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原标题:中国交建投资、研发、建造的世界最先进打桩船完成验证试验! 3 W& p. `& f I
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江苏启东港,浩荡千里的长江在此蜿蜒入海,中交一航局投资研发、振华重工建造的“打桩神器”——140米级打桩船“一航津桩”停靠在港口南侧。“一航津桩”是世界桩架高度最高、吊桩能力最强、施打桩长最长、桩径最大的专用打桩船。蓝天白云映衬下,红白相间的桩架高耸入云,格外抢眼。
+ x& Q/ Y5 [& n! l 在筑港人的眼里,打桩船就是他们强有力的臂膀。建国初期,一航局依靠当时最先进的蒸汽锤,打破了只有外国人才能在中国建设港口的历史。本世纪初,一航局引进了全国首艘700吨全回转、多用途打桩起重船“天威号”,填补了当时我国大型多用途工程船舶的空白,在东海大桥施工中展示了强大威力,赢得“筑港精锐”美誉。 & i! u" V7 { f7 J& D, U
然而,随着工程建设的脚步逐渐走向深海,公司已有的船舶装备无法满足深海、高浪、强风海域的施工需求,建造一艘超大型打桩船的想法在中交人心里扎根。
* B, r$ f! s e! Q 2020年2月,一航局组成“一航津桩”建造组,深入全国各地调研。从天津到深圳,再到常州、扬州、南京,建设者的脚步印在了无数艘打桩船的甲板上。经过多方沟通论证,船舶的样子逐渐从模糊的想象变成手中精确的图纸。 % D& t: q) ~4 O6 {# _ E! ~, l5 `3 L
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“一航津桩”型长124米、型宽39米、型深8米、桩架高142米,最大作业桩重达700吨、最大作业桩长118米+水深、最大作业桩径6米。作为全世界最先进的专用打桩船,“一航津桩”实现了多项首创革新:实现了打桩船全电力“一键启动”便捷操作;首次采用全电力辅助推进;配备了自主研发的施工管理控制系统,采用“北斗+近岸4G+卫星通信”组合技术,实现了数字化管理、智能化施工、绿色化运行。“一航津桩”能够胜任大型桩基、风电导管架桩、风电单桩等施工,将在大型港口、跨海大桥、海上风电等工程建设中发挥关键作用。
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+ ?" H8 H) q4 @4 Q9 F “一航津桩”的桩架长达142米,接近12层楼高,想要将这么长的桩架顺利安装在船上,模型设计、制造、焊接等每一个步骤都必须精益求精。建造组严格把控每一个环节,建立起一套将焊接评定、工艺顺序、材料选择等环节包含在内的、从人到船的质量管理体系,并优化了舱室布局,使得船舶整体布局更加合理。 M/ `6 E# e) N$ N7 @- E) i( k0 a
将12层楼高的桩架分段建造、移运、吊装,是振华重工团队的任务。对于振华重工团队负责人何银栋来说,将这么高的桩架分成几段建设,不只是一个简单的数学问题,怎样分割最为科学合理,是他首先面对的难题。
+ D/ Z2 d' `( a/ u: F: P) s9 L6 Q 一航局建造组、振华重工团队与镇江船舶设计研究所等多次采用3D建模技术,统筹进行数据计算。“我们综合考虑振华重工启东船厂起重能力、车间容量、船坞空间及建造成本后,决定将桩架划分为5个分段,每个分段包括1至3个平台,总计14个平台,并对可行性展开验证。”何银栋说。
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3 u" [3 C" [2 F" f 桩架重量问题直接影响行船安全和施工可行性。为控制整船重量,建造组要求桩架的每一个结构件焊接前都必须过秤,重量符合要求才能进行下一步安装。在与设计院和供应商充分沟通后,一航局建造组决定采用新型高纤钢作为核心制作材料,同体积下,这种材料重量仅为传统钢材的一半,隔热性和耐腐蚀性更强。但桩架滑轮组安装前过秤时,重量仍然超出设计标准的80%。为了保证桩架顺利安装,建造组连夜讨论方案,通过优化滑轮组结构减轻了滑轮组重量。“在建造过程中,我们每一个步骤都‘斤斤计较’,正是这样才保证了打桩船的万无一失。”一航局建造组组长高小东说。
