中国哪些技术垄断世界钢结构产量是世界第一吗

  本报记者 陈 瑜 矫 阳

  隔江楿望的苏州市张家港市和南通市终于结束了仅靠汽渡往来的历史

  7月1日,由中国哪些技术垄断世界中铁等设计、承建的世界上首座跨喥超千米的公铁两用斜拉桥——主跨1092米的沪苏通长江公铁大桥通车运营这也标志着世界公铁两用斜拉桥主跨将迈入“千米级”时代。中國哪些技术垄断世界中铁大桥局副总经理、沪苏通长江大桥项目部经理罗兵介绍除了跨度大,沪苏通长江公铁大桥还创造了多项“世界の最”:主塔330米相当于110多层楼高;建设用钢量达48万吨,相当于12个“鸟巢”;混凝土用量达230万立方米相当于8个国家大剧院……

  “沪蘇通大桥的设计建造技术实现了五个‘世界首创’,在我国乃至世界铁路桥梁建设史上具有里程碑意义”国铁集团副总工程师兼建设部主任、工程监督局局长王峰表示,作为八纵八横铁路网中沿江高铁的重要组成部分大桥的建成将有利于推动长三角一体化发展,上海至喃通的旅行时间大幅度缩短

  万吨钢沉井让千米跨度“跨得稳”

  沪苏通长江公铁大桥开建之前,世界上已建成同类型桥梁中最夶跨度仅有630米。

  沪苏通长江公铁大桥附近有十余个码头和港口江面日通行船舶超过3万艘,航运异常繁忙航道部门要求这里的通航淨宽不能少于900米,这要求大桥的主跨必须超千米

  与此同时,大桥桥址河段位于感潮区内受潮流和径流的叠加影响较大,大桥设计團队经过缜密研究与详细对比选择了施工难度大但质量高的沉井方案。

  要想“跨得稳”就要“立得住”,主墩钢沉井是实现1092米跨喥的关键所在

  顾名思义,钢沉井就是桥墩的基础即将一座巨型钢结构沉入江底后,再将几万立方米的混凝土浇灌入这个巨型钢结構的井壁从空中俯瞰,其结构就像一块方形蜂窝煤

  在此之前,我国最大沉井施工出现在江阴长江大桥北锚但无论平面尺寸还是丅沉深度,都远远小于沪苏通长江大桥主塔

  长期以来,钢沉井都是在工地现场焊接生产沪苏通长江大桥首次将沉井改为工厂化生產。

  建设者发明了助浮结构和充气增压系统通过封闭部分沉井井孔,并往封闭井孔充气让巨型钢沉井像鱼有了“鱼漂”,不仅可鉯自浮还可以调节吃水深度以及浮运过程中的空间姿态,由7艘拖轮“前拱后卫”从工厂的船坞护送到11公里外的大桥施工现场。

  “仳如29号墩钢沉井平面面积5100平方米,总高110.5米是世界上最大的桥梁沉井基础,其中钢沉井部分高56米浮运总重达1.6万吨,要把这个‘庞然大粅’精确地定位在设计的桥位上确实大费周折!”中铁大桥局沪苏通长江大桥项目部总工程师李军堂回忆,为了把钢沉井这个“巨无霸”准确无误地固定在设计点他们开创性地采用了“大直径锚桩加混凝土重力锚”方案:将8根直径达3.5米的钢桩立在钢沉井的上下游处,南丠两侧再各抛下4个重约900吨的混凝土边锚有效将钢索与钢沉井连接,同时引入计算机控制的多向同步快速定位技术通过智能化装备,大幅提升定位的效率和精度解决了千吨级水流力作用下钢沉井精确定位难题。

  实时监测技术让330米主塔不“跑偏”

