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 8月的武漢長(zhǎng)江邊，二七濱江國(guó)際商務(wù)區(qū)，一棟摩天大樓正在拔節(jié)生長(zhǎng)，“頭頂?shù)募t帽子”正是在漢央企中建三局全新一代“空中造樓機(jī)”。

90公里之外的鄂州長(zhǎng)江邊，燕磯長(zhǎng)江大橋南岸主塔長(zhǎng)高超百米，身穿藍(lán)色“盔甲”的是中交二航局第三代智能筑塔機(jī)，令橋塔施工效率提升50%以上。

中國(guó)的建造企業(yè)，被外界譽(yù)為“基建狂魔”，武漢則是建造業(yè)重鎮(zhèn)。武漢造摩天大樓屢次攀登“中國(guó)高度”，武漢造超級(jí)大橋不斷刷新“中國(guó)跨度”“世界跨度”，在技術(shù)不斷迭代升級(jí)的過(guò)程中，造樓機(jī)、筑塔機(jī)、造墩機(jī)等重器接連橫空出世，創(chuàng)新者也在不斷攀峰中實(shí)現(xiàn)超越。

做別人沒(méi)做過(guò)的事

蓋樓造橋重器全球獨(dú)一無(wú)二

二七濱江國(guó)際商務(wù)區(qū)高樓林立，與隔壁左右的“鄰居”不同，武漢泰康金融中心項(xiàng)目大樓頭頂?shù)摹凹t帽子”格外顯眼。

“‘紅帽子’就是‘空中造樓機(jī)’的核心部位，新一代的‘空中造樓機(jī)’是在總結(jié)前幾代的實(shí)施應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目自身特點(diǎn)，迭代升級(jí)而成。”中建三局總承包公司項(xiàng)目經(jīng)理陳攀說(shuō)。

科技創(chuàng)新需要不斷克服困難，攀登更高峰，自己跟自己較勁。

初代“造樓機(jī)”數(shù)字化水平較低，因此需要較多人力去調(diào)試，自重也大。“最新一代自重500噸，比前幾代減輕一半以上；安裝效率更高，每頂升一層樓耗時(shí)僅2小時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員也減少了。”中建三局三公司科創(chuàng)公司總經(jīng)理李勁補(bǔ)充道。

日前，長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者通過(guò)施工電梯接駁施工步道登頂“紅帽子”一探究竟。進(jìn)入“空中造樓機(jī)”核心區(qū)域，只見(jiàn)工人行走如履平地，平臺(tái)上所有施工物料像“乘電梯”一樣直接升高一層樓。

“僅設(shè)備材料吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)一項(xiàng)，就節(jié)約50%工作量。普通高層施工爬模系統(tǒng)大約7天蓋一層樓，使用‘空中造樓機(jī)’只需4到5天，施工效能明顯提升，更安全。”陳攀說(shuō)。

“空中造樓機(jī)”全稱(chēng)為“超高層建筑智能化施工裝備集成平臺(tái)”，在全球首次將大型塔機(jī)和安全防護(hù)、臨時(shí)消防、臨時(shí)堆場(chǎng)等施工設(shè)備設(shè)施直接集成于施工平臺(tái)上，共用支點(diǎn)，同步頂升，可覆蓋4層半高度，承載力達(dá)數(shù)千噸，能抵抗10級(jí)以上颶風(fēng)。

業(yè)內(nèi)人士表示，這一裝備是對(duì)建筑施工技術(shù)的一次革命性創(chuàng)新，是中國(guó)智造的一項(xiàng)重要成果。它突破傳統(tǒng)模式的局限，提高施工效率和質(zhì)量，節(jié)約資源和成本，保障安全和環(huán)保，為建筑施工技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了一條新路。

截至目前，全新一代“空中造樓機(jī)”已獲得10余項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利。“空中造樓機(jī)”研發(fā)以來(lái)，已在中建三局建造的蘇州國(guó)際金融中心、重慶陸海國(guó)際中心、海南中心、武漢長(zhǎng)江中心等20多個(gè)超高層地標(biāo)大顯身手。

