接著上期中國(guó)機(jī)床浮沉錄的話題說(shuō)，這是中國(guó)機(jī)床浮沉錄的下集，為了讓大家有一個(gè)公正，客觀，全面的認(rèn)識(shí)，我希望沒(méi)看上集的朋友先看上集，下集的內(nèi)容主要還是缺點(diǎn)和不足。
中國(guó)機(jī)床浮沉錄（一）：造航母不需日本機(jī)床，機(jī)械人有種情懷叫工匠精神
今天想給大家詳細(xì)地說(shuō)一下機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域卡脖子的問(wèn)題，如果國(guó)外卡我們脖子的話，最可能被卡脖子的核心技術(shù)是什么？最可能被卡的是軍用領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域？卡我們脖子的可能會(huì)是誰(shuí)？最后還會(huì)讓大家看看我們高端制造業(yè)除了國(guó)產(chǎn)，用的都是哪個(gè)國(guó)家的機(jī)床。今天就是要給大家講清楚這些問(wèn)題。廢話不多說(shuō)，我先給大家捋清楚機(jī)床的核心零部件都有哪些。
先說(shuō)說(shuō)主軸，主軸是機(jī)床的主要核心部件之一，加工表面的精度絕大部分都和主軸有關(guān)，所以主軸的質(zhì)量很關(guān)鍵很關(guān)鍵。主軸技術(shù)現(xiàn)在分為機(jī)械主軸和電主軸，高性能的電主軸可以克服傳統(tǒng)機(jī)械主軸的缺點(diǎn)，無(wú)論是在精度還是穩(wěn)定性上都有較大優(yōu)勢(shì)，在大部分領(lǐng)域用電主軸取代傳統(tǒng)機(jī)械主軸是機(jī)床工業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，現(xiàn)在電主軸還是相當(dāng)昂貴的，價(jià)格大致為機(jī)械主軸的5-10倍。
主軸技術(shù)做的最好的三個(gè)國(guó)家分別是：德國(guó)，瑞士，英國(guó)，而日本的電主軸技術(shù)水平是落后于歐洲的，不過(guò)國(guó)內(nèi)有些小企業(yè)喜歡用，因?yàn)楸阋恕Ｗ龅淖詈玫钠放朴校聡?guó)的凱斯勒kessler，這是歐洲最大的電主軸制造商。還有德國(guó)的速科德 SycoTec，這家在高速應(yīng)用領(lǐng)域的電主軸屬于世界頂級(jí)技術(shù)領(lǐng)先者。還有瑞士的費(fèi)舍FISCHER，是全球規(guī)模最大的精密主軸制造商之一。還有瑞士的伊貝格IBAG，英國(guó)的西風(fēng)和ABL。
雖然國(guó)產(chǎn)主軸和歐洲還是存在客觀差距，但是咱們還是有一些企業(yè)做得相當(dāng)不錯(cuò)，可以起到國(guó)產(chǎn)替代作用。比如說(shuō)廣州昊志機(jī)電，應(yīng)該說(shuō)是國(guó)內(nèi)主軸一哥，是國(guó)內(nèi)電主軸行業(yè)產(chǎn)銷規(guī)模最大的企業(yè)，實(shí)力最為雄厚，成立時(shí)間2006年。還有洛陽(yáng)的軸研科技，是國(guó)內(nèi)最大的數(shù)控機(jī)床主軸單元，生產(chǎn)主導(dǎo)企業(yè)。
再說(shuō)說(shuō)滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌，滾珠絲杠決定著設(shè)備的傳動(dòng)精度，而機(jī)床的加工精度與導(dǎo)軌精度有直接的聯(lián)系。質(zhì)量最好的品牌是德國(guó)的力士樂(lè)和羅衫，其他牌子還有日本的THK和NSK,還有臺(tái)灣省的上銀，TBI和銀泰。國(guó)內(nèi)做的比較不錯(cuò)的公司是南京工藝，這是國(guó)產(chǎn)絲杠和導(dǎo)軌的首選品牌，可以肯定地告訴大家，咱們的導(dǎo)軌和絲杠在精度、剛度和精度保持性上和臺(tái)灣省的貨已經(jīng)不相上下了。當(dāng)然了和德國(guó)貨還是有差距的，但是還是可以在關(guān)鍵時(shí)刻起到國(guó)產(chǎn)替代作用的。
再說(shuō)說(shuō)主軸軸承，做的最好的還是瑞典的斯凱孚，是咱們的進(jìn)口首選品牌。在全球的軸承行業(yè)，保持著技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者地位，國(guó)產(chǎn)品牌做的不錯(cuò)的三大產(chǎn)地，方便記憶，大家直接叫哈瓦洛就行，哈就是哈爾濱的軸承集團(tuán)，哈爾濱軸承是中國(guó)國(guó)家航天工程指定品牌，所以，關(guān)于質(zhì)量的話大家自己去想象一下吧。 瓦就是大連的瓦房店軸承，在風(fēng)機(jī)發(fā)電和油田開(kāi)采設(shè)備上使用最多。世界軸承行業(yè)排名第八位，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷世界100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，18000多種軸承產(chǎn)品全部擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所以實(shí)力還是可以的。洛就是洛陽(yáng)LYC軸承。但是國(guó)產(chǎn)精密數(shù)控機(jī)床的主軸軸承還是選哈爾濱的最好，采購(gòu)員應(yīng)該都曉得。
