踐行“三個轉變”：中鐵科工用“智造”鑄就高鐵架橋機世界品牌
來源：
日期：
2020-05-08
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鐵路要翻山越嶺、跨江渡河，離不開橋。在大橋的建設中，經常都能見到架橋機的作業(yè)身影。在“江城”武漢，隸屬于中鐵科工集團有限公司的中鐵工程機械研究設計院（以下簡稱：中鐵科工機械院）就是一家潛心研制鐵路架橋機的企業(yè)。
中鐵科工機械院前身是鐵道部1979年成立的武漢工程機械研究所，是原鐵道部唯一從事專業(yè)施工機械研究的機構。在企業(yè)41年的發(fā)展歷程中，先后研制出包括130噸級、600噸級、900噸級、1000噸級架橋機在內的24種鐵路架橋機。
目前，累計取得授權發(fā)明專利45項，獲得省部級及以上科技獎勵33項，4項科技成果被鑒定為“國際領先”，先后被認定為“湖北省第三批支柱產業(yè)細分領域隱形冠軍示范企業(yè)”，國家高新技術企業(yè)和湖北省企業(yè)技術中心，國家鐵道行業(yè)施工機械標準制定單位，中國中鐵施工裝備技術研發(fā)中心。
上世紀90年代初，傳統(tǒng)勝利型架橋機已經不能適應鐵路建設需要，新型架橋機的研制列入鐵道部鐵路工程建設“八五”規(guī)劃。1992年立項后，中鐵科工機械院僅用18個月的時間完成了JQ130架橋機的設計工作，開啟了鐵路架橋機發(fā)展新篇章。該型架橋機1994年2月出廠，投入到京九鐵路建設之中。目前，這套凝聚了無數前輩心血的架橋機，仍應用在鐵路T梁架設中。
秦沈線是我國第一條高速鐵路客運專線，當時，其所采用的整體箱梁在我國尚屬首次，國內沒有適用的架設裝備。為了保障工程建設、打破外國廠商漫天要價的局面，中鐵科工機械院扛下了原鐵道部600噸級架橋機研制專項任務，并在2000年9月成功研制出JQ600架橋機。在投入使用的一年時間里，架設了跨度為24米、20米的整孔雙線箱梁160余榀，承擔起了我國第一條高速鐵路客運專線建設歷史重任。
進入新世紀，隨著高鐵建設大幕的正式拉開，32米跨900噸預制預應力雙線單箱簡支梁體系的應用成為鐵路橋梁施工領域一項重大工法飛躍，900噸級架橋機的研發(fā)被原鐵道部列為重大科研課題。中鐵科工機械院科研人員經過3年多的技術攻關，成功研制出具有自主知識產權的JQ900A步履式架橋機。該套設備在2006年3月在合寧客運專線成功架設了國內第一孔900噸級32米雙線箱梁。2007年經鐵道部組織專家鑒定，設備“填補了國內空白，達到國際先進水平”。后來，根據項目的不同情況，中鐵科工機械院還研制出了行走式JQ900B、導梁式JQ900C型、適應單雙線的JQ900D型、適應隧道狹小空間的JQSS900等不同型號的900噸級架橋機，為中國高鐵的建設與發(fā)展做出了積極貢獻。
隨著高速鐵路建設施工技術的發(fā)展，高鐵建設中下部結構造價在橋梁建設費用中的比重較大，基于對經濟性考量以及對質量控制的需要，高鐵建設急需實現40米跨1000噸預應力混凝土簡支梁的規(guī)模化應用裝備。經過一年多的科研攻關，中鐵科工機械院成功研制出多支腿步履式架橋機JQ1000。2018年9月，在中國第一條使用了40米標準箱梁的高鐵——鄭濟鐵路VI標段，JQ1000型架橋機完成了中國也是世界“第一架”，引領了世界高鐵建造新方向。
