本报通讯员 毕强 闫扬
近年来,钢结构建筑以其高强度、优越抗震性、低人工需求、短建设周期及绿色低碳等优势,实现了快速发展。在用钢需求量不断呈现增长态势的环境下,如何能在大趋势下成功立足并不断“进化”“转型”,是国有钢结构企业需要深度思考的问题。中国二十二冶具有中国钢结构制造特级资质企业,建立了国家钢结构技术研究中心,主要生产冶金、化工、电力、民用高层、大型场馆、钢结构住宅、桥梁、非标设备等重型钢结构及配套加工产品。在双碳节能、绿色建筑、智能建造等国家政策和目标的要求下,中国二十二冶以建立“精品钢构”“绿色钢构”“数智钢构”的“进化之路”打造国有钢结构企业改革样板。
以“精品钢构”擦亮企业城市新名片
近年来,中国二十二冶不断践行国企责任与担当,以匠人之心,聚焦“高新综大特”,深耕“冶金、化工、民用高层、大型场馆、桥梁”等领域,争做国内一流的“绿色低碳钢结构系统集成服务商”与“冶金工程总承包服务商”,建设了一批批高质量钢结构精品工程。截至目前,中国二十二冶在各类钢结构业务领域,累计荣获鲁班奖5项,詹天佑奖2项,国家优质工程金奖1项,钢结构金奖27项(包含2项钢结构金奖杰出工程大奖),优秀焊接工程奖15项,冶金行业工程质量优秀成果奖3项,北京市结构长城杯2项;其他省部级奖项7项。
北京铁路枢纽丰台站改建工程(站房)是中国二十二冶具有代表性的站房桥梁钢结构工程,工程位于北京市丰台区,为京沪铁路、京广铁路、丰沙铁路等多条线路的始发点,是中国国内首个普速、高速双层车场站型布置的大型现代化铁路车站。该项目秉承着“畅通融合,绿色温馨,经济艺术,智能便捷”设计理念,是我国首座采用双层立体车场的大型客站,是亚洲最大的铁路交通枢纽,形成“天上有高铁、地面有普速、地下有地铁”的立体交通模式。该工程钢结构以厚板异形大截面钢柱和钢梁(板厚最高可达100毫米)为主体结构,屋面桁架为大跨度管桁架起拱结构(最长跨度可达40米),-2.5米层及20米层为动载区域,设计图纸对焊接质量与制作精度要求高,主要体现在柱、梁、桁架相贯节点焊接与变形控制、分段接头精度与焊接变形控制方面。中国二十二冶项目部通过针对性的焊接工艺评定、高强度厚板焊接技术、高空悬挑牛腿及钢梁安装焊接技术、钢衬板保护技术等多项焊接技术以确保焊接质量。在该项目管理过程中,中国二十二冶对工程安装过程中的施工人员、施工工艺、施工材料、焊接检查、无损检测和理化检验等质量控制系统和影响产品焊接质量的因素进行严格控制,狠抓技术创新,加强焊接质量过程监督控制,焊接质量经第三方检测机构无损探伤检测,焊缝抽检合格率达到100%,焊缝外观检查合格率100%。该项目荣获2023年度全国优秀焊接工程一等奖。
北京国贸三期A阶段工程是中国二十二冶承建的典型的民用高层钢结构工程,工程位于北京市朝阳区,以330米的建筑总高度刷新了当时北京第一高楼纪录。在该工程建设中,随着3个巨型腰桁架的高质量制作、异形构件的高精度拼装以及中厚板高难度焊接的难关被攻克,中国二十二冶仅用时17个月,创造了国内超高层钢结构的制作安装奇迹,使国贸三期以挺拔的身姿高调亮相北京朝阳CBD街区。该项目荣获了2011年度中国建设工程鲁班奖。
以“绿色钢构”打造低碳发展新通道
当前,高质量发展是绿色成为普遍形态的发展,必须加快构建绿色低碳循环发展经济体系,坚定不移走生态优先、绿色发展之路。中国二十二冶作为钢结构行业的领军企业,始终秉承绿色、节能、低碳的发展理念,通过不断的科研创新和施工实践,为推动建筑行业的绿色转型贡献力量。
随着国家科技水平的发展、绿色低碳的战略需求,国内外市场对钢结构构件的需求逐渐以加工厂加工为主转为以热轧型钢构件为主。为符合当今市场发展趋势,中国二十二冶联合多家技术公司,创建课题“热轧型钢构件标准化产品开发及其配套应用技术研究”加快推进热轧型钢。该课题通过建立热轧型钢结构标准化产品体系,优化产业链效能,提高热轧型钢产品在钢结构建筑中的应用比例,解决型钢利用率低、标准化程度低等问题。该课题完毕后,将大幅促进绿色型钢在设计建造等全生命周期的钢结构产业发展,展现企业在科研领域的深厚实力,引领绿色建造的新潮流。
