本刊記者 趙蕓

打破國外技術壟斷，能有效優(yōu)化造船工藝，還可廣泛應用于大型橋梁工程、道路施工。

盡管天色有點陰沉，但當重達八千多噸的深中通道沉管隧道首個管節(jié)鋼殼（E1管節(jié)）向停靠在碼頭邊上的半潛駁穩(wěn)穩(wěn)地“走”上去時，現(xiàn)場工作人員的心情如夏日荷塘般，變得清新透亮。

在廣州市南沙區(qū)，一場“螞蟻搬大象”的奇跡正在上演。

隨著一聲令下，數(shù)千個輪子“齊刷刷”向前滾動，由中國船舶工業(yè)集團有限公司所屬中船第九研究設計院工程有限公司設計研發(fā)的80臺液壓臺車，靈活地扛起鋼殼混凝土組合結構的深中通道管節(jié)鋼殼，將其從施工場地運送到船上，為下一步在桂山島開展水泥澆筑做準備。

“目前，中船九院研發(fā)的液壓臺車可以做到設定參數(shù)后的自動運行，適應了國內(nèi)造船行業(yè)從船塢造船到船臺造船的發(fā)展趨勢，可有效優(yōu)化造船工藝，未來還可廣泛應用于大型橋梁工程、道路施工等?！敝写旁合嚓P負責人表示，通過掌握液壓臺車的核心技術，打破國外技術壟斷，國產(chǎn)液壓臺車的建造成本下降了40%。

每臺車的頂升力為250噸

依托“船舶運移與環(huán)段對接系統(tǒng)”研制的液壓臺車，已分別于2016年10月26日、2017年2月15日、2017年9月27號和2018年1月22日完成從中船集團所屬廣船國際有限公司南沙廠區(qū)平臺到半潛駁的移船過駁作業(yè)，作業(yè)目標船舶分別是大連中遠海運油品運輸有限公司50000噸成品油輪/化學品船D型1、2號船，和南京油運母公司中國外運長航集團50000噸成品油輪/化學品船E型1、2號船，這是廣船國際平臺生產(chǎn)線建成投產(chǎn)后下水的首批4艘船，同時也是國內(nèi)首次完全依靠自主力量采取這種方式完成船舶下水。

此外，2017年10月23號，在廣船國際南沙廠區(qū)平臺生產(chǎn)線上，由36臺250噸三維小車組成的分段對接系統(tǒng)，將重達5000多噸的艏半船移向艉半船，完成了南京油運母公司中國外運長航集團50000噸成品油輪/化學品船E型2號船船體的精確合攏，幫助廣船國際首次完成船臺半船對接作業(yè)。多次下水作業(yè)以及對接作業(yè)的順利完成，既檢驗了液壓臺車的可靠性，也為以后平臺線船舶繼續(xù)利用該方式造船、下水奠定了堅實的基礎。

船舶運移及環(huán)段對接系統(tǒng)由250噸輸送主動小車、250噸輸送從動小車、250噸三維主動小車、250噸三維從動小車、抬船支架、動力單元、控制小車、發(fā)電機小車及附件等組成。按照每臺車的頂升力為250噸計算，一艘萬噸級別船舶大概需要80臺車才能移動。

該類型設備的研制成功，有助于推廣平地造船工藝在船廠的應用，為客戶創(chuàng)造更好的社會、經(jīng)濟效益?！盁o論國內(nèi)外，船塢造船的方式正在得到改變，畢竟建造船塢的成本不是一個小數(shù)目。未來，船臺造船的方式將更會被推廣，屆時，船企對于液壓臺車的需求量將趨于普遍化，液壓臺車的市場前景得到看好。”中船九院相關負責人說，“順利的話，半年時間內(nèi)，中船九院可批量生產(chǎn)最多80臺液壓臺車?！?/p>

由于液壓臺車體積小、力氣大、移動方便，可通過不同組合方式使用多種船型，能很好地滿足平地造船工藝在船廠的應用需求。在交付使用的一年多時間里，“船舶運移與環(huán)段對接系統(tǒng)”運行狀態(tài)良好，各項性能指標均達到預期目標。

“大力士”有“大智慧”

如果按一輛卡車裝載20噸計，要扛起深中通道管節(jié)鋼殼，至少需要436輛卡車量。據(jù)了解，一個完整的管節(jié)排水量達到8萬噸，相當于一艘中型航空母艦的排水量。

盡管之前已經(jīng)有過充分的“移動經(jīng)驗”，但面對寬度四十多米的深中通道管節(jié)鋼殼，液壓臺車除了出動“52位兄弟”作為主承載設備，更請來了136軸線動力模塊平板車（SPMT）作為輔助承載及主驅動設備，通過電腦實時同步，配合完成運輸過駁。

液壓臺車沿軌道前后行駛，通過垂直上下頂升或水平方向進行±50毫米的微移，對E1管節(jié)鋼殼進行稱重，確定每組車的壓力值。同時，全部小車通過電控實現(xiàn)多車自動同步聯(lián)動。然后液壓臺車開始緩慢的預頂升，確認每臺小車的受力情況及液壓系統(tǒng)是否正常，再由“力氣最大”的移船小車首先“使勁”，實時跟蹤記錄移船小車與動力模塊車的實際受力情況，根據(jù)載荷及時調(diào)整頂升參數(shù)，平穩(wěn)完成頂升。

