一體化架橋機(jī)、智能筑塔機(jī)、大噸位橋面吊機(jī)……

造橋有“神器” 穿云又越海

東海之畔，世界最長跨海高速鐵路大橋——浙江杭州灣跨海鐵路大橋步入海上樁基施工新階段；

長江中游，世界最大跨度四主纜懸索橋——湖北燕磯長江大橋向年底主體工程完工的目標(biāo)沖刺；

目光向南，世界最高雙層懸索橋——廣東獅子洋通道建設(shè)取得新進(jìn)展，主橋主塔完成首道鋼桁梁架設(shè)；

跨江河、越湖海、穿峽谷……今年以來，多項(xiàng)重大橋梁工程施工加快，這背后，少不了一個(gè)個(gè)造橋“神器”大顯神通。打樁、筑塔、吊裝……在橋梁施工裝備的加持下，工程建設(shè)者化天塹為通途。

建270米高塔，吊2000噸重物

一體化、智能化成趨勢(shì)

港珠澳大橋、廣東深中大橋、江蘇常泰長江大橋……每一個(gè)“超級(jí)工程”的建設(shè)都少不了各式造橋“神器”的參與。

橋墩建設(shè)，一體化架橋機(jī)讓橋墩拼裝得“更結(jié)實(shí)”。

廣東深圳鹽港東立交施工現(xiàn)場(chǎng)，名為“墩梁一體化架橋機(jī)”的智能設(shè)備橫亙?cè)诎肟罩校M(jìn)行引孔、打樁、架梁等作業(yè)。

“過去，橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)擺滿腳手架和起重機(jī)，很受環(huán)境制約，施工效率低、建設(shè)周期長，而且影響周邊環(huán)境。”中交二航局技術(shù)中心裝備部經(jīng)理肖浩介紹，有了這臺(tái)設(shè)備，工地從陸地移至空中，降低對(duì)周邊環(huán)境的干擾，還能更好適應(yīng)城市、山區(qū)、淺海等復(fù)雜環(huán)境，施工效率提升30%。不僅如此，它還裝配了“數(shù)字大腦”，實(shí)時(shí)采集傳輸數(shù)據(jù)，并預(yù)警情況，肖浩介紹，“項(xiàng)目竣工后，設(shè)備能生成數(shù)字化模型，為后續(xù)橋梁維護(hù)提供參考。”

橋梁塔柱施工，智能筑塔機(jī)讓索塔安全“長高個(gè)”。

伶仃洋上，深中大橋東西兩座主塔矗立于廣闊海面上。高270米的全球最高海中橋塔怎么建？智能筑塔機(jī)來幫忙。它集合模架爬升、混凝土布料、智能養(yǎng)護(hù)等功能，即使遭遇八級(jí)大風(fēng)，也能助力塔柱每天爬升1.2米，施工效率較傳統(tǒng)工藝提升1.5倍。

“近年來，我國加速建設(shè)超級(jí)橋梁，但傳統(tǒng)施工方式效率低、風(fēng)險(xiǎn)高。”肖浩介紹，以混凝土橋塔施工為例，傳統(tǒng)方式靠工人高空作業(yè)，安全隱患多、質(zhì)量難以精準(zhǔn)控制。智能筑塔機(jī)通過工廠化生產(chǎn)和智能化控制，革新橋梁建造模式，目前已在深中大橋、燕磯長江大橋、江蘇寧揚(yáng)長江大橋等多個(gè)工程驗(yàn)證成功，與傳統(tǒng)方式相比，橋塔建設(shè)周期縮短30%，成本降低20%，碳排放減少40%。

橋面吊裝，大噸位吊機(jī)讓箱梁吊裝如同“搭積木”。

長江下游，常泰長江大橋橫臥江面。由于橋梁主跨長、雙層橋面重量大，全橋共有91個(gè)大節(jié)段，最大鋼桁梁單體重量超1800噸，普通吊機(jī)無法正常工作。為了將這91個(gè)大“積木”拼接到位，全球最大噸位橋面吊機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，它不僅“力氣”大，能輕松吊起2000噸重物，還很“聰明”，能實(shí)時(shí)監(jiān)控施工狀態(tài)，使安裝誤差控制在5毫米內(nèi)。

“這一國產(chǎn)裝備的制造成本僅為進(jìn)口同類裝備的一半左右，且施工過程中的能耗較傳統(tǒng)吊機(jī)低30%，碳排放減少25%。”肖浩介紹，通過模塊化設(shè)計(jì)，吊機(jī)可拆解為200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)部件，從而適配不同橋梁的建設(shè)需求，為每座跨江大橋節(jié)約成本。

樁架高150米，吊樁、抗風(fēng)浪能力強(qiáng)

自主研發(fā)打樁船見證發(fā)展

錢塘江入海口，兩座跨海大橋隔海相望，共同見證中國橋梁建造裝備的跨越式發(fā)展。

一側(cè)，杭州灣跨海鐵路大橋正加緊建設(shè)；另一側(cè)，17年前建成的杭州灣跨海大橋刷新彼時(shí)世界最長跨海大橋的紀(jì)錄，為長三角一體化貢獻(xiàn)力量。

3月1日，遼闊的杭州灣傳來“砰砰”巨響，樁架高達(dá)150米的我國自主研發(fā)的全球最大打樁船“二航長青”，將一根長98.5米的鋼管樁精準(zhǔn)釘入海底巖層，助力杭州灣跨海鐵路大橋步入建設(shè)快車道。

