“小蚂蚁”扛起“巨无霸”，液压台车深中通道建设显身手

本刊记者 赵芸

打破国外技术垄断，能有效优化造船工艺，还可广泛应用于大型桥梁工程、道路施工。

尽管天色有点阴沉，但当重达八千多吨的深中通道沉管隧道首个管节钢壳（E1管节）向停靠在码头边上的半潜驳稳稳地“走”上去时，现场工作人员的心情如夏日荷塘般，变得清新透亮。

在广州市南沙区，一场“蚂蚁搬大象”的奇迹正在上演。

随着一声令下，数千个轮子“齐刷刷”向前滚动，由中国船舶工业集团有限公司所属中船第九研究设计院工程有限公司设计研发的80台液压台车，灵活地扛起钢壳混凝土组合结构的深中通道管节钢壳，将其从施工场地运送到船上，为下一步在桂山岛开展水泥浇筑做准备。

“目前，中船九院研发的液压台车可以做到设定参数后的自动运行，适应了国内造船行业从船坞造船到船台造船的发展趋势，可有效优化造船工艺，未来还可广泛应用于大型桥梁工程、道路施工等。”中船九院相关负责人表示，通过掌握液压台车的核心技术，打破国外技术垄断，国产液压台车的建造成本下降了40%。

每台车的顶升力为250吨

依托“船舶运移与环段对接系统”研制的液压台车，已分别于2016年10月26日、2017年2月15日、2017年9月27号和2018年1月22日完成从中船集团所属广船国际有限公司南沙厂区平台到半潜驳的移船过驳作业，作业目标船舶分别是大连中远海运油品运输有限公司50000吨成品油轮/化学品船D型1、2号船，和南京油运母公司中国外运长航集团50000吨成品油轮/化学品船E型1、2号船，这是广船国际平台生产线建成投产后下水的首批4艘船，同时也是国内首次完全依靠自主力量采取这种方式完成船舶下水。

此外，2017年10月23号，在广船国际南沙厂区平台生产线上，由36台250吨三维小车组成的分段对接系统，将重达5000多吨的艏半船移向艉半船，完成了南京油运母公司中国外运长航集团50000吨成品油轮/化学品船E型2号船船体的精确合拢，帮助广船国际首次完成船台半船对接作业。多次下水作业以及对接作业的顺利完成，既检验了液压台车的可靠性，也为以后平台线船舶继续利用该方式造船、下水奠定了坚实的基础。

船舶运移及环段对接系统由250吨输送主动小车、250吨输送从动小车、250吨三维主动小车、250吨三维从动小车、抬船支架、动力单元、控制小车、发电机小车及附件等组成。按照每台车的顶升力为250吨计算，一艘万吨级别船舶大概需要80台车才能移动。

该类型设备的研制成功，有助于推广平地造船工艺在船厂的应用，为客户创造更好的社会、经济效益。“无论国内外，船坞造船的方式正在得到改变，毕竟建造船坞的成本不是一个小数目。未来，船台造船的方式将更会被推广，届时，船企对于液压台车的需求量将趋于普遍化，液压台车的市场前景得到看好。”中船九院相关负责人说，“顺利的话，半年时间内，中船九院可批量生产最多80台液压台车。”

由于液压台车体积小、力气大、移动方便，可通过不同组合方式使用多种船型，能很好地满足平地造船工艺在船厂的应用需求。在交付使用的一年多时间里，“船舶运移与环段对接系统”运行状态良好，各项性能指标均达到预期目标。

“大力士”有“大智慧”

如果按一辆卡车装载20吨计，要扛起深中通道管节钢壳，至少需要436辆卡车量。据了解，一个完整的管节排水量达到8万吨，相当于一艘中型航空母舰的排水量。

尽管之前已经有过充分的“移动经验”，但面对宽度四十多米的深中通道管节钢壳，液压台车除了出动“52位兄弟”作为主承载设备，更请来了136轴线动力模块平板车（SPMT）作为辅助承载及主驱动设备，通过电脑实时同步，配合完成运输过驳。

