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二航局科技創(chuàng)新 引領建橋技術革命

2013-11-22 17:20  來源:中國廣播網(wǎng)  說兩句  分享到:

  二航局在橋梁施工領域的突破和發(fā)展壯大起步于技術嫁接。1990年,交通部投資的首座跨長江特大型橋梁——黃石長江大橋上馬建設,敏銳地感覺到“長江建橋熱”即將來臨的二航局高層果斷決策,承接了黃石長江大橋4個深水主墩的施工任務,二航人開始涉足橋梁施工。

  雖說是第一次進入特大橋施工領域,敢于創(chuàng)新的二航人進行了大膽的嘗試。他們充分發(fā)揮水上大型起重船、打樁船的作用,變設備優(yōu)勢為技術優(yōu)勢,同時創(chuàng)造性地將長期積累的水運工程施工技術和施工作業(yè)流程應用于大型橋梁建設。在主墩基礎施工中,一改傳統(tǒng)的鋼圍堰現(xiàn)場焊接拼裝下沉工藝,首次采用了“大型鋼圍堰分節(jié)整體吊裝接高”施工工藝,將面積相當于兩個籃球場大小、高30米的鋼圍堰,分成幾節(jié)在工廠內(nèi)加工制作完成后,轉運到施工現(xiàn)場,再用大型起重船吊裝下沉到預定位置,這樣不僅節(jié)省了工期,同時也大大提高了施工的安全性。二航局的突出表現(xiàn)受到了業(yè)主的高度贊賞,他們又將原定由其他單位施工的其余兩個主墩交給二航局承建。

  在黃石大橋,二航局將水工施工技術成功嫁接到橋梁施工中,通過技術嫁接與技術跨越,將水工施工技術和橋梁施工技術有機結合,形成了具有二航特色的橋梁施工工藝和方法,并在后來的施工實踐中不斷加以創(chuàng)新,逐步實現(xiàn)施工工藝標準化、規(guī)程化,引發(fā)了一場橋梁施工技術的革命,改變了中國橋梁建設的舊有格局,推動了中國橋梁建設整體施工水平和生產(chǎn)力水平的快速提升。

  接著在江陰大橋基礎施工中,二航人摒棄了傳統(tǒng)的在圍堰上搭設鉆孔平臺的施工工藝,借鑒碼頭施工技術,創(chuàng)造性地采用大型高樁鉆孔平臺新工藝,使鉆孔樁施工不再受水位限制,是橋梁基礎施工技術的一大突破。二航人還攻克了大體積混凝土溫控技術難關。江陰大橋是目前中國唯一獲“魯班獎”、“詹天佑獎”和國際橋梁學會“尤金?菲戈”獎等三項大獎的特大橋梁。

  在武漢白沙洲長江大橋的施工中,二航人采用適應洪水期施工的鋼管樁平臺進行橋墩基礎施工,開創(chuàng)了我國在長江大汛期進行橋梁基礎施工的先例;根據(jù)施工需要設計并搭設出“帶拉墩的鉆孔樁施工平臺”,首創(chuàng)國內(nèi)特大型斜拉橋吊裝鋼箱梁23小時一跨的最快速度。

  在武漢軍山大橋6號主墩施工中,二航人采用異型雙壁鋼圍堰拼裝下沉工藝,僅用49天時間將重達700余噸的四節(jié)鋼圍堰下沉著床,平面位置偏差僅2厘米,遠遠低于規(guī)范規(guī)定的30厘米允許偏差,創(chuàng)下了當時雙壁鋼圍堰下沉著床的最高精度。

  1998年,在鄂黃長江大橋主塔施工中,二航人首次在30多米水深、大流速、淺覆蓋層的不利條件下搭設高樁鉆孔平臺,確保了8個月內(nèi)主塔出水,創(chuàng)造了長江建橋史上的新記錄。

  2001年,在潤揚長江大橋施工中,二航局在國內(nèi)首次引進并改造了德國液壓爬模系統(tǒng),取得良好的社會和經(jīng)濟效益。為提高液壓爬模系統(tǒng)的國產(chǎn)化率,形成擁有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品,二航局自行研制出了“HF-ACS100型液壓自動爬模系統(tǒng)”。該系統(tǒng)具有良好的操作性、安全可靠性、施工的高效性和使用的經(jīng)濟性,填補了公路橋梁施工的國內(nèi)空白,先后在安慶長江大橋、陽邏長江大橋、杭州灣大橋、上海長江隧橋等工程成功應用。

