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12月11日，在澳門回歸祖國25周年紀念日前夕，作為港珠澳大橋西延線中的又一條大型跨海通道——黃茅海跨海通道正式通車。
自2009年以來，15年間粵港澳大灣區已先后建成港珠澳大橋、南沙大橋、深中通道、黃茅海跨海通道這4座大型跨海通道，形成以南沙大橋和虎門大橋為“內環”、深中通道為“中環”、港珠澳大橋和黃茅海跨海通道共同構成“外環”的交通格局。尤其是“外環”的形成，便利的交通將加速港澳和粵西之間的要素流通。
“我有幸參與了大灣區這4座大型跨海工程的建設，它們的上部結構中均用上了鋼箱梁，其制造技術，實現了從工廠化、自動化到數字化、智能化、智慧化的迭代升級，為大灣區的超級工程挺起了高質量‘脊梁’。”在當日舉行的黃茅海跨海通道通車儀式上，中鐵中鐵旗下中鐵工業所屬中鐵寶橋舟山公司副總經理沙軍強稱。
“四化”建設理念，提升港珠澳大橋設計壽命到120年
在今年6月24日舉行的全國科技大會上，“港珠澳大橋跨海集群工程建造關鍵技術”獲2023年度國家科技進步獎一等獎。
“港珠澳大橋的奇跡和榮譽，也有我們中鐵寶橋的貢獻，當年我們承擔了其九洲航道橋4.3萬噸鋼梁和鋼塔的制造任務。”2012年10月，中鐵寶橋中標港珠澳大橋CB05-G2標鋼結構制造項目，沙軍強當時是中鐵寶橋揚州公司鋼箱梁生產車間負責人，他見證了每一節鋼箱梁板單元的制造過程。
為確保大橋達到120年設計使用年限，港珠澳大橋管理局創新提出了“大型化、工廠化、標準化、裝配化”的建設理念。談及當年的生產要求，沙軍強記憶猶新。時任中鐵寶橋總經理助理、首席專家成宇海說，2012年中鐵寶橋投入巨資先后對江蘇揚州、廣東中山總拼基地進行了升級換代，對整個生產線進行了技術改造。
“此前建造大橋鋼箱梁，大多是在項目附近找塊地搭建臨時工棚，受風雨、高溫的影響，工期不易保證，也給下料、焊接、打磨、噴涂的質量控制增添了難度。”沙軍強說，“工廠化、標準化為自動化生產和鋼箱梁質量提供了保證。工廠引進多項自動化生產設備和技術，并首次將數字化焊接機器人應用于鋼箱梁制造，開創了國內鋼箱梁自動化焊接的先河，全橋自動化焊接率達到90%，為實現大橋設計使用壽命120年提供了保障。”
2015年2月10日，隨著“天一號”3000噸運架一體船將港珠澳大橋CB05標最后一片組合梁穩穩放在橋墩上，港珠澳大橋CB05標率先拉通全標段。其中，組合梁的鋼梁板單元在中鐵寶橋揚州公司自動化生產線制造后，再通過江海聯運至中山基地拼裝，最后經噴砂、涂裝后與存放橋面板組合安裝。
經港珠澳大橋管理局委托駐廠監理及第三方檢測公司對中鐵寶橋生產制造的鋼橋梁和鋼塔焊縫檢測，結果表明，無損傷制造、無損傷吊裝、無損傷支撐的鋼箱梁100%達到大橋技術標準。
數字化應用，創造國內鋼箱梁吊裝的“南沙速度”
連接東莞與南沙的南沙大橋，于2019年4月2日建成通車，是《粵港澳大灣區發展規劃綱要》發布后首個投入使用的大型跨海工程，也是緩解虎門大橋交通壓力的民生工程。
中鐵寶橋在圓滿完成港珠澳大橋的鋼箱梁制造任務后，2015年5月中標了南沙大橋的大沙水道橋鋼箱梁制造項目，該項目用鋼量達2.92萬噸。
南沙大橋全程采用八車道高速公路標準，其中大沙水道橋的主跨為1200米的雙塔單跨鋼箱梁懸索橋，其刷新了我國懸索橋跨徑的新紀錄；鋼箱梁的寬度49.7米，比港珠澳大橋鋼箱梁的寬度33.1米還要寬16.6米。
面對新的挑戰，中鐵寶橋能否再次實現技術創新，成為揚州公司團隊必須作答的課題。
“大灣區建設的每一個交通項目都對參建單位提出了科技創新的內在要求，我們也在努力通過創新將要求變成現實。”成宇海說。
在中鐵寶橋的支持下，揚州公司大膽引進建筑行業中的建筑模型信息系統（BIM），在國內同行業中率先探索特大橋梁工程通過數字化創建立體模型提升鋼箱梁生產速度。
“之前我們的產品設計用的是平面圖，引進BIM系統后，能通過電腦呈現立體的鋼箱梁模型，能看到鋼箱梁的每一個空間，能看到鋼箱梁的每一個數據。同時在電腦上可看到不同構件之間有沒有碰撞，能及時發現設計時存在的問題，這樣避免了問題產品成型后的改造和優化。”時任中鐵寶橋南沙大橋項目公司副經理的沙軍強說。
質量、安全和效率，一直是中鐵寶橋的追求。在南沙大橋鋼箱梁項目，中鐵寶橋總結港珠澳大橋的經驗，擴大車間長度，把鋼箱梁制造與預拼裝流水線都放在了揚州公司，并引進焊接設備遠程群控技術，從而實現了全橋節段箱梁的裝配化生產和預拼裝。
