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以新质生产力打造中国桥梁“钢筋铁骨
发布时间:2024-05-14来源: 访问量:
“四个国际首创”,刷新“六个桥梁之最”——随着高350米的常泰长江大桥“钻石型”钢塔拔地而起,这座世界在建最大跨度公铁两用斜拉桥距离合龙仅剩“一步之遥”,中国钢桥的又一座丰碑正呼之欲出,世界最高钢塔纪录即将再次改写。


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建设中的常泰长江大桥
作为这一历史成就的创造者,中铁宝桥集团有限公司坚持创新驱动,持续开展钢桥梁制造技术、设备和系统全面升级,以新质生产力引领中国钢桥高质量发展。
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机器人焊接


在距离常泰长江大桥70公里外的中铁宝桥扬州公司钢桥梁智能车间内,多台焊接机器人正在对钢桥U肋进行焊接和定位,通过2个机械臂同时对1根U肋两侧进行对称焊接加工,操作人员紧盯数字化设备,手指在键盘熟练敲击,多台智能设备和焊接机器人快速运转,常泰大桥这座世纪工程正是由此诞生

高技术推动中国钢桥制造实现“三级跳”

从手工焊接到如今的智能化、数字化制造,仅20年,我国钢结构桥梁的生产方式和制造能力已经发生了天翻地覆的变革。2005年,拥有中国第一座桥梁钢塔、世界第一座桥梁曲面钢塔的南京长江三桥(后更名为南京大胜关长江大桥)项目正式启动。
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南京大胜关长江大桥

项目体量之大、加工难度之高在国内甚至放眼世界都属首次。中铁宝桥的工程师践行“把论文写在祖国大地上”的理念,成功解决了钢塔阶段焊接变形及几何精度控制等技术难题,桥梁建设者用简单的焊接设备将215米高的世界第一钢塔的加工制造精度控制在万分之一误差范围内,使我国特大桥钢塔的制造、精度控制水平正式跻身世界前列,为我国特大型全钢结构斜拉桥、悬索桥的建设开创了先河。
技术研发能够解决部分钢桥梁制造难题,但要实现工艺高质量应用落地,就必须推动传统制造方式的革命性升级2013年,中铁宝桥再次承担世纪工程——港珠澳大桥的生产制造任务,其中100多米高“风帆”型桥塔挑战着桥梁工程师的技术极限:钢板厚度60毫米至150毫米、塔段焊缝密集……,怎样控制焊接变形、保证几何精度?
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港珠澳大桥
彼时,中铁宝桥提出了“大型化、工厂化、标准化、装配化”的制造理念,突破性实现了无创伤制造、无创伤吊装、无创伤支撑技术,推广应用了轨道式焊接机器人、无盲区自动焊接设备、焊接群控制系统筹一批国内外先进加工设备,开创了钢梁制造和总拼生产现代化的先河,将我国钢主梁、钢塔制作精度和质量提升到一个全新高度。
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智能化生产线


创新理念不动摇,旧瓶也能装新酒。从港珠澳大桥首次尝试钢桥梁自动化加工至今,中铁宝桥钢桥梁生产设备完成了从机械化、自动化到智能化、信息化的更新迭代,通过与设备制造厂商深度合作、持续科研攻关,真正实现了设备功能与工艺需求的融合落地。10年间,一代代钢桥梁加工设备的投产应用从未间断,直至2020年,我国首座钢桥梁智能制造示范工厂在中铁宝桥扬州公司正式建成,中铁宝桥运用新发展理念推进传统生产力成功转型升级,实现了我国钢桥梁制造从手工焊、机械化到智能化的“三级跳”。

高质量激发钢桥梁制造“驱动力”

U肋,一种广泛应用于各类钢结构桥梁的部件,能够实现桥面钢板单元均匀受力、增强桥面受力性能,一根根均匀分布在桥梁板单元的U肋如一套骨骼系统承载着来自桥面的压力。
长2.44公里米的常泰长江大桥主航道由91个宽35米的钢桁梁大节段拼接而成,与上万根U肋焊接在一起,形成承受桥面压力的巨大合力。
为提升U肋制造和焊接质量,实现常泰长江大桥8毫米U肋板单元焊缝熔透深度不低于80%U肋板厚的高精度加工要求,中铁宝桥在原有生产线的基础上,与设备厂商联合研发包括U肋激光清洗、面板自动打磨、U肋定位组装、U肋机器人打底、U肋船外焊等设备的一整台生产线。
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板单元焊接

