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打樁船
來源:互聯網

打樁船(英文名稱:pile driving vessel、Floating Pile Driver),又稱浮式打樁架,是指在甲板端部或中部設有打樁或壓樁設備,用于水上打樁的工程船

打樁船由船體、樁架、油缸三部分組成,打樁船按照打樁架的性能和打樁方式可以分為變幅式打樁船、旋轉式打樁船、擺動式打樁船、吊龍口式打樁船、吊打式打樁船、平臺式打樁船;按照動力裝置可以分為蒸汽式、柴油發電機式和柴油機液壓式打樁船。打樁船的生產過程包括:鋼板切割,分段制作,船臺階段,設備調試階段和試航階段。

打樁船船體為鋼箱型結構,在甲板的端部裝有打樁架,可前俯后仰以適應施打斜樁的需要;打樁船多為非自航船,需用推(拖)船牽引就位。打樁船廣泛應用于橋梁、碼頭、水利工程施工。

定義

打樁船是指在甲板端部或中部設有打樁或壓樁設備,用于水上打樁的工程船。打樁船主要用于港口、橋梁以及其他臨水建筑工程。打樁船與起重船相似,多使用箱形船體,且大多為非機動船。打樁時,樁架作為樁的導軌,重錘沿著樁架升落。

特點

主要分類

打樁船通常以打樁架的性能和打樁方式來分類,也有以動力裝置來分類的。

按打樁架的性能和打樁方式分類

按船舶動力裝置分類

打樁船按船舶動力裝置可分為蒸汽式、柴油發電機式和柴油機液壓式打樁船。柴油機液壓式打樁船是采用和發展較多的一種型式。

基本設計

工作原理

打樁船配備打樁錘、樁架、附屬設備。樁錘依附在樁架前部兩根平行的豎直導桿之間,通過樁架吊起,樁架前有導向架,以控制方向。其技術參數包括沖擊基數、沖擊動能和沖擊頻率。

生產過程

打樁船的生產過程包括:鋼板切割,分段制作,船臺階段,設備調試階段和試航階段。

作業方式

海洋工程

通常,海洋工程的打樁由大型起重船或自升式起重平臺承擔。起重船可在較深水域作業,起重能力也大,適于深水打樁。裝有動力定位的大型起重船,具備多功能,能實現海洋油氣工程相關的吊放、安裝、打樁等多種作業。在自升式平臺上裝設打樁機,把它稱為自升式起重安裝船。能適應風下打樁作業,定位精確,作業可靠,但自升式平臺工作水深較淺,即使是桁架式樁退三角形平臺船型,也不超過150m;一般用于起重安裝的自升式平臺,方形、圓柱形樁腿,工作水深在50m以下。用于海上風機的分段安裝,以及淺水海洋油氣工程吊放、安裝和打樁作業。

水上工程

水上工程的打樁則由專門的打樁船施工,這種船在首甲板端部或舷側設置打樁架,有固定式、旋轉式、移動式、可傾斜式等。旋轉式能打群樁,頻斜式能打斜樁。工作時,打樁船一般采用多點錯泊定位。打樁時,首部載荷增大,為避免首傾,尾部設大型壓載艙。起重船抓斗式挖泥船的臂桿能吊裝打樁架的的可兼作打樁船。

打樁船在港口、橋梁工程,以及其他鄰水縣建筑工程施工中是必不可少的。打樁船與起重船相類似,多使用箱形船體,且多為非自航船舶。打樁船象征性的設備是高大的樁架,通常建在首部舷邊。打樁時,樁架作為樁的導軌,重錘沿樁架升落。打樁船是常見的工程船,除了能進行深水下打樁的特種工程船之外,一般打樁船技術含量也不高,多為非自航方駁船型裝上打樁機。

