夏夜攻防战工欲善其事,必先利其器。装备制造业是一个国家制造业的脊梁。作为全国交通基础设施领域的头部企业,山东高速集团扎实推动装备制造高端化发展,聚焦路桥建设、养护等领域,加大投入、加强研发、加快发展,打响“山高制造”品牌。
湍急的黄河水上,京台高速齐济段改扩建项目黄河特大桥正在建设中。不久后,由山东路桥国内首创的新型钢桥顶推施工设备——履带式顶推设备将首次进场应用,施工效率可提升50%。“世界上没有一个工程是相同的,新设备诞生在一个个具体的项目中,为解决施工难题而生,为提升效率而改进。”山东路桥设备制造公司总工程师韩军霞说。
山东省路桥集团设备制造公司总工程师韩军霞介绍,现有的桥梁顶推施工装备以步履式为主,在桥梁顶推施工过程中,顶推油缸每顶推一次,梁体需整体抬升、下落一次,完成两次受力体系转换,施工工序繁琐,从而导致顶推速度较慢。
履带式顶推设备是国内外首创的新型钢桥顶推施工设备,主要由履带、滑梁、顶推油缸、顶推机构、顶升油缸、导向系统、垫梁、动力系统组成。履带之间采用销轴连接,环绕在滑梁上。履带顶面与钢桥接触部分设置防滑垫,可增加摩擦力、保护钢桥滑动处漆面,履带底面设置MGE滑板,滑梁顶面铺设不锈钢板滑板,用于减少履带与滑梁接触面的摩擦力……
这样的专业术语对非业内人士来说可能有些不好理解。其实,履带式顶推设备的亮点是施工中无需进行受力转换,不需在钢桥上增设顶推附件,施工更安全、简洁、平稳;与履带式顶推设备配套开发的新型控制系统,采用信息集成技术,可实现桥梁顶推施工的信息化、智能化。
此外,液压衬砌台车是隧道二次衬砌施工中必须使用的专用设备,用于隧道二次衬砌施工。随着我国隧道施工技术的迅猛发展,自行式整体钢模衬砌台车在中长大隧道施工中已逐渐成为主流设备,如何提高自行式整体钢模衬砌台车的自主设计和制造水平已成为国内各生产厂家面临的重要技术课题。浆水泉隧道是京沪高速济南连接线工程的控制性工程,位于山东省济南市历下区搬倒井村东南约400米处,左右幅相距14-31米,设计标准为城市快速路,双向八车道,分离式结构,是我国第一条四车道特大断面特长公路隧道。
针对项目情况和特点,结合国内台车的技术现状,设备制造公司研发的特大断面隧道液压衬砌台车在保证施工安全的前提下进一步优化处理,提高衬砌施工效率,改善工人的安全劳动条件,缩短施工周期,同时提高了衬砌工艺水平,台车整体性能显著提高。
在青岛胶州湾大桥、济南东南二环等重点项目施工中,有一项技术立了功,即山东高速集团自主研制的曲线箱梁移动模架、特大断面全液压自行式衬砌台车等设备攻克了一个个施工难题,成为工程顺利推进的坚实保障。
转化的专利技术——掘进机破岩震源三维地震超前探测装置及方法,具有探测速度快、预报准确度高等优势,极大地提升了隧道掘进机的安全掘进效率,在多个重难点工程中推广应用,荣获国家专利领域最高荣誉——中国专利金奖。
山东省路桥集团设备制造公司党委副书 记、总经理刘颖介绍,设备制造公司是一家集研发、设计、生产、销售、租赁、服务和技术咨询于一体的设备制造类企业,拥有章丘、平原两个加工基地。章丘加工基地占地约200亩,拥有重钢车间2万平方米,年生产量3万吨。平原加工基地占地约500亩,拥有重钢车间13万平方米,年生产量可达17万吨。
历年来,设备制造公司以“工程施工”为主题的机械设备研发制造,主要产品有移动模架系列产品、挂篮系列产品、自行式索塔爬模、隧道台车以及起重设备的制造、改造、维修和安装。其中移动模架系列、爬模、隧道台车等产品获得了多项国家发明专利和实用新型专利,部分技术达到了国际领先水平。
制造业的核心就是创新,就是掌握关键核心技术。集团聚焦产业前沿,钻研产业难点,结合业务需求开展路用装备自主研发,蹚出一条从无到有的创新之路,引领行业发展方向。
荣乌高速改扩建寿光段施工现场,集团自主研发的第三代沥青路面就地热再生机组一字排开,浩浩荡荡缓慢前行。机组通过对旧路面加热、耙松,添加适量再生剂、沥青及适量的新沥青混合料,经拌和、摊铺、压实后,旧路面焕然一新。与传统道路养护技术相比,就地热再生施工快捷,2-3小时即可开放交通,可实现旧沥青混合料的100%循环利用。
