文/羊城晚报全媒体记者 王丹阳 通讯员 陈楚粦 肖明葵 张杰丰 黄丕康 贲为宇 高松 粟博禹 郭志滨 王小娥 梁洁瑜
8月25日，全球最大江海两用半潜驳——4.5万吨宽扁浅吃水半潜驳“四航永兴”号正式交付使用。该船舶由中交第四航务工程局有限公司（简称中交四航局）自主研发设计，中交四航局江门航通船业有限公司负责建造。“四航永兴”号总用钢量超2万吨，与有着“万里长江第一桥”之称的武汉长江大桥用钢量相当。全船长164米、宽65米，总高度超31米，甲板面积10660平方米，相当于1.5个标准足球场。
“四航永兴”号这只“海上巨无霸”，不仅能满足全球各大洋之间的调遣运输需求，更能到达大型驳船不能深入的浅港和河口进行作业，是浅海地区大型项目的“施工神器”。同时，它还能充当海上船坞，快速维修受损船舰，变身“海上医疗站”。
“‘四航永兴’号作为世界级的最大型江海两用半潜驳，是具有重要战略意义的大国海工重器。该船于2021年3月22日开工建设，项目历经2年多时间，利用信息化、智能化等现代化手段，不断优化施工方案，攻克了诸多技术难题，今日终于顺利完工并交付使用，刷新了多项纪录，为中国海工船舶的建造和使用开辟了一块新天地。”中交四航局航通公司执行董事、总经理、党委副书记黄红宇说起“四航永兴”号的建造和交付使用，非常激动和自豪。
分段建造+水上合拢
奇思妙想巧造海上巨轮
要建造出长164米、宽65米、空载重量2.3万吨的“四航永兴”号这艘海上巨轮，摆在中交四航局航通造船人面前的首个难题，就是选择最优施工方案，解决好造船场地。
“通常造船是将船体分段制作完毕后，会在船台完成总装合拢，然后通过梳式滑道侧向下水。然而，现有船台仅可建造最长200米、宽54米、自重12000吨的船舶，现有船台和下水滑道的承载力均无法满足自重23000吨的‘四航永兴’号的造船要求。如何在现有条件下选择建造场地和编制建造方案，这是摆在我们项目团队前面的一道难题。”回想建船当初遇到的种种困难，航通公司执行总经理王伟胜记忆犹深，“陆上解决不了的，我们就想办法水上解决。”
“面对挑战，项目团队根据该半潜驳项目的结构特点和建造要求，组织专家开展总体建造方案研究，提出了‘分段建造+水上合拢’的实施方案：将主船体切分成四个总段依次下水，再将各总段进行水上合拢，巧妙地解决了场地问题。”航通公司副总经理王超介绍，在查阅了大量资料，参考国内大型船舶建造历程后，项目团队跳出“外租大型船坞建造”和“自有船台建造”两种建造方案，让思维转了个弯，选择这一更符合实际且能够落地的建造方案。
“总体建造方案确定后，在完成水上部分合拢作业后，对于水下部分的合拢焊接作业又面临着两种方案选择。”“四航永兴”号半潜驳项目总工程师饶燃介绍道。“一种方案是制造长70米、宽3米、高1.9米的悬挂浮箱，将水下部分隔断后，通过水泵抽干水后形成隔离通道，作业人员通过水上舷侧爬梯进入悬挂浮箱进行焊接作业，这种方案既费时安全风险又高；另一种方案则是完成4个总段的水上部分合龙焊接后，拖航至邻近厂区，利用斜船架将主船体举升离开水面来完成水下部分焊接作业。”
针对两种方案，制造中心经理李启国带领项目团队经全方位模拟、测量和数据分析后，基于安全性的考虑，最终选择后一种方案，并在专家评审会上一致通过。
2021年3月22日，随着技术专家共同按下等离子数控切割机开关，启动该船首件钢板的切割，标志着“四航永兴”号半潜驳船全面开工。
破解特种钢焊接难题
“水上无缝”建造海上巨无霸
“四航永兴”号半潜驳项目甲板面积1万多平方米，相当于1.5个标准足球场。甲板和底板都是厚达50毫米的低合金高强度厚钢板，总重达4300吨，焊接总长度达8500米。如何做好如此超大体量、超大面积的低合金高强钢的焊接工作，成为摆在项目团队面前的又一个“拦路虎”。