将8毫米的U肋板焊透6.4毫米,如同在指甲盖上刻字,稍有闪失就有焊穿的风险,即使对焊接机器人也是不小的挑战。为此,中铁宝桥摒弃了传统通过压力传感的焊接跟踪方式,与设备厂商研发激光跟踪焊接法,实现焊接设备对焊道的红外扫描,精准识别焊接位置、自动生成焊接行进路线代码,保证焊缝熔透深度稳定一致,让焊接机器人从“有眼睛”进化为有大脑”。
此外,中铁宝桥还首次采用“成品破坏性试验+试板同步焊接+实验室检测”的工艺控制法保证U肋焊缝熔透深度,从成品板单元中随机抽取检测件进行破坏取样检测熔深,确保该工艺焊接产品满足标准要求后,再采取U肋班前试板验证试验,产品与试板同步焊接,再将试板送入实验室检测,对焊接设备及焊接稳定性进行评估,为U肋加工质量加上“双保险”。最终,中铁宝桥成功实现了U肋制造工艺精细化控制,完美保证U肋熔深精确可控,一次探伤合格率达到了99%。
2021年常泰长江大桥建设以来,中铁宝桥项目组建了技术专家团队,负责项目技术公关和工艺创新,累计开展省部级科研专题3项、江苏省地方标准2项、省部级施工工法2项、优秀QC成果4项、专利申报36项。先后攻克了120mm镂空式特厚板焊接变形控制技术、非对称开口空腹式钢塔块体制造技术、交叉锚固体系索塔块体精度控制技术、超大断面钢塔工地全位态自动化焊接技术、超大断面钢塔工地分块体高精度安装技术等多项拥有自主产权的关键技术,形成了多项技术成果,为中国桥梁领域钢塔制造积累了宝贵的经验。

高效能谱写钢桥制造“协奏曲”

新质生产力的培育离不开能够熟练掌握新质生产资料的应用型人才。随着大量原创性技术和新型设备的广泛应用,手工加工和简单的机械设备逐渐被各类新型生产工具代替,钢桥梁建设领域的高技能应用型人才队伍建设必须齐头并进。
为建设一支高素质、高技能桥梁制造人才队伍,中铁宝桥积极推动产业工人队伍建设改革工作,着力打造和培养一批与新质生产力发展相匹配的新型劳动者队伍,通过加强制度建设、完善教育机制、改革培训制度、统筹职业培训、拓宽发展空间等形式激发劳动者的主动性和创造性,培养具有创新意识的劳动者。
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U肋焊接


高技能人才的培养与新型设备的更新实现了企业高质量发展的“双轮驱动”。长228米、宽39米的中铁宝桥扬州公司智能制造车间内,只需投入25-30名工人,仅一个车间就能实现每月5500-7500吨产能,相当于改革开放初期全公司一年的产量,相比于传统制造工艺,车间劳动生产效率提升了30%以上。
目前,中铁宝桥钢桁桥梁制造的综合焊接自动化率高达93%,智能喷砂效率相比于传统手工喷砂效率提升5倍,智能喷漆效率提升2倍,在生产效率、产品品质、质量稳定性和材料利用率大幅提升的基础上,实现了工资成本、管理成本的有效控制,企业生产效率平均提高30%、综合运营成本降低15%。
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VOC废气处理设备
此外,中铁宝桥积极贯彻落实国家环保节能政策,通过大力引进VOC废气处理设备,发展厂房屋顶光伏电站项目,建立雨水回收系统,充分利用机器人、BIM技术、数字技术、信息化技术的新成果,对关键工序进行设备升级。同时,积极打造智能制造、智能涂装生产示范线、工型生产线、弦杆板单元自动化设备生产线,优化区域布局、提高自动化水平,降低能源损耗、提升原料利用率,绿色制造理念深刻融入到公司各类生产活动中,既改善了工人队伍作业环境,又实现了企业传统生产模式向绿色低碳的转型升级。
发展和培育新质生产力是一个循序渐进、久久为功的过程。2014年5月10日,习近平总书记在视察工业制造企业时,提出了“推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变”的“三个转变”重要指示,为我国工业制造企业高质量发展指明了方向

今年是改革开放46周年,也是习近平总书记“三个转变”重要指示提出10周年。多年来,中铁宝桥注重科技创新成果的应用落地和价值转化,把生产力发展作为企业发展和市场竞争的“金钥匙”,推动中国钢桥梁智能制造进步,用45年持续盈利的经营佳绩为制造强国建设贡献力量。




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