還有伺服電機(jī)，技術(shù)最好的公司就是德國(guó)西門子和力士樂(lè)了，國(guó)產(chǎn)品牌主要就是華中數(shù)控和南京埃斯頓，差距客觀存在，可以起到國(guó)產(chǎn)替代作用。
再說(shuō)說(shuō)高端數(shù)控設(shè)備的測(cè)量器件，這個(gè)東西進(jìn)口比例最高，比如說(shuō)德國(guó)海德漢的光柵尺，英國(guó)雷尼紹的測(cè)量探針和激光測(cè)量設(shè)備等。就拿光柵尺來(lái)說(shuō)，這東西相當(dāng)于人的“眼睛”， 如果機(jī)床沒(méi)有安裝光柵尺，就要定期對(duì)機(jī)床的精度進(jìn)行檢查，一不小心，一旦忘記檢測(cè)機(jī)床的精度，很可能導(dǎo)致加工的產(chǎn)品精度超差甚至報(bào)廢。如果機(jī)床的直線軸安裝了光柵尺，上述問(wèn)題就不用人來(lái)操心了，由光柵尺來(lái)完成這個(gè)使命。光柵尺領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)軍者是德國(guó)海德漢，其他好點(diǎn)的還有西班牙的發(fā)格，英國(guó)的雷尼紹，國(guó)產(chǎn)目前技術(shù)最好的是長(zhǎng)春禹衡光學(xué)的JFT系列絕對(duì)式光柵尺，絕對(duì)式光柵尺是高檔數(shù)控機(jī)床的核心檢測(cè)部件，用于高端數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)測(cè)試達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，不過(guò)去年才開(kāi)始建立生產(chǎn)線量產(chǎn)，還是有很長(zhǎng)的路要走。
還有光電編碼器，德國(guó)海德漢依然是行業(yè)霸主。國(guó)內(nèi)品牌蠻多的，不過(guò)國(guó)內(nèi)編碼器廠家的高端產(chǎn)品大多采用德國(guó)的整體解決方案，核心技術(shù)仍然受制于人。但是有好消息是，去年有一家民企自主研發(fā)的高精度，絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)光電編碼器，核心芯片達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，攻克了光電編碼器的核心技術(shù)。和絕對(duì)式光柵尺一樣，才剛開(kāi)始商業(yè)化量產(chǎn)，這倆東西是機(jī)床核心零部件里最讓人頭疼的。
其實(shí)還有其他國(guó)產(chǎn)品牌，只是做出來(lái)沒(méi)有人愿意用，我個(gè)人總結(jié)原因主要有三個(gè)。一個(gè)是精度差，與進(jìn)口頂級(jí)貨相比差一個(gè)數(shù)量級(jí)；二是故障率太高，壽命短，大概只有頂級(jí)貨一半的壽命，三是可靠性差，可重復(fù)還原狀態(tài)不穩(wěn)定。
有人就會(huì)問(wèn)了，我們的儀器儀表領(lǐng)域?yàn)槭裁磿?huì)這么落后，其實(shí)和運(yùn)10當(dāng)年下馬一樣，人才隊(duì)伍都沒(méi)留住，說(shuō)白了就是自廢武功，說(shuō)出來(lái)真的是一把鼻涕一把淚。上世紀(jì)90年代因?yàn)槲覀兊膬x器儀表行業(yè)虧損嚴(yán)重，所以就直接撤銷了儀器儀表工業(yè)部，這相當(dāng)于摧毀了頂層設(shè)計(jì)體系，解散了所有參與傳感器材料和工藝研發(fā)的團(tuán)隊(duì)，這相當(dāng)于摧毀了人才體系，下馬了全部傳感器項(xiàng)目，這相當(dāng)于摧毀了科研體系，使得我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域徹底投降，相關(guān)研發(fā)人員的精髓全部進(jìn)入了外資企業(yè)。在此后的十多年間，只有軍工領(lǐng)域的研發(fā)工作還在苦苦支撐，與時(shí)俱進(jìn)，民用領(lǐng)域基本廢了。
