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1. 概述 天津渤海BZ28—2S海上平台（见图1）是在青岛海工预制，并由驳船拖至渤海区进行安装。该平台结构由立柱、甲板、墙皮、吊点、插尖、吊机立柱、滑道梁、泵护管及火炬臂拉筋等构成。同时，该平台分为A、B两个组块，A组块6层甲板，B组块4层甲板，外形尺寸78.5m×38m×23m，8根主立柱组成，立柱间距20m，其中钢结构总重4 565t。  图1 海洋组块的施工以钢结构预制安装为主线，各层甲板分成若干个小片进行预制，在滑道上布置好滑靴作为安装基础，甲板片由低向高逐层安装，在过程中分别安装甲板上的设备、管道、附件等。 所以钢结构拼组装及焊接质量的好坏直接影响整个平台的安装质量和进度，为此，对该平台采取优化预制方法，优化的焊接措施控制焊接变形，保证钢结构安装质量。 2. 优化平台结构预制方法 海洋平台钢结构作为海上油气钻采等作业的支撑结构物，对于海洋油气的开发意义重大。而焊接作为海洋平台钢结构中最主要的连接型式，在海洋平台钢结构建造过程中发挥着越来越重的作用。平台结构预制方法对焊接变形控制影响重大。 常规预制方法即平台结构正造法，使焊接劳动强度大，焊接质量难保证。优化后的平台结构预制法采用反造法。反造法施工流程如图2所示。  图2 反造法是在平整的地面（多数在车间内）先铺设甲板后组对梁格，反坡口组焊的施工方法。在甲板上按1∶1放线，利于梁的组对就位，在地面上完成梁组对操作便利， 不需长时间使用起重设备，工时消耗小；甲板的焊接以平焊为主，施工难度小。尺寸大的甲板需要使用1~2台大型的起重设备完成翻身作业，因此反造法优于正造法。 3. 优化焊接措施 平台结构焊接时，局部的不均匀加热和冷却使结构中各部分金属热胀冷缩的程度不同，而焊件结构本身是一个整体，各部分金属的膨胀和收缩受到了周围金属的束缚和影响，不能自由伸缩，局部出现屈服变形即结构内部产生焊接变形，所以采取焊接防变形措施尤为必要。 （1）设计角度的防变形措施?①尽量减少焊缝的数量、焊缝对称布置。②合理选用焊缝的坡口形状和尺寸，在保证足够承载力的情况下，采用适当的坡口形式，减少焊缝截面积及金属填充量，降低热能输入和高度集中。③避免焊缝集中，避免焊缝双向、三向相交。 （2）施工中的重点防护措施?第一，合理的选择焊接方法和焊接参数。因钢结构平台结构厚度为10~120mm，所以选择热量集中、热影响区较窄的CO2气体保护焊方法代替焊条电弧焊或埋弧焊；减小焊接热输入，减少结构受热范围从而减小焊接变形。 第二，对于某些焊缝不对称布置的平台结构，焊后往往会产生弯曲变形，在焊接的背面采用气体火焰与焊缝同步加热，只要工艺参数选择适当，就可以减少或防止结构弯曲变形。 第三，焊前将平台结构装配预先反变形，抵消结构焊后形成的变形。 第四，在没有反变形的情况下，利用外加约束来固定构件（即在焊缝背面采用钢板、钢管焊接固定约束变形），限制产生焊接变形，但是焊缝内应力较大。 第五，采用合理的装配焊接顺序。首先应将结构装配成整体再进行焊接，这样可以增加结构的刚性；以H型钢梁（平台结构大部分H型钢为现场焊接H型钢）为例，先整体装配再焊接，其焊后的上拱弯曲变形，要比边装边焊而产生的弯曲变形小的多；对称焊缝应安排两名焊工对称施焊，且焊接速度同步；不对称的焊缝先焊接短的一侧；为减少焊缝通常采取分段跳焊或分段退焊的方法。 （3）甲板焊接?平台甲板焊接时，先焊接短焊缝，使钢板边成长条边，再焊接长条间焊缝，焊接时由中间向两边焊接；然后焊接甲板钢板与钢梁的焊缝，我们采用的是反造法，正好是平角焊，从中心向四周成对称分布进行跳焊；边缘板与中间板应最后焊接、焊接时应控制在8或10人，施焊时尽量均匀施焊，避免热量集中于一个区域。 4. 结语 天津渤海BZ28—2S海上平台结构的施工，我们通过优化预制方法，优化焊接措施，有效地保证了平台的焊接质量，大大缩短了有效施工工期，也为我们下一步进行大型海上平台施工积累了宝贵的经验。BZ28—2S是当时吨位最大、施工周期最短的海上平台，一次投产成功，截至目前一直运行平稳。 |
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