: k2 ~" c9 y3 I5 \2 h1 ~/ p3 v: e 新材料有明显的重量优势,但焊接温度要求极高,阴雨天施工难度较大。为了保证每道焊缝的质量,振华重工现场施工人员采用了电加温至260度左右的焊接准备,还采用保温毯或保温棉等对焊缝进行2小时保温处理,并安排专业质检组随时监控并记录相关数据。经过不懈努力,焊后报片检验合格率达98%以上。
' \$ |) h; o2 m+ ? G 桩架建造完毕后,要与底脚轴和座孔对接,并且对接误差不能超过1毫米。“如此大体积、高精度的桩架安装还是世界首例,要找准支点、精确对接,就好比给一座山找一个针尖大的支点,并保证其稳立不倒。要完成这样高精度施工,船机协调甚至天气条件都必须需满足严格的要求。”高小东说。 4 ?* Z+ D/ v% m! l2 U# \
建造组协调多艘船机,指挥着这场海上的“针线活儿”。吊装现场两艘起重船共同施力,将桩架从甲板上吊起,“往左,再往左!”建造组积极协调起重船与船上工作人员,大家一同注视并寻找着这个“庞然大物”的精准落点。两天两夜的“穿针引线”作业后,桩架终于与座孔顺利对接,偏差不到1毫米。
! Y9 n0 h: M. N. K8 @ 智慧加持 - _: p( I- K( r9 j9 b* s( t' x5 |
5 ]* k3 z. a/ v2 q5 o; \ 建造组为“一航津桩”设计了一颗“智慧大脑”。通过信息化的船舶综合施工管理系统,实时监测并控制船舶的运转状态和打桩过程,不管是下达打桩等重要指令,还是船上的钢缆、绞机等设备的操作,都可以一键完成。原先需要5名工人协作配合完成的工作,现在只需要1名工人操作。
$ O) M" g& ]* v1 v% P+ a 通过对液压系统进行电力控制,“一航津桩”的动力系统实现了电力驱动,成为全球首艘全电力控制的打桩船,避免了传统打桩船柴油机直接驱动费力、能耗大的缺陷,更加智能环保。
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为了让“一航津桩”在承担大型深海桩基施工时,在茫茫深海中不会迷失方向,建设者给它安装了我国自主研发的北斗导航系统。航行时,北斗系统将提供无死角智能导航;作业时,在近岸区域通过网络精准定位,在外海实现“厘米级”定位,完全能够满足桩基施工。“如果出现特殊情况,即便是在没有通讯信号的外海,北斗系统独特的短报文收发技术,也可以实现和岸基的通讯传递,瞬间信号满格。”高小东介绍,“北斗系统既可以为我们提供定位服务,也是我们的一道安全防线。”
; d5 m$ ?$ e/ D7 q3 S- W 此外,北斗导航还能与“智慧大脑”联动,实现类似汽车自动驾驶的功能。在一定范围内,只需设置好坐标船,就能自主航行到位,既提高工作效率,又节约燃料。
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建造者还给“一航津桩”穿上了“风火轮”。传统打桩船的移动必须依靠绞放锚揽,方向单一且灵活度不高,“如果能让打桩船自己动起来,就可以在一定范围内自由移动,不论是施打桩基还是躲避风浪,都要灵活得多。”为了实现这一设想,建造组为“一航津桩”设计了一套独创的辅助推进系统,让它具备一定的自航能力。配合减小风浪影响的动力定位系统,可实现船舶原地定位、定向航行,犹如踩上“风火轮”一般,大大减少了它对支持性船舶的依赖。在减少施工成本,提高施工效率的同时,也使它获得了一定的应急处置能力,能够从容面对和处理突发事件。 1 I! I9 i- Z* X% c- k: M6 B. I
* g. t4 E z% b( |% g 4月11日,随着起重机构全部安装,“一航津桩”进入载重试验关键阶段,4月25日,验证测试全部完成,海上首秀的时刻就要到来。未来,“一航津桩”将在大型港口、跨海大桥、海上风电等工程建设中大显神威,为中交水工的金字招牌再添光彩。 3 n" x( }* G5 f
供稿:振华重工返回搜狐,查看更多
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