而且這個(gè)領(lǐng)域不可能像集成電路一樣可以專門設(shè)立一個(gè)專項(xiàng)來(lái)砸錢提高，只能通過(guò)各種大項(xiàng)目一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)的逐漸填補(bǔ)空白來(lái)提升水平，這是一個(gè)小批量多品種，量身定制為主的市場(chǎng)，沒(méi)有工藝和材料積累，幾乎生存不了。好消息是這些年我們收購(gòu)了不少歐洲小國(guó)的儀器儀表企業(yè)，比如說(shuō)比利時(shí)和盧森堡，這些企業(yè)規(guī)模雖然不大，但是都有自己的絕活，所以細(xì)心的人就會(huì)發(fā)現(xiàn)，咱們的航空航天等軍工領(lǐng)域的儀器儀表進(jìn)口清單，這幾年都在逐步減少，使用國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的頻率越來(lái)越高，說(shuō)明收購(gòu)還是起作用了。至于大批量，低成本的工業(yè)級(jí)儀器儀表，我上面也說(shuō)過(guò)了，很多都出來(lái)研發(fā)成果了，也是最近一兩年才開(kāi)始商業(yè)化量產(chǎn)，還是有很長(zhǎng)的路要走。不過(guò)還有好消息是，五軸機(jī)床的核心部件，激光尺傳感器技術(shù)前幾年也被大連光洋攻克了，進(jìn)口要70萬(wàn)，而大連光洋自己研發(fā)的只賣12萬(wàn)，而成本只有2.8萬(wàn)元，只要咱們還沒(méi)國(guó)產(chǎn)的人家都是漫天要價(jià)。不管怎么樣，總歸往好的方向在發(fā)展了，大家還是鼓勵(lì)一下吧。
還有雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，這個(gè)東西是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的核心功能部件，做的最好的4個(gè)國(guó)家是：法國(guó)、德國(guó)、意大利和美國(guó)。國(guó)產(chǎn)目前最好的應(yīng)該是濟(jì)南二機(jī)床，自主研發(fā)的雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭，先后拿到了沈飛，西飛，首都航天機(jī)械公司、上海航天設(shè)備總廠、洪都航空和昌河飛機(jī)等20余家航空航天企業(yè)的五軸機(jī)床訂單，均配置了自家研發(fā)的雙擺角數(shù)控萬(wàn)能銑頭。性能和歐美還存在客觀差距，現(xiàn)在主要還是國(guó)產(chǎn)替代作用。
還有機(jī)床鑄件、鈑焊件等，做的不錯(cuò)的國(guó)產(chǎn)品牌是江蘇的國(guó)盛智科，尤其是在鈑焊件上獲取了高達(dá)45%的毛利率。為德馬吉森精機(jī)，日本東芝，德國(guó)通快等提供定制化生產(chǎn)配套，實(shí)力還是可以的。
再說(shuō)說(shuō)數(shù)控系統(tǒng)，國(guó)產(chǎn)品牌其實(shí)也很多，比如華中數(shù)控、廣州數(shù)控、大連光洋、沈陽(yáng)高精、航天數(shù)控，北京精雕等。高端系統(tǒng)的主要承擔(dān)者還是華中數(shù)控和大連光洋，華中數(shù)控居于首位。中端系統(tǒng)的主要承擔(dān)者是廣州數(shù)控。大家也可以這么想，華中數(shù)控就是中國(guó)的西門子，廣州數(shù)控其實(shí)就是中國(guó)的發(fā)那科。
華中數(shù)控系統(tǒng)中的CPU、DSP、FPGA、IGBT，基本都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，尤其是國(guó)產(chǎn)CPU龍芯，國(guó)產(chǎn)高端數(shù)控系統(tǒng)中大部分用的都是龍芯。這些倒是不用太擔(dān)心斷供問(wèn)題。而且華中主要在Linux（l?n?ks ）上做數(shù)控系統(tǒng)，不會(huì)受Windows系統(tǒng)的制約。
順便說(shuō)說(shuō)刀具，刀具可以說(shuō)是“機(jī)床的牙齒”，使用壽命是判斷刀具好壞的決定性因素。國(guó)外刀具在品種規(guī)格、性能、質(zhì)量、穩(wěn)定性上普遍強(qiáng)于國(guó)產(chǎn)刀具。歐美系刀具的價(jià)格貴，但是好處是加工效率高，質(zhì)量好，壽命長(zhǎng)。日系刀具和它的機(jī)床一樣，主打性價(jià)比，比歐美系便宜很多，但是壽命和質(zhì)量相比歐美就會(huì)差點(diǎn)了，加工效率也會(huì)低點(diǎn)了。調(diào)機(jī)的人都喜歡用歐美刀具，加工一個(gè)產(chǎn)品好幾天不用換刀老省事了。特別是難加工材料方面歐美刀具要強(qiáng)于日本刀具。 國(guó)產(chǎn)刀具在加工一般鋼鐵材料和精度要求不高的有色金屬方面與國(guó)外刀具相差不大，有些方面還略高于國(guó)外刀具。但在加工高溫合金，鈦合金、奧氏體不銹鋼和高精度表面有色金屬上還存在客觀差距。不過(guò)好消息是刀具領(lǐng)域我們有一家世界級(jí)的企業(yè)--北京沃爾德，沃爾德主要從事超硬材料刀具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售，其鉆石輪刀更是擁有國(guó)際一流水平，甚至在部分指標(biāo)上優(yōu)于國(guó)際一流鉆石輪刀，由于刀具技術(shù)領(lǐng)先，沃爾德的產(chǎn)品大量出口國(guó)外，甚至為全球?qū)I(yè)刀具市場(chǎng)占有率老二的美國(guó)肯納金屬代工刀具，實(shí)力還是非常雄厚的。
