撰文/李柏彦
从“丝绸之路上的明珠”中白工业园，到“世纪铁路”蒙内铁路；从全国第一个全自动化无人码头青岛港迪拜环球国际自动化集装箱码头，到震惊世界的港珠澳大桥……越来越多的“天津设计”在京津冀协同发展、“一带一路”建设中涌现，贡献突出。在天津飞速发展的同时，越来越多“天津设计”的出现，为我们打造“北方设计之都”奠定了坚实的基础。
国内首艘拥有完全自主知识产权的
重型自航绞吸式挖泥船——“天鲲号”
由北方设计联盟理事单位、中交天津航道局有限公司自主设计建造的我国首艘拥有完全自主知识产权的重型自航绞吸挖泥船——“天鲲号”，继今年6月上旬成功完成首次海试后，日前成功完成挖泥试验，并出厂投入施工生产。
“天鲲号”挖泥自动化监测与控制系统的设计者、中交天津航道局有限公司国家级技术中心常务副主任丁树友，成功组织完成“天鲲号”智能型无人操控自动挖泥控制系统调试与试验后，几天前刚刚从“天鲲号”上下来，可是只要有闲暇时间，他还是喜欢在“天鲲号”模型前驻足。
“‘天鲲号’的成功设计建造，填补了我国自主设计建造重型自航绞吸船的空白，打破了少数发达国家对于挖泥船设计建造技术的垄断，标志着我国已完全掌握了重型自航绞吸挖泥船核心技术，对于我国疏浚事业的发展有着重大的意义。”对此，丁树友有一肚子的话要说。
“天鲲号”是当前世界最先进的重型自航绞吸挖泥船之一，船身长140米、宽27.8米，最大挖深35米，设计每小时挖泥6000立方米，绞刀功率6600千瓦。与“天鲸号”比起来，“天鲲号”的绞刀挖掘能力和泥泵输送能力都有了巨大提升。
“首先，‘天鲲号’整船采用全电力变频复合驱动技术，全船采用了柔性钢桩台车与三缆定位双重定位系统、带波浪补偿技术的双耳轴绞刀桥架系统等国际领先的专利技术，使船舶适应恶劣海况的能力增强。它装备了亚洲最强大的挖掘系统和输送系统，挖掘系统在国内绞吸船中绞刀功率最大、挖掘能力最强。泥泵输送系统总功率达到17000千瓦，为世界最高功率配置，其远程挖泥泥泵输送能力15000米，为世界之最。”丁树友介绍。
更为重要的是，“天鲲号”拥有世界领先的智能型无人操控自动挖泥控制系统，可实现无人操控自动挖泥，将极大提高挖泥船作业效率。
此外，“天鲲号”对于环保的要求也很高，船上专门配备了低硫转换装置、拥有自主知识产权的新型泥泵封水泵和智能海水冷却系统，达到了节能环保的要求。该船上层建筑与主船体的连接部位安装了主动气动减震装置，可以有效减少和隔绝船舶施工期间低频振动对上层建筑的影响，保证船员居住生活的舒适和设备的安全运转。
“天鲲号”的建造成功，是中交天航局乃至我国疏浚技术自主创新的必然结果，得益于我们强大的科技创新团队对疏浚技术研发成果的积累。
国之润，自疏浚始。“‘天鲲号’真正实现了挖泥船从‘中国制造’到‘中国创造’的华丽转身。我相信，拥有了挖泥船的核心技术，将大幅提高我国远海岛礁国防建设、航道疏浚与港口建设等领域的能力。”丁树友说。
防波堤
从简单的防御波浪到兼具亲水平台功能
百度上对于防波堤的定义很简单：防御波浪入侵，形成一个掩蔽水域所需要的水工建筑物。不过，就是这样一个看似纯工程系的防波堤，在中交第一航务工程勘察设计院有限公司工程师们的设计中，要在能抵御波浪冲击的同时，兼具美观和实用的功能。
防波堤建造的历史悠久，在上个世纪90年代以前，防波堤最常见的就是斜坡式防波堤和直立式防波堤两种形式。1995年，由中交一航院设计的半圆型防波堤应用于天津港北大防波堤工程中。“相对于斜坡堤、直立堤而言，半圆型防波堤自重轻、抵御海浪冲击的稳定性更好。”中交一航院中海设计事业部专业总工程师吴进介绍，当时半圆型防波堤在借鉴日本防波堤试验段的基础上做了改进。虽然最初工程只有527米的堤段，但是从此时开始，中交一航院的工程师们就再也没有停止研制新型防波堤的脚步。
“后来，在已故谢世楞院士的带领下，我们又对半圆型防波堤进行优化，创新提出了半圆型沉箱防波堤，在长江口深水航道治理工程中得到了广泛应用。”吴进说，随着我国海岸、港口建设的发展，对于防波堤的功能要求也越来越高，在抵御波浪侵入的同时，还希望它具有美观性和实用性。于是，弧面格型结构防波堤、亲水消浪格型结构防波堤应运而生。
相比于其他型式的防波堤而言，环境友好型的格型结构防波堤增加了实用性和美观性，防波堤变身通道。“或许很多市民见过它们，天津港东疆港区东海岸一期工程和滨海新区临海新城围海造陆工程中，都普遍用到了这两种防波堤。”吴进说，在防波堤研制中取得的成绩，离不开这些年我们国家对于海岸、港口建设的重视和发展。未来，中交一航院还会继续行走在防波堤研制的道路上，让我国防波堤的设计、建造继续走在世界的前端。
气幕封闭条形料棚
大型煤炭堆场的防尘利器
煤炭、矿石等露天料场在作业和堆存过程中，遇到大风很容易发生扬尘，严重污染周边的大气环境。针对这一问题，多年来，港口大型煤炭堆场都使用筒仓、球仓等防尘设施存储。在多种存储方式中，中交一航院拥有独立知识产权的气幕封闭条形料棚，享有独特魅力。
气幕封闭料棚的专利名称是半封闭环保型风导流抑尘散货料棚，是应港口大型煤炭堆场的需求而生。中交一航院技术开发部副部长魏芸介绍，气幕封闭料棚由于顶部为开敞结构，很好地回避了防火防爆的老大难问题，而且经过充分的数据模拟和物理风洞试验，充分验证了其防尘效果。看上去简简单单的设计，蕴含着很深的空气动力学原理，侧面上部透空板的开孔率、侧面下部实心板离地面的高度、顶部开敞部位每隔一定距离的导流板的宽度、上部开敞部位的曲率大小等等参数，都是经过大量的严谨的科学试验，在不同煤种粒径、不同风向、风速多重组合下获得的。
该结构最大的优势还在于它可以直接用于老码头煤炭堆场的改造，无需改变原堆场的平面布置、工艺布置，这在改造投资上极具优势。