在研制多類型架橋機的過程中，中鐵科工機械院儲備了大量核心技術。近年來，機械院研發(fā)的產品獲得國家授權發(fā)明專利45項、實用新型專利74項。
中國高鐵架橋機首次走出國門，成功應用于印尼雅萬高鐵等項目建設中
中鐵科工將認真踐行“三個轉變”重要指示，肩負起鐵路專用施工機械研制的使命和擔當，堅持“智造”和創(chuàng)新驅動，以品牌建設引領企業(yè)高質量發(fā)展，圍繞國之重器，繼續(xù)鞏固高鐵架橋機的行業(yè)龍頭地位，以點連軸促進各產業(yè)模塊相向發(fā)展，帶動新制式軌道車輛、智能機器人、海工設備、礦工設備、設備管理云平臺等快速崛起，培育起實現企業(yè)高質量發(fā)展的新增長極和動力源，努力將中鐵科工建成“國內一流、世界知名”的工程裝備制造與服務產業(yè)集團，為早日實現“中鐵工業(yè)、世界品牌”做出積極貢獻。
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11月6日中鐵山橋、中鐵九橋參建的世界首座千米級雙層斜拉-懸索協(xié)作體系公鐵大橋銅陵長江三橋正式通車為長三角互聯(lián)互通再添關鍵一筆長江上新，創(chuàng)下“世界之首”銅陵長江三橋是長江安徽段通車的第11座跨江大橋，大橋全長11.88千米，主橋采用主跨988米的斜拉-懸索協(xié)作體系橋方案，是千米級大跨度鋼桁梁橋在世界范圍內的首次采用，跨度位居公鐵分層布置的同類橋型世界之首。這座橋，是個“全能型選手”設計“超能打”：主橋采用斜拉-懸索協(xié)作體系橋方案，兼顧斜拉橋的穩(wěn)定性和懸索橋的跨越能力，有效提升荷載能力的同時提升跨度，能夠充分滿足橋梁兩岸的通行需求。通行“超高效”：創(chuàng)新采用“上層公路+下層鐵路”的雙層設計。上層為6線高速公路，設計時速120公里；下層搭載2線時速250公里的沿江高速鐵路和2線時速160公里的普速鐵路，實現“高速公路、城際鐵路、貨運鐵路”多功能立體通行。鋼鐵脊梁+云端架梁鋼鐵脊梁的“精鑄師”：中鐵山橋負責大橋共計3.3萬噸鋼結構的制造和拼裝工作。承制的30個鋼梁整體節(jié)段覆蓋了懸索區(qū)、斜拉區(qū)、交叉區(qū)三個區(qū)域，不同區(qū)域鋼梁架設方式不同，鋼梁受力體系不同、剛度差異大，增加了線性控制難度。自動化，全面采用板單元自動組裝與智能焊接生產線，實現了主要構件從下料、組裝到焊接的全流程自動化與智能化，從源頭上確保了核心部件的精度與質量。數字化，應用桁梁桿件數字化制造，實現高精度鉆孔與標準化制造，保證了數千根桿件像“標準零件”一樣精準互換。整體化，運用連續(xù)匹配拼裝技術，像“搭積木”一樣將大量桿件和板單元精確預拼裝成30個大型整體，成功化解了線性控制難題。云端架梁的“大力士”：大橋的架設，由中鐵九橋研制的“大力神”級裝備全程護航。邊跨和主跨懸臂段由1600噸架梁起重機負責吊裝，力拔千鈞；主跨懸吊段由2臺900噸纜載起重機，像“空中纖夫”一樣從跨中向橋塔方向穩(wěn)步架設。銅陵長江三橋是貫徹落實國家“一帶一路...