从第一代机组成功下线,集团自主研发沥青路面就地热再生机组已过去十多年。2003年,路桥集团斥资2000多万元购入国外机组,但在使用过程中出现效率较低、服务无法保障等问题。面对逐渐增大的高速公路养护需求,路桥集团组建团队研发就地热再生机组。团队成员人人身兼数职,舍弃周末、夜以继日,终于在2010年研制出国内首套多步法沥青路面就地热再生机组,一举打破此类设备依赖于进口的行业垄断。机组整体创新技术达到国际先进水平,在多步热风加热、分层铣刨等方面达到国际领先水平。
之后的十多年中,2.0版、3.0版就地热再生机组相继研制成功,一代代技术团队完成了再生设备体系的搭建,填补国内多项技术空白。三代就地热再生机组,为我国公路绿色养护做出积极贡献,先后在山东、内蒙古、江苏等十几个省市自治区的道路养护工程中推广应用,累计完成施工面积2400多万平方米。
从模仿到超越,就地热再生机组的迭代并非“闭门造车”,而是得益于边用边改的研发模式。作为一家以工程施工为主的企业,路桥集团主营业务之一就是高速公路养护工程,这也为机组研发提供了广阔空间。研发团队将创新与施工紧密结合,根据就地热再生机组的实际施工情况,总结经验,不断改进,让创新更实用、更贴地。机组先后获得山东省科学技术进步二等奖、“省长杯”工业设计大赛银奖,入选交通运输部科技成果推广项目,并取得国家发明专利6项,实用新型及外观专利16项等。
专注研发就地热再生机组的同时,装备科技公司加大设备研发力度,科研投入强度达到16%,取得一系列新突破、新成果。研制出国际先进的沥青厂拌热再生设备、国内领先的间歇式厂拌冷再生设备,形成全门类再生设备体系;自主研发集骨料存储、输送、混凝土生产于一体的绿色场站设备,打造场站建设的行业标杆;研制出高速道路清扫车、除雪撒布车、护栏抢修车、多功能标线车等多种养护设备,满足道路养护的市场需求。
装备制造是工程推进的坚实保障。近年来,集团积极开展路桥装备研发创新,强化与高校、科研院所的合作,增强研发能力和成果转化能力,打造优势产业集群,为行业发展做出积极贡献。
走进路桥集团设备制造公司加工生产基地,技术人员正在对自主研发的履带式顶推设备进行调试。该设备集成多项先进技术,为国内首创履带循环顶推工艺设备,相比于传统顶推方式顶推速度提升一倍,顶推安全性大幅提升,不久后将用于京台高速齐济段改扩建工程黄河大桥双向顶推施工。
善建飞虹,必有利器。这家以机械设备研发制造为主的公司,最负盛名的是非标施工设备的研发制造,其中又以移动模架造桥机最为典型。时间回到2002年,设备制造公司承接了为济南顺河高架桥北延工程研发移动模架的任务。彼时,移动模架作为先进的桥梁施工设备,刚开始从国外进口使用,价格昂贵,国内研发尚属空白。首次自主研发困难重重,一套移动模架由成千上万个零件组成,每个构件的结构、尺寸、受力都需要反复优化、计算,研发团队借助仅有的工具书、计算器,克服种种困难完成了复杂的设计,研制出第一套国产移动模架。移动模架在顺河高架北延工程上的成功应用,不仅带来了直接的经济效益,更打开了国产移动模架市场的大门,对我国桥梁施工技术的提高具有重大意义。
在桥隧施工中,每个项目都有各自的特点,施工设备同样天差地别。对设备制造公司来说,每个设备的研发都是一次全新的挑战。青岛胶州湾大桥施工中,面对60米大跨径350米小半径的移动模架研发要求,研制出曲线箱梁移动模架,助力建成我国首座海上互通立交;苏州春申湖路钢桥梁施工中,在不中断桥下G312国道交通的情况下,创新采用横向顶推的方式,使用18台步履式千斤顶同步工作,将重达1500吨的钢桥从60米外成功横移至所在位置;济南东南二环项目施工中,隧道衬砌断面宽达18米,设备制造公司研制出四车道特大断面全液压自行式衬砌台车,助力建成世界最大规模八车道隧道群。
攻克一个个施工难题,创造一个个设备之最,“山高制造”成为集团在桥梁设备领域的一张闪亮名片。近十年,在施工设备领域获得国家发明专利7项,实用新型及外观专利58项,山东省公路工程工法6项,以及中国公路建设行业协会科学进步奖多项。2019年,山东省钢结构桥梁工程技术研发中心在设备制造公司成立,成为山东省首个且唯一一个钢结构桥梁工程技术研发平台。更加充实的研发力量,将为公司高质量发展提供不竭动力。
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