從上面羅列的機(jī)床核心零部件大家也看出來(lái)了吧，機(jī)床關(guān)鍵零部件市場(chǎng)基本上被歐洲，日本和臺(tái)灣省掌控。這些零部件的用戶粘性非常大，新品牌不容易被接受。很多采購(gòu)招標(biāo)時(shí)指定要國(guó)外的機(jī)床、國(guó)外的數(shù)控系統(tǒng)、國(guó)外的功能部件，甚至連機(jī)床里的開(kāi)關(guān)和燈泡都要國(guó)外的。
所以問(wèn)題就來(lái)了，如果是民用技術(shù)“卡脖子”，會(huì)是誰(shuí)卡我們呢？我之前視頻也說(shuō)過(guò)了，航空航天，船舶，核能，電力等高端制造業(yè)除了國(guó)產(chǎn)機(jī)床，其他幾乎全是歐洲機(jī)床。德國(guó)，瑞士，西班牙，意大利，我們的高端機(jī)床主要從這4個(gè)國(guó)家進(jìn)口，部分核心零部件也會(huì)采購(gòu)歐洲貨。
所以如果歐洲國(guó)家對(duì)咱們禁運(yùn)高效率高可靠性的五軸聯(lián)動(dòng)設(shè)備，那么我們這時(shí)候全部替換使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生什么后果呢？可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的“稼動(dòng)率”降低，民用產(chǎn)品的生產(chǎn)效率會(huì)降低，廢品率會(huì)提高，整體生產(chǎn)成本提高，交貨期延長(zhǎng)，質(zhì)量忽好忽壞，這就是我之前視頻說(shuō)的，雖然難受但并不致命。
再說(shuō)說(shuō)軍用技術(shù)卡脖子，其實(shí)咱們的軍工產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被美國(guó)卡了好幾十年了，老軍迷應(yīng)該感觸特別深，但是到現(xiàn)在為止基本都可以做到自給自足，反而在美國(guó)的禁運(yùn)下軍工發(fā)展神速，相繼誕生了殲20，運(yùn)20，武直10，C919大飛機(jī)，排水量4萬(wàn)噸的075型兩棲攻擊艦已經(jīng)三艘了，這種4萬(wàn)噸級(jí)別的僅中國(guó)和美國(guó)能造。這就是我之前說(shuō)的軍用是剛需，集結(jié)了國(guó)家隊(duì)的科研力量，是不計(jì)成本和代價(jià)去開(kāi)發(fā)的。民企這點(diǎn)是沒(méi)法比的，很多人都不理解這一點(diǎn)，老是把軍用民用混為一談。就好像美國(guó)卡我們光刻機(jī)，只能卡到民用手機(jī)的芯片，但是卡不到軍用雷達(dá)，因?yàn)槲淦魃嫌玫男酒⒉恍枰貏e小，28nm的制程就可以滿足大部分要求了。要么是把武器做的笨重一點(diǎn)罷了，能解決的方法有很多。
所以我們現(xiàn)在說(shuō)的“卡脖子”問(wèn)題主要出在民用領(lǐng)域，軍用它是卡不到的。而民品和軍品的技術(shù)需求是截然不同的，給大家舉個(gè)例子方便理解，比如說(shuō)民用智能手機(jī)要求小巧，美觀，照相功能強(qiáng)大。而軍用通信設(shè)備則要防震，防水，防電磁干擾，信號(hào)好。這完全是屬于兩個(gè)世界的產(chǎn)品。
如果只是“保軍”，國(guó)產(chǎn)機(jī)床產(chǎn)業(yè)是夠用的，像我之前說(shuō)的，有些機(jī)床核心零部件軍企是可以造出來(lái)的，只是不能大批量，低成本的造出來(lái)，這里就是材料和工藝水平的事了。絕大多數(shù)武器零件都可以用配置國(guó)產(chǎn)伺服控制器的國(guó)產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)。國(guó)產(chǎn)設(shè)備的不足之處我之前視頻也說(shuō)了，只是可靠性和耐用性不足，效率偏低，所以生產(chǎn)成本會(huì)偏高。但是軍工產(chǎn)品是保障國(guó)家戰(zhàn)略安全不計(jì)代價(jià)的，所以并不會(huì)特別在乎工藝的經(jīng)濟(jì)性。即便真打起仗來(lái)，咱們所有的機(jī)械零件制造廠理論上都可以轉(zhuǎn)變?yōu)檐姽S，所以效率的短板可以通過(guò)規(guī)模優(yōu)勢(shì)補(bǔ)上來(lái)，所以基本上并不存在武器生產(chǎn)被國(guó)外機(jī)床技術(shù)卡脖子的問(wèn)題。要卡也卡的是民用領(lǐng)域，民用領(lǐng)域之前也說(shuō)了確實(shí)會(huì)比較難受。
而民用領(lǐng)域要想不被卡脖子，這就需要提升咱們整體的機(jī)床產(chǎn)業(yè)水平，國(guó)產(chǎn)高端項(xiàng)目足夠多，高端制造業(yè)發(fā)展越快，國(guó)產(chǎn)機(jī)床同時(shí)也會(huì)積累足夠多的經(jīng)驗(yàn)，并開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的技術(shù)。只有整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展，國(guó)產(chǎn)機(jī)床才有可能振興。