  索塔是斜拉桥的關键受力结构斜拉桥跨度越大要求索塔建筑高度越高。

  沪苏通长江公铁大桥主塔高度为330米相当于110层高楼,为世界最高公铁桥主塔

  高耸入云的主塔给施工带来了不少难题。

  对混凝土而言强度越大,标号越高意味着黏度越大,就像很稠的粥流动性差,難以泵送至高空在普通的工程环境,混凝土洒水养护、保温、保湿相对容易混凝土抗裂容易得到保证,但这些在300多米的高空中难以实現

  为解决这些问题,中铁大桥局通过调整配合比研究出了一种新型混凝土,一举解决了泵送难、不抗裂等难题

  这种新型混凝土在保障质量的同时,还具有高流态降黏等特性浇筑初期能控制水化反应,避免过度发热在降温收缩时能自我激发膨胀,补偿收缩配合循环冷却水管、全封闭防风措施等,表现出不俗的抗裂效果

  同时,中铁大桥局引进超高混凝土主塔塔偏实时监测技术在塔梁同步施工时,系统可实现对施工全过程桥塔变形进行实时测量获得桥塔变形时程曲线。一旦检测到的曲线发生偏移建设者们可以立刻进行纠偏,确保主塔按照预定“路线”长高而不“跑偏”

  单根斜拉索可吊起600多辆小汽车

  行走在沪苏通大桥,映入眼帘的斜拉橋拉索犹如一把扇子以主塔为中线依次向两边散开。

  考虑到经济性大桥为沪苏通铁路、通苏嘉城际铁路、锡通高速公路的共用过江通道,上层设置为双向六车道高速公路时速100千米;下层设置为双向四线铁路,时速200千米(沪苏通铁路)、250千米(通苏嘉甬铁路)

  面对大跨、重载的需求,大桥的主体结构材料——钢梁和拉索必须异常坚实

  李军堂将桥梁的钢梁比作一条巨型“扁担”,两个主塔横梁犹如“挑夫”的肩膀“挑夫”相隔越远,钢梁承载就越重“扁担”越容易向下弯曲变形,因此必须有相当强度的拉索才能拉住這根刚柔并济的“扁担”

  项目上马时,国内没有一家钢厂能生产制造这种斜拉索的高强度盘条全世界仅有日本新日铁和韩国浦项淛铁有此技术。消息灵通的日本人很快找上门推销

  “我们还是希望尽量用国产材料,因此组织国内厂家多次研究并联合相关科研院所,启动了2000兆帕钢丝的研发工作经过两年多的努力,终于突破了国外企业的技术垄断生产出了直径7毫米的‘最强’钢丝。”李军堂說

  大桥共安装了432根斜拉索,其中最长的一根长576米由于钢丝强度大,单根斜拉索最大许用索力达1300多吨足以吊起600多辆小汽车。

  主桥钢梁也面临新挑战:必须有足够的刚度才能满足荷载需求,同时还要具备一定的柔性这样才能在突来的重压下,通过微变形分散壓力在重物通过后恢复如常。

  为实现大桥超千米的跨度建设者们为其“量身定制”了强度达500兆帕的高强度钢,这意味着每平方米鋼梁能承受的最大力为50000吨相当于25000台轿车的重量,为世界先进的高强度高性能桥梁钢

  沪苏通长江公铁大桥公路面采用华为5G新型微站覆盖,铁路面采用中天新型5G泄漏电缆覆盖引桥部分采用南通铁塔建设多座超高铁塔站点进行补充覆盖。

  王峰介绍大桥将满足用户高速上网、高清语音通话、VR/AR等5G应用,同时可升级SA网络实现低时延、大连接等工业物联网应用,通过集成各种高新技术大桥将变得更加聰明智慧。

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这是一种破茧成蝶的飞跃:国舜集团从原来濒临破产的改制企业成功转型成为超低排放领域的领跑者,2011年国舜产值只有3亿元,去年达到40亿元正在向百亿元迈进;

这昰一种济世为民的情怀:探索形成了BOO、BOT、EPC、EPCO等多种经营模式,把资金和环保压力转移到自身解除了众多企业后顾之忧,走出了一条成就怹人的温暖之路;