在项目施工实践中,中国二十二冶注重项目部场地布置及优化,通过施工模拟对平面布置实施动态调整,实现资源使用效率的最大化。在赤峰中唐等冶金项目、保定博物馆等公建项目中,中国二十二冶通过引入BIM+VR技术,增强施工人员对结构的理解,提高安全施工意识。在项目管理上,中国二十二冶采用智能化手段,运用BIM数字工地平台,实现项目关键指标的实时监控和风险预警,提升项目管理的数字化、系统化和智能化水平。同时,他们利用数字孪生技术,对项目进行三维数字化复原,对接多维实时动态数据,全面赋能场馆管理,让建筑既“聪明”又有“温度”。与此同时,中国二十二冶还将科研与施工紧密结合,通过科研创新指导施工实践,以施工实践反馈科研需求,形成了良性互动的发展模式。
在碳排放软件的开发上,中国二十二冶与北京构力科技有限公司建立了良好的合作模式,在多个项目施工生产中应用PKPM-CES碳排放计算软件。该软件大幅提升了施工过程中碳排放计算的准确性和工作效率。通过对该软件的应用,使保定博物馆项目碳排放强度在2016年执行的节能设计标准基础上降低了32.58%,按照项目建筑面积测算,相当于每平方米多种植了1棵树,实现绿色施工,为“碳中和”目标做出了积极贡献。
以“数智钢构”书写精益生产新篇章
数字化推动中国经济高质量发展,为推进中国式现代化注入强劲动能。党的十八大以来,习近平总书记牢牢把握数字化、网络化、智能化发展趋势,作出一系列新论断新部署新要求,为引领中国经济从高速增长阶段转向高质量发展阶段指明了前进方向、提供了根本遵循。
近年来,在中国中冶的坚强领导下,中国二十二冶制订了《智能建造三年行动方案》战略指引,始终践行企业文化,不断探索钢结构行业“数字化”“智能化”创新发展的新业态、新模式、新技术,持续完善数字二十二冶钢结构场景,打造自主知识产权的智能装备、制造机器人、建造机器人等智能化生产体系,为河北省乃至全国钢结构行业的健康可持续发展做出示范引领。
数字化设计是钢结构技术进步的重要体现。中国二十二冶在中国古动物馆项目钢结构全施工流程中充分运用BIM技术、云技术,打通了数据传递链条,实现项目施工组织、计划编制、进度调节的精细化、高效化管理,项目利用交付运维模型打造数字孪生博物馆系统,全面赋能场馆管理;在赤峰中唐特钢项目炼钢工程精准定位“1条主线,4大阶段,14大核心应用”的BIM创新应用规划,为项目大幅节约成本,创造经济效益,有效助推工程生产稳步进行。同时,中国二十二冶在制造端搭建“钢结构全生命周期管理平台”,利用信息化和数字化技术,围绕设计-计划-材料-生产-质量-安全-运输-现场进行精细化管理,以构件生产流程为生产管理主线,以项目为现场施工主线分类管理,实现了钢结构件的全生命周期管理,从而提高生产管理水平,使生产达到提质增效的目的。
中国二十二冶基于钢结构全生命周期管理平台还打造了钢结构智能制造数据中台,从设计、材料、生产、运输以及智能制造各个阶段,集成管控钢结构生产制造。该数据中台作为中国二十二冶决策层驾驶舱,提高了企业整体的运营效率,打造了更智能、更高效的生产管控场景;研发的“自主知识产权,完全国产化,完全中国标准的钢结构深化设计软件“22MCC-DetailWorks”是目前国内唯一一款替代Tekla的钢结构深化设计软件,突破欧美国家技术垄断,打破技术壁垒,解决“卡脖子”问题,实现关键核心技术自主研发和安全可控,填补国内空白。
智能化施工技术是钢结构行业的重要发展方向。中国二十二冶通过引入先进的自动化生产线、智能机器人和物联网技术,钢结构制造与安装过程实现了高度自动化和智能化;通过引入高精度激光切割机、组焊矫一体机、焊接机器人等先进设备,实现了H型钢智能生产线的全面应用,生产效率较传统生产线提升3倍,材料损耗率显著降低;采用轨道式智能焊接机器人,通过高压接触传感,全自动检测获取坡口参数信息,通过检测的坡口参数自动生成对应的焊接参数,完成多层多道自动化焊接。同时,中国二十二冶还参与了中国五矿科技专项计划项目《钢结构智能建造人机共融关键技术》;作为牵头单位负责基于钢结构制作关键工序的智能制造数字化平台研究;搭建了钢结构智能装焊联合工作站和冶金工程钢结构的机器人智能建造工艺包,实现了零件任意摆放后抓取进行装配焊接;基于钢结构制作中装配和焊接关键工序,开发软件云端与智能机器人互联的可移动现场作业管理平台,通过数字化平台操作和管理装配和焊接机器人,实现了钢结构智能建造软、硬件的智能融合。
作为冶金建设“国家队”和基本建设主力军、先锋队以及新兴产业领跑者、排头兵,未来,中国二十二冶将依托产业、技术优势,推动形成新质生产力,持续走好高技术高质量创新发展之路,更好地服务国家重大战略,打造国有钢结构企业改革新样板。

图为中国二十二冶的国家钢结构制作工程技术中试基地。 (中国二十二冶 供图)
《中国冶金报》(2025年01月21日 04版四版)