比如說(shuō)韓國(guó)機(jī)床剛開(kāi)始就是沒(méi)人愿意用的，咱們對(duì)韓國(guó)機(jī)床的接受度遠(yuǎn)不及日系和臺(tái)系。但當(dāng)韓國(guó)的汽車和船舶零部件制造商將生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)到中國(guó)后，所有的工藝和設(shè)備都會(huì)照搬原廠，企業(yè)主仍然會(huì)選擇從韓國(guó)進(jìn)口設(shè)備。所以韓國(guó)的機(jī)床也開(kāi)始在中國(guó)流行起來(lái)。所以當(dāng)那些使用國(guó)產(chǎn)機(jī)床的低端制造商，慢慢發(fā)展為中端，高端供應(yīng)商時(shí)，國(guó)產(chǎn)機(jī)床也就會(huì)越來(lái)越多的得到業(yè)內(nèi)認(rèn)可了。
雖然中國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)整體差距較大，但是許多民營(yíng)企業(yè)的出色表現(xiàn)讓我刮目相看。就像我上個(gè)視頻說(shuō)過(guò)的，機(jī)床行業(yè)高度市場(chǎng)化運(yùn)作，集中力量辦大事那套只適合發(fā)展軍工，振興產(chǎn)業(yè)還得靠民營(yíng)企業(yè)家。比如說(shuō)大連光洋，是民企中的大國(guó)重器。20多年來(lái)，通過(guò)自研電主軸、轉(zhuǎn)臺(tái)和人造大理石床身，解決了機(jī)床的穩(wěn)定性和精度問(wèn)題；再后來(lái)，電機(jī)、傳感器和液壓系統(tǒng)也都配套跟進(jìn)，幾乎專透了機(jī)床整機(jī)的全產(chǎn)業(yè)鏈，核心技術(shù)自主率達(dá)到90%以上，要知道人家成立時(shí)間是1993年。
但是這些核心技術(shù)，都由一家公司來(lái)開(kāi)發(fā)，根本就吃不消。我們應(yīng)該實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的明確分工，每家公司做一兩個(gè)核心技術(shù)就夠了，把技術(shù)徹底吃透，做到極致，做一臺(tái)好的機(jī)床，需要全產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)步。
軍迷應(yīng)該都知道美國(guó)的格里森機(jī)床，美軍御用機(jī)床，而且是美國(guó)曲面加工之王，有這樣的王者稱號(hào)靠的是每年養(yǎng)著頂尖的數(shù)學(xué)家做機(jī)床的基礎(chǔ)研究。而我們數(shù)學(xué)專業(yè)的人現(xiàn)在還有幾個(gè)耐得住寂寞去研究機(jī)床的。當(dāng)然了這和行業(yè)薪資水平偏低也是有關(guān)系的。還有德國(guó)200人的ModuleWorks（貓九我ks）公司，是全球領(lǐng)先的CAD/CAM控件供應(yīng)商。 為全球幾乎所有機(jī)床的加工提供內(nèi)核技術(shù)，75%的人員都是研發(fā)工程師，通過(guò)數(shù)學(xué)、機(jī)械和IT的結(jié)合，研究刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。我們現(xiàn)在缺的就是這樣對(duì)技術(shù)的敬畏之心。
值得慶幸的是我們目前還是有一些對(duì)技術(shù)充滿敬畏之心的民營(yíng)企業(yè)家的。比如說(shuō)2007年成立的上海拓璞pú數(shù)控 ，專門生產(chǎn)各種五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的，以大學(xué)教授為骨干組建的團(tuán)隊(duì)，最大的優(yōu)勢(shì)就是跨學(xué)科，包括機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等，融合了機(jī)床設(shè)計(jì)、數(shù)控系統(tǒng)和五軸工藝。公司有57%的員工是研發(fā)人員。2016 年還研制了全球首臺(tái)多頭筒段鏡像銑機(jī)床。2017 年后，又突破了高精度雙五軸聯(lián)動(dòng)控制、多傳感融合實(shí)時(shí)測(cè)量、工件質(zhì)量閉環(huán)控制、蒙皮自適應(yīng)加工工藝軟件等智能化技術(shù)，開(kāi)發(fā)出世界首臺(tái)三頭并行鏡像銑削裝備，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)鏡像銑削技術(shù)空白，因此也成為繼法國(guó)杜菲工業(yè)、西班牙姆托雷斯之后又一家掌握該技術(shù)的企業(yè)。