“這艘打樁船是目前世界上樁架最高、吊樁能力最大、抗風(fēng)浪能力最強(qiáng)的打樁船。”中交二航局副總工程師楊秀禮介紹，其關(guān)鍵部件主油缸實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，重量、直徑、長度均創(chuàng)下全球第一。未來兩個(gè)月，“二航長青”將在這里打下約200根同類樁基。更大、更高、更強(qiáng)的造橋裝備，讓乘高鐵跨越杭州灣指日可待。

還是這片海，2003年底，相似的“砰砰”聲，卻遠(yuǎn)沒有如今的從容。

楊秀禮回憶，當(dāng)時(shí)公司缺少適合海洋作業(yè)的高端設(shè)備，唯有主動(dòng)求變，和國外一家公司成立合資公司，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，“那是場(chǎng)孤注一擲的冒險(xiǎn)，設(shè)備耗資1.6億元，但當(dāng)年企業(yè)利潤還不到2000萬元。”

研制的“海力801”打樁船，將樁架高度從80米提升至95米，并引入定位系統(tǒng)。楊秀禮說，正是這艘打樁船的助力，讓杭州灣跨海大橋提前8個(gè)月通車。

從合作研發(fā)到自主研發(fā)全球最大打樁船，時(shí)間的回響里，激蕩出中國橋梁建造裝備的清晰發(fā)展軌跡。

以打樁船為例，上世紀(jì)80年代以前多采用蒸汽動(dòng)力木質(zhì)樁錘，只能在淺水區(qū)進(jìn)行簡單施工，橋梁建造裝備受制于技術(shù)；進(jìn)入20世紀(jì)初，國產(chǎn)化打樁船的相繼研發(fā)建造，有力支撐了重大工程建設(shè)，橋梁建造裝備從進(jìn)口依賴轉(zhuǎn)向自主突破；近20年，憑借超大型化、智能化、多功能的優(yōu)勢(shì)，中國打樁船打破國外技術(shù)壟斷，成為全球海洋工程裝備領(lǐng)域不容忽視的力量。

業(yè)內(nèi)人士表示，中國橋梁建造裝備已在超大跨徑橋梁、智能建造技術(shù)、極端環(huán)境施工等領(lǐng)域樹立起世界標(biāo)桿。

超大超長油缸讓打樁船更給力

全產(chǎn)業(yè)鏈加快技術(shù)突破

短短數(shù)十年，中國橋梁建造裝備為何快速崛起？

需求持續(xù)牽引供給。“經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展疊加幅員遼闊的獨(dú)特稟賦，催生過江越海、穿山越嶺的多元運(yùn)輸需求，倒逼全產(chǎn)業(yè)鏈加快技術(shù)突破。”楊秀禮說，以“二航長青”打樁船為例，跨海鐵路大橋?qū)痘鶐砀蟮膲毫Γ蟠驑洞瑩碛懈鼜?qiáng)的動(dòng)力，為此研發(fā)團(tuán)隊(duì)相繼突破密封圈、軸承潤滑墊等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了超大超長油缸的國產(chǎn)化替代。

供給端也不斷升級(jí)。隨著一座座重大橋梁的建成，我國逐漸鍛造出一支高素質(zhì)人才團(tuán)隊(duì)，在施工裝備、材料研發(fā)、關(guān)鍵工藝等領(lǐng)域積淀了雄厚的技術(shù)實(shí)力。

未來的造橋“神器”會(huì)長什么樣？

更“聰明”——

人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)將與橋梁建造裝備深度融合，通過人工智能智慧大腦實(shí)現(xiàn)施工過程的自動(dòng)化控制與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，讓橋梁建造裝備更可靠。比如，監(jiān)控系統(tǒng)精準(zhǔn)調(diào)控混凝土振搗、結(jié)合三維數(shù)字化平臺(tái)動(dòng)態(tài)優(yōu)化施工線型等，大幅提升施工精度與效率，推動(dòng)橋梁建造向數(shù)字化、可視化轉(zhuǎn)型。

更“全能”——

“下一步，裝備研發(fā)將朝著功能集成與工序協(xié)同方向發(fā)展，通過一體化設(shè)計(jì)整合施工全流程。”中交二航局總工程師張永濤介紹，這將減少設(shè)備數(shù)量與施工環(huán)節(jié)，通過系統(tǒng)化協(xié)作優(yōu)化資源配置，推動(dòng)橋梁建造向工業(yè)化、集約化模式轉(zhuǎn)變，有效降低成本并縮短工期。

更“綠色”——

聚焦低碳環(huán)保與資源可持續(xù)利用，未來的裝備設(shè)計(jì)將更注重生態(tài)友好。比如采用新能源降低能耗，減少碳排放。造橋裝備不僅是“大力士”“全能王”，還將是“環(huán)保先鋒”。

“幾十年間，中國橋梁建造裝備實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)引進(jìn)、自主突破到創(chuàng)新引領(lǐng)的跨越式發(fā)展。”楊秀禮說，未來，將有更多以智能、高效、綠色為特點(diǎn)的造橋“神器”涌現(xiàn)，推動(dòng)我國橋梁繼續(xù)跨越山海，暢達(dá)交通。（記者 韓鑫）