善其事 先利“器”——橋梁企業談裝備

制造企業的發展轉型遵循市場的規律，面面俱到，內外兼修。“在過去，國內提供的裝備，主要進行功能性設計，以滿足施工任務的使用為主要目的。而在裝配化、智能化發展的今天，我們提供的是一種解決方案，是回答‘怎么干？’這個問題的思想，而裝備就是這種思想的實物載體，解決施工過程中的痛點和難點。”中鐵科工集團有限公司黨委副書記、總經理李方敏介紹道，“在廣州地鐵11號線項目中，赤沙地鐵車輛段施工現場環境復雜、邊界限制多，我們根據實際情況，提出了邊裝配邊澆筑的定制施工工法，研制出了預制蓋板構件專用裝配設備——‘赤沙號’構建裝配機器人來解決這些難題。該項目是世界首創，機器人能夠實現橫向、縱向靈活走行，跨越臺階、躲避塔吊等障礙物，并具有正向、反向裝配蓋板構件等功能，為裝配式建筑施工提供了有力保障。而智能化方面，我們的過隧運梁車，研發了基于北斗導航的無人駕駛系統，實現了全線自動駕駛，極大降低司機勞動強度的同時，提高了設備的安全性，通過隧道時可以實現精準無誤。”

裝備設施的升級不是一蹴而就的事情，通過不斷的學習消化吸收再創新，我國的橋梁專用裝備已經發展成為品類最多的國家，并且在細分領域的技術水平上，達到了國際領先層次。許多項目會為施工量身訂制裝備，并且會做好設備未來的安置規劃、提前計算成本等前期工作。

舟岱大橋長白互通項目海上施工受風浪影響大，安全風險高。針對施工技術難點，中國建筑集團研發了吊點雙向可調整吊具。該吊具可通過4個液壓油缸實現吊點的雙向調整，配合卷揚機可調整鋼箱梁吊裝姿態和縱坡，更有利于實現吊裝平衡和保證線形精度。使用專用吊具操作簡單，大大提升了吊裝功效，比鋼絲繩吊裝法功效提升4倍。中國建筑集團項目總工門強向記者介紹：“該吊具在舟岱大橋項目中節約的施工成本已超過吊具本身成本。在項目完成后，該吊具可繼續用于其他項目的鋼箱梁施工，通過多個項目的周轉使用，可進一步節約企業的施工成本，為企業實現技術創效。”

中鐵大橋局集團有限公司為舟山港主通道5標項目專門研制了1200T輪胎式通用門式起重機，通過同步起升和移運的性能，解決了項目上370片自重達1850多噸的箱梁坡道轉運和雙層存取的問題。中鐵大橋局經理郝文甫接受本刊采訪時介紹道：“該類橋梁裝備最優的安置方式是繼續應用于建造和使用條件相近的其他項目，也可以租賃的方式加上微改造進行他用。一般情況下，這類橋梁裝備難以在單個項目上一次性回收成本，所以在設計制造的初期會提前考慮其功能的普適性，在項目完工后可通過更換少量部件，或加裝部分工裝等微改造，以適應于其他工程的使用需求。”

浙江交工集團股份有限公司在寧波舟山港主通道項目第DSSG01標段項目中，大力踐行新型橋梁工業化，陸域橋梁立柱、蓋梁、T梁采用集中預制和一體化安裝架設的施工工藝，采用積木式建橋，開創全國先河，為此一體化架橋機應運而生。一體化架橋機是一種運行程序控制、狀態信息實時監控、自動化多功能的高效新型架橋機。相比于傳統架橋工藝，一體化架橋機可有效解決山區丘陵地形起伏、交通不便、用地緊張、環保要求嚴格等橋梁施工問題，同時有利于標準化施工和控制進度。根據項目需求量身定制的一體化施工綜合工效相比傳統工藝可提升30%以上，有效縮短工期，是建設工程領域發展的新趨勢。項目經理唐左平介紹道：“目前，應用在項目上的許多量身訂制的設備就是經過現有設備的優化改造而循環利用的，如要想收回當初訂制設備的成本，則必須在前期就開展市場調研，研究分析此套設備能否在本項目利用完之后繼續在市場中得到用武之地，無論是以自用還是租賃的形式。”

裝備水平提升的核心競爭力是技術創新的含金量，而前期大量的人力、物力、資金成本等研發的投入也是許多企業繞不開的舉步維艱。

中鐵九橋工程有限公司一直以來原創設計了多項填補國內空白的產品，并持續挖掘、創新核心技術，保持了國內乃至國際領先的技術優勢，具體包括應用于斜拉橋施工的步履式架梁起重機、桅桿式架梁起重機，應用于懸索橋施工的纜載起重機、主纜緊纜機、纏絲機，應用于鋼桁拱橋施工的爬坡式架梁起重機。并積極拓展鋼梁制造、安裝業務。長期以來，積累了許多相關經驗，這讓研發人員在設計橋梁施工裝備時能關注到一般企業關注不到的細節，生產的裝備能更適應現場工況、操作更加方便、更安全可靠。但目前，裝備的智能化程度與發達國家相比還有一定差距，并且橋梁施工裝備大部分為訂制的非標產品，難以實現規模量產，制造效率較低，制造成本偏高。新產品的研發投入較高、市場風險較大，研發的樣機如無法轉化為產品，投入的大量資金難以回收，將會極大增加企業的負擔。