兄弟們，這可不是什么貼牌組裝的公司，是正兒八經(jīng)的技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司，為國(guó)家解決了卡脖子技術(shù)，C919大飛機(jī)、ARJ21和長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭都用到了這個(gè)公司開(kāi)發(fā)的技術(shù)，大家自己看一下這個(gè)技術(shù)應(yīng)用案例吧，我就喜歡這種技術(shù)驅(qū)動(dòng)型的公司。員工不多，但可以持續(xù)不斷的研發(fā)創(chuàng)新，如果不是起步晚，我相信這些人和歐洲頂級(jí)機(jī)床公司站在同一起跑線競(jìng)爭(zhēng)的話，表現(xiàn)絕對(duì)不會(huì)差到哪。多一點(diǎn)這種類型的公司我們的差距才會(huì)越來(lái)越小，真正懂機(jī)床的人來(lái)做機(jī)床我們的行業(yè)未來(lái)才有希望。
我現(xiàn)在就覺(jué)得咱們應(yīng)該給中小機(jī)床廠減稅，給國(guó)企的福利政策太多了，對(duì)這些中小民營(yíng)企業(yè)不公平。咱們以前老是追求規(guī)模大，品類全，結(jié)果如何呢？現(xiàn)在是應(yīng)該換換思路了，走小而精的路子。我之前視頻說(shuō)過(guò)的一家公司，德國(guó)格林公司的珩磨機(jī)。人家在珩磨工藝方面有85年的技術(shù)沉淀和積累，全球市場(chǎng)只要一提到珩磨機(jī)，大家馬上就會(huì)想到德國(guó)格林公司。人家不以規(guī)模取勝，但有著技術(shù)不可替代性，是真正的酒香不怕巷子深。
行了，說(shuō)了這么多了。接下來(lái)就給大家隨機(jī)抽取幾家高端制造企業(yè)來(lái)做補(bǔ)充說(shuō)明，看看我們的高端制造業(yè)用的都是什么牌子的機(jī)床。我之前視頻還夸過(guò)日本機(jī)床在汽車領(lǐng)域的表現(xiàn)是不錯(cuò)的，結(jié)果這次調(diào)查發(fā)現(xiàn)我還是高估日本機(jī)床了。比如說(shuō)吉利汽車應(yīng)該最有資格代表中國(guó)汽車說(shuō)話了吧？咱們看看吉利工廠用的都是什么高端機(jī)床。有德國(guó)格勞博GROB的雙主軸加工中心，加工精度5個(gè)μ，德國(guó)勇克Junker的數(shù)控磨床，美國(guó)馬格 MAG的車?yán)姶玻靼嘌赖陌魉﨓TXE-TAR雙主軸加工中心。工廠機(jī)器人用的也是瑞士ABB六軸機(jī)器人。
還有上海通用汽車購(gòu)買的英國(guó)蘭迪斯超高精度磨床，蘭迪斯主要為世界一線汽車品牌提供曲軸、凸輪軸和傳動(dòng)軸等工件的加工設(shè)備，在汽車工業(yè)磨削mó xuē 領(lǐng)域是絕對(duì)的技術(shù)領(lǐng)先者。 東風(fēng)本田也購(gòu)買了英國(guó)蘭迪斯的三臺(tái)曲軸磨床和兩臺(tái)凸輪軸磨床，蘭迪斯被法國(guó)的法孚收購(gòu)了，了解一下。我發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在一線汽車品牌基本用的都是歐美的機(jī)床和機(jī)器人。
再看看其他高端制造企業(yè)，比如說(shuō)河南柴油機(jī)重工，有捷克動(dòng)梁動(dòng)柱五軸加工中心，美國(guó)辛辛那提的U5龍門加工中心，德國(guó)海勒的臥式加工中心，濟(jì)南第二機(jī)床廠的龍門，國(guó)產(chǎn)寧江的臥加，國(guó)產(chǎn)齊齊哈爾的落地鏜，國(guó)產(chǎn)沈陽(yáng)的鏜銑加工中心，美國(guó)辛辛那提的動(dòng)柱立加和小立加，還有意大利FPT。再看看中信重工機(jī)械買了哪些機(jī)床，上面沒(méi)標(biāo)國(guó)家的都是國(guó)產(chǎn)機(jī)床，有德國(guó)的成形磨齒機(jī)，德國(guó)的高速滾齒機(jī)，意大利的落地鏜銑床，瑞士的梳齒機(jī)，德國(guó)的龍門鏜銑床。下面就不說(shuō)國(guó)產(chǎn)機(jī)床了，只說(shuō)國(guó)外機(jī)床有哪些。
沈鼓集團(tuán)是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的通用裝備制造基地，有意大利PC車銑中心，德國(guó)瓦德里西科堡的二十米龍門銑，意大利帕馬PAMA 260數(shù)控落地鏜床,德瑪吉2000五軸加工中心,意大利曼德利五軸加工中心，德國(guó)沃倫貝格數(shù)控車銑中心，德國(guó)申克DH6/DH70高速動(dòng)平衡機(jī)。
大連華銳重工，有德國(guó)瓦德里希科堡的龍門銑床，德國(guó)的普法特 PFAUTER滾齒機(jī)，德國(guó)的Liebherr磨齒機(jī)，日本倉(cāng)敷fū 的KURAKI臥式鏜銑床，終于有一臺(tái)日本機(jī)床了，不容易。還有德國(guó)卡帕的Niles磨齒機(jī)，美國(guó)的GIDPINGS & LEWIS車銑中心，意大利的Favretto立式磨床。還有華銳的曲軸公司，進(jìn)口的都是清一色的德國(guó)貨。
