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气囊下水及上排
发布时间:2014-12-23

船舶气囊下水、船舶气囊上岸时气囊工程中应用最多的一项技术。该技术不需要传统技术的滑道或者浮船坞,不需要复杂的机械设备,能够最快最简单的完成船舶下水、船舶上岸任务,能够为客户节约大量投资和时间。该技术不占用场地,尤其适合于新建厂或者某些临时船舶下水、上岸任务,例如偏远地区的船舶上岸修理等项目。对于急欲扩大生产能力而受制于新建场地和设施的船厂,可以在已有空地造船,然后采用气囊技术下水,下水后的空地可以继续使用。


不仅仅是经济效益明显,气囊下水、气囊拉船上岸技术具有很大的灵活性和技术优势。传统滑道、浮船坞等下水设施,都存在长度和宽度的限制,例如30米宽的船台或者浮船坞不能下水50米宽的船。气囊技术可以通过气囊的排列,适应不同大小船舶的下水、上岸工作。传统滑道、浮船坞需要定期维护,费用很高,采用气囊技术几乎不存在后期维护费用。船舶下水或者上岸工作结束后,气囊会被折叠起来,放到仓库保存;其他设备例如卷扬机等只需要简单维护。


气囊技术的优势还表现在对于下水水位的宽容度较大。对于水位不足情况下的下水,采用气囊技术人们可以灵活调整船舶下水位置、船舶下水倾角,从而消除水位不足造成的隐患。


安全性是人们对气囊下水、气囊拉船上岸最关心的问题。实际上气囊技术在中国已经有几十年的发展历史,下水船舶的吨位从最早的几百吨发展到现在的十万吨。下水气囊从原材料到制作工艺经历了无数次改进,气囊安全性得到了充分保障。在中国DWT7000以下的船,70%是采用气囊技术下水,在国外至少有20个国家的客户在使用该技术。采用气囊技术进行传播下水和上岸,其风险性和采用传统技术相比只会更低。


气囊下水对象不只局限于船舶,对于结构强度好的构件,例如围堰、沉箱,利用气囊下水的应用也越来越多。

气囊下水适用范围:


利用气囊下水的船舶,通常吨位在DWT100000以下,船舶的自重以及船型是决定气囊下水安全性的主要因素。通常下水水域宽度应不小于船体长度的1.5倍,采用控制下水可以再较狭小的水域下水,但是只适合于小型船舶。气囊下水通常只适合纵向下水,某些较宽的船舶采用气囊横向下水具备可行性,但安全性值得商榷。特殊船型或者平台能否采用气囊下水需要具体讨论。


气囊上排工程


气囊拉船上岸,是利用船用气囊在水中顶起船舶,利用卷扬机拉船到岸上。该技术不需要滑道和船坞,特别适合于船舶修理企业以及还是救援等应用。


气囊上排通常需要借助潮汐变化,在高潮位时,让船舶尽可能的靠近岸边,在低潮位时再接近搁浅船首位置,开始放入气囊,并充气顶起船首。然后利用卷扬机拉船向前移动,随着船体移动,底部可以插入更多气囊。重复以上步骤,最终气囊托起整个船身,在卷扬机拉动下把船拉上岸。船上岸后,到达预定位置,摆放好支撑墩,然后气囊放气,船体落到支撑墩上,工作结束。

决定气囊上排能否成功的主要因素包括:船体重量,船型,坡道承载力、坡度,卷扬机拉力以及潮水等。拉船上岸需要克服船体重力以及气囊与地面的摩擦力,因此足够的拉力是保证项目成功的首要因素。需要拉上岸的船舶通常在水中停留一段时间,船底一般会附有贝壳类生物,需要在项目开展前对船底进行清理。


通常船开到预定上排位置时,需要利用缆绳对船体进行定位。气囊可以再低潮位时预埋也可以临时插入,为了保证气囊下沉,可以对气囊预抽真空。气囊顶升船首时,如果接触面积较小,顶升困难,可以采取在气囊下面垫沙包之类的措施来增大接触面接,从而提高顶升力。当船首被顶起时,要向船尾方向喂入更多气囊来保证船尾不接触地,一来保护船体,二来避免拉动船体时遇到阻力。对于吨位较大的船舶上排,设计修建专门的混凝土坡道是必要的。


气囊拉船上岸需要主要的设备包括:气囊,卷扬机,滑轮组,钢丝绳,卸扣,空压机等,辅助设备包括叉车和吊车等。拉船上岸的操作通常需要潜水员协助。


气囊下水上排船台设计


目前尚无相应的气囊船台设计规范,但工艺结构设计等可以参照《纵向倾斜船台及滑道设计规范》CB/T8502-2005.对于相同载重量的船舶下水,气囊船台要求荷载较低,长度较滑车或钢珠下水滑道短,因此可以节省大量的投资和建造时间。


通常气囊下水船台设计为两段或者三段折线型:第一段坡度较小,但又能保证脱钩或者砍缆后,船体依靠重力能够自行下水,第二段坡度稍大,既能够使船有较大的入水角,尽快尾浮,同时在下水船舶尾浮时为一定数量的气囊提供支持。三段折线型通常是因地制宜情况进行设计的,对于气囊以及下水并无特别的用途。气囊船台的变坡设计可以有效缩短船台下水部分长度,所以说气囊船台的设计较常规船台短。气囊和船台的接触面积远大于滑车或者钢珠,并且能够随着压力的增大接触面积继续增大,因此对于船台载荷的要求比常规船台低。


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但是气囊上下水船台的设计仍然需要进行认真的计算,综合上下水船舶的参数,结合水文地理条件,进行设计。

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