创下三项世界纪录！这艘“超级打桩机”如何建造

原标题：建造海面上的“超级打桩机”（创新故事）

日前，由我国自主设计建造的全球最大打桩船“铁建大桥桩1”号在江苏南通正式交付。打桩船是专门用于水上桩基施工作业的特种工程船，就像一个浮动的“超级打桩机”，它的主要任务是将巨型钢桩或混凝土桩精准打入水底岩层，为跨海大桥、海上风电场、深港码头等的修建筑牢坚实根基，被称为水上工程的“定海神针”。

“铁建大桥桩1”号的核心性能参数创下三项世界纪录——156米全球最高桩架、70米全球最深作业水深、700吨全球最大吊桩能力，可以满足深远海复杂海况下超大、超长桩基的作业需求。这艘“巨无霸”打桩船建造的背后，是一场关于“力”与“准”的极限挑战。

在休息状态下，156米高的桩架是斜靠的姿态，当作业时，它会直立起来，顶部的吊钩在卷扬机的帮助下将钢管桩高高吊起，船上的柴油机泵站给予液压锤动力，一锤一锤地将钢管桩“钉”到海床上。桩架越高，瞬时冲击力越强。这艘打桩船的瞬时冲击力高达1360千焦耳——每一次捶打，就会引发一场小型的“海底地震”。

打桩作业中，船体抖动将影响工作效率和准确性。这时就需要一双“无形的大手”，将桩架牢牢“扶稳”。这个强大的支撑力，来自船上的液压动力系统——全球最大的5000吨级启闭液压油缸。这意味着这双“大手”可以一次性稳稳托举住5000吨的重量，让桩架的“肌肉”更发达、力量更持久，打桩作业时“不打颤”。可以说，这个油缸，就是“定海神针”背后坚强的后盾。

为了让油缸更好地发挥功能，设计团队研发出全球首创的主油缸闭式液压系统。传统油缸是开放式的外部油箱，而在这艘打桩船上，油缸被设计成了内部油路循环，使用起来更高效、省时。同时，油缸还增设了一套能量回收系统，它能在桩架下降时，将重力势能转化为电能并回收，用于船上照明、空调等日常用电，能量回收率达40%，大大降低了设备损耗和运营成本，使得这艘巨轮更节能环保。

此外，打桩作业“稳准狠”，离不开精准定位。要知道，它们常年在海上工作，海风、涌浪都会令船体漂移。为了克服环境的影响，让船一动不动，如在陆地，这艘船首创了“锚泊定位+动力定位”相融合的技术。

锚泊定位系统，是在船体的四个角上各抛出两个锚深深地扎进海床里，让它像八爪鱼一样牢牢固定在海底。虽然固定住了船的四个角，但庞大的船身还会随着海风海浪摇摆，动力定位系统能够解决这个问题。动力定位系统能通过雷达、风速传感器实时感知风、浪、流等海况，安装在船头和船尾的4个舵桨，在收到信号后发起反向推力，“对冲”不同方向上外力的影响，精细调整船身位置，以此实现精确泊船——即使在恶劣海况下，打桩的定位精度也能控制在厘米级，作业的安全性和效率大大提升。

（作者为江苏大津重工有限公司副总工程师，本报记者姚雪青采访整理）

延伸阅读

打桩船为什么要更大更强

打桩船是海洋工程的“开路先锋”，其核心任务是将巨大的桩基精准地打入海底。无论是跨海大桥还是港口工程建造，其基础都深深扎在水下地层中，而打桩船正是将钢管桩、混凝土桩精准、牢固地打入海底的关键装备。可以说，没有打桩船，海上大型工程就无法顺利施工。

最近10年，是打桩船技术跨越式发展的10年，我国在该领域实现了从跟跑向领跑的转变：桩架高度跃居世界第一，作业水深达到70米的深远海标准；全面应用北斗导航系统，并配备了远海星站差分功能，能在茫茫大海上实现厘米级的精准定位；普遍采用柴电混合动力和永磁电机技术，显著降低油耗和碳排放……

未来，打桩船将向着绿色化、智能化、深远化方向进一步发展，从“耗能大户”到“节能先锋”，从“人工操舵”到“一键打桩”，一步步走向更深更远的海域。

（本报记者姚雪青整理）

记者手记

系统集成，实现多元需求

建造“铁建大桥桩1”号，难点在于让几组看似矛盾的要求在同一艘船上同时实现。

例如，桩架要够高，吊装能力要够大，才能打入硬质岩层，从而满足深海作业的需求。但桩架越高越容易晃动，反冲力越大船体越难稳定；再比如，液压油缸要足够有力，但按传统设计方法能耗高、损耗大。

应对这些矛盾，靠的不是单一部件的强化，而是系统层面的重新设计。为兼顾桩架高度与作业稳定，团队研发出全球最大的5000吨级启闭液压油缸，首创两套定位系统相融合的技术，将打桩精度控制在厘米级。为解决大功率设备的高能耗问题，团队将液压油缸从开放式改为闭式循环，并增加能量回收系统。

多项世界纪录的背后，是一个个具体的技术选择。把看似冲突的需求装进同一套系统里协调解决，这正是现代装备制造创新的常态。目前，这艘钢铁巨轮已整装待发，将参与巴西萨尔瓦多跨海大桥的建设，这是中国高端装备解题能力的一次验证。

(来源:人民日报)