德國(guó)的Fooke福克龍門銑床被廣泛應(yīng)用在成都新筑路橋機(jī)械、中車長(zhǎng)客股份、中車大連機(jī)車、中車青島四方、吉林利源、吉林邁達(dá)斯、遼寧忠旺集團(tuán)，中車唐車、鄭州明泰、株洲電力等企業(yè)。這是中車工廠，造車身用的就是德國(guó)福克龍門銑床，除此之外，中車還購(gòu)買了德國(guó)摩比亞的機(jī)床。德系機(jī)床在華高端制造領(lǐng)域的占比應(yīng)該是進(jìn)口品牌里最高的。
濰柴集團(tuán)和東方電氣集團(tuán)購(gòu)買德國(guó)瓦德里希·西根WaldrichSiegen的（ProfiMill）龍門銑床加工發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和發(fā)電設(shè)備。上海機(jī)床廠購(gòu)買德國(guó)瓦德里希·西根WaldrichSiegen的龍門銑床ProfiMill制造機(jī)床床身。
河柴重工購(gòu)買德國(guó)埃馬克的PM 430磨床和PM 320 S磨床，加工柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸。
太原重工購(gòu)買的意大利帕馬機(jī)床，還有德國(guó)，美國(guó)，捷克的機(jī)床。
廣西玉柴機(jī)器，主要造發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的，有德國(guó)的高精密臥加，意大利馬爾波斯測(cè)量系統(tǒng)，武漢重工鑄鍛公司，有德國(guó)Waldrich Siegen瓦德里西西根的DH4200重型數(shù)控曲軸車床、韓國(guó)HNK的HCT-40數(shù)控曲柄專用立車、捷克SKoda的W200H數(shù)控鏜床、奧地利WFL的M150數(shù)控車銑中心。大連船用推進(jìn)器有限公司，有德國(guó)瓦徳里希·科堡的七軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑床(型號(hào)POWERTEC)、德國(guó)愛(ài)德華三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。大連安達(dá)有色金屬鑄造有限公司，造船用推進(jìn)器的。這是從德國(guó)瓦徳里希·科堡WALDRICH. COBURG購(gòu)買的八軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控龍門鏜銑床。
我上個(gè)視頻說(shuō)過(guò)了，科堡被咱們收購(gòu)了，出口這種八軸五聯(lián)動(dòng)的機(jī)床基本不存在限制。而且對(duì)我們出口限制方面相比美日要寬松很多。所以有人說(shuō)我精德，我是這么想的。就拿前段時(shí)間跳得老高的澳大利亞來(lái)說(shuō)，你把我當(dāng)朋友我就把你當(dāng)朋友，但如果你哪天把我當(dāng)敵人了，各種造謠說(shuō)我們離開(kāi)您家的機(jī)床就造不了航母，造不了步槍，造不了汽車這類顛覆基本常識(shí)認(rèn)知的話，那我就如你所愿當(dāng)個(gè)稱職的敵人，你造謠，我辟謠。
我調(diào)研統(tǒng)計(jì)了將近50家高端制造企業(yè)，太多了就不一一上傳了，結(jié)論就是我之前說(shuō)的，除了國(guó)產(chǎn)機(jī)床，幾乎全是瑞士，德國(guó)，意大利，西班牙這四個(gè)國(guó)家的高端機(jī)床，捷克和法國(guó)也有一小部分，基本沒(méi)其他國(guó)家啥事了。咱們買的法國(guó)法孚的機(jī)床主要用在航空航天領(lǐng)域，具體客戶是誰(shuí)就不說(shuō)了，法孚收購(gòu)美國(guó)的馬格了，實(shí)力可不弱。至于核心零部件的供應(yīng)，日本和臺(tái)灣省主要是供給中低端制造企業(yè)的，高端貨的進(jìn)口大部分都來(lái)自歐美。
還有就是這50家高端，尖端制造企業(yè)，購(gòu)買日本機(jī)床的企業(yè)不超過(guò)5家，日本機(jī)床在高端，尖端制造業(yè)的存在感微乎甚微，競(jìng)爭(zhēng)力非常有限。中端制造業(yè)才是日本機(jī)床的強(qiáng)項(xiàng)，涵蓋了各種門類，靠著生產(chǎn)規(guī)模和性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，大量?jī)A銷到歐美國(guó)家，如果網(wǎng)文都是這么吹日本機(jī)床的話，我覺(jué)得是沒(méi)有問(wèn)題的，中端制造業(yè)日本機(jī)床配得上這樣的吹捧，但他們忘記一點(diǎn)，日本機(jī)床能干的事，歐洲機(jī)床也能干，日本機(jī)床在高端，尖端領(lǐng)域干不了的事，歐洲機(jī)床同樣能干。三菱日立造最先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)還得依賴德國(guó)和瑞士的機(jī)床，川崎重工和三菱重工造飛機(jī)還得依賴美國(guó)和西班牙的機(jī)床。所以日本機(jī)床是具有技術(shù)可替代性的，反而是歐洲機(jī)床對(duì)我們來(lái)說(shuō)不可或缺。尤其是德國(guó)和瑞士，對(duì)我們非常非常重要。瑞士有很多尖端機(jī)床，比如說(shuō)斯達(dá)拉格，尖端制造領(lǐng)域的王者，給美國(guó)F22和F35造發(fā)動(dòng)機(jī)的，而且是中立國(guó)，希望不要受美國(guó)的挑撥。歐洲出口給我們的高端，尖端機(jī)床，我們都有相應(yīng)的國(guó)產(chǎn)型號(hào)，但是效率和穩(wěn)定性還是當(dāng)前的主要差距。
