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摘 要：我公司已先后完成了“玛丽卡”、“萨卡里玛”等3艘FPSO浮式生产储油装置的交付。FPSO直升机平台登梯塔，主体为管架结构，连接着生活区及主甲板，作为登临直升机平台的主通道，是直升机平台系统不可或缺的重要组成部分。本文以3艘FPSO直升机平台登梯塔设计经验为基础，简要阐述FPSO登梯塔的设计思路及生产中施工问题的解决方案等问题，以期抛砖引玉，共同进步。
关键词：登梯塔； FPSO直升机平台；强度校核
中国分类号：665.1 文献标识码：A
Abstract： As a leading offshore engineering conversion enterprise in China， Chengxi Shipyard （Guangzhou） have completed three Floating Production Storage and Offloading Unit’s conversion projects in the past 4 years with much experience in design of stair tower for FPSO helideck. Stair tower formed by pipe-frame structure and connected with accommodation and main deck as the major path to helideck is a very important part of the helideck system. This paper elaborates the design and construction of stair tower for FPSO helideck.
Key words： Stair tower； Helicopter platform in FPSO； Strength check
1 前言
随着海洋油气开发不断向深海区域推进，用VLCC改造为FPSO由于有其鲜明的优势，越来越得到石油开采方的青睐。主要表现在生产周期短，一艘新的FPSO造价超过3亿美元，建造周期约20多个月，若选择超大型油轮（VLCC）改造为FPSO，造价不超过2亿美元，而且目前FPSO建造采用了模块化生产工艺，船体结构和上部设施可以同时施工建造。我司承建的3艘FPSO均是在300 000 DWT油轮的基础上，改装为30万t级的FPSO，每艘整个工期历时15个月左右.
我司承建的“萨卡里玛”轮，是在30万t油轮的基础上，改造为30万t级的FPSO。本文主要阐述FPSO两大模块——直升飞机平台与上层建筑之间的连通结构体——直升飞机登梯塔的设计，以及建造过程中遇到的问题与解决方法，并通过对比我司承建的前2个FPSO项目的登梯塔，分析本次设计中的亮点。
2 登梯塔本体结构的设计思路
“萨卡里玛”轮的前身是一艘VLCC油轮，主尺度总长319.1 m，型宽58 m，型深31 m，改装后，尾部将有一个直升机平台，在距离直升机平台前方32 m处，是可容纳140人居住的上层建筑，登梯塔的作用是连接直升机平台和上层建筑两大模块。本项目的登梯塔，设置了左右两个对称主进出的主通道，登梯塔效果图见图1。另在直升机平台尾部设置的紧急通道通往A-DECK，仅限于应急状态下使用。
该项目设置了两条主通道以及一条应急通道的做法，进一步提高了安全系数。
2.1 登梯塔本体结构的设计思路
直升机平台距A甲板面的高度为17.75 m，梯塔的最顶端平台（NO.1 平台）应与直升机平台高度有一个安全距离，因此梯塔的顶端平台高度为距A甲板16.115 m；最底层平台（NO.3 平台）通过廊道与生活区相连接，由于生活区在船宽方向上不连续，只有B-DECK&C-DECK是连续平台（见图2），为了方便船员能够从任意位置通往直升机坪和生活区，因此选用B-DECK或C-DECK和NO.3 平台连接，通过模型放样，C-DECK与NO.3 平台连接为宜，虽然此处有高度差，但相差最小，通过在廊道搭设斜梯，可形成通道。
考虑到登梯塔的消防设备必须有足够的压力差，保证灭火设备有足够的水压，因此消防设备必须放置在NO.3 平台。本项目中，在登梯塔的主体结构的NO.3 平台设置了一个长1 200 ×宽1 200的延伸结构平台，消防设备安放在该平台延伸的位置上既能能够节省空间，又不干扰主通道的通行，在紧急状况下使消防设备能最快的发挥效用。
2.2 直升机平台的连接
