海洋工程建造中同步顶升系统的应用价值探析

海洋工程建造中同步顶升系统的应用价值探析

王刚

中海福陆重工有限公司519055

摘要：目前，对于海洋工程建造结构过程中主要采用分片预制的方法，但是分片预制方法多会在实践操作中出现结构失稳变形现象，且对车间吊装能力的要求过高，分片的大小会受到制约，所以实施工作较为困难，直接影响了项目的整体进度。本文以某大型的海洋石油工程项目为例探讨了同步顶升系统在海洋工程建造中的应用价值，望对相关海洋工程的建造工作提供参考意义。

关键词：海洋工程建造；同步顶升系统；应用价值

海洋工程建造项目多为大型的建造项目，其结构物较为高大、沉重，结构组装和移动对工程建造技术、吊装能力、运输方式等都有较高的要求[1]。近年来，随着科学技术的发展和海洋工程建造的相关系统的研发，越来越多的建造系统和技术应用到海洋工程建造中，其中同步顶升系统应用较为广泛，本文对此进行了研究与分析。

一、应用范例

为了研究并探讨同步顶升系统在海洋工程建造中的应用价值，本文以某大型的海洋石油工程项目为例，对期间涉及到的同步顶升系统的应用做了相关研究和分析，具体的项目内容如下：该项目的施工目标之一是将一个质量大约为204吨的模块运送到工程的喷涂车间，然后将模块正确的摆放于6个1900mm的临时支撑上。然后利用同步系统将模块下落放置于垫墩之上，垫墩高度为850mm，目的是为了喷涂工作的方便进行，同时也为了尽量减少搭建脚手架的工作量。在对模块进行喷涂工作之后，再使用同步顶升系统将模块顶升到1900mm处，使其正确的置于1900mm高的临时支撑之上，然后使用平板车进行运输。

二、同步顶升设备的采用和顶升操作步骤

1.同步顶升设备

同步顶升设备主要包括三部分结构，一是SEPP容积同步泵，二是SSL分级顶升油缸，三是标准垫块。三者的组合原理为同步泵站对分级顶升油缸进行控制，两者再配合使用标准垫块，最终实现对海洋建造以及其他建造中大型结构物的分级多点同步顶升。

2.同步顶升步骤

要想做好同步顶升工作，就必须首先做好同步顶升的前期准备工作，然后试运行顶升设备，确保无误后进行预顶升，最后进行连续同步顶升。这四大步骤要连续进行，只有每个步骤都认真的实施并完善才能做好同步顶升工作。具体的操作为[2]：进行同步顶升的前期准备工作。首先要对使用前的设备的进行细致的检查，检查内容包括顶升前液压软管的情况、顶升元件的情况以及用电安全等，同时还要对顶升过程中可能会出现的风险进行评估和分析，对相关的顶升工作操作人员进行专业、系统的培训。培训内容包括顶升的理论知识培训以及实践操作技能和技巧的培训等。之后，布置好千斤顶，然后做好油管连接，对连接好的油管进行细致的检查，调试好油管、设备。试运行顶升设备。试运行顶升设备也就是进行第一次的同步顶升。首先，将两侧的垫块摆放好位置，然后进行同步下降，之后回缩油缸，细致的放好中间的垫块的位置。接下来进行预顶升。在预顶升过程中要确保千斤顶和结构物之间不能留有明显缝隙，要保证两者充分接触。预顶升的步骤为，先连接油管，然后启动泵站上的启动按钮，进行单组预顶升，最后观察压力表的读数。具体如下图所示。

实施第二次预顶升。进行第二次的同步顶升过程为：首先，放置第二层两侧的垫块，使其与第一层呈十字交叉位置，然后进行同步下降，之后回缩油缸，同时将中间垫块放置好。④连续同步顶升。对第一次的顶升步骤重复操作10次。在持续同步顶升10次过程中，要确保模块的下表面与地面距离2000mm高。然后依照计算结果，将临时支撑放置在被顶升模块的底部，合理放置，高度要保证一致。最后，使用同步顶升系统同步下降模块，将其最终稳稳的置于临时支撑之上。在所有的顶升过程完成，确认无误之后将顶升系统撤离，然后对模块进行相关操作，之后使用平板车运输模块。期间要将顶升系统完好无损的放回专用的集装箱中，或者专用的工具箱内。完善的顶升过程如图2所示。