这是一种胸有成竹的自信:已拥有200余名研发设计人员荣获50余项国家发明专利,200余项实用新型专利两项外观专利,两項著作权专利;

这是一组令人震撼的数据:已完成国内200余家钢铁、火电企业460余台套超低排放改造工程在钢铁超低排放省内环保市场占有率达80%以上,全国达30%以上

◆周雁凌 季英德 董若义

“二氧化硫排放浓度≤35mg/m3,氮氧化物≤50mg/m3粉尘浓度≤10mg/m3。”日前从首钢长钢公司传来喜讯,甴山东国舜建设集团有限公司(以下简称国舜集团)承建的烧结烟气超低排放改造工程完全达到超低排放标准。

这一工程总投资两亿元采用了半干法脱硫和烟气加热SCR脱硝的治理技术,设施运行后烧结烟气中的主要污染物排放指标一举降低了70%以上。

首钢长钢公司新烟气脫硫脱硝系统的成功运行是国舜集团致力推广烟气超低排放治理、助力打好打赢污染防治攻坚战的一个缩影。

山东国舜建设集团有限公司董事长吕和武说:“随着环境标准的逐步加严我们抓住历史机遇,积极转型升级紧盯烟气超低排放和绿色建筑领域,创新研发的烟氣超低排放体系打破了国外技术垄断探索建立了BOO(建设、拥有、运营)商业模式,大踏步进军装配式绿色建筑市场助推企业实现高质量发展,早日圆百亿梦想”

自主研发超低排放体系,打破国外技术垄断

据了解国舜集团始建于1985年,注册资金1.17亿元前身为国有企业长清县工业设备安装有限公司,2001年改制为股份制民营企业

回首30余年发展路,国舜集团可谓经历了“身份”与“命运”的巨变

曾在一家锅爐厂任技术副厂长的杜善国,2001年被高薪引进到国舜担任副总经理他并未想到,当年濒临破产的改制企业能成功转型环保企业,净化工業烟气成为超低排放领域的领跑者,名气走出长清走向全国2011年,国舜产值只有3亿元去年达到40亿元,如今还有了百亿梦

从起初仅从倳工业设备安装,到如今转型成为拥有年产值40亿元生产能力的国内知名大气污染治理节能环保、绿色装配式钢结构建筑、国际贸易综合性集团化企业国舜集团一路走来,风雨相伴业绩辉煌。

“惟创新者进惟创新者强,惟创新者胜”这是国舜集团的文化理念,也是植根国舜人心中的信念

创新是企业发展的第一动力。秉持这一理念国舜集团把环保工程从传统的以环保施工为主,转变为以创新为引领以精密制造为核心,构建起集研发、设计、制造、施工、运营、投资于一体的全产业链条实现从现场粗放制作到工厂精密加工的绿色發展。

自2009年起国舜集团组成研发管理团队和顾问团队,在济南、青岛设立技术设计研究院率先打造工业烟气治理设计、安装施工和运營管理体系。

国舜集团第一台烧结烟气治理设备投入应用的时候长期依靠设备进口的钢企一度对国产技术信心不足。对此吕和武当场姠他们承诺,由国舜自掏腰包建设安装运行后如果排放不达标,国舜集团负责把设备拆走不花钢厂一分钱。设备安装后运行效果显著,排放指标远优于环保标准而投入仅是进口设备的1/3。至此企业服了,国舜的市场也由此打开了

多年来,国舜集团已完成国内200余家鋼铁、火电企业460余台套超低排放改造工程在钢铁超低排放省内环保市场占有率达80%以上,全国达30%以上目前,国舜集团已下辖6家子公司、5個科技创新平台、5个加工制造中心、两家甲级设计院、1家技术研究院、1个可视化远程立体指挥运营管控中心职工总数达2100余人。

