汉唐归来
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瀚海狼山:能造航母的1600吨级超级龙门吊是如何自我安装的?(完整篇)|2021-06-29

所谓工欲善其事必先利其器。8到10万吨级的巨型航母,不论是用什么动力。都是超级大国的标配。也就是能独立建造这类钢铁巨兽的国家往往自动被认为就是地球上的超级大国。前苏联恰恰就在建成7.9万吨级的大型核动力航母之前垮塌了。因此前苏联本身的真实国力是否曾经符合地球超级大国的全部标准,将成为一个永远争论的话题。巨型航母都是极复杂的系统工程。但是有一点可以作为最基础性的开工前提。这就是必须提前具备30万吨深坞和巨型的龙门吊。离开了这两样,任何国家想独立建造超级航母都是幻想而已。这其中,超级龙门吊的作用就必然非常的突出。而当今的全球,所有用来建造过大型航母或者正在建造大型和巨型航母的超级龙门吊,都是新兴大国生产并且对外出口的。按照“凡是某大国突破的技术,都不是高技术”的定理之下。


有人就说了,再大的超级龙门吊不过就是一大块钢板焊接起来的嘛?只要能生产钢铁和有焊工的国家都能造出来。西方发达国家从新兴大国进口超级龙门吊不过是图便宜。如果新兴大国不卖,人家自己也造得出来,毕竟不是什么高不可攀的技术活。看这话说的!其实瀚海狼山(匈奴狼山)要说。如果说龙门吊不是高技术。那么300吨级以下起吊能力的龙门吊可以这么说。但是凡是超过300吨级的大型和巨型龙门吊,能独立生产的国家在全球一只手数得过来;而一旦到了1000吨级和以上的龙门吊。现在敢接单的,在全球还真就是只有新兴大国的一两个专业生产单位。地球上的事物和技术。极端大和极端小都是人类努力突破的方向。对龙门吊这种看似并不复杂的普通工业产品来说,一旦起吊能力增加到1000吨以上。就已经不是简单的数字叠加,而是全球一流的特殊大工业能力在里面了。


在全球敢拍胸脯说自己能量产1000吨级的超级龙门吊而且可以确保长期安全使用的厂家,已经在这个行业凤毛麟角。龙门吊专业上也叫做门机或者门吊。大型造船厂必须标配大型门机和专业干船坞。由于龙门吊非常巨大,从几公里外就可以看到。因此巨型龙门吊往往是大型造船厂和海工船厂的基本外观标志。其实门机不但在船厂使用。在需要挪动重物的其他工厂也大量存在。而其起吊吨位从几吨级一直到全球起吊能力最大的2400吨级。只要是门机,不论大小,一般都有两大钢制支撑腿;而两大支撑腿下面基本都有轮轨和电动行走装置。这样门机就可以顺着轨道纵向移动。小型门机的支撑腿可都是刚性腿。而船厂里面使用的大型门机。由于高度太高横跨太大,往往都在百米以上。如果两大支撑腿的行动速率不一致,就会产生严重的结构变形。因此船厂巨型门机。都分为一侧为柔性连接的支撑腿。外观为三角架或者分叉的就是柔性腿。而和上横梁呈刚性一体的就是刚性腿。


这样的巨型门机在纵向移动时,即使两端有轻微的不一致,柔性腿也可以容纳一些非协调变形。当然巨型龙门吊都有确保两侧行走时基本同步的电子电控装置。而平时说的600吨级,800吨级,1200吨级 甚至1600吨级,都是船厂巨型龙门吊的最大起吊能力。那么如此巨大的龙门吊,制造厂家生产出来之后,是如何搭建在巨型船坞之上的呢?不实际到大型船厂看看,很难体验巨型龙门吊的巨大。一般1200吨级的龙门吊。其横跨往往超过150米,横梁最高高度点则高达120米以上。相当于普通40层居民楼的高度。更厉害的是其全部自重惊人。1000吨级的巨型龙门吊,全部自重有3000吨到4000吨之巨。仅仅最显眼的一根高空横梁,就有2000吨以上的巨大重量,已经相当于一艘中型护卫舰的全重。那么船厂又是用什么方法。把自重2000多吨的横梁安全托举到120米以上的高度。最终稳稳地安装上去的呢?