打樁船的樁架有固定式與全回轉式之分。前者只能在首部打樁作業;后者既可在首部打樁作業,又可在船舶左右兩舷打樁作業。

類型

打樁船按用途可分為以下兩大類。

(1)一類是海洋工程打樁船,用于導管架平臺等海洋油氣開發裝備及風電機組的基座的打樁;

(2)另一類是用于碼頭、堤岸和橋梁等水上工程進行水中打樁的水上工程打樁船。

船體設計

船型

打樁船為非自航箱型船,在沿海作業(蒲氏風級7級,水流速≤3.0m/s,有義波高H1/3=0.8m),無限航區調遣。GPS定位,自動化程度高,配備大型變幅油缸變幅和全船液壓系統移船和作業。設計過程中進行了耐波性和錨系泊力的分析。全船建模,對樁架、象鼻梁和主船體進行有限元分析,具有足夠的強度和剛度。按CCS國際船舶要求入級,具有起重設備證書。

船體結構

打樁船的船體與一艘泵船相似,船內設有壓載艙和動力艙,可以通過調整壓載來控制船的平衡,動力艙提供卷揚動力和移船動力。打樁船一般不能自航,必須由拖船拖帶。打樁架的下端與船體鉸接,由液壓變幅機構調節其傾度,其頂部裝有滑輪組及大吊鉤,因此整個打樁船可以兼作起重船。打樁架上裝有筒式柴油打樁錘,打樁時用大吊鉤將樁吊起,由樁夾板將其與打柱架固定后就可進行打樁作業。

打樁船為單甲板、全焊接鋼質非自航工程船。主船體設四道全通的水密橫艙壁和兩道貫通艏、艉的水密邊縱艙壁。主船體上甲板、船底、舷側及邊縱艙壁均采用縱骨架式,強框架的間距不大于4檔肋距。機艙區域兩縱艙壁間設置雙層底,其高度為1.0m,隔檔設置實肋板。由于主船體采用了縱骨架結構形式,具有足夠的總縱強度。甲板室采用橫骨架式。橫艙壁為垂直扶強材加水平桁的橫骨架結構形式。在船體主要受力區域和受有集中力的構件及應力復雜區域進行強度校核并作局部加強。

代表船型

雄程1

“雄程1”船長78m,型寬36m,型深6.2m,架高達128m,總載重6267t,配置最大打樁錘、最大油缸、最高打樁樁架、最先進控制系統(產品庫、求購、供應),是亞洲最大的打樁船之一,也是世界上第一般無限港區的128m打樁船。該船的建成并交付,極大地提升了中國海上設施的基樁施工能力。

三航樁22

三航樁22是中國首艘自主研制并擁有完全自主知識產權的旋轉式打樁船。“三航樁22”總長99米、型寬34米、型深7.2米,滿載設計吃水4米,樁架高度110米,可以滿足樁重150噸的沉樁要求。船上起重機最大吊重800噸,能夠有效進行深度超過95米的沉樁作業,最大植樁外徑3米,通航高度小于47米。

“三航樁22”作為新一代環保、節能、降耗的打樁船,優化改造了打樁系統、移船定位系統、智能電力調配系統、照明系統、隔熱保溫系統,有效控制了船舶運營中的能源消耗。“三航樁22”裝備了先進的全回轉起重機,能夠實現設備原地360度全回轉,精準定位,操作靈活。同時,“三航樁22”配備了精度達到厘米級別的衛星定位系統,能夠精確進行打樁定位,適用于近海、沿海以及遮蔽海域等區域的打樁作業和拖航調遣工作,滿足國際近海航區無人拖航調遣的要求。該船安裝了8點錨泊定位系統,能夠實現船舶精確定位停泊。“三航樁22”樁架的下部采用可折疊結構設計,相較于傳統打樁方式,可實現更高效的沉樁施工工藝,為調整制樁順序提供便捷。