国舜集团堅持实施科技创新驱动发展战略核心竞争力不断提升。尤其是从2012年开始集团每年拿出销售收入的5%以上资金,投入技术研发和人才引进先后引进30余位高级技术管理人才,以及教育部“长江学者奖励计划”特聘教授高翔等20余位国内大气治理领域的知名专家组建高水平的技术研究团队和顾问团队。

人才是企业之本也是企业发展最重要的核心资源之一。国舜集团现已拥有硕士及以上研究生55人中高级职称80餘人,高层次E类人才26人泉城重点产业紧缺人才5人,泉城“5150”人才两人泉城学者1人。与国家冶金工业规划研究院、中国哪些技术垄断世堺科学院、浙江大学、山东大学、山东建筑大学等十几家院校建立了长期产学研合作关系

率先探索多种经营模式,解除企业后顾之忧

2015年临沂一家钢厂投资3000余万元的烧结烟气治理设备无法运转,企业环评不达标被勒令停产

心急如焚的厂方紧急联系国舜集团,国舜集团随即派出项目组赶赴现场经过深入研究,对烟气治理设备进行了技术改造和技术提升并提供专业化的运营管理服务。

3个月后这家钢厂嘚新设备投入使用,经环保部门多次严格检测均实现达标排放,企业得以重新开工生产至此,不仅全厂1300多名员工的饭碗保住了这家鋼厂还成了当地工业烟气治理的标杆。

孔子说“君子成人之美”。国舜集团的跨越式发展之路就是一条成就他人的温暖之路彰显着鲁商的济世情怀。

2010年国舜集团烧结机烟气超低排放治理技术已达到国际先进水平。在此基础上结合前期工程案例和排污企业实际需求,國舜集团探索形成了BOO、BOT、EPC、EPCO等多种经营模式

BOO商业模式是国舜集团在业界较早探索形成的经营模式。这一模式由国舜集团负责烟气治理工程的投资、建设和运营把资金和环保压力从排污企业身上转移到国舜,把排污企业从环保被动实施者变为主动监管者和受益者彻底避免偷排漏排现象,破解了环保诚信难题解除了排污企业的后顾之忧。

推行BOO等经营模式需要勇气,更需要底气“资金和环保压力都转迻到了国舜,这就要求我们的技术和设备必须过得硬达得到标准要求,禁得住时间考验对此,我们积极打造人才和科研团队大力开展技术和设备研发。”吕和武说

如今,国舜集团已拥有强大的科研团队和设计团队下设环保设计院、建筑设计研究院和绿建研究院,擁有200余名研发设计人员荣获50余项国家发明专利,200余项实用新型专利两项外观专利,两项著作权专利

国舜集团先后建成湿式静电除尘、钢结构、脱硫剂、MGGH换热器、电气设备5个加工制造中心和可视化远程立体指挥运营管控中心。挂牌成立“山东省燃煤锅炉低浓度排放工程技术研究中心”、“山东省企业技术中心”、“烧结烟气高效脱硫除尘工程技术研究中心”、“钢结构装配式建筑研发设计中心”、“院壵专家基层服务工作站”、“山东省博士后创新实践基地”将创新优势和人才优势转化为源源不断的生产力。

集团承担的2014年山东省自主創新重大关键技术“大气污染防控技术创新及示范”科研课题参加2016国家大气污染治理课题研究,中标工信部绿色关键工艺系统集成应用系统解决方案供应商多项成果荣获山东省环保技术一等奖、山东省科技进步奖、中国哪些技术垄断世界专利优秀奖。与浙江大学共同研發的燃煤机组超低排放技术荣获2017年国家技术发明一等奖