鄂州長(zhǎng)江邊的燕磯長(zhǎng)江大橋南岸主塔，智能筑塔機(jī)的藍(lán)色“盔甲”在陽(yáng)光下熠熠生輝，從高空俯瞰，“盔甲”內(nèi)的工人、材料、設(shè)備有了一道安全防護(hù)，行走其中不擔(dān)心恐高。

“經(jīng)統(tǒng)計(jì)，筑塔機(jī)的應(yīng)用使空中作業(yè)人數(shù)減少60%，施工效率提升50%，橋塔建設(shè)速度由每天增長(zhǎng)0.8米升至1.3米。”中交二航局現(xiàn)澆橋塔工業(yè)化建造團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李拔周介紹，在燕磯長(zhǎng)江大橋南岸主塔，一鍵操作，筑塔機(jī)一個(gè)半小時(shí)可爬升6米。

它集模架爬升、混凝土布料、輔助振搗、智能養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急避險(xiǎn)和安全監(jiān)控功能于一體，以流水線(xiàn)方式進(jìn)行全功能一體化施工。即使遇到大風(fēng)等極端天氣，也能通過(guò)架體與模板之間的抗風(fēng)裝置提高整體穩(wěn)定性，工人在百米高空施工作業(yè)如履平地。

“經(jīng)過(guò)專(zhuān)家評(píng)審，中交二航局自主研發(fā)的智能筑塔機(jī)已達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。”李拔周說(shuō)，該裝備的首秀在世界最高海上橋——深中通道伶仃洋大橋，獲得業(yè)主認(rèn)可的同時(shí)，還吸引國(guó)內(nèi)大批同行前往觀摩考察。

目前，筑塔機(jī)還在不斷升級(jí)迭代，并應(yīng)用于一批超級(jí)大橋——在建世界最大跨度公鐵兩用斜拉橋常泰長(zhǎng)江大橋、長(zhǎng)江上最寬跨江橋梁雙柳長(zhǎng)江大橋。

研發(fā)模擬試驗(yàn)做了200多次

如何讓摩天大樓建設(shè)“又快又好又安全”？

現(xiàn)任中國(guó)建筑先進(jìn)技術(shù)研究院黨總支書(shū)記、院長(zhǎng)的王開(kāi)強(qiáng)回憶剛?cè)肼殨r(shí)，中建三局總工程師張琨的大膽設(shè)想：“我們要像生產(chǎn)汽車(chē)一樣，采用機(jī)械化流水作業(yè)建造大樓。500米、800米，甚至1000米，在云層之上，我們的工廠(chǎng)照樣開(kāi)工！”聽(tīng)起來(lái)“石破天驚”，但最初的4人團(tuán)隊(duì)義無(wú)反顧投入研發(fā)。

“空中造樓機(jī)”與當(dāng)時(shí)行業(yè)主流的液壓爬模系統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)別。爬模系統(tǒng)最多只能允許兩個(gè)工種同步施工，“空中造樓機(jī)”在幾百米高空打造寬敞穩(wěn)定的施工平臺(tái)，多工種實(shí)現(xiàn)交叉作業(yè)。

由于搭載的功能需求多，第一代“空中造樓機(jī)”是個(gè)2000噸的“大塊頭”。要讓它在空中“靈活爬升”，需要精確的控制系統(tǒng)。

“普通液壓爬模有四五十個(gè)支點(diǎn)，‘空中造樓機(jī)’只有四個(gè)或六個(gè)支點(diǎn)，單個(gè)支點(diǎn)承重大，控制其精準(zhǔn)同步爬升是最大難題。”首個(gè)應(yīng)用該裝備的福州世茂國(guó)際中心項(xiàng)目建造總監(jiān)張步月坦言，每次頂升，項(xiàng)目部都“如臨大敵”，各個(gè)點(diǎn)位派人盯著設(shè)備上升，確認(rèn)每個(gè)支點(diǎn)數(shù)據(jù)一致，“大塊頭”平穩(wěn)無(wú)傾。

