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邢台路桥技术创新助力我省“一钢独大”向“装备制造”转型

发布时间:2019/12/21

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11月2日,河北省钢混组合桥梁技术创新中心正式组建。三位中国工程院院士,四位全国工程勘察设计大师,四十余位国内知名专家,三百余位参会代表参加该中心启动仪式。该中心由邢台路桥建设总公司组织申报,联合河北工业大学、河北农业大学共建,于2018年经河北省科学技术厅批准列入建设计划。

该中心是河北省唯一获批建设从事钢混组合桥梁研究的技术创新中心,旨在推动邢台市乃至河北省钢混组合桥梁事业的高质量发展。

2019年至2020年为中心建设期,成员单位将着力从钢混组合梁标准化工艺研究、智能制造、虚拟拼装技术等方面入手开展科研攻关。在研项目涉及科技项目基于3D激光扫描的钢结构虚拟拼装技术研究、钢—混凝土组合桥梁成套施工技术与装备研发、桥梁用波形钢腹板制造及安装成套技术研究、生态便捷新型钢箱叠合跨线桥梁关键技术研究、尾矿粉用于混凝土粗骨料的关键技术及工程应用研究和多孔改性水泥混凝土复合沥青排水路面推广应用,团体标准《公路波形钢腹板组合桥梁技术规程》、《城市钢结构桥梁设计标准》、《城市钢结构桥梁制作与安装技术规程》、《3D打印混凝土基本力学性能试验方法》、《3D打印混凝土拌合物性能试验方法》,行业标准《透水混凝土》以及工程应用世界第一座混凝土3D打印小商桥等。

“中心将争做行业先锋,推动桥梁革新,打造成河北省钢混组合桥梁标准化研究、智能制造等方面的新名片,推动河北省钢桥制造业水平提升、改进装备制造工艺,形成一批‘应用广、效益好、转化快、易复制’的成套技术,为社会输出专业人才。同时,开放试验平台和公共课题,实现国有资产保值增值,促进科技成果更好更快的转化为生产力,为社会创造更大价值。”邢台路桥建设总公司科技部部长苏立超说。

化解过剩产能:推广钢混组合桥梁将促进钢铁行业结构调整

 

此前,我国桥梁多为钢筋混凝土结构。由于成本低、工艺流程成熟,已成为我国桥梁建设的主要工艺。然而,由于混凝土的主要原材料是砂和石,大量就地开采砂石造成自然环境的严重破坏和粉尘污染。为此,采用更环保的桥梁来取代钢筋混凝土桥梁,成为大势所趋。

钢混组合桥梁(也称为钢结构桥梁)能够成为钢筋混凝土桥梁的替代品,具有很多必然条件。该种桥梁的建设,可采用标准化设计、工厂化生产,现场装配化施工,像搭积木一样建设桥梁,施工便捷快速,对周围环境污染少。此外,相对于混凝土,钢材能够循环利用,符合国家节能降耗和绿色环保的建设目标。综合来看,因具有自重轻、耐久性好、易于工厂化自动化生产、建造周期短、抗震性能好、节能环保可循环利用等优点,钢混组合桥梁已是桥梁发展的趋势。

然而,到 2014 年底,我国公路钢、钢混结构桥梁占比仅 0.08%和0.17%,远低于美日法等发达国家平均的 53.7%。

“对于我省这个钢铁大省而言,钢产量出现结构性过剩,钢材的价格长期在低位徘徊。钢桥在公路建设领域的广泛应用,将能够有效化解过剩产能、助力钢铁行业结构调整和产业升级,促进由‘一钢独大’向‘装备制造’的转型发展。”苏立超说,由此可见,推广钢混组合桥梁意义重大。

据悉,当前,我国钢结构桥梁的应用主要集中在大跨和特大跨径跨海、跨江、或跨越深谷的桥梁工程中,在悬索桥、斜拉桥、钢管拱桥等领域已经占据了多个世界之最。然而在市场占有率高达88%以上的中小跨径桥梁的应用上还处于摸索阶段。苏立超说,这个领域是未来路桥公司钢混组合桥梁建设的主攻方向。

2016年7月13日,交通运输部印发《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》,提出推进公路钢结构桥梁,包括钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等桥梁建设,新建大跨、特大跨径桥梁以钢结构为主,新改建其他桥梁钢结构比例明显提高。

据介绍,我国钢混组合桥梁的体系的研究进展和应用指导意义经远远不能满足当下我国公路建设市场对钢混组合桥梁的需求,还存在产能方面供强需弱、压力空前;设计方面形式繁多,特色各异;技术方面创新不足、转化率低;管理方面标准缺失、管理无依;制造方面制造粗放、竞争无序;人才方面人才紧缺、应用受限等诸多问题。

鉴于以上诸多问题,开展系统性钢混组合桥梁工艺标准化、智能制造等方面的研究已成为迫切需要,钢混组合桥梁技术创新中心的成立势在必行。

开展技术创新:路桥牵头成立钢混组合桥梁技术创新中心极具竞争优势

 

