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邢臺路橋技術創新助力我省“一鋼獨大”向“裝備制造”轉型

發布時間:2019/12/21

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11月2日,河北省鋼混組合橋梁技術創新中心正式組建。三位中國工程院院士,四位全國工程勘察設計大師,四十余位國內知名專家,三百余位參會代表參加該中心啟動儀式。該中心由邢臺路橋建設總公司組織申報,聯合河北工業大學、河北農業大學共建,于2018年經河北省科學技術廳批準列入建設計劃。

該中心是河北省唯一獲批建設從事鋼混組合橋梁研究的技術創新中心,旨在推動邢臺市乃至河北省鋼混組合橋梁事業的高質量發展。

2019年至2020年為中心建設期,成員單位將著力從鋼混組合梁標準化工藝研究、智能制造、虛擬拼裝技術等方面入手開展科研攻關。在研項目涉及科技項目基于3D激光掃描的鋼結構虛擬拼裝技術研究、鋼—混凝土組合橋梁成套施工技術與裝備研發、橋梁用波形鋼腹板制造及安裝成套技術研究、生態便捷新型鋼箱疊合跨線橋梁關鍵技術研究、尾礦粉用于混凝土粗骨料的關鍵技術及工程應用研究和多孔改性水泥混凝土復合瀝青排水路面推廣應用,團體標準《公路波形鋼腹板組合橋梁技術規程》、《城市鋼結構橋梁設計標準》、《城市鋼結構橋梁制作與安裝技術規程》、《3D打印混凝土基本力學性能試驗方法》、《3D打印混凝土拌合物性能試驗方法》,行業標準《透水混凝土》以及工程應用世界第一座混凝土3D打印小商橋等。

“中心將爭做行業先鋒,推動橋梁革新,打造成河北省鋼混組合橋梁標準化研究、智能制造等方面的新名片,推動河北省鋼橋制造業水平提升、改進裝備制造工藝,形成一批‘應用廣、效益好、轉化快、易復制’的成套技術,為社會輸出專業人才。同時,開放試驗平臺和公共課題,實現國有資產保值增值,促進科技成果更好更快的轉化為生產力,為社會創造更大價值。”邢臺路橋建設總公司科技部部長蘇立超說。

化解過剩產能:推廣鋼混組合橋梁將促進鋼鐵行業結構調整

 

此前,我國橋梁多為鋼筋混凝土結構。由于成本低、工藝流程成熟,已成為我國橋梁建設的主要工藝。然而,由于混凝土的主要原材料是砂和石,大量就地開采砂石造成自然環境的嚴重破壞和粉塵污染。為此,采用更環保的橋梁來取代鋼筋混凝土橋梁,成為大勢所趨。

鋼混組合橋梁(也稱為鋼結構橋梁)能夠成為鋼筋混凝土橋梁的替代品,具有很多必然條件。該種橋梁的建設,可采用標準化設計、工廠化生產,現場裝配化施工,像搭積木一樣建設橋梁,施工便捷快速,對周圍環境污染少。此外,相對于混凝土,鋼材能夠循環利用,符合國家節能降耗和綠色環保的建設目標。綜合來看,因具有自重輕、耐久性好、易于工廠化自動化生產、建造周期短、抗震性能好、節能環??裳h利用等優點,鋼混組合橋梁已是橋梁發展的趨勢。

然而,到 2014 年底,我國公路鋼、鋼混結構橋梁占比僅 0.08%和0.17%,遠低于美日法等發達國家平均的 53.7%。

“對于我省這個鋼鐵大省而言,鋼產量出現結構性過剩,鋼材的價格長期在低位徘徊。鋼橋在公路建設領域的廣泛應用,將能夠有效化解過剩產能、助力鋼鐵行業結構調整和產業升級,促進由‘一鋼獨大’向‘裝備制造’的轉型發展。”蘇立超說,由此可見,推廣鋼混組合橋梁意義重大。

據悉,當前,我國鋼結構橋梁的應用主要集中在大跨和特大跨徑跨海、跨江、或跨越深谷的橋梁工程中,在懸索橋、斜拉橋、鋼管拱橋等領域已經占據了多個世界之最。然而在市場占有率高達88%以上的中小跨徑橋梁的應用上還處于摸索階段。蘇立超說,這個領域是未來路橋公司鋼混組合橋梁建設的主攻方向。

2016年7月13日,交通運輸部印發《關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見》,提出推進公路鋼結構橋梁,包括鋼箱梁、鋼桁梁、鋼混組合梁等橋梁建設,新建大跨、特大跨徑橋梁以鋼結構為主,新改建其他橋梁鋼結構比例明顯提高。

據介紹,我國鋼混組合橋梁的體系的研究進展和應用指導意義經遠遠不能滿足當下我國公路建設市場對鋼混組合橋梁的需求,還存在產能方面供強需弱、壓力空前;設計方面形式繁多,特色各異;技術方面創新不足、轉化率低;管理方面標準缺失、管理無依;制造方面制造粗放、競爭無序;人才方面人才緊缺、應用受限等諸多問題。

鑒于以上諸多問題,開展系統性鋼混組合橋梁工藝標準化、智能制造等方面的研究已成為迫切需要,鋼混組合橋梁技術創新中心的成立勢在必行。

開展技術創新:路橋牽頭成立鋼混組合橋梁技術創新中心極具競爭優勢

 

