发达国家粉碎机?世界万吨巨轮一半在这里建造

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发达国家粉碎机?世界万吨巨轮一半在这里建造
* 来源 :http://www.domainslasher.com * 作者 : * 发表时间 : 2017-12-05 15:30 * 浏览 :

  在长江的入海口,上海与崇明岛的中间,有一个160平方公里的小岛--长兴岛,这里由泥沙冲积而成,自古盛产柑橘。而随着中国工业的迅猛发展,当时间进入到21世纪,岛上最有名的特产不再仅仅是柑橘,还有船;不仅是船,而且是万吨巨轮。

  在的坚船利炮敲开了中国的大门之后,1865年,清创办了“江南机器制造总局”,就是如今江南造船厂的前身。150多年来,江南造船厂遍历了中华民族的兴衰,并为新中国建造了第一艘潜艇、第一艘护卫舰、第一台万吨水压机、第一艘自研的国产万吨轮2008年6月,江南造船厂正式搬迁入驻长兴造船。

  长兴造船位于长兴岛的南岸,于2003年开建。它占地岸线万吨级轮船。它每年可生产总吨位800万吨的舰船,相当于120艘辽宁号航空母舰。

  这里共有七座特大型干船坞,其中的四号船坞深14.1米,是中国最深的软土船坞,未来可以建造10万吨级的核动力航空母舰。除此之外,还配备了7台600吨以上的龙门吊,9座舾装码头和2座材料码头,无论是30万吨重的超大型邮轮,17.5万吨的散货船,7000标准集装箱的大型集装箱船,大型液化天然气船,还是海上石油钻井平台、超大型豪华游轮,甚至002级弹射航母,在长兴岛,这些世界最高标准的船舶平均每周可以下水一艘。

  据中新网援引工信部网站消息,2016年,在全世界船只订单较去年同期暴跌70%的行业严冬中,中国造船业却甩掉韩国和日本成为全球第一,从衡量造船业整体发展的造船完工量、新接订单量、手持订单量这3大世界造船指标来看,2016年中国新接订单量、手持订单量分别占世界市场份额的65.2%和43.9%,皆位居全球第一;造船完工量部分则以35.6%,排行全球市场第二位。

  之所以选择长兴岛作为造船,主要是因为它的天赋。长兴岛南岸有59公里常年不淤、不积、不冻的深水岸线,这在以沙土地质为主的上海滩附近颇为难得,这种天然的不易淤积的深港是造船厂的好胚子。

  不过,良好的深水岸线同时也意味着水流湍急,施工不易展开,加之长江口处风浪大,施工又处于孤岛之上,这都对工程带来了挑战。而造船的工程规模庞大,建设周期紧,目标起点高,界上都无先例可循。为此,设计人员精心研究,革新了传统设计方法,采用了多种创新技术,其中大部分技术都是围绕着造船厂的核心--船坞开展的。

  船坞是造船厂的核心。它是一种用于修造船舶的水工建筑物,主体位于水面以下。

  造船时,船舶先在船坞内,再放水进来将船浮起,打开船闸,将船放出;修船的过程则正好相反,将船引入船坞,再关闭船闸将水排净,人员进入船坞中进行修理。

  建设船坞,意味着要挖一个位于水位以下半水半陆的基坑,与陆上基坑周边是静止不动且时刻平衡的土体不同,这种水上基坑面对的是一直变动的水位,而且还会不断地受到波浪、涨落潮的影响,周边所受到的压力是不均衡的。在半水半陆的上开挖,一面是稳定的土体,一面是变化的水,结构整体上本身就有一个“向下滑”的趋势。可见,对于这样的水上基坑工程,最大的难点在于围护体系的完整,以维持开挖段的稳定。

  在以往,水上基坑通常是使用大围堰包围大开挖的方式施工。但由于长兴岛属于软土地基,加之长江口水文恶劣,采用这种方式施工效率太低。故而,施工方创新性地采用了水上钢板桩,先修坞口的“大铁门”。接下来,再利用坞门挡水,对后方坞室、水泵房等进行干施工。

  这种方案的技术难度高,对施工和设计计算要求精密,但造价相对较低,并且显著缩短工期。

  长兴造船造的都是十万吨的大船,故而船坞的体积惊人。在它的大门口修这样一座钢围堰,长度达到了280米,挡水高度达到了20米。在这个尺度下,一米粗的钢桩立在那里就像是一根铅笔,让人看着都“悬”。

  工程中有一个常识,围堰所要承受的负担与围堰的长度成平方关系。可见,水对围堰的单向压力巨大,并且每个施工阶段、每种工况都有不同。为此,工程师们利用ANSYS、ABAQUS等有限元技术对各个施工阶段进行了仿真模拟、数值分析,并制定了相应的对策。例如,在严格计算下,对挡水围堰进行分段加固,每隔47米设置一道横隔墙,在平面上形成了若干个隔仓。对于修建中的围堰在围堰合拢后,不仅不能急着开挖,还要向围堰内吹填细砂,以便对后续抽水中的基坑进行地基加固。

  在开挖阶段,也必须严格按照坞口底板分块的尺度进行分段、分层开挖。每一分块的土方按照每层厚度不大于2米开挖,并且只有完全挖完了一块、坞口底板浇筑完成,才能去开挖下一块。在开挖掉坞内软弱泥沙的过程中,还需要不断地使用碎石进行回填,以对围堰形成支撑作用。

  一般的大型船坞有效深度在12米左右,而长兴造船的一处深船坞有效深度达到了17.7米。如此前无古人的深度,配合长兴岛特有的软弱土层,使得其坞墙的结构发生了质变,无法采用常规的前板强拉杆锚碇结构或高桩承台结构。

  工程师们通过有限元分析,并结合大量的节点模型试验,在坞墙的设计上进行了突破,采用格型地下连续墙结构并利用地下墙作为吊车荷载的承重结构,采用十字型格形地下墙作为坞门荷载承重结构。这些设计在全世界都尚属首次。

  除此之外,闸首高压旋喷成墙、大型钢浮箱闸首结构等都是全新的设计方案。这些复杂的施工工艺让长兴岛造船的成功很难被模仿。

  比如,这里开设有世界规模最大、技术工艺流程最先进的港机生产,采用的钢板预处理流水线、等离子水下数控切割等电子控制系统以及其它先进的工艺流程,能够使港机的生产周期缩短1/3。

  除了港机这种大家伙,这里还有场桥直线行走和箱位管理的GPS系统、双小车岸桥、标准场桥等高附加值的新产品。

  此外,还有港口所需的各式起重机,大型桥梁、建筑钢结构、隧道盾构、脱硫装置及轨道交通等重型机械。

  将造船厂、装备制造厂设置在一起,建立在远离上海市区的长兴岛上,既避免了对城市正常生活的影响,又提升了产业集聚作用。

  这些重型装备制造单位的人才、技术往往相通,原材料与生产设备也往往高度重合。将它们设置在一起,可以极大地降低原料的运输成本成本,提高便利性。由于靠近海洋,大型装备对外的运输也不再是问题。可以说,建成了一个长兴岛,同时解决了好几个产业的大问题。

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