(下篇)


想一次性把2000吨甚至3000吨的钢铁横梁快速而且安全抬高到120米的高度。其难度是相当惊人的。这相当于把两三千吨的大铁块,一次性安全送到金字塔的顶端。当然人类的智慧是无穷的,毕竟在4000多年前就已经可以把数吨的巨石输送到超过100米的金字塔的上层并且精确安装到位。现代研究认为,古人做到这一点,无非是采用先建立大斜坡;再利用斜坡洒油方便石块往高处拖动的方式。甚至有人认为往金字塔上提升巨石,是采用了非常精密的水利上浮系统。不过不论古人怎么做到的。现代化的船厂都不可能专门为安装一台巨型龙门吊而临时堆砌一个几百米长的大土坡。何况巨型龙门吊的横梁是一个整体,2000吨以上的自重,也是金字塔中最大的石块无法对比的。因此古人的办法在这里无参考价值。而当代可以一次性把数千吨的物体整体提升到百米以上的设施也确实有。


比如三峡大坝上的5级船闸。就可以在几个小时内把三四千吨的大船上升140多米翻越大坝。除了用水浮力的船闸。还有更简单粗暴的机械升船机。也就是像一部超级大电梯一样。可以把3000吨级的大船直接垂直提升翻坝。类似的5级船闸和机械升船机的提升能力倒是都足够了。不过前提是必须依托已经建成的巨大的大坝的坝体。如果大坝本身不存在。不论船闸还是升船机,都无法提升任何重物。看来这个现代的办法也不行。那么用现代化的重型汽车吊行不行?目前最大的重型吊车已经可以起吊500吨级的物体。这已经很了不起了。但是面对超过2000吨的巨大横梁,显然还是吊不动的。而且很难安全上升到超过100米的高度。陆地重型吊车在安装巨型龙门吊的过程中可能用到。但最多可以起吊树立自重相对小得多的柔性腿等部件。刚性腿和主梁中的任何一个。即使全球最大的汽车吊也是吊不动的。


汽车吊不行。有一种更大的吊船到了出场时间。目前全球最大的吊船的起吊能力已经超过了8000吨,甚至还有1万吨级以上起吊能力的超级吊船。超级龙门吊的主梁和同样很重的刚性腿,基本都是用4000吨级或以上的吊船为主,吊装到位的。而目前全球起吊能力超过4000吨的吊船,基本都新兴大国生产的。比如打捞世越号和挪威方面沉没的5800吨级神盾。都用到了超级吊船。全部是新兴大国生产,包括已经出口的。因此超级龙门吊的生产和现场搭建。和超级吊船必须是配套的。如果没有超级吊船,那么全球大多数国家买到了巨型龙门吊,自己也无法安装起来。超级吊船可以直接开到30万吨到50万吨级干船坞的船坞门口,甚至还可以直接开进注满水的船坞内部。然后用其高达150米到200米长的巨型吊臂,一次性把2000到3000吨级的龙门吊横梁安全吊装到,


120米以上的空中。那么问题又来了,这些巨型吊船的巨大吊臂。也有几千吨,当初又是如何安装到吊船船体上去的呢?很简单,在巨型船坞内建造这些吊船时,采用龙门吊把巨型吊臂的模块分别吊装,然后焊接在一起。也就是说,这是一个循环上升的过程。比如早期先用300吨级的龙门吊,分几次吊装一艘2000吨级吊船的吊臂到位,并焊接。而这艘2000吨级的吊船,成型后可以吊装600吨级的龙门吊。然后再用这个600吨级的龙门吊和配套船坞,生产一艘5000吨级的吊船。具备5000吨级的吊船后。则可以一次性安全起吊安装1600吨级的超级龙门吊。然后再用1600吨级的龙门吊吊装生产一艘全球最大的1.2万吨级起吊能力的新超级吊船。这种循环升级,正是人类智慧和大工业能力的体现。当然目前全球能够完成这个层层加码式循环的。只有新兴大国一家。


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