依托邢臺路橋建設總公司組建河北省鋼混組合橋梁技術創新中心,是鑒于其具有制造、平臺、成果、業績、轉化和人才六大優勢。路橋公司致力于鋼——混凝土組合橋梁的研發及應用工作近 20 年,創造性地發明了世界上第一座裝配式組合鋼箱梁橋,在國內最早應用波形鋼腹板預應力混凝土組合梁,形成了集裝備研發、課題攻關、生產制造、技術咨詢全覆蓋的核心技術體系。

制造優勢。路橋公司建設有鋼結構生產基地,占地360余畝,注冊資金1.3億元,年生產能力達8萬噸,擁有鋼板組合梁、波形鋼腹板組合梁、鋼箱組合梁、裝配式組合鋼箱梁等成套生產線,是北方最大的波形鋼腹板生產基地。其擁有國內最大的橋梁疲勞試驗中心,先后承擔了同濟大學、東南大學、重慶大學等知名高校的科研任務。

平臺優勢。路橋公司在橋梁技術領域榮獲多項榮譽,有多重標簽。該公司是交通運輸部“公路設施使用狀態監測與養護保障核心技術”協同創新平臺理事單位,河北省鋼混組合橋梁技術創新中心(籌),河北省省級企業技術中心,河北省建筑3D打印工程研究中心,子公司千山橋梁構件有限公司為國家高新技術企業以及邢臺市鋼混組合結構工程技術研究中心。

成果優勢。路橋公司曾獲授權73項國家專利,9項省部級工法,12項主持或參編行業、地方標準,5部主持或參編行業著作,1部在編工業和信息化部行業標準和5部在編中國工程建設標準化協會標準,30余項科技成果均處于行業翹楚、國際領先地位。

業績優勢。路橋公司承接了大量具有里程碑意義的鋼混組合橋梁工程,比如,國內第一座全裝配式組合鋼箱梁——京港澳高速保定互通匝道橋、第一座單箱七室波形鋼腹板組合梁——邢臺市南環快速路鋼鐵路橋、第一座波形鋼腹板-鋼管混凝土組合梁——京港澳高速柏鄉服務區人行天橋、第一座波形鋼工字梁——GFRP組合梁——大廣高速6號橋、第一座移動模架法施工的波形鋼腹板組合梁——邢臺市七里河紫金特大橋等。

轉化優勢。路橋公司依托單位在建項目分布在河北、河南、山東、安徽、四川、云南、西藏、新疆、甘肅、寧夏、內蒙古、浙江、廣東等14個省、市、自治區,施工足跡遍布全國23個省、市、自治區。是河北省最早開始PPP項目投資建設的企業,具有較強的成果轉化能力。

在成果轉化方面,該公司得到了交通運輸部公路局、交通運輸部科技司,河北省交通運輸廳等行業主管部門的大力支持,并和中國鋼結構協會、中國建筑金屬結構協會、中國公路學會、中國公路建設行業協會等行業協會,同濟大學、東南大學、交通運輸部公路科學研究院等科研院所,深圳市市政設計研究院、河北省交通規劃設計院等設計單位的密切合作,共同搭建產學研用為一體的全產業鏈創新平臺,依托公司設計優勢和PPP投資優勢,推進產教融合、推進成果落地。

人才優勢。正在組建的河北省鋼混組合橋梁技術創新中心不僅擁有鋼箱組合梁、鋼混凝土組合梁、筑路裝備等核心技術,更關鍵的是擁有一支經驗豐富、極富創新精神的創新團隊,擁有正高級職稱22人,高級職稱人數140余人,以及中級職稱人員近400余人,形成專業齊全、梯隊建設的人才結構。

 

瞄準智能制造:打造具有“鋼混組合橋梁先進裝備及成套技術”特征的技術中心

據蘇立超介紹,河北省鋼混組合橋梁技術創新中心將圍繞提升河北省鋼混組合橋梁的整體技術水平,滿足行業發展多樣化需要為目標,打造具有“鋼混組合橋梁先進裝備及成套技術”為特征的技術中心。

中心主要研發方向為鋼混組合橋梁工藝標準化研究、鋼混組合橋梁智能制造研究、鋼混組合橋梁智能檢測研究、綠色建造技術等以及鋼橋方面的人才培養和成果轉化等。

在工藝標準化研究方面,中心將通過研究和工程實踐,形成我國鋼混組合橋梁主要是鋼板組合梁、鋼箱組合梁、波形鋼腹板組合梁等橋梁結構的標準化施工圖冊和施工規范等形成成果,引導和規范行業施工行為,提高鋼橋施工質量。

在智能制造方面,中心將通過和計算機技術、機械自動化等學科融合,實現鋼結構制造、焊接、大型構件拼裝技術的自動化和智能化,著力推進虛擬預拼裝技術、BIM技術以及除銹、涂裝機器人在制造中的應用。

在智能檢測方面,中心將實現鋼混組合橋梁在建造過程中的焊縫質量檢測、養護過程中的日常監測和專項檢測的智能化。

在綠色建造方面,中心將推進裝配式橋梁和快速建造技術,建筑新材料、3D打印、舊橋綠色拆除等新技術的研究,重點研發裝配式橋梁成套技術、高強輕質韌性混凝土、建筑垃圾和尾礦資源化利用等。將形成橋梁工業化建造、裝配化施工,提高建造速度,降低勞動強度和減少環境污染,同時推進3D打印技術混凝土橋梁中的應用。

在開展研發的基礎上,中心還將建立校企聯合實踐基地,為社會培養和輸送鋼結構橋梁方面的專業技術人才。

通過管理創新、人員協同、資源共享、平臺開放等手段,河北省鋼混組合橋梁技術創新中心將實現精準定位、研發高效,成果達到國際先進水平。

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