依托邢台路桥建设总公司组建河北省钢混组合桥梁技术创新中心,是鉴于其具有制造、平台、成果、业绩、转化和人才六大优势。路桥公司致力于钢——混凝土组合桥梁的研发及应用工作近 20 年,创造性地发明了世界上第一座装配式组合钢箱梁桥,在国内最早应用波形钢腹板预应力混凝土组合梁,形成了集装备研发、课题攻关、生产制造、技术咨询全覆盖的核心技术体系。

制造优势。路桥公司建设有钢结构生产基地,占地360余亩,注册资金1.3亿元,年生产能力达8万吨,拥有钢板组合梁、波形钢腹板组合梁、钢箱组合梁、装配式组合钢箱梁等成套生产线,是北方最大的波形钢腹板生产基地。其拥有国内最大的桥梁疲劳试验中心,先后承担了同济大学、东南大学、重庆大学等知名高校的科研任务。

平台优势。路桥公司在桥梁技术领域荣获多项荣誉,有多重标签。该公司是交通运输部“公路设施使用状态监测与养护保障核心技术”协同创新平台理事单位,河北省钢混组合桥梁技术创新中心(筹),河北省省级企业技术中心,河北省建筑3D打印工程研究中心,子公司千山桥梁构件有限公司为国家高新技术企业以及邢台市钢混组合结构工程技术研究中心。

成果优势。路桥公司曾获授权73项国家专利,9项省部级工法,12项主持或参编行业、地方标准,5部主持或参编行业著作,1部在编工业和信息化部行业标准和5部在编中国工程建设标准化协会标准,30余项科技成果均处于行业翘楚、国际领先地位。

业绩优势。路桥公司承接了大量具有里程碑意义的钢混组合桥梁工程,比如,国内第一座全装配式组合钢箱梁——京港澳高速保定互通匝道桥、第一座单箱七室波形钢腹板组合梁——邢台市南环快速路钢铁路桥、第一座波形钢腹板-钢管混凝土组合梁——京港澳高速柏乡服务区人行天桥、第一座波形钢工字梁——GFRP组合梁——大广高速6号桥、第一座移动模架法施工的波形钢腹板组合梁——邢台市七里河紫金特大桥等。

转化优势。路桥公司依托单位在建项目分布在河北、河南、山东、安徽、四川、云南、西藏、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、浙江、广东等14个省、市、自治区,施工足迹遍布全国23个省、市、自治区。是河北省最早开始PPP项目投资建设的企业,具有较强的成果转化能力。

在成果转化方面,该公司得到了交通运输部公路局、交通运输部科技司,河北省交通运输厅等行业主管部门的大力支持,并和中国钢结构协会、中国建筑金属结构协会、中国公路学会、中国公路建设行业协会等行业协会,同济大学、东南大学、交通运输部公路科学研究院等科研院所,深圳市市政设计研究院、河北省交通规划设计院等设计单位的密切合作,共同搭建产学研用为一体的全产业链创新平台,依托公司设计优势和PPP投资优势,推进产教融合、推进成果落地。

人才优势。正在组建的河北省钢混组合桥梁技术创新中心不仅拥有钢箱组合梁、钢混凝土组合梁、筑路装备等核心技术,更关键的是拥有一支经验丰富、极富创新精神的创新团队,拥有正高级职称22人,高级职称人数140余人,以及中级职称人员近400余人,形成专业齐全、梯队建设的人才结构。

 

瞄准智能制造:打造具有“钢混组合桥梁先进装备及成套技术”特征的技术中心

据苏立超介绍,河北省钢混组合桥梁技术创新中心将围绕提升河北省钢混组合桥梁的整体技术水平,满足行业发展多样化需要为目标,打造具有“钢混组合桥梁先进装备及成套技术”为特征的技术中心。

中心主要研发方向为钢混组合桥梁工艺标准化研究、钢混组合桥梁智能制造研究、钢混组合桥梁智能检测研究、绿色建造技术等以及钢桥方面的人才培养和成果转化等。

在工艺标准化研究方面,中心将通过研究和工程实践,形成我国钢混组合桥梁主要是钢板组合梁、钢箱组合梁、波形钢腹板组合梁等桥梁结构的标准化施工图册和施工规范等形成成果,引导和规范行业施工行为,提高钢桥施工质量。

在智能制造方面,中心将通过和计算机技术、机械自动化等学科融合,实现钢结构制造、焊接、大型构件拼装技术的自动化和智能化,着力推进虚拟预拼装技术、BIM技术以及除锈、涂装机器人在制造中的应用。

在智能检测方面,中心将实现钢混组合桥梁在建造过程中的焊缝质量检测、养护过程中的日常监测和专项检测的智能化。

在绿色建造方面,中心将推进装配式桥梁和快速建造技术,建筑新材料、3D打印、旧桥绿色拆除等新技术的研究,重点研发装配式桥梁成套技术、高强轻质韧性混凝土、建筑垃圾和尾矿资源化利用等。将形成桥梁工业化建造、装配化施工,提高建造速度,降低劳动强度和减少环境污染,同时推进3D打印技术混凝土桥梁中的应用。

在开展研发的基础上,中心还将建立校企联合实践基地,为社会培养和输送钢结构桥梁方面的专业技术人才。

通过管理创新、人员协同、资源共享、平台开放等手段,河北省钢混组合桥梁技术创新中心将实现精准定位、研发高效,成果达到国际先进水平。

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