  施工技術和施工工藝的創(chuàng)新,產(chǎn)生的最直接效果就是施工進度不斷加快,國內(nèi)建橋記錄不斷被刷新。二航局先后創(chuàng)造了“鄂黃速度”、“軍山速度”、“潤揚速度”、“陽邏速度”,2005年10月,當時國內(nèi)跨度最大的斜拉橋南京三橋只用兩年零兩個月就建成了,比計劃工期提前了近22個月,創(chuàng)造了中國建橋史上的一個奇跡。有人形象地比喻:現(xiàn)在建一座大橋就像小孩子搭積木一樣快。該橋“特大跨徑橋梁鋼塔和深水基礎設計施工創(chuàng)新技術研究”成果還榮獲國家科技進步二等獎。

  時間就是效益。橋梁建設周期縮短所創(chuàng)造的經(jīng)濟效益和社會效益很難準確地估算,但它無疑是一個巨大的數(shù)字——施工企業(yè)成本降低了,建設單位的投資提前得到了回報,其中更大的效益來自于橋梁建成后對地方和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展所發(fā)揮的積極作用。曾任潤揚大橋C1標項目經(jīng)理的二航局副總經(jīng)理楊志德說,我局施工的潤揚大橋北汊斜拉橋提前一年完工,光設備費就省下了1000萬元。

  2、創(chuàng)新破解世界級技術難題

  杭州灣大橋和蘇通大橋的建設,受到了社會廣泛關注,也令世界橋梁界矚目,二航局有幸作為主要承建單位參與了兩座大橋的建設,在兩座大橋中共拿下8個標段近40億元的施工份額,在所有投標企業(yè)中承接工程標段最多,工程量、工程難度、合同額均為所有單位之最。

  作為當時世界上最長的跨海大橋,杭州灣大橋的建設難度極大。杭州灣是世界三大強潮海灣之一, 施工有幾大難點:一是氣象條件——地處臺風影響區(qū);二是水文條件—— 一半日潮落差最高近8米,施工難度大;三是海洋環(huán)境——海水腐蝕嚴重;四是施工組織設計——規(guī)模大,管理困難。在氣象、水文、潮流、沖刷及淺層氣等多種自然條件影響下,全年有效工作日只有120天—180天。加上灘涂寬達10公里的南岸下面還埋藏著一窩窩的淺層天然氣。作業(yè)之難,讓眾多海內(nèi)外專家認為在這里建橋根本是不可能的事。

  而蘇通大橋作為世界最大跨徑斜拉橋,同樣面臨著建設條件復雜、設計難度大、建造周期長等難題。國際橋梁學者曾經(jīng)認為,斜拉索橋的最大跨徑不能超過900米。選擇了主跨1088米,就意味著挑戰(zhàn)國際橋梁學界的理論禁區(qū)。蘇通千米跨越,如同攀登“珠峰”。這一跨度超過了此前的主跨長890米的“世界第一跨”日本多多羅大橋。在主跨1088米的要求下,蘇通大橋最長的4組拉索長577米,為世界最長拉索。

  傳統(tǒng)的工藝、常規(guī)的思路無法保證工程的順利實施,不創(chuàng)新就寸步難行。對于二航人來講,每一次建橋都是一次創(chuàng)新,都有新的突破。

  在杭州灣,二航建設者們依靠自主創(chuàng)新,憑著一股“敢為天下先”的闖勁,在杭州灣大橋建設中取得全線十項“第一”,并攻克多項世界級技術難題,刷新多項“中國企業(yè)紀錄”,為大橋提前8個月通車立下赫赫戰(zhàn)功,也為杭州灣大橋乃至中國跨海大橋建設技術的提升做出了有益的探索。自2003年11月開工以來,杭州灣大橋共收獲250多項技術創(chuàng)新成果,形成了9大系列自主核心技術,創(chuàng)造了多項世界第一,杭州灣大橋成為體現(xiàn)我國跨海橋梁最新技術成果的標志性工程。

  讓國外專家感到“難以置信”的蘇通大橋,所在地水流湍急,土質(zhì)松軟,要在深水潮汐環(huán)境下軟弱地基中進行超大群樁基礎施工,把主橋塔墩131根長約120米、直徑2.5米至2.8米的群樁扎在水下,被稱之為“豆腐上插筷子”。橋塔施工中層層向上疊加,從塔頂?shù)剿椎拇怪倍日`差不能超過10厘米,相當于把1000枚硬幣摞起來。然而,就是這樣一些看上去根本不可能完成的任務,硬是在二航人手中變成了現(xiàn)實:豆腐上插筷子,還能讓筷子如鋼筋鐵骨;摞起1000枚硬幣,愣能讓它穩(wěn)如磐石!