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10月31日由中鐵重工參建的武漢右岸大道北段工程控制性關鍵節(jié)點——右岸大道開啟橋正式建成進入試通車階段中鐵重工負責該橋橋塔裝飾提升設備以及防撞設計等工作大橋橋柱跟動畫片里的變身器似的大橋還會變身像坐電梯一樣垂直升降四項指標亞洲第一武漢右岸大道開啟橋機動車道為雙向6車道，兩側設置5米寬的行人與非機動車道實現人車分離，行人與非機動車輛可從橋面兩側坡道橋出入。該橋橋梁可升降部分全長104米、橋面標準寬度31米（塔柱斷面最寬處46.2米）、提升重量約2650噸、提升高度27米。上述四項數據（橋面長度、寬度、提升重量、提升高度）在同類型開啟橋梁中處于領跑地位，居于亞洲第一。什么是開啟橋？開啟橋是橋梁的一類，也叫活動橋或開合橋。簡單來說，這座橋既能打開，又能合上。一般來說，開啟橋常見的開合方式有立轉、升降和平轉三種。右岸大道開啟橋為升降式，需要打開時，橋面拉起升高；需要合上時，橋面下降。可以升高多少米？大橋搭載4個卷揚提升設備，可以穩(wěn)穩(wěn)牽引著橋體勻速上升，僅需9分鐘便從地面升至27米高空，相當于9層樓的高度，提升速度相當于每分鐘3米。武漢右岸大道開啟橋的意義武漢工業(yè)港作為武鋼集團的北部門戶，工業(yè)港河是武鋼集團和青山船廠對外運輸的重要通道，常年有運輸船舶進出，為保障汛期船舶順利通航，右岸大道跨越工業(yè)港河時，必須保證充足的凈空高度。如果采用“一跨過河”，橋長將達到3公里左右，不僅建設成本翻倍，還會影響沿江景觀和周邊居民上下橋。改為開啟橋后，橋梁體量大幅縮小，建設成本下降，對周邊環(huán)境影響也可以降至最低。項目的建成，將有效提升武漢都市圈交通一體化水平，完善湖北省區(qū)域協(xié)調發(fā)展格局，對服務長江經濟帶高質量發(fā)展具有積極意義。
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9月28日由中鐵寶橋參建的世界第一高橋花江峽谷大橋正式建成通車這座“橫豎”都是世界第一的大橋將成為連通貴州六枝至安龍高速公路的關鍵樞紐。花江峽谷大橋全長2890米，跨越被譽為“地球裂縫”的花江大峽谷。大橋通車后，原來需要繞行2小時的花江峽谷兩岸貞豐縣至關嶺縣，如今僅需2分鐘即可直達，真正實現了“天塹變通途”。橫：山區(qū)跨徑最長1420米：主橋為跨徑1420米的鋼桁加勁梁懸索橋，比現世界跨徑最長的云南金安金沙江大橋長34米。豎：高度世界最高625米：橋面距水面625米，相當于200多層樓高，比現世界第一高橋——北盤江大橋高出60米，幾乎與“中國第一高樓”上海中心大廈等高。公司主要負責大橋鋼桁梁、橋面系制作加工、拼裝、安裝任務，共計93個安裝節(jié)段，總重約22000噸，相當于3座法國巴黎埃菲爾鐵塔重量。自項目啟動以來，公司綜合考慮了大橋設計思路、生產建設標準、自然環(huán)境條件、桿件加工特點等各種因素，最終決定采取‘一橋三地’制造模式，主桁在重慶、自貢加工，橫桁架以及附屬在貴陽、自貢加工，最大限度提高了加工生產效率。生產過程中，通過優(yōu)化工藝方案，從原來的“3+1”拼裝變?yōu)樗墓?jié)段連續(xù)拼裝，使每輪生產時間由開始的12天減少到9天，吊裝作業(yè)堅持以每天2段的速度均衡推進，保質保量保工期完成了全橋吊裝任務。智能管控 高效協(xié)同通過使用智能制造信息庫，實現對原材料庫存實時狀況、采購計劃和生產需求的精準把控，以及各個環(huán)節(jié)的緊密協(xié)同，極大地提高了整體工作效率，為大橋的順利建造筑牢了堅實基礎 。智能下料 質量保證采用了由預處理生產線、數控切割機、智能套料軟件、BIM及信息系統(tǒng)以及網絡共同構成的板材智能下料系統(tǒng)，實現了板材從原材料到成品部件的自動化生產流程，生產出的高質量部件被源源不斷地輸送至加工和配裝環(huán)節(jié)，有力保障了整個橋梁制造過程的品質 。虛擬預拼 精度飛躍在鋼桁梁的制造過程中，創(chuàng)新性地采用了鋼桁...
