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伶仃洋上的国内首创:“大块头”有了科技范

发布时间:2021-01-20阅读次数:

2020年5月的一天,中山市空气中弥漫着炎热的气息,中交二航局深中通道S04标钢筋加工厂内热闹且紧张:“1号、2号钩上升,3号、4号钩下降,速度要慢!就位!……”一声声响亮的指令在厂内不断回荡着。

现场,只见一个长14.7米、宽7米、高6米的钢筋弯折网片,在吊车的操控下慢慢地在空中旋转、翻身,然后平稳地矗立在存放区……它正等待着与其它三个“同胞兄弟”一起组成一个重达63吨级的八边形钢筋部品,这个“大块头”将在伶仃洋大桥主塔上“安家”。

它的身份很特殊,不仅是“大块头”家族第一个在TD6000-30钢筋网片柔性制造生产线上“出生”的,值得骄傲的是,还算得上是国内首个,生产线采用中交二航局自主研发的国内首台超高混凝土桥塔钢筋部品柔性制造成型专用装备。因此,它也被中交二航局建设者称为“国内第一张采用工业化立体弯折成型的超大型钢筋网片”。

时光回溯到2018年,伶仃洋大桥刚刚开工建设。作为世界级“桥、岛、隧、地下互通”集群工程——深中通道项目的核心,大桥备受关注,建设者需要攻克的技术难题也接踵而至。

大桥东索塔单个塔柱高262.5米,塔柱共划分为48个节段,上细下粗,截面呈八边宝石形结构,每一节段断面尺寸均不相同。在传统作业中,桥塔钢筋的绑扎工人必须面对高耸入云、截面多变的超高混凝土桥塔施工,作业变得尤其繁琐复杂,这让大家心中愁云密布。

“现在国内外对混凝土工业化生产技术应用很成熟了,但是钢筋部品的工业化建造技术一直还是空白。”2018年年末,中交二航局大新型施工装备与智能化首席专家杨秀礼提出了一个技术难题,同时也提出了初步解决思路,“要是能有一种钢筋自动机械化成型流水线,实现工业流水线生产,效率和质量必然会大幅提高。就像制作桩基钢筋笼一样,将塔柱钢筋通过工业化制作成部品,然后整体吊装。我觉得这个方案有可行性!”

这个想法得到了中交二航局技术中心工程装备技术部主任程茂林的全力支持,他即刻组织钢筋部品工业化研究团队展开研究。但是,经调研才发现,国内外在空间钢筋网片机械化生产方面无案例可寻,也无资料可查,一切需要从头开始。

“桥塔钢筋绑扎几十年了,都是用人来搞,那么多单位都搞不了,你们能成?想做机械化难度太大了,实现不了的,还是老老实实搞点传统装备研发吧。”同行业里传来了阵阵质疑声。面对质疑,技术中心钢筋部品工业化研究团队成员憋着一股劲,必须要攻克塔柱钢筋部品工业化建造工法。

伶仃洋大桥主桥东索塔塔柱为收分结构,塔柱内布设多层钢筋,如何实现钢筋的成环、绑扎以及多层钢筋的组合,各种困难层层设障,程茂林就连吃饭、睡觉都在思考这些问题。

有一次在家中,程茂林看着女儿书桌上的套瓷娃娃和墙上挂着的折扇,突然有了灵感。“你们看这多边形的折扇上面长下面短,如果将它两个侧边粘到一起围成一个立体,不就正好是个下粗上细的塔柱棱台模型吗?折扇的骨架就是钢筋安放的地方,我们通过将一根根钢筋‘排排坐’,再把两端对折起来实现完整的钢筋笼,大笼放外面、小笼放里面,依次套娃,这样就能完美解决塔柱钢筋收分和多层钢筋布设的问题。”在部门研发讨论会上,程茂林拿着纸扇和套娃激动地比划着。

说干就干,程茂林随即带着钢筋部品工业化研究团队成员吴中正和陈斌一头扎进新设想装备总体方案研发和设计中。经过大大小小几十次实验后,一套集钢筋机械化无人下料、三向机械卡位寻点焊接、空间立体弯折于一体的钢筋网片柔性制作生产线正式呈现在大家面前。

伴随着“滴滴”的声音,TD6000-30钢筋网片柔性制作生产线正式开始工作,这些粗细不同的钢筋需要经过六大工序才能变成空间网片,形成钢筋部品的基础:箍筋无损耗下料、主筋无人布料、一次平面弯折、网片自动焊接、二次立体弯折、网片翻身立起。钢筋网片被运输到水上平台,在钢筋部品成型胎架内进行组拼,穿插拉钩筋并连接钢筋网片,最终成型的钢筋部品由塔吊整体吊装上塔、快速对接,所有工序一气呵成。

经过两个月的勠力奋战,生产线终于可以正式稳定生产,一根根钢筋就这样在流水线中“乖乖排列”,成为一张张井然有序的钢筋网片。平面钢筋网片尺寸长约20米、宽6米,立体弯折成型后,钢筋网片单张最大尺寸长14.7米、宽7米、高6米,最大重量近11吨,是理所当然的“大块头”。

2020年6月28日,一个让团队所有成员既期待又紧张的日子——第一个钢筋部品节段吊装上塔进行对接。

“塔吊注意,吊钩向海边方向移动,要慢要稳……”当部品节段整体起吊时,现场所有人都抬起头注视着天空里的“庞然大物”,巨大的钢筋部品漂浮在空中,与蓝天辉映成趣。夏日的天气闷热异常,蔚蓝天空上的日头如火一般,晒得每个人都汗如雨下,汗水顺着脸颊流到了衣服里,大家都悄然不知,眼睛紧盯着远方天空里的钢筋部品。2个小时之后,钢筋部品首次顺利完成对接。直到此时,钢筋部品工业化研究团队全员都松了口气,程茂林一颗悬着的心才算落了地。

“大块头”的超高混凝土桥塔钢筋部品所附带的智能柔性制造技术与装备给项目施工带来了巨大变化:塔柱建造突破性地实现了4天完成6米节段,相比传统施工工艺,塔柱建造速度提升了40%至50%,塔柱钢筋建造高空作业人员减少了60至70%!

“之前桥塔钢筋部品都是一根一根地由工人现场施工,现在我们是一节一节地采用无人机械化生产,直接做成整套部品,是工厂‘工业流水线’作业,解放了双手,降低了劳动强度!”程茂林笑着说道。

目前,深中通道伶仃洋大桥第35节段第一张钢筋弯折网片生产成功,生产线已累计生产钢筋弯折网片225张。未来,这些“大块头”所附带的智能建造技术将继续在项目上发挥着属于它的“大智慧”。(陈斌 晏久顺)

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