二航長青

“二航長青”號打樁船總長130.5米,型寬40.8米,型深8.4米,樁架高度150米,可打最大樁重700噸、直徑7米的樁基。油缸重385噸,直徑近2米,總長28米,重量、直徑、長度均全球第一,立起來有十層樓高,是全球最大的打樁船油缸,打破了世界紀錄。跟傳統打樁船相比,這艘船在設計和使用上更環保、更智能。它采用直流母線超級儲能系統,通過超級電容、儲能電池削峰填谷,平抑電網波動,配合高效永磁電機作為起重電機,比普通燃油船更為省油,碳排放也大大減少。打樁前電腦會自動計算樁的定位精度,打樁時既能實時監測安全,還能自動檢測作業流程,并生成施工報告。它附帶的打樁作業管理系統,能測量和控制樁的平面和垂直度,通過自動記錄數據,建立關聯地質資料、樁參數和沉樁記錄等相關信息的大數據庫。不僅如此,它安裝的遠海星站差分功能打樁定位系統,能在深遠海實現厘米級的定位精度,堪稱“定海神器”。

服役動態

2009年10月7日,中國最大打樁船——中國中鐵所屬中鐵大橋局集團有限公司“海威951號”在江蘇靖江出廠,它與亞洲最大的3000噸“天一號”海上運架梁起重船等一系列海上施工船舶共同投入到海上橋梁建設中。至此,由中鐵大橋局投資、建制打造的我中國首支海上橋梁施工艦隊已基本形成,并初具規模。

2022年1月7日,全球首艘140米級打樁船“一航津樁”在南通市正式交付。該船由中交第一航務工程局有限公司投資研發,振華重工建造,是全球樁架最高、吊樁能力最大、施打樁長最長、抗風浪能力最強的專用打樁船,中國水工建設領域再添一座“大國重器”。船樁架高142米、最大作業樁重達700噸、最大作業樁長達118米+水深、最大作業樁徑達6米,該船擁有專門研發的施工管理控制系統,實現了數字化管理、智能化施工、綠色化運行。

2024年5月,由在漢央企中交二航局投資建造的世界樁架最高、吊樁能力最大、施打樁長最長、抗風浪能力最強的150米固定式樁架打樁船在振華重工啟東市基地舉行搭載儀式,標志著該船正式從分段制作進入船臺搭載階段。該項目于2024年1月18日正式開工,設計共有81個分段,計劃2024年9月30日完成全部搭載任務。該船是世界上在建的最大打樁船,船體總長130.5米、型寬40.8米、型深8.4米、樁架高150米,可打最大樁重700噸、直徑7米的樁基。

2024年10月15日,由中國交建所屬中交二航局牽頭研發攻關的全球最大打樁船主油缸,在江蘇常州恒立液壓成功下線。該組油缸缸徑1.6米、行程長21米,打破了世界紀錄,其額定推力達5000噸,相當于一次性可推動1000頭平均重5噸的非洲草原象

2025年1月5日, “二航長青”號打樁船在啟東市海工船舶工業園順利交付,作為世界上樁架最高、吊樁能力最大、施打樁長最長、抗風浪能力最強的打樁船,它的交付標志著中國在海洋工程裝備制造領域邁入新的里程碑。

參考資料 >

..2025-01-06

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..2025-01-06

我國自主研發、核心技術自主可控,全球最大打樁船油缸下線.澎湃新聞.2025-01-06

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..2025-01-06

國內首艘自主研制110米架高旋轉式打樁船交付.中國網.2025-01-06

全球最大打樁船“二航長青”號交付,實現超大超長油缸國產化.百家號.2025-01-06

中鐵大橋局打造國內最大海上建橋艦隊.國務院國資委.2025-01-06

全球首艘140米級打樁船正式交付.百家號.2025-01-06

世界在建最大打樁船開始搭載.百家號.2025-01-06

我國自主研制的全球最大打樁船主油缸成功下線.百家號.2025-01-06

我國又添大國重器!全球最大打樁船交付.百家號.2025-01-06

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