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中交二航局自主研發一體化智能筑塔機

2024-08-21 18:13:10 來源：科技日報

來源標題：中交二航局自主研發一體化智能筑塔機

絕壁起天梯，飛龍躍江海。

一橋飛架，天塹變通途。橋塔作為橋梁的核心承力構件，正向著300米高甚至更高邁進，但高空作業環境惡劣、施工風險大、工程質量難以保證等難題隨之而來。

近年來，中交第二航務工程局有限公司(以下簡稱“中交二航局”)秉承“爭科技領先，創管理一流”的企業精神，大力實施創新驅動發展戰略，持續提高路橋、港航等全方位專業技術水平，形成以一體化智能筑塔機為代表的一批具有自主知識產權的核心領先裝備，為橋梁建設智能化作出突出貢獻。

“移動工廠”矗立伶仃洋

從“嘆零丁”到“跨伶仃”，深中通道是一個時代的見證。

今年6月30日，這個舉世矚目的超級工程正式通車試運營。這是集“橋、島、隧、水下互通”為一體的跨海集群工程，路線全長約24公里。由中交二航局承建的深中大橋是深中通道的關鍵性控制工程。

深中大橋索塔高270米，相當于90層樓高，技術難度大、建造工藝復雜。

要在伶仃洋上建造超高橋塔并非易事，大橋長期處于大風頻繁、高溫、高濕、高鹽的惡劣環境。怎樣讓施工不受場地、氣候等條件限制?如何保證施工作業人員安全?

中交二航局技術團隊集中精力，找尋突破點，借鑒工業化制造思路，創新提出超高混凝土橋塔“豎向移動工廠”建造理念，自主研發了一體化智能筑塔機，全方位實時監測與控制施工全過程的人、機、料、物、法、環等要素。

按照固定工位工廠化作業模式，中交二航局技術團隊在筑塔機上設置了豎向7個不同功能區，依次對主塔進行鋼筋部品連接、混凝土澆筑、混凝土養護、筑塔機爬升、預埋件拆除等作業，各功能區各司其職、互不干擾，先澆筑、再養護。

同時，技術團隊將筑塔機上原本固定的連接方式轉化為可以活動的鉸接裝置，每套鉸接由4個“共生”滑輪組成，分別承擔承重、角度調節、傾斜角檢測、精度控制作用。

“這套活動裝置相當于給筑塔機安裝4個強壯又靈活的‘關節’，既能穩定支撐，又能靈活轉動，確保體型巨大的筑塔機安全平穩地豎向爬升。”中交二航局技術中心總經理田唯介紹。

2021年6月，深中通道東索塔成功封頂。在一體化智能筑塔機支撐下，橋塔實現混凝土7天以上養護時間，爬模系統單節塔柱施工進度從0.6米/天提升至1.2米/天，所需澆筑現場工人從15名減少至6名。

“筑塔神器”驚艷長江口

長江入海，奔流不息。江上一座白色索塔高聳入云，這是中交二航局承建的常泰長江大橋。

大橋全長10公里，是長江上集高速公路、城際鐵路、一級公路“三位一體”的過江通道。其中，主航道橋主跨為1176米，大橋主塔采用“空間鉆石型”設計，高352米，相當于120層樓高，其對混凝土外觀要求達到清水混凝土的標準。

清水混凝土澆置后，不需涂裝，不用瓷磚、石材等材料，以“素顏”驚艷亮相。

要完成這項工程并非易事。在深中通道應用的第一代筑塔機自重近500噸，塔柱承受巨大荷載，設備安拆風險和難度高，對保持混凝土外觀也是挑戰。中交二航局技術團隊決定對筑塔機進行優化升級，新一代輕型智能筑塔機的研發工作隨即上馬。

按照能減則減、能縮則縮原則，技術團隊通過系列優化設計，不僅提升了工人通行和筑塔機爬升時架體操作的便捷性，還將筑塔機總體自重縮減至248噸，比第一代產品重量減輕近一半。

同時，為進一步提高筑塔智能化水平，滿足清水混凝土外觀質量要求，技術團隊研發了成套智能化裝置，可實現基于筑塔機的混凝土智能布料及陣列式振搗、基于可視模板窗口的混凝土澆筑質量實時監測、模板自動清理及噴涂、混凝土溫濕度可調的智能養護。這些裝置實現了超高橋塔高品質混凝土的一體化智能澆筑，為常泰長江大橋橋塔混凝土“美容養顏”提供堅實保障。

“升級后，筑塔機的混凝土養護功能更加完備，能達到工廠內標準化養護條件，保證了惡劣環境下混凝土的外觀品質。”田唯說。

眼下，一體化智能筑塔機采用機械作業、智能控制與數字監控相融合的方式，以安全管理、高質量建設為目標。它將原本需在現場復雜環境中完成的工作，轉移到可控的工廠環境中，實現對混凝土橋塔建造工藝的革新，形成現澆結構全過程工業化智能建造體系，并持續迭代升級，在多個工程成功應用。這套裝備開創了超高大跨橋梁混凝土橋塔工廠化、智能化建造的先河，持續推動橋梁建設行業工業化、數字化、智能化變革。

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中交二航局自主研發一體化智能筑塔機

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