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86m挤密式砂桩船的研制
0 砂桩船的改进和发展
水下一系列吹扫桩是目前水下基础加固的最好施工处理方法和最有效的结果。这是加固海上硬基的新技术。这项技术在发达国家应用已较普遍, 在国内因缺少砂桩船而不能普遍应用。
上海佳豪船舶工程设计股份有限公司曾进行过起重船改建为砂桩船的改建设计 (砂桩2号、砂桩3号) , 对砂桩船有一定研究, 为砂桩船的研发设计打下了基础。2009年受托联合开发、研制86m挤密式砂桩船, 则是填补国内挤密式砂桩船空白的一项举措。首批3艘船已于2011年在香港投入运营, 为正在建造的港珠澳大桥作贡献。
1 砂桩船段3.2m
该船为非自航工程船, 沿海航区作业, 无限航区调遣, 主要用于水下挤密式砂桩施工作业, 最大作业深度水面下65m。钢质全电焊结构、单甲板、单底 (机舱双层底) 、箱形主船体。
作业环境条件:作业水域流速≤3.0m/s, 风速≤17.1m/s, H1/3波高≤2.0m;锚泊环境条件:在蒲氏8-9级, 水域流速≤4.5m/s, 作业区水域就地抛锚抗风。在蒲氏10级及10级风以上进港避风。
该船为三管挤密式砂桩船, 可同时施打3根挤密式砂桩。按砂桩作业所需, 砂桩管横向能在距中4.8~6.9 m范围可调。桩架最高点距水平面86.2 m, 桩架之高为国内砂桩船之最。为满足吴淞口过江电缆68 m通航高度要求, 桩架上部采用活动结构。
入中国船级社 (CCS) , 入级符号及附加标志:★CSA, Pile Driving Barge, R2 for Operation, In-water survey。
2 主尺度选取
主尺度的选取涉及到总布置、总强度、干舷、稳性、经济性等诸多因素, 鉴于该船主甲板上需配置甲板室、砂桩架及众多设备, 主尺度拟取满足总布置、干舷、稳性等要求下的较小的尺度即经济型尺度, 最终取值如下:
船长L75.0m
型宽B26.0m
型深D5.20m
设计吃水d3.20m
结构吃水3.50m
燃油舱 (左, 右) 2×225m3
淡水舱 (左, 右) 2×235m3
工作水舱2800m3
自持力30d
船员36人
3 总配置
3.1 重点布置的机翼及设备
1) 该船主甲板下船宽范围内设5道水密横舱壁、2道纵舱壁。从艉向艏主要布置有No.4工作淡水舱 (左、中、右) 、电气设备室/No.3工作淡水舱 (左、右) 、机舱/淡水舱 (左、右) /平衡水舱 (左、右) /燃油舱 (左、右) 、空气瓶间/空舱 (左、右) 、泵间/备件间/No.2工作淡水舱 (左、右) 、No.1工作淡水舱 (左、右) /空舱 (中) 。工作淡水舱, 淡水舱、燃油舱及横倾水舱均左右对称布置。
2) 机舱设双层底, 除布置主、辅柴油发电机组等设备外, 尚布置机舱监控室、机修间。双层底内布置燃油溢油舱、污油舱、舱底水舱、生活污水舱及空舱。淡水舱及生活污水舱纵向靠近主甲板甲板室, 以节省管道, 布置优化。
3) 机舱与电气设备室间设有液压水密移门, 便于机舱、电气设备室的工作及管理。
4) 机舱及电气设备室均设有通向主甲板的梯道, 机舱尚设有通向主甲板的应急逃口;空气瓶间、备件间及泵间除设有通往露天甲板的梯口, 还设有吊备件的小舱口 (含机舱) 。从而方便这些舱室的人员及设备进出。
3.2 甲板板室及控制室
主甲板以上的舱室布置, 充分体现“以人为本”的设计理念, 为船员提供较好的生活、工作环境。
1) 厨房、餐厅/娱乐室、食品库、空调室、CO2室、热水发生器间、蓄电池间、充放电间、卫生间等起居、服务处所布置于进出方便的主甲板甲板室内。
2) 船员起居处所均布置于主甲板之上, 除主甲板甲板室布置有2间双人间外, 其余均布置在二层及三层甲板室, 且均为双人间或单人间。船长、轮机长及大付的居住舱室均为带卫生间的套间, 其中船长和轮机长的配置级别为最高。
3) 控制室位于三层甲板室, 宽敞、明亮、视野开阔并可对桩架最高点、主甲板砂料斗进料及砂料皮带输送等作业进行瞭望。控制室两侧设有通向室外走道的风雨密门, 室内也有舱室门, 进出控制室甚为便捷。
4) 每层甲板室均设有厕所和浴室。
5) 船首主甲板设艏甲板室, 便于砂料提升斗上料观测, 砂桩架维修保养等作业, 内设工作室 (兼甲板部办公室) 、氧气室、乙炔室、贮藏室。
6) 主甲板上自艉向艏布置有6台锚泊定位绞车、甲板室、3台砂料提升斗绞车、3台吊锤绞车、甲板起重机左右各1台、砂料斗、3组皮带输送机、A字架、桩架、砂桩管等砂桩系统设备, 布置紧凑、合理。总布置见图1。
4 纵轴和稳定型
该船在主甲板下左右前后均布置有淡水舱、燃油舱、横倾水舱及数量足够的工作淡水舱, 以调整浮态, 确保船舶稳性。
4.1 纵轴倾斜
该船在任何工况 (作业及调遣航行) 均无横倾及艏倾, 可调
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