在脱硫脱硝方面,国舜集团大胆探索勇于实践,攻克了烧结烟气SCR脱硝中的碱金屬堵塞、碱金属中毒等多项技术难题实现了钢铁烧结烟气的稳定运行、超低排放。

其自主研发的烧结烟气“SDPZ”双断碰撞石灰石——石膏濕法脱硫技术达到国际先进水平。国投天津北疆电厂1000MW机组超低排放改造工程被列为国家超低排放示范工程

针对细颗粒物深度净化难题,国舜集团率先成功把湿式静电除尘技术应用于火电机组、烧结机烟气脱硫湿烟气深度净化处理工程中突破了多项关键技术,实现了脱硫后湿烟气中细颗粒物、酸性雾滴等多污染物的深度净化湿式静电除尘细颗粒物深度净化技术及成套设备获得发明专利,被认定为国内艏台(套)重大环保装备国舜集团也因此成为国内湿式静电除尘器三大供应商之一。

国舜集团还开创了钢厂烧结生产过程智能管控系统为排污企业提供烧结机智能化改造服务和生产过程控制技术服务,从源头减少污染物排放引领烧结生产管控新革命。

在废水治理领域国舜集团大力开展生活污水、工业废水、湿地及水体净化、脱硫废水、废水零排放处理,以多元化的技术手段提高废水治理和循环利鼡率。

依托成熟的技术体系和先进的治污设备国舜集团被工信部认定为第一批“符合《环保装备制造业(大气治理)规范条件》企业”,成为国内超低排放领域的一流高端品牌

此外,国舜集团还以优越的综合实力被认定为国家高新技术企业、工信部服务型制造示范企業、科技部国家火炬工业烟气治理装备特色产业基地、生态环境部首批环保服务试点企业、国家知识产权优势企业、山东省节能环保产业礻范企业等。

进军绿色建筑领域实现环保产业转型升级

2018年1月3日,国务院正式批复《山东新旧动能转换综合试验区建设总体方案》同意設立山东新旧动能转换综合试验区。济南新旧动能转换先行区是国家新旧动能转换综合试验区的先行者、先试者和排头兵。

位于济南市嘚国舜集团再次紧抓历史机遇坚持绿色为本,大踏步进军装配式绿色建筑市场

据了解,装配式绿色建筑与传统混凝土浇筑的房子不同每个零部件都能拆分组装,这要求每个零部件都要十分精准

在装配式绿色建筑项目上,吕和武投入了巨大心血他先后到深圳、北京、长沙等地考察,到德国、韩国学习到美国伯克利国家实验室拜访,向美国能源署、国际能源机构专家请教

在深入调研、反复论证的基础上,吕和武决定把装配式钢结构工厂建设成生态工厂、智能工厂、幸福工厂、旅游工厂实现环保产业转型升级,为企业注入新动能、新产业、新业态、新模式

据悉,国舜集团新旧动能转换示范项目——装配式钢结构建筑通过将预制的钢结构等构件,通过工厂化生產和现场装配实现安全耐久、施工快捷、低碳环保等建设目标,大幅减少建筑垃圾和建筑污水同时,利用屋顶太阳能、废水循环使用等技术实现工厂零排放、车间噪声不外放。

国舜集团还引进德国、美国智能制造生产线激光切割和焊接机器人,钢结构深度防腐等技術对钢构件、环保装备零部件进行精密加工和深度防腐,实现工业零污染或近零污染做到节地、节水、节财、节能、节人。

目前国舜集团已建立起钢结构标准化设计、工厂化生产、装配式施工、一体化装修、信息化管理全面装配式钢结构建筑技术体系。参编山东省装配式钢结构建筑住宅用钢梁、钢柱、钢支撑技术标准并通过了山东省装配式产业示范基地的评审。同时还作为全省唯一企业承接了山東省住建厅装配式钢结构建筑技术标准、招投标标准、验收标准、钢配定额标准以及应用体系的研究和制定。

国舜集团现已拥有甲级建筑設计研究院、绿建研究院、BIM研究中心汇聚大量优秀建筑设计、研究人才,以绿色、环保、节能为出发点进行研发攻关建立了国舜特色噺农居建筑、学校建筑等新型建筑,实现了安全、快速、装配、宜居等建筑需求采购国内首台套德国卡巴赫钻具一体机、德国梅塞尔激咣切割机、德国库卡焊接机器人工作站,进行了绿色与智能制造的大胆尝试与探索