“甲板和底板使用的低合金高强钢，属于特种钢材，塑性和韧性相对较差，导致其对焊接工艺要求更为严苛。若采用传统的‘多层多道焊’形式，可以预见‘焊接变形大、焊接工作量大效率低、质量难以保证’等问题。”“四航永兴”号半潜驳项目经理赵野介绍道。
项目团队提前筹划，引进了一批双丝埋弧焊机，组织焊接专家针对甲板、底板在拼板、合拢阶段编制相应的试验方案并反复试验，根据实验数据调整坡口角度、焊接顺序等，成功探索出最合适的焊接方案和焊接工艺用于指导后续作业。
“为了建造这只海上巨无霸，光焊材使用就超过300吨，由于我们采用了先进的焊接工艺和方案，取得了主船体宽度和水平高度方向焊接精度控制在5毫米以内、船长方向精度控制在10毫米以内,焊缝质量等级全部达到Ⅰ级标准的好成绩，焊缝全部采用100%超声波探伤及焊缝相交部位100%X射线探伤的无损检测方式，焊缝一次无损检测合格率无限接近100%。”饶燃介绍道。
2022年6月17日，随着“四航永兴”号半潜驳项目第一和第二个总段正式下水后，水上合拢工作正式拉开序幕。
“水上合拢就好似拼图，不过，合拢时两个总段均处于漂浮状态，且存在不同程度的纵倾和横倾。”饶燃说道，“且部分舱室被切断，考虑到总段浮态调整，我们在端面设置了‘临时舱壁’。总段下水前，我们利用全站仪对相邻合拢口进行端面测量，切除合拢口余量，勘划检验线并安装防撞装置、高度限位装置以及临时防台装置，同时对下水后各工序也做了论证和模拟。”
“通过调节两个总段的‘临时舱舱室’内的舱位水量的高低来调整船体平衡，解决了总段的浮动问题，而且总段的对接时间也由计划的两天缩短至4个小时。”饶燃介绍。“所有总段完成水上部分合拢后，焊缝一次无损检测合格率达100%。同时，在船舶压载状态下，水上部分高约8米，水下部分约2.2米，经计算，拖航过程中不会对船体质量造成损坏。”
海上超级“变形金刚”
打造智能化可视化多用途船舶
“面对当下全球航运业日益繁忙、种类繁杂的发展趋势，我们不仅仅赋予‘四航永兴’的半潜驳船使用用途，并通过开展技术攻关，积极挖掘船舶潜能，打造多用途船舶，从而确保船舶可满足不同场景、不同用途的需求。”“四航永兴”号监造方、中交四航局二公司船舶部经理肖阳春介绍道。
据了解，“四航永兴”号采用可移动式的塔楼设计，使得船舶犹如超级“变形金刚”，通过对船体四角四座塔楼的组合切换，使得船舶有了更多种的组合模式，进而满足施工领域和场景作业需求。既可以做服务海洋和内河大型工程构件装备运输和安装的水上巨轮，也可以作为水上船舰和装备维修的移动船坞。
据了解，“四航永兴”号采用了现代化的智能调载系统、智能压载系统，实现了智能化可视化，这使得这首世界最大的江海两用半潜驳的使用更加现代化、更加安全可靠。
据了解，“四航永兴”号装配国内首套智能调载系统的智能操控台，画面中一个个3D可视化立体模型课可准确反馈船只实时状态，帮助船员、管理人员更好地了解船舶的状态和性能，提高船舶的安全性和效率。“四航永兴”号智能压载系统由阀门遥控系统、液位遥测系统、挠度测量系统、纵横倾指示系统以及配载计算机和配套软件等组成，当船体弯矩、切力数据，一旦配载计算出的弯矩切力以及最终坐底（重力－浮力）数据超出设定值或挠度变形超过设定值，可进行报警并自动关阀操作并切换到手动模式进行人工干预。
大湾区里，江海奔流，千舟竞发，一派繁华。45000吨“四航永兴”号，将高挂“一带一路”十周年的云帆，奔赴江海，贡献出大国海工重器的力量。
来源 | 羊城晚报·羊城派
责编 | 黄婷
校对 | 刘博宇