[发明专利]大型管件水上焊接浮式平台及干施工环境营造方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接平台，具体指一种在水面上作业以将若干段焊接对象焊接在一起的可浮于水面的焊接平台，以及基于该焊接平台而提出的大型水上管件焊接前营造干施工环境的方法，属于水运工程技术领域。

 

背景技术

在实际工程中常常涉及大型管件的焊接，如果在地面上进行焊接，相对容易些，只需要通过夹具将两段待焊接管件固定即可焊接。如果在水面上焊接，就存在一系列问题。虽然现有技术可以实现水下焊接，但是价格昂贵、难度较大，对于普通的工程无法承担昂贵的焊接费用。因此即使在水上焊接，也需要为之提供一个干施工环境。虽然这些管件可以使其浮于水面，但浮于水面的同时，必然有部分没于水下。如何营造一个干施工环境，这是大型（超大型）管件在水上焊接的主要难点。为了避免在水上焊接的上述问题，也有在岸上焊接好后，再运至水上进行安装的做法，但要将焊接在一起的大型管件（比如几百米长，几米粗）运至水上，这又是另一个棘手的问题。

例如，为了保护桥梁免受船舶碰撞，特别是拱桥随水位高低而带来的通航影响很大，其碰撞的风险也大，现有技术提出了一种申请号为“201210474849.3”、发明名称为“一种适应大水位变幅的独立式区域性防撞装置”的专利申请，该防撞装置独立于桥梁自身并能适应大水位变幅，它包括两个导向井，每个导向井的井室中设有随水位自动升降的浮筒，导向井上开有使井室与外部相贯通的竖直导向槽口，弧形防撞带的两端分别穿过两导向井上的竖直导向槽口与对应的浮筒连接形成水上防撞保护区。防撞带安装在船舶通过侧以将所在侧的拱圈与船舶隔离开来并能随水位变化而自行升降，即使发生碰撞，也是船舶与防撞带之间的碰撞，故能保护桥梁。

该专利中的防撞带体形庞大，总长度为三百多米，外层钢管直径4032mm，内层钢管直径2032mm，即为典型的大型水上管件，且整体为弧形。对于如此庞大的水上管件，其加工是一个不小的问题。现有技术是将整个弧形防撞带通过若干段直圆筒节段以直代曲拼接而成，每段直圆筒节段构成独立密闭浮体，其长度实际设计为6m。考虑到全部在岸上焊接为整体后再下水和安装是一个很大的问题，如果全部在水上焊接也非常麻烦，因此实际加工时先将防撞带分为四大段，每大段先在岸上焊接好，然后再将四大段运至水上，再依次将四大段焊接形成防撞带整体。水上焊接是该工程的施工难点，如前所述，主要技术障碍在于焊接需要一个干施工环境，对于各自接近百米长、直径四米粗的两段庞大浮体而言，要处于一个焊接干施工环境实属不易。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是为水上大型焊接对象提供一个干施工环境的浮式焊接平台。

本发明同时基于上述浮式焊接平台设计了一套大型水上管件营造干施工环境的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术手段：

浮式焊接平台，其特征在于：包括焊接作业箱，焊接作业箱由矩形底板和位于矩形底板四周的围板构成，焊接作业箱上端敞口；两端围板上分别设置有使焊接平台整体处于设定浮态的浮箱，浮箱上表面设有注排水口用于通过增减浮箱内的水改变浮箱浮力；两侧围板上分别开设有与待焊接对象弧形表面对应的弧形嵌放槽，在弧形嵌放槽端面上设有用于在待焊接对象与弧形嵌放槽之间形成密封面的密封结构；在两端围板上分别靠近两侧围板处各设置有一套压夹装置，两端围板上的四套压夹装置用于将待焊接对象压紧在侧板上的弧形嵌放槽中。

所述密封结构为密封气囊，密封气囊充气后的形状为与弧形嵌放槽形状对应的弧形。

所述压夹装置具有一压头，待焊接对象为钢管，压头朝向待焊接钢管那面设有运行滑轮，运行滑轮可与待焊接钢管表面滚动接触。

焊接前，两段待焊接对象（如钢管，背景技术中的防撞带可以认为是一种特定结构的钢管构件）已经预先在水面上定好位并浮于水面，且两段待焊接对象之间的位置关系已经通过夹具固定。本浮式焊接平台的核心目的就是使焊接处于一个干施工环境，因为正常情况下，两段待焊接对象有一半位于水下，不能进行焊接施工。