可持续发展的产品和服务

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中国铁建:装备制造添利器,大国重器立新功

中国铁建:装备制造添利器,大国重器立新功


公司简介

中国铁建股份有限公司(简称中国铁建)为国资委管理的特大型建筑企业,是全球最具实力、规模的特大型综合建设集团之一。业务涵盖工程承包、规划设计咨询、投资运营、房地产开发、工业制造、物资物流、绿色环保、产业金融及其他新兴产业,经营范围遍及全国 32 个省、自治区、直辖市以及全球 138 个国家和地区。已经从以施工承包为主发展成为具有科研、规划、勘察、设计、施工、监理、运营、维护和投融资完整的行业产业链,具备了为业主提供一站式综合服务的能力。在高原铁路、高速铁路、高速公路、桥梁、隧道和城市轨道交通工程设计及建设领域确立了行业领导地位。

中国铁建连续入选美国《工程新闻纪录》(ENR)杂志“全球 250 家最大承包商”,2021 年排名第 3 位;连续入选《财富》杂志“世界 500 强”, 2021 年排名第 42 位;连续入选“中国企业 500 强”,2021 年排名第 12 位。

问题

福厦高铁(福州至厦门高铁)是我国首条跨海高铁,湄洲湾跨海大桥作为福厦高铁中最为重要的一环,也是最具难度和挑战的工程。一方面是这里地质情况复杂、海上风大浪大,昼夜温差大,施工难度极大,另一方面作为山海相连高铁,为适应更高速度的高铁,桥梁设计为 40 米箱梁,相较于传统 32 米箱梁增加了 25%,桥箱重量大幅上升,达到千吨级别,普通架桥机无法满足湄洲湾跨海大桥的建设需求。

解决方案

中国铁建自主研发的世界首台千吨级架桥一体机“昆仑号”,是目前中国功能最全的高铁桥梁施工设备,对未来中国高铁建设具有划时代意义,标志着中国高铁建设在技术与装备上实现重大提升,荣登“2021 年度央企十大国之重器。

2016 年,中国铁建成立“高速铁路大跨度简支箱梁建造关键技术研究”课题组,专攻运架一体机研发,经过五年多的时间,从结构设计、角度测算、受力系统设计、关键零部件非标定制、架桥机自重持续降低等方面……攻克了一个又一个的难题。2020 年 6 月,“昆仑号”在新建福厦高铁湄洲湾跨海特大桥投用。

运架“千吨级”,展现“中国力量”由于湄洲湾海域风大浪急、潮汐明显,浇筑的高标号混凝土塌落度小,浇筑难度高,40.6 米箱梁更需要连续浇筑一次成型,重达 1000 吨的箱梁对施工设备的安全性及可靠性提出了极高的要求。

“昆仑号”距地面 35 米高、长 116 米,拥有 88 个巨型轮胎,可以扛住海上 7 级的强风和巨浪,在暴风雨中稳定作业。“昆仑号”能在高空稳稳提起 1000 吨重、40 米长的巨型简支箱梁,相当于 200 头成年亚洲象的重量,还能进行远距离运输,助力跨海通道高速铺展。

缩短“建设期”,刷新“中国速度”建造更大跨度、更大吨位的简支箱梁桥,可以有效减少桥墩数量、增加桥跨布置适应性,从而大大提高工程建设的生产效率和经济效益,但同时也对运架施工设备提出了更高要求。

“昆仑号”架桥一体机让架设 40 米高铁箱梁成为现实,与 32 米传统箱梁相比,采用 40 米箱梁每公里可以少用 6 个桥墩,让湄洲湾大桥架设工期可以提前一个月。“昆仑号”架梁施工过程中,仅用时 218 天,就完成了 10 公里桥梁的铺架任务。“昆仑号”刷新“中国速度”不仅体现在自身的施工速度上,更重要的是推动我国高铁迈向时速 400 公里的更高速度,参建 40 米箱梁架设高铁桥梁能有效减少列车共振,让高铁运行更加平稳。

充当“全能手”,彰显“中国水平”

“昆仑号”集提梁、运梁、架梁功能于一体,具备在特殊工况下架梁的 “全能手段”,不仅能架设 40 米箱梁,还可兼容原有 24 米和 32 米梁,相当于一台顶过去三台,具有架梁周期短、基建成本低等优势。

同时,“昆仑号”可在 30‰大坡道,2000 米小曲线的条件下完成架设,而总体重量相较于分体机更轻,在运梁过隧和小曲线运架梁方面更有优势。 “昆仑号”首次实现了隧道内架梁、隧道进出口 0 米架梁,在桥隧频繁转换的工况下更加灵活高效,适应性更强,更有利于在高山深谷遍布、桥隧转换频繁的西部地区修建高铁,将有效助力新时代西部大开发战略的实施。

加装“黑科技”,代言“中国智造”

中国铁建为“昆仑号”满身加装“黑科技”,“昆仑号”具有智能化程度更高、应用场景更广等特点,为建设更高时速的高铁提供了技术支持。

全身“钢筋铁骨”:“昆仑号”采用抗拉强度达 785 兆帕高强度钢板作为主梁结构,这在航空、潜艇级别的装备上能才会用到的。

装上“北斗之眼”:与北斗“握手”,精准定位在杳无人烟的地区安心作业;落梁更精准,摄像头传感器与十字标纠错定位,能确保箱梁落位准确。

自带“雷达探测”:配备激光矩阵传感器系统,可在全黑隧道内准确定位、精准施工,在行走中还带有自动纠偏功能,在遇到隧道内巨大溶洞时还能就地架桥。

成效

社会效益

中国铁建突出抓好关键核心技术攻关,打造强国重器,为基建行业再添利器,推动高端装备创新发展。“昆仑号”作为我国自主研发的世界首台千吨级架桥一体机,为我国跨海建造提供强大技术装备支持,以“昆仑号”为代表的千吨级运架一体机等设备,共同组成千吨级高铁施工装备完整产业链,助力中国高铁加速迈入时速“400 公里”时代。

“昆仑号”参与建设的福厦高铁通车后,福州至厦门行车时间将缩短至 1 小时以内,厦门、漳州、泉州三地将形成闽南“金三角”半小时交通圈,对促进东南沿海城市群快速发展具有重要意义。

“昆仑号”能够让高铁桥跨布置和地质选线更加灵活,减少桥墩布置,既可减少建筑材料用料,又能节省建设用地,有效减少对河流通航的影响,工业化的箱梁生产和架设也更有利于生态环境的保护。

经济效益

“昆仑号”集提梁、运梁、架梁于一体,实现传统三台设备的功能,大大节约施工投入成本,较以往架桥机能节省一半的投入成本。作为特殊工况架梁的全能选手,“昆仑号”同里程可减少 20% 的架梁成本,提高 25% 的架梁速度。

展望

展望未来,在河流密集的中南半岛,在西部地区的山峦叠嶂、天堑高峡间,“昆仑号”都能搭建通联之桥,让铁路建设遍布“一带一路”每个需要的地方。

中国铁建将不断引领创新,勇于革新,跳出技术看产业,做强做优做大中国装备,推进高端制造、绿色制造、智能制造、服务型制造,让中国产品向中国品牌、中国制造向中国创造转变,推动工业制造在高质量发展赛道上加速奔跑。


(文 / 崔娟)

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