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“海威951”——95m打桩船 2010-7-28 16:28| 发布者: lansebeiai| 查看: 1763| 评论: 0|原作者: 王俊丰 朱代炼 康萍|来自: 《桥梁》杂志 摘要: “海威951”是专为港珠澳大桥建设而打造的桩架高95m打桩船，主要由船体、桩架、打桩设备、支撑装置、变幅油缸、起升设备及控制系统组成。其中桩架为整条打桩船的核心部分，其主结构为后三角形桁架形式。该船长74m， ... “海威951”是专为港珠澳大桥建设而打造的桩架高95m打桩船，主要由船体、桩架、打桩设备、支撑装置、变幅油缸、起升设备及控制系统组成。其中桩架为整条打桩船的核心部分，其主结构为后三角形桁架形式。该船长74m，宽52m，桩架高95m，为目前国内最高的桩架。它一次插打的桩长为82m，船上配备125型和180型两种打桩锤，可以插打1.0m到2.5m桩径的方、圆形钢桩和混凝土桩，并且能满足-18.5°仰桩和+18.5°俯桩的打桩要求。 创新点——直接进行空中180度翻转的新工艺 作为“海威951”号打桩船核心部分的桩架，总长约90m，其主截面为圆管组成的三棱锥体形桁架结构。根据船体及桩架位置架设，传统的打桩船桩架制作主要采用倒三角形形状，即三棱锥体的底面也就是桩架的前侧朝上，以便于吊装一步到位。但这种制作方法需要设置大量的支撑架以保持桩架的平稳，造成了材料的浪费，并且由于主要结构均位于空中，高达15m，使得大部分的工作为高空作业。施工单位在进行桩架制作时，看到现场有两台400t门机，便设想改变传统制作方法，能否将三棱锥体倒过来，即三棱锥体的底面朝下？经过科学严谨论证，通过找准重心和平衡点，利用两台400t门机可以直接进行空中180度翻转，这样一来，不但使得大部分的工作成为了地面作业，而且省去了支撑架，仅此一项便可以节约成本100多万元。 多功能——集打桩和吊装于一体 传统打桩船功能单一，只用于打桩，其本身所携带的起升装置只用于打 桩锤的吊装，荷载不到100t，并且最大工作幅度只有10m。为满足设备多功能的需要，在克服因吊装载重所需要的船体主结构设计加强的难题后，设计人员在桩架上增加三台起升装置，使得“海威951”号打桩船集打桩和吊装为一体，除了可以打出大口径深桩外，还可以进行吊装，并且一次最大抬吊重量200t，最大工作幅度达33m。打桩结束后，还可以充当起重船的功用，进行一般吨位的架梁，使得该打桩船功能性和利用率大大加强。 三变幅——低净空满足通航需求 如何解决大吨位打桩船在内河的通航问题，一直是设计者关注的难题。对于传统的打桩船，其支撑装置多为固定式棱台型桁架结构，桩架在支撑装置顶部放置后，无法进行第三次倒架，而且桩架经两次倒架后，变幅油缸已基本缩至最短，无法继续倒架。“海威951”号打桩船按照传统的设计进行两次倒架后，桩架顶端距水面高度约为42.8m，此高度只能在海上拖航运输，无法进入内河，不能满足内河通航运输的需要。为了解决95m打桩船进入内河作业的需求，设计人员专门设计了一种新型的移动式门字形支撑装置，可带动桩架进行第三次倒架，使船体整体高度控制在26m以下。 这种新型的移动门字形桁架结构，由2个固定支架、1个活动托架及2个变幅油缸组成。在前两次变幅中，主要通过桩架下部2个前支铰与船体2个前铰座铰接。在进行第三次变幅中，通过变幅油缸的伸缩，桩架后支铰与船体后铰座重合并进行固定铰接，此时桩架载荷将由桩架后支铰和船体后铰座承受，桩架前支铰和船体前铰座将处于卸载状态，可拆除前铰点的销轴。然后拆除活动托架与固定托架的联结销轴，活动托架在支顶油缸的伸缩作用下沿着固定支架轨道下滑位移，从而带动桩架沿着后铰点旋转下放，下放到位后，再将活动托架固定在支架上，便完成了第三次变幅。此时船体整体高度为25.8m，达到了进入内河的需求。 GPS——高精度控制桩位 水中打桩，水流速度和水深对桩位的精确性是一种考验。传统打桩船在进行打桩时，主要通过附近陆地运用定位仪进行测量，在综合水文条件下进行打桩，精确度和效率都很低，而且由于是目测，晚上无法进行工作。“海威951”号打桩船针对以往的缺陷，采用新科技，引入GPS导航系统，对每一根桩进行精确控制定位，并且可以插打18.5°斜桩，桩基施工俯仰度创国内最大。 “海威951”号打桩船自2009年10月20日从江苏靖江船厂出厂以来，已前往靖江恒德通用码头并已成功打响第一锤。待港珠澳大桥开工后，它将正式移往中国南海，为港澳珠大桥的建设立汗马功劳。 （作者单位：武桥重工集团股份有限公司)