱、电缆马脚等设施，安装挡水扁铁，拆除原挡水扁铁。
        6、防腐
        海上气候对钢材的腐蚀性较大，钢结构、钢板等物料在出海作业前做好底漆防腐工作。在钢结构焊接完成并经验收合格后，对焊口位置和防腐层损伤位置及时进行防腐处理。采用机械除锈的方式对焊口位置、和施工过程中，造成底漆防腐损伤部位进行除锈处理，去除浮锈、油脂、毛刺等杂物，使其露出金属光泽，符合设计要求。按说明书要求进行漆料的配置，配置完成后进行涂敷。先涂敷底漆，待底漆干膜后，对甲板面、甲板底面、结构梁进行清理，清除杂物灰尘后，涂敷中间漆和面漆，用涂层测厚仪检查防腐层厚度符合设计要求。油漆配置按量进行，少量多次进行配置，防止配置量过多造成油漆的浪费和环境的污染。
        三、结语
        随着海洋石油勘探开发的范围不断扩大，老旧平台改造项目随之增长，如何进行结构外扩的施工，是值得探讨的问题之一，本文详细给出了某平台改造工程结构外扩的施工流程，可以为同类的施工提供参考。
        参考文献：
        [1]李洪晏.海洋平台甲板片预制精度控制工艺研究.山东化工，2020年第1期，第49卷.
        [2]张冲，张利明，何凤山，张辉.海洋平台甲板片焊接变形控制技术研究.山东化工，2020年第23期，第49卷.
        [3] 陈战彪.冶金厂房主体钢结构施工流程解析.山西建筑，2015年7月第19期，第41卷.