10多年時(shí)間，王開(kāi)強(qiáng)帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了上百次的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，如今，通過(guò)構(gòu)造創(chuàng)新，突破技術(shù)難題，“空中造樓機(jī)”已升級(jí)至最新一代，重量?jī)H為初代版本的四分之一，安裝的標(biāo)準(zhǔn)化模塊更多，頂升全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)無(wú)需人員看守，助力品質(zhì)建造。

一體化智能筑塔機(jī)的誕生，同樣源于實(shí)際的施工需求。

2019年，建設(shè)深中通道伶仃洋大橋時(shí)，建設(shè)工期緊張，海上施工風(fēng)險(xiǎn)大。“我們團(tuán)隊(duì)就在思考，有什么裝備能讓海上建橋又快又好又安全？”李拔周說(shuō)起創(chuàng)新的緣起。

海上常年6級(jí)以上大風(fēng)，高空作業(yè)需要穩(wěn)定的平臺(tái)，更需要“減人增效”。“將地面上綁扎好的鋼筋部品，直接吊裝到高空拼接，能大大減少高空鋼筋綁扎作業(yè)量，如何實(shí)現(xiàn)？橋塔海上施工容易受到含鹽的海水侵蝕，能否在一個(gè)平臺(tái)內(nèi)形成封閉式的‘工廠(chǎng)化’施工？”

現(xiàn)任中交集團(tuán)首席總監(jiān)、中交二航局首席科學(xué)家張鴻帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)，讓鋼筋部品實(shí)現(xiàn)工業(yè)化智能建造，同時(shí)研制出全球首臺(tái)基于“豎向移動(dòng)工廠(chǎng)”理念的混凝土橋塔工業(yè)化建造裝備——一體化智能筑塔機(jī)。

“豎向移動(dòng)工廠(chǎng)”從下到上形成不同工藝層，完成鋼筋綁扎、模板支撐、混凝土澆筑、自動(dòng)振搗、混凝土養(yǎng)護(hù)等“工廠(chǎng)化”制作。

難題接踵而至，400噸的“龐然大物”附著在橋塔外部，如何保障穩(wěn)定攀升不晃動(dòng)？項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在位于武漢陽(yáng)邏的試驗(yàn)基地進(jìn)行了200多次模擬試驗(yàn)。在伶仃洋大橋項(xiàng)目應(yīng)用之前，又在工區(qū)進(jìn)行實(shí)地爬升試驗(yàn)。

在伶仃洋大橋項(xiàng)目，智能筑塔機(jī)首次上馬，這組裝備由4組架體組成，高26.7米，全封閉式鋼結(jié)構(gòu)。橋塔施工到七八十米時(shí)，筑塔機(jī)第一次在空中遭遇12級(jí)臺(tái)風(fēng)。“當(dāng)時(shí)我和同事們?cè)陧?xiàng)目上守到凌晨?jī)牲c(diǎn)，臺(tái)風(fēng)完全過(guò)境后，大家趕緊檢查筑塔機(jī)的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)一切正常！大家懸著的心這才落下，標(biāo)志著我們的研發(fā)應(yīng)用成功。”

各地“智造”產(chǎn)業(yè)爭(zhēng)先恐后

武漢研發(fā)更智慧重器一路領(lǐng)跑

國(guó)家住建部相關(guān)人士指出，建筑業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，但長(zhǎng)期以來(lái)存在生產(chǎn)方式粗放、勞動(dòng)效率不高、建筑品質(zhì)不高、能源資源消耗較大、勞動(dòng)力日益短缺等問(wèn)題，迫切需要智能加持，走出一條可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā)展之路。

創(chuàng)新是第一動(dòng)力，向創(chuàng)新要生產(chǎn)力。

去年，住建部征集遴選北京市等24個(gè)城市開(kāi)展智能建造試點(diǎn)，作為建筑強(qiáng)市的武漢成功入選。

智能建造，就是要加快建筑業(yè)與先進(jìn)制造技術(shù)、新一代信息技術(shù)的深度融合，必然催生出智能裝備。

“長(zhǎng)三角、珠三角城市在智能建造裝備上發(fā)展迅速，研發(fā)了一批高端裝備和用于建筑施工的智能機(jī)器人，可用于建筑抹灰、貼磚、測(cè)量、搬運(yùn)等。”武漢市城建局相關(guān)人士透露，珠三角廣東有家企業(yè)研發(fā)了20多款建筑機(jī)器人，并應(yīng)用于智能建造場(chǎng)景。