“在這些創新舉措的賦能下，我們提前一個月完成全橋94段鋼箱梁制造預拼裝任務，而且實現60天順利完成吊裝，比原計劃提前7天完成，創造了國內鋼箱梁吊裝的‘南沙速度’。”回憶當年的戰果，沙軍強笑了。
智能化生產，建成“世界最大跨徑海中懸索橋”
連接深圳和中山的深中通道，是繼港珠澳大橋之后又一超大“隧、島、橋”集群工程。在西人工島駐足西望，深中通道的深中大橋已成為伶仃洋上一道亮麗的“天際線”。
“劃”出這條線并不容易。深中大橋包含兩座高270米的主塔，為保證通航能力，通航凈高達76.5米，為世界最大跨徑海中懸索橋。懸索橋由213個梁段組成，其鋼箱梁由中鐵寶橋等國內造橋單位聯合建造并完成高空 連接。
“在這個項目中，中鐵寶橋承擔的鋼箱梁制造任務約9.1萬噸。”時任深中通道項目公司常務副總經理的沙軍強說，按照業主的要求，鋼箱梁制造必須實現智能化，對鋼箱梁的加工制造質量和工期控制提出了很高需求，作為施工企業，面臨的壓力和挑戰都不小。
“我們把深中通道的鋼箱梁放在揚州工廠制造。”沙軍強坦言，在建設港珠澳大橋和南沙大橋項目時，該工廠的生產車間和設備已經實現了兩次升級改造，多個環節實現了自動化。如果再次升級為智能化，既要再投入資金，又要面臨著設備的淘汰，同時也面臨著分流員工的壓力。
“但我們更看到了智能化帶來的產品質量、生產效率和市場競爭力的提升，必須高標準打造智慧化工廠，為7年建成品質工程提供保障。”成宇海說。
為此，揚州公司首次提出以“四線一系統”為核心的鋼箱梁智能制造理念，打造了一個擁有“板材智能下料生產線、板單元智能焊接生產線、節段智能總拼生產線、鋼箱梁智能涂裝生產線及智能制造執行管控系統”的智慧工廠。
在板單元智能焊接生產線中，公司聯合有關廠家首次研發內焊機器人，對折彎成U型的鋼板實現了雙面埋弧全熔透焊接，成功破解了無法雙面焊接全熔透的行業共性難題。“最令我們自豪的是，產品一次檢驗合格率達99%以上，較傳統接頭提升鋼橋面板疲勞耐久性100%以上，并提高生產效率30%以上。”沙軍強說。
深中通道在《粵港澳大灣區發展規劃綱要》發布五周年之際正式通車，首日通車量即達10萬輛次，一躍成為大灣區的“新頂流”。
“AI+焊接”，特殊結構件實現全自動生產
黃茅海跨海通道港是珠澳大橋西延線中的重要節段之一。從港珠澳大橋珠海公路口岸出發，一路向西，途經港珠澳大橋連接線、洪鶴大橋、鶴港高速，至黃茅海跨海通道以西終點，全程約84公里。
黃茅海跨海通道是《粵港澳大灣區發展規劃綱要》發布后，首個在大灣區開工的大型跨海通道項目，2020年，中鐵寶橋中標了黃茅海跨海通道控制性工程之一的黃茅海大橋6萬噸鋼箱梁制造任務。
“在中標之前，我們研判了大灣區的發展態勢，根據揚州工廠升級智能化生產線后人員分流的需求，中鐵寶橋集團依托浙江舟山島的航道優勢，在舟山島購置513畝土地成立了舟山公司，為大灣區項目打造了一個年產鋼箱梁能力達15萬-20萬噸的智慧化工廠。”時任舟山公司副總經理、中鐵寶橋黃茅海跨海通道項目負責人的沙軍強說。
“這個智慧化工廠就是為黃茅海大橋項目量身定做的。”據舟山公司總工程師吳江波介紹，大橋防撞鋼護欄是每座橋梁的必需配置，之前他們沒有生產防撞鋼護欄，接到訂單后也是從其他企業訂制。但是，訂制的產品沒有辦法實現智能化和集成化生產，質量達不到最佳要求。為此，公司特意為黃茅海鋼箱梁量身定做了一個智慧化工廠。
為此，舟山公司在建立“四線一系統”的基礎上，又建立了國內首條多邊形防撞鋼護欄智能制造生產線，實現了橋梁鋼結構的智能化和集成化生產，解決了料件規格尺寸不規則、焊縫外觀不一致性的難題。“防撞鋼護欄產品一次報檢合格率提高至99%以上，為黃茅海大橋的高品質建設提供了一流的技術和設備保證，也提升了產品的市場競爭力。”沙軍強補充道。
“針對鋼箱梁的特殊結構件，首次研發應用‘AI+焊接’融合技術。”在舟山公司技術部，負責焊接工藝的副部長郭瑞說，其中“AI+焊接”融合技術，即通過攝像頭、激光傳感器等設備以及逆向建模技術，實現了對橋梁結構件的自動掃描、自動辨別形狀及焊縫、自動調取焊接工藝庫數據、自動焊接的智能化和自動化生產，徹底改變傳統離線和在線編程的繁瑣工序，有效提高了產品質量的一致性。
創新永不止步，創新才有未來。歷經4年多的建設，如今黃茅海跨海通道正式通車，從江門到港珠澳大橋，驅車大約只需50分鐘，港珠澳大橋經貿新通道的作用日益凸顯；沙軍強也開啟了他在大灣區的第五座超級工程——獅子洋通道的建設，中鐵寶橋的鋼箱梁技術創新故事還在繼續。(陳新年)
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