IBTC報告回顧 | 四川交建集團總工四川鋼構智造董事長于志兵
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2024年6月16日-17日，中國工程院工程科技學術研討會——第十二屆國際橋梁與隧道技術大會（IBTC2024）在上海成功召開，大會匯聚國內外專家學者，圍繞極端環境下的交通基礎設施智能建養與安全展開深入探討，涌現出一批具有前瞻性和實踐價值的研究成果。作為中國乃至國際范圍內反映重大工程建設與技術創新的重要交流平臺，為更好傳播科技前沿成果、推動行業創新進步，大會秘書處特別推出《IBTC系列報告回顧》，分享專家精彩觀點。
本期聚焦四川省交通建設集團有限責任公司總工程師、四川省鋼構智造有限公司董事長于志兵的大會報告《基于山區鋼結構橋梁智能建造創新實踐》。報告系統闡述了在復雜艱險山區推動鋼結構橋梁智能建造的必要性、現有探索實踐及未來發展方向。他指出，在西部崇山峻嶺、生態脆弱、災害多發的環境中，傳統施工方式面臨巨大挑戰，智能化建造已成為提升工程質量和可持續性的必由之路。
▲于志兵總工在大會現場分享報告
于志兵首先分析了山區橋梁建設面臨的特殊自然條件。西部地區山區面積占比超過80%，地形地質復雜，氣候惡劣，雨雪雨霧常見，生態極其脆弱，施工帶來的環境影響可能難以修復。同時，該區域地災多發，地震烈度高，如攀枝花地區地震設防烈度達9度，對橋梁工程的抗災能力提出極高要求。
除了自然環境的挑戰，社會需求也在推動智能建造的發展。當前建筑業正面臨“用工難”問題，年輕人不愿從事艱苦的山區施工工作，現場施工人員老齡化問題突出。此外，低碳經濟、防災減災、品質工程以及產業升級的需求，都要求山區橋梁建設走向智能化、工業化和數字化。
于志兵特別強調，山區橋梁中90%以上為橋隧結構，其中橋梁占比約30%，而中小跨徑橋梁在常規橋梁中占比高達70%。如果只關注大型橋梁的智能化而忽視中小跨徑橋梁，山區的橋梁工業化體系將是不完整的。
目前，針對山區中小跨徑橋梁，主要采用兩種結構體系：密梁體系以及雙主梁加預制橋面板體系。同時，山區高架互通曲線橋需求突出，墩高普遍在50-70米之間，傳統現澆混凝土方式面臨諸多問題。此外，大跨徑鋼結構橋梁在山區同樣有廣泛應用，包括連續鋼桁梁、懸索橋、拱橋和斜拉橋等，這些結構形式逐步采用鋼-混組合結構，體現了鋼結構在山區橋梁中的適應性。
于志兵指出，實現智能建造必須以數字化設計為基礎和前導。BIM技術的應用是后續施工、建造、運維和管理的基礎。圍繞整個產業鏈的智能制造，包括制造、組裝和安裝過程，是保證工程質量和安全的關鍵。
據介紹，團隊在四川投資17億元布局了智能化工廠，年產量達16萬-20萬噸，針對山區鋼結構橋梁的結構體系（桁架結構、小斷面箱梁結構及H型斷面結構）布局產線，實現了從切割到涂裝的全面自動化。
在工廠智能化制造方面，于志兵重點介紹了三個質量控制關鍵點：形狀尺寸精度、焊縫質量和防腐技術。通過鋼板原材料預處理，消除運輸過程中產生的殘余應力和局部應力；采用長距離激光切割技術，實現50米整體長線切割，減少拼裝誤差；應用7條自動化生產線和焊接機器人，通過掃描自動識別技術實現無需編程的激光焊接。
質量檢驗方面，創新采用導波與超聲波組合檢測技術，大幅提高焊縫檢測效率。針對山區場地狹小的特點，團隊重點研發了虛擬預拼裝技術，實現無靶標數據采集，數據處理時間從過去的三四天縮短到半小時至一小時，精度達到亞毫米級。
對于現場施工，于志兵提出了四個方面的智能化升級：一是智能化裝備研發，包括自行行走和自動爬升的焊接機器人以及智能化吊裝設備，實現“人換機械”；二是工藝工法創新，淘汰落后工藝，推廣頂推工藝等適應山區特點的智能工法；三是控制技術智能化，實現鋼-混組合結構混凝土工藝的精確控制；四是管理系統智能化，打通現場和工廠的數據流，實現精益生產和管理。
于志兵展望未來時指出，技術層面需要推進構件標準化、提高可裝配化程度和實現結構輕量化。在經濟性方面，應基于全壽命周期和全產業鏈進行綜合評價。通過這些探索，團隊對中小跨徑和中大跨徑橋梁的智能建造應用充滿信心。
“在復雜艱險的環境下，順應時代和社會發展的需要，山區橋梁智能建造是大勢所趨，必由之路。”于志兵最后總結道。
此次報告全面系統地介紹了山區鋼結構橋梁智能建造的技術路徑和實踐經驗，為推進我國山區橋梁建設轉型升級提供了重要參考。
文/大會秘書處綜合整理
