海洋石油工程（青岛）有限公司
摘要：万吨级结构物平台及导管架牵引装船作业是海洋工程项目运行过程中钢绞线铺设实施的最重要关键因素。文中对铺设动力装置计算与应用等技术问题做了分析，并计算牵引钢绞线需要力的数据，实现卷扬机与滑轮组输出动力。通过卷扬机与滑轮组缠绕钢丝绳张力组成闭环，达到稳定的传输。经卷扬机的正反转来实现的正反向和分层不断循环传输，实现了钢绞线铺设的最佳设备及机具的应用。
关键词：结构物装船；牵引；动力装置；张力；计算与应用
在向深海战略的推进及科技先进，生产制造平台、导管架的吨级越来越大。万吨级大型结构物牵引装船作业是海洋工程项目运行过程中最重要，其中钢绞线的铺设关键因素。
机械动力装置包括牵引钢绞线、卷扬机、钢丝绳及滑轮组的力矩数值精细计算，方可确定设备及机具选配，其重要在于应用。动力输出安全稳定，提高钢绞线铺设施工工效。
一、设计思路
本系统的设计思路是通过卷扬机来实现动力输出，用电动力替代人力，通过在卷扬机上面缠绕钢丝绳，来组成不断循环的、稳定的动力输出源，通过卷扬机的正反转来实现的正反向和分层传输。
经过多次计算分析和实验验证之后，采用在卷扬机前面添加一个滑轮组来实现卷扬机动力输出的连接方式能够满足本系统所有要求。当卷扬机开动之后，每股钢丝绳都在自己的轨道上有条不紊的运行，相互之间没有干扰，动力输出安全稳定。
利用卷扬机、钢丝绳、单架、门架和滑轮组形成了一个连续转动、不断循环、能够实现正反转、能够实现分层传输、稳定的传输回路。
二、钢绞线铺设牵引力计算
根据建筑工业行业标准《JG 161-2004 无粘结预应力钢绞线》中的规定可得到：大型结构物拖拉时使用的规格为1×7×17.8的钢绞线的单位重量为：1.50KG/M。钢绞线铺设时一次设钢绞线的铺设根数的最大设计值为5根：
三、铺设回路用钢丝绳的选择
由于整个铺设过程是一个不断循环的动态过程，故选择钢丝绳时根据《DNV-RP-H102-2004》中的规定取1.3倍的动态放大系数：
F钢丝绳=1.3X22.05=28.665KN。
根据《GBT 16762-2009 一般用途钢丝绳吊索特性和技术条件》中对钢丝绳的规定：
直径Φ=16毫米，钢丝绳结构：6X37+IWR，钢丝绳抗拉强度等级：1670MPa，钢芯的钢丝绳的额定工作载荷为：24.48KN。
直径Φ=18毫米，钢丝绳结构：6X37+IWR，钢丝绳抗拉强度等级：1670MPa，钢芯的钢丝绳的额定工作载荷为：31.14KN。
根据上面的计算和对比：铺设回路用的钢丝绳选择Φ=18毫米，钢丝绳结构：6X37+IWR，钢丝绳抗拉强度等级：1670MPa，钢芯的钢丝绳。
四、动力卷扬机和所用滑轮组的选择
同时铺设5根长为500米的钢绞线时所需要的最大牵引力：F=22.05KN为例。根据《DNV-RP-H102-2004》中对摩擦系数的规定，由于钢丝绳和卷扬机滚筒之间的摩擦属于钢钢接触摩擦，取摩擦系数为0.1。此时，需要钢丝绳和滚筒之间的接触压力为：FN=22.05X1.3/0.1=286.65KN。
五、总结
通过对结构物牵引钢绞线船铺设机械动力装置及机具计算与选型，达到了钢绞线铺设设备性能应用的要求，并在投入各项目施工作业中安全可靠。同时为公司获得更多的在建造超大型结构物及海上安装施工技术等核心领域专利技术。
论文作者:王介法
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/26
标签：钢丝绳论文; 卷扬机论文; 钢绞线论文; 结构论文; 动力论文; 抗拉强度论文; 装置论文; 《建筑学研究前沿》2017年第15期论文;