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[装备] 抛石整平船:港珠澳大桥岛隧的碎石“利器” [复制链接]

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桥梁网 发表于 2012-7-10 11:20:19 |显示全部楼层 |          |
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抛石整平船:港珠澳大桥岛隧的碎石“利器”

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  2012年3月15日,港珠澳大桥岛隧工程配套设备抛石整平船在振华重工南通分公司下水,预计将于7月拖船至珠海现场开始施工,届时将填补我国在沉管隧道碎石基床施工领域的一项空白。目前,该船属当今世界最大的抛石整平船,其整平功能、施工工艺和精度均达世界先进水平;其船舶设计、电控系统、抬升系统等均为自主研发。港珠澳大桥项目阶段性科研创新再添新成果。% U, F( q2 p5 h) T; _+ h6 q1 [

  “应运而生”的自升式抛石整平船

  港珠澳大桥中总宽37.95米、长7400多米的沉管隧道,其施工难度当居世界前列,它需要采用碎石垫层作为沉管基础,沉管隧道在整体沉放前需要对海底基床做加固处理以防止沉降,其中包括开挖基槽、抛石、整平等工序。不仅铺设整平总方量巨大,而且施工水深、铺设宽度、整平精度等都前所未有。
/ z  w% \7 G7 ~% c+ E# E2 Z3 Q  此前,抛石基床多采用水上抛石、潜水员水下铺放轨道,人工导轨进行施工。近年来,随着海工产品形状增大,抛石基床的铺设面积也随之增大,铺设精度要求较高。若仍旧依赖人工水下作业,不仅施工困难,而且危险系数高。因此,寻求一种自动化程度高、精度高的施工方法铺设水下碎石基床,势在必行。振华重工自主研发的自升式抛石整平船应运而生。
) k& }9 _( A( O5 q% S( u6 u  “由于工期紧张,要考虑高工效的因素。当时世界上没有合适的抛石整平船能完成此施工任务,可以说抛石整平船的建造对港珠澳大桥项目意义重大,没有替代性。”海工设计院抛石整平船项目负责人王学军介绍。
1 G2 P+ U% I# g% Y4 _1 o% g  作为国内第一艘成型的带桩腿提升功能的高精度深水抛石整平船,应用了电控、桩腿抬升等多项自主研发的国际领先技术,负责完成抛石整平工序,保证了港珠澳大桥沉管隧道碎石垫层铺设和整平工作的安全性、高效性及高质量。
$ b3 K  f, N+ S7 b, P. B  港珠澳抛石整平船施工管理系统采用RTK定位技术、全站仪技术、声纳技术,能够保证作业效率、定位精度,以及数据的安全可靠性。桩腿结构是整台设备的重要构件之一,是确保海上安全高效作业的关键部件。为控制尺寸精度,振华重工采用GPS定位系统协调调试,采取数控切割、增加报验环节、控制对角线差值小于1.5毫米等措施。
; q' W) N5 ^. l- ]0 G  抛石整平船的主要功能为抛石整平,主要系统包括石料传送系统,台车,抛石管及其控制系统,测量系统及抬升系统。该船可在沿海环境中作业,抛石整平一体化,自动监测控制,施工水深可超越40米。, P0 {" @3 Q5 B  n/ A
  作为该船的设计方与制造方,振华重工涉足特种工程船舶的研发建造颇具经验,也是确保其从“港机巨人”成功转型的重要战略。目前,振华重工为港珠澳大桥岛隧工程配套的特种工程船舶还有管节沉放船,其主要是配合港珠澳大桥岛隧工程的海底隧道管节沉放使用,目前已经开工,计划8月底交付使用。
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  面向海内外市场

  自升式平台要想做到“站得住、升得起、拔得出”,升降系统是关键。长期以来升降系统一直为国外公司垄断。要自主研发,即需攻克大载荷抬升机构设计、大模数和大尺寸齿条高精度加工、大速比人字齿行星齿轮研制以及抬升系统(32套电机驱动装置)同步控制四大关键技术。1 V9 Y7 y' `6 r+ _% j" N6 z8 b5 L
  抬升和锁紧机构作为海洋钻井平台的核心配套件,技术含量很高,振华重工凭借极强的海工配套件的研发能力,依托中交集团全资收购的美国F&G公司为平台,截至目前,公司已经实现向国内外市场销售600多套抬升系统,包括美国、新加坡,以及部分国内企业。由于在此领域有实力的供应商很少,故收益相对传统产品较高。
+ N& G3 i; ^: U) Z9 e" J# w% O& P  整平船在国内制造技术上创下先河,将海上施工平台的概念引用到水下抛石整平施工工艺中,具有抗风浪能力强,移动方便,对施工水深和基床厚度适应性较强,施工质量好、效率高的优势,在恶劣的海况条件下也能进行正常基床抛石整平施工作业。在抛石整平船上,采用了一般只在钻井平台上才会配置的齿轮齿条式抬升机构,并配置了蜗轮蜗杆传动的锁紧系统以提高平台的整体可靠性,这些在抛石整平船的设计中尚属首次。其施工工艺、整平水深和精度等均可达世界先进水平。2 w& J0 b$ v& a9 {. s# w$ j! O
  整体造价约3亿人民币的抛石整平船,融合了众多的海工核心技术,如抬升系统、锁紧系统。实用价值将直接服务港珠澳大桥的建设,技术的突破将保证港珠澳大桥海中沉管隧道安全、高效、优质建成。为后续国内沉管隧道提供了施工技术装备,也将改变过去盾构隧道基本一统天下的局面,为隧道的设计提供了一个优化的平台。项目的成功研制,使振华重工在平台领域研制能力领先于国内工程平台制造行业,并能带来该项目工程平台国内外市场订单。最后,抬升、锁紧机构的成功研制和使用,将打破国内自升式平台配套件长期依赖进口的局面,目前已经成功将抬升锁紧机构作为配套件实现了市场销售,取得了良好的经济效益。
6 H& h% ]- ?* E$ s0 U6 P# _- r  作为一个新产品,整平船将如何在海内外市场开启一片新天地。对此,项目负责人王学军表示:“企业必须要有强大的研发能力,这方面振华重工是创新性企业的代表,创新是公司一贯的传统,所以有无以比拟的优势。其次是一流的制造能力,振华重工拥有多个制造基地,对于新产品,都会花重金做专门的试验台,产品都需要通过在试验台上做试验并通过,以确保高可靠。最后,也是很重要的一点就是企业对创新的支持,在振华重工,对于新产品,公司上下都能宽容失败,在失败中汲取经验,并最终将产品转化为成熟产品。”
; K% G0 |. ~) _  L7 G( k  (编辑/厉姗姗)
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