由于直升机平台自身就是一个大型钢结构。在海上遇到各种海况，会产生横摇纵摇等各个方向的运动，登梯塔自身高度有16 m以上，也是一个较大型钢结构，若是直升机登梯塔最上层平台与直升机坪做刚性连接，登梯塔的强度和稳性势必会受到直升机平台各方向运动的影响。登梯塔自身主要以4根方管做主体支撑外，NO.1 平台（与直升机坪等高）与直升机坪做弹性连接，本项目是采用一段槽钢，一端通过垫片与直升机坪端部焊接200 mm，另一端通过TEFLON垫片搭接在登梯塔平台下面200 mm，此处不用焊接，为了使登梯塔水平上位移不受限制，只限制上下位移，这样能够提高登梯塔的稳性，见图3。TEFLON垫片是耐磨垫片，能减少梯塔与槽钢经常性的摩擦造成的磨损。直升机平台和登梯塔之间还留有一定的间隙，避免登梯塔和直升机平台相互运动时发生碰撞。
2.3 直升机坪与生活区的连接
由于受到机舱棚风帽的影响，连接生活区和登梯塔的廊道的高度只能高于风帽的高度，廊道一端与登梯塔的最下一层平台对接，另一端与生活区的C-DECK连接，中间部分支撑在烟囱结构上。由于C-DECK与登梯塔最底层有高度差，故廊道上需要分层处理。
3 生产设计和施工过程中产生的问题以及解决方案
3.1 支撑下端变形处理
根据结构强度校核结果，发现梯塔方管支撑的下端易变形，ABS退审也提出相同问题。解决方案是：原来4根支撑方管尺寸是300*200*12，现在将最下端1 m范围的方管换成300*200*15，但是由于材料采购受限制，此方管不易采购，经过和生产部门协商，采用15 mm钢板压制而成（见图4），此方案经过重新强度校核，满足要求，同时也得到船东和船检认可。
3.2 机舱棚拦水扁铁处理
梯塔方管支撑与甲板反面强横梁和纵向强力构件上下对齐来满足强度要求并消除“硬点”，通过放样，其中一根方管需要落在机舱棚后壁上，方管一面与机舱横壁对齐，由于机舱围壁高度要超出机舱棚顶板90mm当作拦水扁铁用，这样方管支撑与拦水扁铁会产生干涉。解决方案是：为了保证拦水扁铁的连续性以及避免挖换板材，在方管上与拦水扁铁干涉的一面上开90 mm槽与拦水扁铁对口焊接，这样也能够满足强度要求，也能保证方管和拦水扁铁的完整性（见图5）。
3.3 消防设备的定位
消防设备初始设计时只考虑水压和不影响主通道上人员的正常通行，消防设备放置在NO.3 平台下面的一层平台NO.4 平台上，并在NO.4 平台和NO.3 平台之间架设直梯，见图6。这样设计的缺点是生活区和直升机坪上的船员在发生火灾时不能够快速方便地获取消防设备。改进的方案是，在保证水压满足条件的情况下将消防设备安放在NO.3 平台的延伸平台上，见图7，优点如前所述，另外取消了NO.4 平台，减轻了梯塔自重，节省了材料。
4 结束语
直升飞机登梯塔是直升机平台系统中不可或缺的重要组成部分。而FPSO“萨卡里玛”直升机平台登梯塔的设计是FPSO“伊利亚贝拉”及“玛丽卡”项目经验的总结和提高。与前两个项目相比，不但设计及建造周期缩短了，建造质量也得到了很大的提高，为公司承接其他FPSO的改装建造提供了有力的技术保证。
关键词：登梯塔； FPSO直升机平台；强度校核
中国分类号：665.1 文献标识码：A
Abstract： As a leading offshore engineering conversion enterprise in China， Chengxi Shipyard （Guangzhou） have completed three Floating Production Storage and Offloading Unit’s conversion projects in the past 4 years with much experience in design of stair tower for FPSO helideck. Stair tower formed by pipe-frame structure and connected with accommodation and main deck as the major path to helideck is a very important part of the helideck system. This paper elaborates the design and construction of stair tower for FPSO helideck.
Key words： Stair tower； Helicopter platform in FPSO； Strength check
1 前言
随着海洋油气开发不断向深海区域推进，用VLCC改造为FPSO由于有其鲜明的优势，越来越得到石油开采方的青睐。主要表现在生产周期短，一艘新的FPSO造价超过3亿美元，建造周期约20多个月，若选择超大型油轮（VLCC）改造为FPSO，造价不超过2亿美元，而且目前FPSO建造采用了模块化生产工艺，船体结构和上部设施可以同时施工建造。我司承建的3艘FPSO均是在300 000 DWT油轮的基础上，改装为30万t级的FPSO，每艘整个工期历时15个月左右.