此外，中部長(zhǎng)沙，體現(xiàn)智能建造的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈上下游骨干企業(yè)達(dá)400余家。

“武漢在重量級(jí)‘重器’研發(fā)應(yīng)用方面可以說(shuō)一路領(lǐng)跑，但在建筑模型信息化軟件的研發(fā)應(yīng)用、數(shù)字化融合、智能機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用方面還需補(bǔ)鏈、再使把勁；在‘智造’環(huán)境、政策氛圍方面，還需添把火。”一位業(yè)內(nèi)人士告訴記者。

武漢具有科教優(yōu)勢(shì)、央企優(yōu)勢(shì)，研發(fā)應(yīng)用型人才聚集，如何將科教人才優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新發(fā)展優(yōu)勢(shì)，武漢正在破題。

武漢市城建局有關(guān)負(fù)責(zé)人透露，由華中科技大學(xué)牽頭建設(shè)的國(guó)家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心，將為智能建造技術(shù)研發(fā)提供創(chuàng)新支撐；同時(shí)，中建三局、中交二航局、中鐵大橋局、中鐵十一局、中鐵科工、中鐵大橋院、鐵四院、中信數(shù)智、中南建筑設(shè)計(jì)院等在漢央企國(guó)企都有創(chuàng)新動(dòng)力，手握一系列硬核智能建造裝備和成果，領(lǐng)跑行業(yè)。

除“空中造樓機(jī)”外，中建三局還研發(fā)大型橋梁造墩機(jī)、5G遠(yuǎn)程操控塔機(jī)等；中南建筑設(shè)計(jì)院研發(fā)全國(guó)首個(gè)建筑工程全生命周期管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)建筑“無(wú)圖建造”；中信數(shù)智研發(fā)的中信智能建造平臺(tái)，入選住建部第一批全國(guó)智能建造創(chuàng)新服務(wù)案例和工信部新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展試點(diǎn)示范工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，躋身數(shù)字經(jīng)濟(jì)重要引擎“國(guó)家第一梯隊(duì)”。

伴隨著高鐵飛速發(fā)展，高鐵架橋機(jī)不斷升級(jí)，中鐵十一局研發(fā)的世界首臺(tái)千噸級(jí)運(yùn)架一體機(jī)，可以通過(guò)激光矩陣傳感系統(tǒng)，掃描周邊環(huán)境數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行駛等功能，成功應(yīng)用于福廈高鐵跨海大橋施工。中鐵十一局、中鐵科工的高鐵提運(yùn)架設(shè)備、節(jié)段拼裝架橋機(jī)等產(chǎn)品，出口到新加坡、泰國(guó)等國(guó)，自主研發(fā)的架橋機(jī)還在印尼雅萬(wàn)高鐵、肯尼亞蒙內(nèi)鐵路、中老鐵路等“一帶一路”重大工程上大顯身手。

接下來(lái)，武漢將重點(diǎn)培育一批智能建造產(chǎn)業(yè)鏈鏈主企業(yè)，推動(dòng)建立產(chǎn)學(xué)研科技創(chuàng)新聯(lián)合體，強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈，促進(jìn)上下游協(xié)同、大中小企融通，加快提升建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈現(xiàn)代化水平。

從“制造”到“智造”，武漢建筑業(yè)持續(xù)迭代升級(jí)。

根據(jù)今年4月印發(fā)的《武漢市智能建造試點(diǎn)城市建設(shè)實(shí)施方案》，到2025年，武漢將初步形成智能建造政策體系、產(chǎn)業(yè)體系、標(biāo)準(zhǔn)體系、評(píng)價(jià)體系，建立智能建造產(chǎn)業(yè)生態(tài)，形成一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)研發(fā)成果，爭(zhēng)創(chuàng)全國(guó)智能建造標(biāo)桿城市，更多聰明的路、智慧的橋、智能的建筑將從武漢建筑大軍手中誕生。