  二航局依靠科技創(chuàng)新,創(chuàng)造了四項世界之最:最大主跨、最高橋塔、最長拉索、最大群樁基礎,節(jié)約工期兩個月,節(jié)資近2000萬元。蘇通大橋作為中國交通建設工程首次納入“十一五”國家科技支撐計劃,二航局就承擔了6個課題中的2個。回頭來看,這些科研內(nèi)容,在強潮汐易沖刷河段深水鉆孔平臺搭設技術研究、大直徑超長變截面鉆孔樁群樁施工技術研究、強潮汐河段巨型鋼吊箱整體施工技術、巨型深水高樁承臺施工技術、強潮汐大型深水基礎河床沖刷預防護施工技術研究,包括了蘇通大橋施工中的所有關鍵問題,也是蘇通大橋創(chuàng)造四項世界之最的技術基礎。針對氣象條件差,水文條件復雜,基巖埋藏深,通航要求高等難題,二航局的超大型鋼吊箱水上拼裝、計算機同步控制整體下放技術,還填補了同類技術世界空白。

  更為重要的是,這兩座大橋的建造,為我國培養(yǎng)了一批橋梁建設的青年專家,帶出了一支以中青年技術人員為主體、能打硬仗的中國特大型公路橋梁建造隊伍,具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

  有時候,對于一項技術的使用,國內(nèi)外專家要討論上百次。幾年來,二航局蘇通大橋項目部副總工程師陳鳴就技術問題和國外專家交流的電子郵件有6000多封。而蘇通大橋科研工作涉及結構工程、巖土工程、地質(zhì)工程、水利工程、信息工程、機械工程等近10個領域或?qū)W科。二航局以項目為核心,對科研任務進行有機拆分,在部分科研相對獨立的環(huán)節(jié)聯(lián)合科研院校開展相關研究。也正是因為如此,二航局在杭州灣大橋和蘇通大橋的建設過程中,能夠挑戰(zhàn)世界級技術難題、創(chuàng)造世界工程奇跡。杭州灣大橋和蘇通大橋的建設也成為我國企業(yè)自主創(chuàng)新的旗幟,充分展現(xiàn)了中國橋梁建設的最高水平。

  4、“土鱉”成長記

  2002年,在潤揚長江大橋的工地上,建設者計劃要建設一座215米的橋塔。人們對這個塔的要求是,高度為中國第一,“觀瞻”要世界一流。

  中國人還難以實現(xiàn)這個目標,因此,技術和設備要從德國引進——國內(nèi)首次引進德國DOKA液壓爬模技術進行施工。這自然需要德國人來管理指揮。來自素以嚴謹著稱的德國,這些專家自然有著自己嚴格的工作計劃和要求。

  于是,工地上,德國專家堅持必須按他每天的安排作業(yè),任何建議都會遭遇“NO”。德國專家因此也非常熟練這個典型的英語單詞。

  德國設備偶爾也會鬧情緒。有一天,液壓爬模設備出現(xiàn)了故障,施工受到嚴重影響。要命的是,德國專家回家過圣誕節(jié)了,大家都束手無策。

  李洪軍是橋塔施工的工長,他比別人更加著急。平時德國專家這也不讓動那也不讓動,現(xiàn)在出問題了,專家不在了,想來想去,李洪軍覺得這是個調(diào)一調(diào)德國死腦筋的好機會。他便對故障進行了認真的琢磨,并以一種新工藝迅速完成爬模制作預拼。

  德國專家回到工地,一眼就看出其中變化,頓時毫不掩飾的勃然大怒,不過,生氣歸生氣,專家還是以高度負責的態(tài)度逐一檢測設備。

  專家緊繃的面孔逐漸放松了,最后甚至滿臉笑容,并翹起大拇指說“very good!”李洪軍的改造的確高明,德國專家甚至放手讓他在別的地方改進出安裝、拆卸、提升更便捷的掛架模板。

  一晃幾年過去了。李洪軍又來到了2006年蘇通長江大橋的工地上,還是橋塔施工的工長。還是橋塔、還是DOKA液壓爬模技術。不過這一次要求更高,因為蘇通大橋后來要創(chuàng)造全新的世界記錄。李洪軍開始指揮起了德國專家,結合實際情況研制出功能更好、質(zhì)量更優(yōu)、速度更快的DOKA液壓爬模系統(tǒng)進行施工,以精巧的模數(shù)適應了高空魔方組合變幻。德國專家又翹起大拇指。

