快速高效的智能工廠化生產(chǎn)線

文 浙江寧波舟山港主通道指揮部

護(hù)欄立柱裝焊智能化工作站

節(jié)段梁半成品鋼筋生產(chǎn)

U肋外角焊焊接

以前，鋼筋加工是個(gè)技術(shù)活、苦力活，1個(gè)搬抬、2個(gè)加工、1個(gè)整理，需要4個(gè)一流師傅圍著鋼筋轉(zhuǎn)，一天完成300個(gè)鋼筋結(jié)構(gòu)物。現(xiàn)在，在舟山港主通道預(yù)制場(chǎng)內(nèi)，工人操作著鋼筋數(shù)控中心，把原材料碼放整齊，按下開(kāi)關(guān)，全自動(dòng)設(shè)備便迅速啟動(dòng)，吞料、剪切、彎曲、下料，整個(gè)流程一氣呵成，只需要20秒，一個(gè)鋼筋結(jié)構(gòu)物便完成加工。另外一邊，兩只機(jī)械手臂揮舞著藍(lán)色的火焰對(duì)準(zhǔn)鋼筋，60分鐘后，一個(gè)蓋梁骨架便焊接完成……

智能且專業(yè)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)

海上施工遠(yuǎn)比陸上施工困難得多。如何將“海上的工作放到陸地上，野外的工作請(qǐng)到車(chē)間里”。舟山港主通道打破傳統(tǒng)橋梁工業(yè)化模式，推行預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的工廠工業(yè)化，借鑒制造業(yè)工業(yè)模式規(guī)劃預(yù)制廠建設(shè)，堅(jiān)持“工廠化、集約化、專業(yè)化、配送化”原則，實(shí)現(xiàn)構(gòu)配件預(yù)制的流水線作業(yè)。

在構(gòu)配件部件加工自動(dòng)化方面，預(yù)制件鋼筋加工引進(jìn)鋼筋部件加工多功能加工中心、自動(dòng)化焊接機(jī)器人、自動(dòng)焊彎圓機(jī)、數(shù)控鋼筋鋸切套絲打磨生產(chǎn)線等自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了不同規(guī)格原材料的自動(dòng)上料、彎曲成型、剪切一體化功能，保證了鋼筋切割面的平整，提高了鋼筋焊接質(zhì)量，報(bào)驗(yàn)合格率可達(dá)100%，為預(yù)制構(gòu)件保護(hù)層厚度合格率達(dá)工前100%、工后95%以上的品質(zhì)目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在預(yù)制構(gòu)件模板專業(yè)化設(shè)計(jì)層面，項(xiàng)目所用預(yù)制構(gòu)件模板系統(tǒng)均委托專業(yè)廠家設(shè)計(jì)制造，海域橋梁墩身模板根據(jù)墩身結(jié)構(gòu)，分為外側(cè)模、內(nèi)模、底模、頂模具等部分，底節(jié)外側(cè)模實(shí)現(xiàn)縱橫移式自動(dòng)開(kāi)合式模板設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)外側(cè)模及內(nèi)模均采用大塊模板分節(jié)吊裝組拼、拆除。頂?shù)啄＞呔捎镁庸すに囘M(jìn)行制作。70米整孔預(yù)制箱梁模板根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)，分為底模、外側(cè)模（“8+1”復(fù)合不銹鋼面板）、內(nèi)模及端模組成，箱梁底模為分塊式模板，與臺(tái)座焊接固定，外側(cè)模為整體式桁架結(jié)構(gòu)，端模為可縱移式，實(shí)現(xiàn)向外側(cè)滑移拆模，內(nèi)模為液壓開(kāi)合式結(jié)構(gòu)，安拆實(shí)現(xiàn)整體式滑移。

在預(yù)制構(gòu)件的澆筑養(yǎng)護(hù)及運(yùn)輸層面，混凝土由場(chǎng)內(nèi)集中生產(chǎn)，智能化配送，實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的澆筑成型；墩身養(yǎng)護(hù)采用“墩頂全覆蓋+全覆蓋養(yǎng)護(hù)罩”噴淋養(yǎng)護(hù)；T梁養(yǎng)護(hù)采用智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，通過(guò)霧化噴淋管實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)物養(yǎng)護(hù)全覆蓋，通過(guò)智能養(yǎng)護(hù)終端系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)物養(yǎng)護(hù)時(shí)間，有效解決了傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方式溫濕度穩(wěn)定性差的技術(shù)問(wèn)題，且減少養(yǎng)護(hù)工人2人，養(yǎng)護(hù)覆蓋率由60%提高至95%。墩身移運(yùn)采用1臺(tái)650噸輪胎式搬運(yùn)機(jī)進(jìn)行墩身移運(yùn)存放。

整樁鋼管一體式制造

主通道項(xiàng)目鋼材用量70萬(wàn)噸，相當(dāng)于6個(gè)鳥(niǎo)巢體育場(chǎng)的用鋼量，如此龐大的鋼材運(yùn)用到橋梁建設(shè)中，其焊接工作量大，管理難度也大。