三、同步顶升过程中可能出现的问题以及新兴顶升系统的出现

顶升系统讲究的是同步顶升，如果在整个顶升过程中，各顶升点之间的顶升效果不同步，那么就会出现上升和下降不同步的现象，也就是歪歪扭扭现象。在高度较低的顶升操作中问题不是特别明显，但存在一定的安全隐患，随着起升高度的增加，到了一定高度之后失稳现象就会越来越严重，此时的安全隐患较大。这种安全隐患出现的原因多为同步选型不合理以及系统中阀件的设计不合理造成。一个小小的阀件的选择直接关乎同步顶升实施过程整体的操作效果。所以，应当予以充分重视，进行合理的选择与设计。此外，在实际的顶升过程中也会出现液压管路接头漏油现象，通常这种漏油现象较为严重，一旦经常发生这种情况也会直接的影响顶升操作过程，乃至影响整个海洋工程建造施工过程和效果。现今，各大相关部门和单位都充分的认识到了顶升过程中存在的一系列问题，针对这些时常发生的问题，新的同步顶升系统被研制而生。新兴的同步顶升系统将液压产品纳入到了系统之中，本着安全、便利、可靠的原则来进行产品选择。同时，新系统也重点调控了同步控制台，将其与液压油缸、液压泵站以及控制阀件之间进行了模块化方式、标准化快速连接，实现了对控件组装和拆分的快速操作。在整个同步顶升设备中采用了模块化设计理念，确保了液压执行子单元模块和液压动力单元子模块等的标准化和系统化。

新兴的同步顶升系统主要由计算机控制系统、液压系统以及检测传感器构成。这种系统的产生以同步控制系统为基础，结合模块化设计共同产生。所谓同步控制系统，指的是主要由PLC控制系统上位机（下位机）和人机交互界面（上位机）两部分构成的系统[3]。其中的下位机PLC控制系统主要由CPU处理器和各种功能模块构成，而上位机是一种交互平台，由操作系统构成，是一种人机交互平台，其功能主要体现在以下几方面：可以进行顶升准备操作工作。人机交互界面可以进行相关的预顶准备工作，保障油缸的正确使用。可以设定系统的参数。人机交互界面可以设定系统中的各项参数。可以进行同步顶升。这是人机交互界面的核心功能。它可以控制油缸进行同步上升，将两油缸的误差值保持在0.5mm之内。一旦该值超过0.5mm，系统就会进行预警警报，同时，同样的方式进行油缸同步下降工作。④进行顶升过程中的操作调整。对整体的同步顶升以及下降操作工作进行实时的、规范的调整。除了控制系统外，液压系统也是主要的系统组成部分之一。液压系统主要包括单向阀、电磁溢流阀、高压油泵、压力传感器、减压阀以及比例伺服阀等组成。前四者共同构成了供油回路。而压力传感器结合比例伺服阀和减压阀共同构成了闭环回路。系统中多项组成部分一同完成了位移和力的双控。

总结：就多年的海洋建造工程项目实践来看，同步顶升系统，是一种应用价值较为显著的系统，它囊括了液压系统、力学系统、计算机控制系统以及电力系统等，在实际操作中可以进行多机联合操作，并进行集中控制。该系统的应用可以有效的进行结构物的提升和推移，甚至可以测量沉重物体的重心，具有称重功能。应用该系统不仅可以降低工程施工的成本，还一定程度上提高了工程建造的安全性，未来发展前景较为广阔。

参考文献

[1]杨伟旗，杨成鹏，曹志光.同步顶升系统在结构大片建造中的应用[J].科技资讯，2010（33）：64-64.

[2]戴岩，周天华.液压同步顶升系统在弯梁纠偏及支座更换中的应用[J].工业建筑，2015（6）：175-178.

[3]倪寅，蒋涛.高速公路桥梁改造中PLC同步顶升系统的应用[J].企业技术开发月刊，2014（11）：43-44.