我司承建的“萨卡里玛”轮，是在30万t油轮的基础上，改造为30万t级的FPSO。本文主要阐述FPSO两大模块——直升飞机平台与上层建筑之间的连通结构体——直升飞机登梯塔的设计，以及建造过程中遇到的问题与解决方法，并通过对比我司承建的前2个FPSO项目的登梯塔，分析本次设计中的亮点。
2 登梯塔本体结构的设计思路
“萨卡里玛”轮的前身是一艘VLCC油轮，主尺度总长319.1 m，型宽58 m，型深31 m，改装后，尾部将有一个直升机平台，在距离直升机平台前方32 m处，是可容纳140人居住的上层建筑，登梯塔的作用是连接直升机平台和上层建筑两大模块。本项目的登梯塔，设置了左右两个对称主进出的主通道，登梯塔效果图见图1。另在直升机平台尾部设置的紧急通道通往A-DECK，仅限于应急状态下使用。
该项目设置了两条主通道以及一条应急通道的做法，进一步提高了安全系数。
2.1 登梯塔本体结构的设计思路
直升机平台距A甲板面的高度为17.75 m，梯塔的最顶端平台（NO.1 平台）应与直升机平台高度有一个安全距离，因此梯塔的顶端平台高度为距A甲板16.115 m；最底层平台（NO.3 平台）通过廊道与生活区相连接，由于生活区在船宽方向上不连续，只有B-DECK&C-DECK是连续平台（见图2），为了方便船员能够从任意位置通往直升机坪和生活区，因此选用B-DECK或C-DECK和NO.3 平台连接，通过模型放样，C-DECK与NO.3 平台连接为宜，虽然此处有高度差，但相差最小，通过在廊道搭设斜梯，可形成通道。
考虑到登梯塔的消防设备必须有足够的压力差，保证灭火设备有足够的水压，因此消防设备必须放置在NO.3 平台。本项目中，在登梯塔的主体结构的NO.3 平台设置了一个长1 200 ×宽1 200的延伸结构平台，消防设备安放在该平台延伸的位置上既能能够节省空间，又不干扰主通道的通行，在紧急状况下使消防设备能最快的发挥效用。
2.2 直升机平台的连接
由于直升机平台自身就是一个大型钢结构。在海上遇到各种海况，会产生横摇纵摇等各个方向的运动，登梯塔自身高度有16 m以上，也是一个较大型钢结构，若是直升机登梯塔最上层平台与直升机坪做刚性连接，登梯塔的强度和稳性势必会受到直升机平台各方向运动的影响。登梯塔自身主要以4根方管做主体支撑外，NO.1 平台（与直升机坪等高）与直升机坪做弹性连接，本项目是采用一段槽钢，一端通过垫片与直升机坪端部焊接200 mm，另一端通过TEFLON垫片搭接在登梯塔平台下面200 mm，此处不用焊接，为了使登梯塔水平上位移不受限制，只限制上下位移，这样能够提高登梯塔的稳性，见图3。TEFLON垫片是耐磨垫片，能减少梯塔与槽钢经常性的摩擦造成的磨损。直升机平台和登梯塔之间还留有一定的间隙，避免登梯塔和直升机平台相互运动时发生碰撞。
2.3 直升机坪与生活区的连接
由于受到机舱棚风帽的影响，连接生活区和登梯塔的廊道的高度只能高于风帽的高度，廊道一端与登梯塔的最下一层平台对接，另一端与生活区的C-DECK连接，中间部分支撑在烟囱结构上。由于C-DECK与登梯塔最底层有高度差，故廊道上需要分层处理。
3 生产设计和施工过程中产生的问题以及解决方案
3.1 支撑下端变形处理
根据结构强度校核结果，发现梯塔方管支撑的下端易变形，ABS退审也提出相同问题。解决方案是：原来4根支撑方管尺寸是300*200*12，现在将最下端1 m范围的方管换成300*200*15，但是由于材料采购受限制，此方管不易采购，经过和生产部门协商，采用15 mm钢板压制而成（见图4），此方案经过重新强度校核，满足要求，同时也得到船东和船检认可。
3.2 机舱棚拦水扁铁处理
梯塔方管支撑与甲板反面强横梁和纵向强力构件上下对齐来满足强度要求并消除“硬点”，通过放样，其中一根方管需要落在机舱棚后壁上，方管一面与机舱横壁对齐，由于机舱围壁高度要超出机舱棚顶板90mm当作拦水扁铁用，这样方管支撑与拦水扁铁会产生干涉。解决方案是：为了保证拦水扁铁的连续性以及避免挖换板材，在方管上与拦水扁铁干涉的一面上开90 mm槽与拦水扁铁对口焊接，这样也能够满足强度要求，也能保证方管和拦水扁铁的完整性（见图5）。
3.3 消防设备的定位
消防设备初始设计时只考虑水压和不影响主通道上人员的正常通行，消防设备放置在NO.3 平台下面的一层平台NO.4 平台上，并在NO.4 平台和NO.3 平台之间架设直梯，见图6。这样设计的缺点是生活区和直升机坪上的船员在发生火灾时不能够快速方便地获取消防设备。改进的方案是，在保证水压满足条件的情况下将消防设备安放在NO.3 平台的延伸平台上，见图7，优点如前所述，另外取消了NO.4 平台，减轻了梯塔自重，节省了材料。
4 结束语
直升飞机登梯塔是直升机平台系统中不可或缺的重要组成部分。而FPSO“萨卡里玛”直升机平台登梯塔的设计是FPSO“伊利亚贝拉”及“玛丽卡”项目经验的总结和提高。与前两个项目相比，不但设计及建造周期缩短了，建造质量也得到了很大的提高，为公司承接其他FPSO的改装建造提供了有力的技术保证。