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9月26日，由中鐵裝備與中鐵隧道局聯(lián)合研制的世界最大直徑豎井掘進機“啟明號”（中鐵1399號）在鄭州成功下線。不僅標志著我國在超大直徑豎井裝備領域實現技術新突破，還意味著滬渝蓉高鐵崇太長江隧道項目盾構接收井施工將迎來“智能利器”，為工程高效推進、安全建設注入全新動能。作為當前我國自主研制的最大直徑豎井掘進裝備，“啟明號”整機具備超大斷面、超深水下開挖能力，開挖直徑達24米，最大開挖深度達150米。設備創(chuàng)新采用雙臂結構，集成開挖、出渣、導向等功能于一體，搭載了姿態(tài)調整、沉降控制等多項創(chuàng)新技術，具備地質適應性強、導向姿態(tài)控制精度高、地層感知識別準等特性。依托這些先進技術，“啟明號”能在軟土、卵石、軟巖、硬巖頻變的復雜地質條件下，實現“有人值守、無人操作”高效掘進，顯著提升了豎井施工的自動化水平，更成功破解了豎井掘進機水下作業(yè)“看不見、摸不著、測不準、控不住”的技術難題，有效消除了人員在豎井開挖高危作業(yè)環(huán)境下的安全隱患，進一步提升豎井施工的效率、質量與安全性。傳統(tǒng)盾構始發(fā)接收井，多采用地下連續(xù)墻做圍護，人工配合機械開挖，隨挖進行支撐，開挖后進行結構施工，存在工期長、投資高、安全風險大、對周邊環(huán)境影響大等諸多問題。相較于傳統(tǒng)豎井施工，“啟明號”通過機械自主開挖，同步裝配結構，實現深井作業(yè)“井下無人化，井上少人化”，大幅縮短工程建設周期，降低施工風險，為滬渝蓉高鐵崇太長江隧道豎井施工提供有力支撐。此次 “啟明號” 豎井掘進機順利下線，標志著我國高端隧道裝備取得又一重大成果。該設備不僅將極大提升盾構工作井、通風井的施工效率與安全保障能力，更將為我國重大隧道工程施工注入新理念、新技術、新裝備，進一步推動基礎設施建設的智能化轉型升級。
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9月9日，中鐵山橋和中鐵寶橋參建的世界最大跨度斜拉橋常泰長江大橋正式通車，標志著這座集高速公路、城際鐵路、一級公路三位一體的過江通道正式投入使用。今后，從常州到泰州通行時間，由1小時20分鐘縮短為現在的20分鐘左右。兩項世界第一和四項世界首創(chuàng)常泰長江大橋由一座跨主航道的主跨1208米鋼桁梁斜拉橋、兩座跨專用航道的主跨388米鋼桁梁拱橋和一座3×124米的非通航孔鋼桁梁橋組成。兩項世界第一：創(chuàng)下了最大跨度斜拉橋、最大跨度公鐵兩用鋼桁梁拱橋的世界紀錄。四項世界首創(chuàng)：實現了減沖刷減自重臺階型沉井基礎、“鋼—混”混合結構空間鉆石型橋塔、鋼箱—核芯混凝土組合索塔錨固結構、溫度自適應塔梁縱向約束體系四項世界首創(chuàng)設計。中鐵山橋負責大橋（跨江段）主體工程鋼桁梁、鋼塔制造項目最大標段CT-A6標段，包含主航道橋常州側Z0-Z86共計44個整體節(jié)段，錄安洲專用航道橋、錄安洲非通航孔橋的鋼桁梁、附屬鋼構件及主塔防撞設施；中鐵寶橋負責主航道橋南北鋼塔、主航道橋跨中以北鋼桁梁（含合龍段）、天星洲專用航道橋鋼桁梁及附屬結構。合計用鋼量約27.2萬噸。“五線一系統(tǒng)”引領鋼橋制造新模式常泰長江大橋承載著巨大荷載與跨度，其下層橋面采用寬幅非對稱結構，以此實現公鐵同層功能。鑒于大橋跨度大、荷載能力要求高，主航道橋的上、下層橋面均采用U肋正交異性橋面板，這種橋面板的制造精度要求極高，每一個細節(jié)都需精益求精，才能確保橋梁穩(wěn)固與安全。為保障大橋建設質量與效率，公司構建了板材智能下料切割生產線、板單元智能組焊生產線、鋼桁梁桿件智能制造生產線、智能總拼生產線、智能涂裝生產線、車間制造執(zhí)行智能管控系統(tǒng)的“五線一系統(tǒng)”鋼橋制造新模式，全面提升了鋼桁梁制造的自動化、數字化、網絡化與智能化水平，推動我國橋梁制造向信息化、智能化方向發(fā)展，助力鋼桁梁制造產業(yè)實現全面轉型升級。技術突破實現毫米級精度控制在制造過程中，項目團...