舟山港主通道在推行“規(guī)模化、自動(dòng)化、智能化”的基礎(chǔ)上，推行整樁鋼管一體式制造方案，整根鋼管在自動(dòng)化生產(chǎn)線上進(jìn)行自動(dòng)螺旋式卷制和自動(dòng)埋弧焊接，完成整樁超長(zhǎng)變壁厚鋼管的制造。通過(guò)采用螺旋自動(dòng)焊接設(shè)備、全位置自動(dòng)焊接設(shè)備，加勁肋半自動(dòng)小車(chē)焊接設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)鋼管樁自動(dòng)化焊接覆蓋率達(dá)100%。同時(shí)，為確保焊接穩(wěn)定性，引進(jìn)自動(dòng)焊激光跟蹤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)螺旋合縫線激光掃描、數(shù)據(jù)智能分析處理、自動(dòng)糾偏調(diào)節(jié)等功能，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了焊接質(zhì)量。針對(duì)鋼套箱結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、小組件多、拼接縫焊接量大、施工空間狹窄、焊接變形控制難等特點(diǎn)，通過(guò)采用反變形胎架、自動(dòng)化和半自動(dòng)化焊接小車(chē)設(shè)備的研發(fā)，以及對(duì)稱焊+剛性固定的工藝改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)鋼套箱自動(dòng)化焊接覆蓋率達(dá)70%，進(jìn)一步提升了鋼套箱的工業(yè)化制造水平。

鋼箱梁制造大量采用自動(dòng)化、智能化加工技術(shù)，根據(jù)不同的板單元結(jié)構(gòu)形式，分別采用了門(mén)式多頭U肋自動(dòng)焊接機(jī)、門(mén)式多頭I肋自動(dòng)焊接機(jī)、門(mén)架式焊接機(jī)器人等自動(dòng)化焊接裝備；從板單元制造各道工序入手，全面提高無(wú)碼裝配、自動(dòng)化焊接率，有效保證焊縫質(zhì)量和焊接效率；針對(duì)正交異性鋼橋面板疲勞破壞頑疾，采用U肋內(nèi)焊新技術(shù)，有效地提高了U肋焊縫的抗疲勞性能。通過(guò)小型智能焊接機(jī)器人應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)接接頭多層多道焊縫的質(zhì)量控制，并同步研制開(kāi)發(fā)護(hù)欄立柱智能化生產(chǎn)線，具有自動(dòng)組裝、自動(dòng)焊接功能，實(shí)現(xiàn)了流水化生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化制造。

涂裝機(jī)器人

鋼箱梁涂裝首次引進(jìn)天車(chē)式噴砂機(jī)器人、可移動(dòng)掛壁式噴砂涂裝機(jī)器人、AGV往復(fù)式噴涂機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)通過(guò)電腦控制完成鋼梁外表面的打砂、噴涂智能化作業(yè)。

班組管理規(guī)范作業(yè)水平

為了提升施工規(guī)范化水平，推進(jìn)農(nóng)民工向產(chǎn)業(yè)工人轉(zhuǎn)變，項(xiàng)目開(kāi)展班組作業(yè)規(guī)范化管理，規(guī)范工人作業(yè)行為，提高工序施工質(zhì)量，降低安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，提升過(guò)程管控水平。

首先，落實(shí)了班組“首件認(rèn)可制”與“清退制”。要求班組進(jìn)行首件生產(chǎn)，不合格則重新進(jìn)行首件，3次不合格則清退班組；要強(qiáng)化班組日常行為常態(tài)化管理。推行班組“班前教育、班前檢查、班中巡查、班后清理、班后交接、班后小結(jié)”六步走常態(tài)化、“整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全”的“6S”管理，規(guī)范作業(yè)行為，培養(yǎng)良好習(xí)慣。

其次，是構(gòu)建安全施工環(huán)境。制定安全生產(chǎn)《通道標(biāo)準(zhǔn)化》《防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化》《標(biāo)志標(biāo)牌標(biāo)準(zhǔn)化》等3個(gè)專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)施工定型化、通道裝配式，安全標(biāo)志標(biāo)牌規(guī)范化，強(qiáng)化對(duì)工人的安全保障能力。

除此之外，每月要考核班組，評(píng)選出“最美班組”和“最美工人”，設(shè)立專項(xiàng)資金獎(jiǎng)勵(lì)先進(jìn)，開(kāi)展季度和年度評(píng)比、表彰等，提高工人的存在感和獲得感，以此來(lái)激發(fā)工人的參與熱情。同時(shí)還要規(guī)范對(duì)工人的管理，建立“連隊(duì)化”管理制度，對(duì)工人進(jìn)行連、排、班、室四級(jí)管理，提高工人生活條件，設(shè)置洗衣房、活動(dòng)室、工人學(xué)校等設(shè)施，保障工人權(quán)益，建立工人工資發(fā)放監(jiān)督機(jī)制。

機(jī)器換人，不僅僅是把人換掉，更重要的是傳統(tǒng)工人摘掉“農(nóng)民”的帽子，轉(zhuǎn)型為掌握專業(yè)技能的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)工人。機(jī)械化替代繁重、危險(xiǎn)的工序，同時(shí)也培育了一批高等技能的產(chǎn)業(yè)工人，不斷推動(dòng)橋梁向“工業(yè)化”快速邁進(jìn)。