  消息還漂洋過海,傳到了德國,DOKA液壓爬模設備的生產(chǎn)廠家來到了蘇通大橋工地,要現(xiàn)場取經(jīng)。

  還是在蘇通長江大橋,新日鐵提供的掛索方案中,吊耳過重,不好安裝,拆除也不安全。李洪軍就把日方代表請到現(xiàn)場進行說明,日方同意了他的方案。實踐效果很好。英國多門朗提供并指導的橋面吊機,經(jīng)李洪軍改進后,效率提高了幾倍。

  在建設者的世界里,生活就是工地生活。十年間,中國大地,一座座宏偉的大橋跨越天塹。一個個建設者由學生變成了老師。李洪軍是其中的優(yōu)秀的一分子。

  李洪軍們由學生到老師其實還有一個更為宏大的背景。

  渴望建設大橋飛躍天塹,是許多中國人千年的夢想。1937年,美國建成一座主跨超1000米的大橋。近70年之后的20世紀最后10年,中國才有了主跨超過1000米的現(xiàn)代橋梁。但這只是中國橋梁建設的起步,中國現(xiàn)代橋梁時代是從進入21世紀開始。

  在接下來的10年,可以清楚地看到,中國在曾經(jīng)是不可輕易跨越的天塹長江上,修建主跨超過1000米的大橋,似乎根本不存在技術上的困難,而是成為了意氣洋洋的盛世盛事。這10年,中國建橋精英開始了超越世界同行的努力:潤揚長江大橋、陽邏長江大橋、南京長江四橋、泰州長江大橋、上海長江大橋、朝天門長江大橋、壩陵河大橋相繼建成。2008年竣工的蘇通長江大橋則成為其中最耀眼的明星。

  建設者和他們的工程都已經(jīng)長大。

  需要強調(diào)的是,李洪軍是中交二航局土生土長的“土鱉”,中交二航局九江航校畢業(yè),當了22年工長、16年技師。在蘇通大橋的工地上,日方代表一見李洪軍都異?蜌獾暮退蛘泻簦挥⒎郊紟熞豢蠢詈檐娭笓]吊裝匹配就會喊“very good!”

  這已經(jīng)超越了個人魅力,這是中國企業(yè)的集體成長。港珠澳大橋正在建設之中,其核心工程——島隧工程項目部的總經(jīng)理林鳴得意一件事情是:“我們現(xiàn)在統(tǒng)領著多國部隊,我們這里整合著全球最好的資源!备壑榘拇髽虻哪繕耸牵瑓R集全球智慧。

  5、“陶氏水泥”

  材料,是建筑質(zhì)量的基礎。潤揚大橋、蘇通大橋的設計壽命是100年,混凝土的耐久性至關重要!疤帐纤唷保瑸槎骄譅幍昧诵抛u。

  “陶氏水泥”的締造者,是項目部中心實驗室主任陶建飛和他的實驗團隊及后援團。由于近年來水泥含堿量及混凝土含堿外加劑的應用,使得混凝土含堿量劇增,由此引發(fā)“癌癥”——混凝土堿集料反應。為保證質(zhì)量,業(yè)主要求使用低堿水泥。低堿水泥耐久性高,可外觀質(zhì)量難以保證。另外,大橋施工不采用泵送水泥的方式是不可想象的。而水泥的坍落度損失——俗稱“干”得太快,導致水泥“流”不到模具的位置,質(zhì)量難以保證。

  當時,國內(nèi)還沒有現(xiàn)成的低堿水泥外加劑配方。陶建飛做了300多組實驗,均告失敗。那時,用他的話說,都快絕望了。一次偶然的網(wǎng)上查詢,發(fā)現(xiàn)德國某公司發(fā)明了一種新的添加劑——聚羧酸,他們馬上通過上海的一家境外公司進口。經(jīng)過反復實驗,終于成功了。

  在潤揚大橋,二航人澆注的22萬立方米混凝土結構物,件件光潔平整,色澤均勻,棱角分明,線形流暢,尺寸準確,且沒有發(fā)生最常見的泌水現(xiàn)象,被國務院八部委檢查組評價為“所見最好”。世界橋梁協(xié)會主席伊藤學由衷地贊美說:“這是我看到過的最漂亮的混凝土!

  符合標準的食品添加劑能對食品起到保鮮、調(diào)味、防腐等功效,而高科技的工程施工材料“添加劑”,則能有效提高施工材料強度和效率,優(yōu)化工程質(zhì)量。去年,二航局所屬中交二航武漢港灣新材料有限公司在湖北麻城新建的外加劑廠正式投產(chǎn),一批“尖板眼”新材料——工程施工材料“添加劑”開始量產(chǎn)。

  

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編輯:可心

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