中鐵科工集團有限公司近期正在積極推進橋梁施工裝備自動化、智能化的升級研究，而在這個過程中，投入與收益的平衡點仍難達到，施工的規范性和各方面的要求和標準仍在不斷提高中。李方敏總經理介紹道：“我們在橋梁施工裝備自動化、智能化研究的投入很大，短期內難以為企業帶來持續穩定的收益，進一步壓縮了企業的利潤空間，在一定程度上也影響了創新研發工作。”

同樣致力于智能設備融合應用的上海振華重工（集團）股份有限公司，談到未來市場的重心方向是通過大數據技術、物聯網技術實現智能裝備間的無縫銜接，例如將機器人的無線編程技術提升為在線編程等。繼續開發完善BIM技術平臺，提升制造數據的融合應用，推動智能化制造水平。包括鋼箱梁智能涂裝，對生產線具備噴砂除銹、熱噴涂、噴漆作業等工序進行分析，優化機器人的自動供料、自動攪拌/配比、自動噴漆、干膜測厚等參數的研究。但目前，橋梁智能化制造技術發展仍處于起步階段，面臨專業人才匱乏的困境。馬立芬總工介紹道：“尤其是鋼結構制造企業，既懂橋梁制造又精通智能制造技術的研發人才更少。另外研發經費也是一大困擾，國內鋼結構橋梁制造的施工費用很低，企業沒有利潤，還要再投入大量的經費進行科技研發，研發費用得不到保障。”

鋼橋晉級主力后備軍之一的中鐵山橋集團一直在鋼橋建造技術創新發展方面積極投入，在超強超韌性鋼板、耐候橋梁鋼、橋梁復合鋼、大熱輸入易焊接鋼等新材料焊接技術研究方面核心競爭力明顯，胡廣瑞總工介紹道：“伴隨著我國人口結構和人才教育體系的變化，類似于橋梁制造等勞動密集型領域均面臨高技能技術工人短缺難題。以組裝工、焊工為例，由于勞動強度偏高，環境苛刻，愿意從事該項工作的技術工人越來越少，特別是高技能水平的年輕人更少。這促使我們對鋼橋梁建造專用設備的需求越來越高，迫切需要用機器代替人工，用自動化減人，鋼橋的建造技術必須向數字化、自動化、信息化方向發展。用先進的現代化制造裝備及以ERP+MES為核心的“互聯網+”協同制造管理平臺，全面覆蓋鋼橋制造全過程，促進鋼箱梁制造產業的轉型升級，帶動自主創新能力的提升，引領行業技術進步，打造可推廣的橋梁鋼結構智能制造新模式，是所有鋼橋制造企業的共同目標和未來的發展方向。除此之外，我國鋼結構橋梁制造的集中度很低，目前國內第一梯隊的制造企業年產量僅在40萬噸左右，而每年的市場需求又很大，加上地方監管不夠嚴謹，很多制造裝備和技術水平相對較低的中小型鋼結構加工企業參與的項目質量參差不齊，價格也被整體拉低，造成市場劣質、低價的惡性競爭，嚴重制約了我國鋼結構橋梁市場的良性發展。同時，鋼橋的合同周期相對較長，所以資金占用周期也長，基本沒有利潤空間，自主創新研發的專有裝備和技術也很容易被侵權、抄襲，致使科研投入與市場回報不成比例，在一定程度也影響了科研的投入，制約了創新的發展。”

雖然我國目前的橋隧制造行業發展碩果累累，但研發的投入與回報、智能化專業人才和一線技工的短缺、市場的惡性循環等制約發展的因素仍然存在。裝備制造是每個行業發展的基礎工業，是科學技術和知識轉化為生產力的重要載體，不難看出，橋隧產業的轉型對人才的培養提出了更新的要求，研發投入是一方面，人才也是技術升級的重要核心競爭力之一。同時，營造良好的市場環境是企業良性競爭的基石，是打造全產業鏈健康發展的必備條件。

橋隧技術的發展，也要依賴于裝備和材料的創新與發展，二者相輔相成，互為成就。現階段，橋梁行業發展迅速，“橋梁發展，裝備先行”已成必然。港珠澳大橋總工程師林鳴曾說“過去是有什么樣的裝備造什么樣的橋，現在是我們想造什么樣的橋，就設計什么樣的裝備”，橋梁的裝備和材料極大地影響著橋梁建造的發展。比如，以前我國只有幾百噸的浮吊，鋼結構節段的現場架設噸位僅能局限在幾百噸以內。而港珠澳大橋最終接頭的設計噸位為6000噸，為此上海振華重工(集團)股份有限公司專門研發了全球最大的12000噸全回轉浮吊“振華30”,這是對“橋梁發展,裝備先行”的完美詮釋。