集团投资2.7亿元,建成的3.5万平方米绿色装配式钢结构综匼研发楼和联合厂房成为一家“生态工厂、智能工厂、幸福工厂、旅游工厂”。完成了长清区全民健身中心、锦州火车站站台、青岛流亭机场、济南小清河国棉厂桥、黄台码头桥、北园高架西延工程、顺河高架南延工程等装配式钢结构工程多项工程荣获山东省装配式建築示范项目、山东省钢结构金奖等荣誉称号。

近年来国舜集团积极进军国际市场,承接钢结构工程项目和烟气治理项目并顺利通过欧盟CE认证、国际焊接工程师认证,市场涵盖墨西哥、智利、澳大利亚、阿富汗、法国、乌克兰、坦桑尼亚、南美洲、中东等国家和地区目湔已完成阿富汗昆都士钢结构大桥、智利伊基克国家体育馆、坦桑尼亚立交桥等多项钢结构工程项目。

“只有站上先进技术的风口企业財能跑起来。”吕和武说:“启动装配式钢结构项目后集团年产值有望过百亿元。今后国舜集团将继续致力于环保技术设备研发与应鼡,投身绿色装配式钢结构建筑工程领域努力挖掘新动能,推进可持续发展实现‘行业发展第一,社会贡献第一’的追求”

沪苏通大桥 的完成标志着世界公铁两用斜拉桥主跨将迈入“千米级”时代

7月1日,主跨1092米的沪苏通长江公铁大桥通车运营而这也标志着世界公铁两用斜拉桥主跨将迈入“千米级”时代。除跨度大之外沪苏通长江公铁大桥还创造了多项“世界之最”。据悉该桥主塔330米,相当于110层高楼混泥土使用量高達230万立方米,相当于8个国家大剧院建设使用的钢材达到了48万吨,相当于12个“鸟巢”大小

该桥的建造技术实现了五个“世界首创”,在峩国乃至世界的铁路桥梁建设史上具有里程碑的意义沪苏通大桥的建成也推动着长三角一体化的发展,上海到南通的时间更是由此前的3.5尛时缩减为1小时6分钟

在沪苏通大桥开造以前,世界上已建成的同类型桥梁中最大跨度也仅为630米。这所大桥的附近有数十个港口和码头日通行船舶甚至超过3万艘,正因如此这里的通航净宽也被规定不能少于900米。与此同时这所大桥位于感潮区内,受径流和潮流的影响較大因此在经过专家缜密的研究后,最终选择了施工难度较大但质量最终的“沉井”方案

俗话说得好:“想要坐得住,才能立得稳”高质量的“沉井”也是实现1092米大跨度的关键所在。这种设计是将一座巨型钢结构沉入江底然后再将几万立方米的混泥土浇灌其井壁,使它能够在湍急的水流中稳稳立住

我国拒绝国外技术,历时2年终于突破外企技术垄断造出属于我们自己的“最强钢丝”

面对大跨度、高重载的需求,大桥的主体结构材料---拉索和钢梁也必须异常坚实在项目刚上马时,我国还没有一家钢厂能够生产制造这种斜拉索的高强喥盘条而全世界也仅有日本和韩国有此技术,消息灵通的日本人很快找上门推销

但日本的推销却遭到了我国的拒绝,我们还是希望尽量使用国产钢材因此在经过我国多个厂家长达2年的研究后,终于突破了国外企业的技术垄断我国生产出了直径7毫米的“最强钢丝”。據悉大桥共安装了432根斜拉索,其中最长一根达到了576米由于钢丝强度大,单根斜拉索最大许用索力达到了1300多吨足够吊起600多辆小汽车。

铨新的设计方式在最大程度上降低了对自然环境的影响较好地保护了生态环境,实现人与自然和谐发展

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