液压台车沿轨道前后行驶，通过垂直上下顶升或水平方向进行±50毫米的微移，对E1管节钢壳进行称重，确定每组车的压力值。同时，全部小车通过电控实现多车自动同步联动。然后液压台车开始缓慢的预顶升，确认每台小车的受力情况及液压系统是否正常，再由“力气最大”的移船小车首先“使劲”，实时跟踪记录移船小车与动力模块车的实际受力情况，根据载荷及时调整顶升参数，平稳完成顶升。

顶升完成后，由“最能跑”的动力模块车进行动力驱动开始管节钢壳的平移。为消除惯性影响，确保移动安全平稳，平移必须先进行20米的试车，再逐步缓慢进行。全程中，操作人员要屏气凝神，时刻监控着液压台车动态，每行走20米就要人工检查小车状况，保障运输过程安全平稳。最终，深中通道沉管隧道首个管节钢壳终于顺利移动过驳，登上半潜驳。

每1000t小车组由一台动力单元驱动，动力单元由柴油机和液压系统等组成。

在此过程中，中船九院的精度控制人员实时监测液压台车的状态。为得到最精确的数据，精度控制人员在码头两侧设置了全站仪，随时检测半潜驳与管节钢壳的姿态，每行进十米，就要停下来检查一下，如果数据出现了偏差，就要立即纠正过来再走；另外，操作人员还利用电控联动系统确保顶升压力适应轨道变化，保证载荷变化在±10%以内，移动精度达到±1毫米。

在过驳作业过程中，精度控制人员还要根据液压台车的行进情况对半潜驳进行同步的调载，以确保半潜驳和上驳管节钢壳重量与浮力的动态平衡，保证半潜驳始终保持在码头平齐的位置上。

该负责人介绍说，分段对接模式的技术关键点在于液压台车的三维位移控制。对接作业对作业船体目标位置精度要求很高，例如，船体中心线左右偏差小于3毫米，肋距偏差小于10毫米，水平偏差在±5毫米内，大合拢焊缝装配间隙控制在6毫米—12毫米范围内。通过分段对接，可帮助船企大大提高分段总组率、分段精度控制水平和分段预舾装的完整性。而这也充分体现了中船九院在新工艺指导设备研发、新设备推进工艺进步方面的优势。

移船作业过程

对接作业的“巧手”

从2014年研发到2016年产品成型，中船九院在原有技术储备的基础上，借鉴国内外最新研究成果，结合客户需求，大胆创新，做到了性能可靠、质量过硬。中船九院相关负责人介绍，“船舶运移与环段对接系统”采用开放式接口，最多允许接入100台250吨船台小车同时工作。操作人员可携带便携式控制盒，控制车组动作；也可通过控制小车操作，控制小车配备操作台、工控机、主PLC等电控设备，由发电机供电。

作为平地造船工艺研制的新型专用设备，液压台车可参与到从平台造船到移船过驳的全过程：通过三维小车自由组合组成的三维对接系统，可完成1000吨—4000吨不等的分段、环段甚至半船对接作业，突破龙门吊搭载的吨位限制；通过输送小车和三维小车自由组合组成的移船系统，可完成不同吨位船舶的移船过驳作业。其中，控制台触摸式屏幕可显示小车运行速度、液压缸压力（显示载重吨位）、行程、速度各项保护；能实现多台液压小车整体操作，实现一个人即可控制多台液压小车的全部动作，方便船体及分段调整工作。

“在液压台车运行时，在触摸屏上可实时显示每台小车运行状态。对于每台小车运行之中出现的故障，都在触摸屏显示、报警，并提示解决故障方法等。”该负责人说。

值得一提的是，“船舶运移与环段对接系统”采用分布式液压动力单元提供动力，该动力单元可安装在液压台车上作为备用动力应急，无需外界供电，具有便利灵活、故障率低、启停平稳、能效高的优点；采用三层分布式控制架构和有线与无线组合通讯方案，配套开发的智能算法，实现对各小车的组合控制；采用负载分组及主动控制机制，实现对小车负载的动态控制。同时，移船作业时系统可实现小车行走的同步控制，实现船舶平稳安全的移船过驳；车组单元采用闭环伺服控制方式，实现对负载及顶升、行走、横移速度的精准控制，

虽然液压台车是国内首创、具备均载调节功能的平地造船主要设备，就国内看，中船九院走在了技术的前沿，但未来之路不止步于此，“做好产品的轻量化、无轨道设计，进一步完善工艺设计等，是我们的下一个目标。”该负责人说。★