頂升完成后，由“最能跑”的動力模塊車進行動力驅動開始管節(jié)鋼殼的平移。為消除慣性影響，確保移動安全平穩(wěn)，平移必須先進行20米的試車，再逐步緩慢進行。全程中，操作人員要屏氣凝神，時刻監(jiān)控著液壓臺車動態(tài)，每行走20米就要人工檢查小車狀況，保障運輸過程安全平穩(wěn)。最終，深中通道沉管隧道首個管節(jié)鋼殼終于順利移動過駁，登上半潛駁。

每1000t小車組由一臺動力單元驅動，動力單元由柴油機和液壓系統(tǒng)等組成。

在此過程中，中船九院的精度控制人員實時監(jiān)測液壓臺車的狀態(tài)。為得到最精確的數(shù)據(jù)，精度控制人員在碼頭兩側設置了全站儀，隨時檢測半潛駁與管節(jié)鋼殼的姿態(tài)，每行進十米，就要停下來檢查一下，如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)了偏差，就要立即糾正過來再走；另外，操作人員還利用電控聯(lián)動系統(tǒng)確保頂升壓力適應軌道變化，保證載荷變化在±10%以內(nèi)，移動精度達到±1毫米。

在過駁作業(yè)過程中，精度控制人員還要根據(jù)液壓臺車的行進情況對半潛駁進行同步的調(diào)載，以確保半潛駁和上駁管節(jié)鋼殼重量與浮力的動態(tài)平衡，保證半潛駁始終保持在碼頭平齊的位置上。

該負責人介紹說，分段對接模式的技術關鍵點在于液壓臺車的三維位移控制。對接作業(yè)對作業(yè)船體目標位置精度要求很高，例如，船體中心線左右偏差小于3毫米，肋距偏差小于10毫米，水平偏差在±5毫米內(nèi)，大合攏焊縫裝配間隙控制在6毫米—12毫米范圍內(nèi)。通過分段對接，可幫助船企大大提高分段總組率、分段精度控制水平和分段預舾裝的完整性。而這也充分體現(xiàn)了中船九院在新工藝指導設備研發(fā)、新設備推進工藝進步方面的優(yōu)勢。

移船作業(yè)過程

對接作業(yè)的“巧手”

從2014年研發(fā)到2016年產(chǎn)品成型，中船九院在原有技術儲備的基礎上，借鑒國內(nèi)外最新研究成果，結合客戶需求，大膽創(chuàng)新，做到了性能可靠、質量過硬。中船九院相關負責人介紹，“船舶運移與環(huán)段對接系統(tǒng)”采用開放式接口，最多允許接入100臺250噸船臺小車同時工作。操作人員可攜帶便攜式控制盒，控制車組動作；也可通過控制小車操作，控制小車配備操作臺、工控機、主PLC等電控設備，由發(fā)電機供電。

作為平地造船工藝研制的新型專用設備，液壓臺車可參與到從平臺造船到移船過駁的全過程：通過三維小車自由組合組成的三維對接系統(tǒng)，可完成1000噸—4000噸不等的分段、環(huán)段甚至半船對接作業(yè)，突破龍門吊搭載的噸位限制；通過輸送小車和三維小車自由組合組成的移船系統(tǒng)，可完成不同噸位船舶的移船過駁作業(yè)。其中，控制臺觸摸式屏幕可顯示小車運行速度、液壓缸壓力（顯示載重噸位）、行程、速度各項保護；能實現(xiàn)多臺液壓小車整體操作，實現(xiàn)一個人即可控制多臺液壓小車的全部動作，方便船體及分段調(diào)整工作。

“在液壓臺車運行時，在觸摸屏上可實時顯示每臺小車運行狀態(tài)。對于每臺小車運行之中出現(xiàn)的故障，都在觸摸屏顯示、報警，并提示解決故障方法等?！痹撠撠熑苏f。

值得一提的是，“船舶運移與環(huán)段對接系統(tǒng)”采用分布式液壓動力單元提供動力，該動力單元可安裝在液壓臺車上作為備用動力應急，無需外界供電，具有便利靈活、故障率低、啟停平穩(wěn)、能效高的優(yōu)點；采用三層分布式控制架構和有線與無線組合通訊方案，配套開發(fā)的智能算法，實現(xiàn)對各小車的組合控制；采用負載分組及主動控制機制，實現(xiàn)對小車負載的動態(tài)控制。同時，移船作業(yè)時系統(tǒng)可實現(xiàn)小車行走的同步控制，實現(xiàn)船舶平穩(wěn)安全的移船過駁；車組單元采用閉環(huán)伺服控制方式，實現(xiàn)對負載及頂升、行走、橫移速度的精準控制，

雖然液壓臺車是國內(nèi)首創(chuàng)、具備均載調(diào)節(jié)功能的平地造船主要設備，就國內(nèi)看，中船九院走在了技術的前沿，但未來之路不止步于此，“做好產(chǎn)品的輕量化、無軌道設計，進一步完善工藝設計等，是我們的下一個目標。”該負責人說。★