現代化的橋梁施工離不開施工裝備，要創新橋梁施工技術，需要有先進的施工裝備作為支撐，如果沒有合適的裝備，橋梁難以施工，創新也成了空談。先進的施工裝備不僅帶來施工速度的加快，生產效率的提高，施工方法的創新，更能提升橋梁含金量。

橋梁技術的發展和施工裝備的發展是相輔相成的關系，橋梁技術的升級會倒逼施工裝備滿足新的技術要求，從而，能進一步將相應的橋梁技術落到實處，而施工裝備的發展會為橋梁技術的發展提供新的方向。只有施工裝備落地，新的橋梁技術才能得以實現。

受訪企業：（按文章出現順序）

中鐵山橋集團有限公司

上海振華重工（集團）股份有限公司

中鐵九橋工程有限公司

中鐵科工集團有限公司

中國建筑集團

中鐵大橋局集團有限公司

浙江交工集團股份有限公司

近些年，通過港珠澳大橋、滬通長江大橋、深中通道、舟山港主通道、帕德瑪大橋等中國制造的國內外大型橋梁項目的建設實踐，我國橋隧制造企業走向國際的步伐愈發穩健，整體水平達到了國際先進，乃至領先水平。

在裝配化、智能化發展的趨勢中，制造企業提供產品時最明顯的變化是，大量的現場工作轉移到車間內完成，極大地減少了現場施工量，工作效率和產品質量大幅提升。并且，隨著制造設備智能化、自動化程度的提高，機器設備大量地替代了人工進行作業，裝配化、模塊化、工廠化制作模式的流水線作業開始在橋梁制造行業推廣開來。

我國橋梁專用裝備設施起步比較晚，以前加工裝備模塊化、自動化水平普遍不高，多是人員密集型施工，需要大量的組裝、切割、焊接、打磨等技術工人，人力成本高，生產效率低，受人工因素的影響，質量穩定性也較差，且提升的空間很小。

中鐵山橋集團有限公司總工程師胡廣瑞在接受本刊記者采訪時說道：“從2012年開始，參與港珠澳大橋項目時，山橋集團秉承‘大型化、工廠化、標準化、裝配化’的四化理念，針對鋼箱梁板單元，研發制造了專用的自動化組裝定位機床和智能的機器人焊接柔性系統，整體水平達到了國際先進水平，其中U形肋板單元的自動組裝、定位技術達到了國際領先水平，填補了國內外技術空白。與之前傳統的生產模式相比，自動化組裝和焊接系統的投入，使組裝和焊接工序生產效率提高了40%，人力減少了70%。港珠澳大橋項目建設，引領了我國公路鋼橋的板單元制造向裝配化、智能化邁出了堅實的一步。”

上海振華重工（集團）股份有限公司南通振華重裝黨委書記、總工程師馬立芬向記者介紹：“近十年，鋼梁節段在向大節段、大噸位發展，我們在建的廈門第二東通道項目中，整體節段達到了108米2800噸，鋼結構大節段全部在工廠內制造完成，起重運輸船直接運輸至橋位現場安裝架設。港珠澳大橋項目島隧項目，8萬噸的隧道管節，通過自主研發的大型隧道節段浮運船舶整體運輸至橋位現場進行沉放。香港將軍澳大橋12000噸主橋鋼結構整體制造，滑移上船、運輸和現場安裝，施工工法非常先進，效率很高，業主和總包單位對項目施工和制造給出了高度評價，受到了橋梁行業人士的一致好評。鋼箱梁板單元件自動化水平不斷提升，正交異性U肋橋面板、隔板單元組件從打磨、劃線、裝配機、焊接均采用智能裝配、焊接設備，有效地保證產品質量的穩定性，大幅提升了生產效率。”

另一方面，在裝備性能的晉級方面，自主研發成為制造行業發展的主旋律。中鐵九橋工程有限公司黨委書記、執行董事王員根說道：“首先，是裝備的性能參數提升，隨著我國橋梁規模越來越大，鋼梁整節段的重量也越來越大，1800t級的雙節間鋼梁節段、乃至3600t級整孔鋼梁節段的出現，對橋梁施工裝備的起重量等參數提出了更高要求。其次，是裝備的控制精度提升，以滬蘇通長江公鐵大橋為例，為實現斜拉橋1800t級雙節間三主桁整節段的安全架設，對三個吊點的受力均衡性和同步性、前支點的壓力控制、雙懸臂吊裝時兩臺起重機之間的起升同步性都提出了很高的要求。第三，是裝備的自動化程度提升，隨著橋梁施工裝備規模越來越大，零件重量也越來越大，以往可以人工完成的操作，現在難以實現，且效率低，因此采用自動化手段來代替人工操作，例如在蕪湖長江公鐵大橋項目中，我們對行走結構進行了重新設計，實現了全自動行走，大幅提升了工作效率。第四，是裝備的安全性提升，隨著信息化技術和設計手段的進步，制造企業通過對裝備各項參數的監控，以及更全面的安全保護裝置設計，為橋梁施工提供了更多的安全保障。”