之前視頻有人留言說(shuō)我破壞中日友好，難道說(shuō)日本機(jī)床技術(shù)不是吊打世界就是破壞中日友好了？好家伙，按你的邏輯那我今天說(shuō)了許多國(guó)內(nèi)的缺點(diǎn)和不足就是反中了？就事論事罷了，我用大量證據(jù)說(shuō)話，亂扣帽子沒(méi)什么意思，嘴炮王者，我不正，你說(shuō)了算。況且我自己就是做編程的，發(fā)那科，三菱，西門子，海德漢系統(tǒng)我都接觸過(guò)，我肯定會(huì)較真。
比如說(shuō)很多人都覺(jué)得德瑪吉就代表了德國(guó)機(jī)床的最高水平，然而德瑪吉并沒(méi)有頂尖的產(chǎn)品和技術(shù)，大多數(shù)都是中檔機(jī)床，很容易被認(rèn)為是高檔貨，和日本許多機(jī)床一樣，擅長(zhǎng)廣告營(yíng)銷，用中檔機(jī)床沖銷量罷了。知名度相當(dāng)高，但是美譽(yù)度就一般般了。和德國(guó)的哈默完全不是一個(gè)檔次的機(jī)床。所以如果日本在這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)確實(shí)是第一名，那我也不會(huì)吝嗇我的贊美之詞，我只想把最真實(shí)的信息傳遞給大家，僅此而已。
所以對(duì)于日本機(jī)床我還是那句話：日本機(jī)床主打性價(jià)比，如果你們公司采購(gòu)資金有限，做的產(chǎn)品不是太復(fù)雜，要求不太高的話，你買日本機(jī)床沒(méi)問(wèn)題，精度肯定是夠用的，但如果你們公司做類似發(fā)動(dòng)機(jī)這類復(fù)雜產(chǎn)品，要求又高，既要高精度，還要高速高效率加工的話，我推薦你買歐洲機(jī)床，尤其是瑞士的米克朗，我們公司正在用的牌子，誰(shuí)用誰(shuí)知道。前提是你公司不差錢。當(dāng)然了一分價(jià)錢一分貨，貴肯定是有貴的道理，歐洲機(jī)床整體性能上還是要比日本機(jī)床高一個(gè)檔次的，問(wèn)問(wèn)車間那些天天和瑞士德國(guó)機(jī)床打交道的技術(shù)員就知道了。
咱們拿日本和瑞士機(jī)床做個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比，比如說(shuō)同樣尺寸的小型高速銑機(jī)床，日本牧野的最大轉(zhuǎn)速每分鐘可達(dá)50000-60000轉(zhuǎn)，而瑞士米克朗的轉(zhuǎn)速每分鐘只有30000轉(zhuǎn)，然而米克朗的售價(jià)卻比牧野要高一半，原因就在于米克朗在相同的轉(zhuǎn)速下扭矩jǔ遠(yuǎn)大于日本牧野，稍有相關(guān)常識(shí)的人都知道，扭矩jǔ 的重要性比轉(zhuǎn)速要高得多，真正懂機(jī)床好壞的人是不會(huì)被日式宣傳所迷惑的。還有瑞士斯達(dá)拉格的STC800X，比米克朗的機(jī)子性能還要變態(tài)，同時(shí)滿足高速重切削、快進(jìn)給和高精度的加工要求，你說(shuō)哪個(gè)用戶能不愛(ài)。
今天就先說(shuō)到這吧，辛苦大伙看完，這是我自認(rèn)為對(duì)中國(guó)機(jī)床，日本機(jī)床，歐洲機(jī)床，寫的一篇全網(wǎng)最公正客觀，全面的文章，比那些機(jī)床都沒(méi)摸過(guò)，GM代碼都不懂的外行人要靠譜一百倍，我親手調(diào)研取證了50家高端，尖端制造企業(yè)，錄制了幾十G的視頻證據(jù)資料，為的就是戳破那些嘴炮王者的謠言，作為一名機(jī)械人，一名編程員，我愛(ài)這個(gè)行業(yè)，所以我想盡一份自己的綿薄之力，我可以接受咱們機(jī)床領(lǐng)域的各方面差距，但是我絕對(duì)不接受無(wú)腦造謠抹黑。雖然我自己平時(shí)工作接觸的比較多的是西門子，但是我還是希望有一天可以用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)來(lái)跑我編的程序，我希望這一天早日到來(lái)。最后祝大家新年快樂(lè)。視頻完整版發(fā)到B站了，想看視頻的朋友B站搜同名標(biāo)題就可以了。
摘 要：公路橋梁工程在行車荷載及外部環(huán)境長(zhǎng)期影響下，不可避免地會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量病害，嚴(yán)重影響橋梁運(yùn)營(yíng)安全和使用年限。為有效提高公路橋梁使用性能，保證交通運(yùn)輸安全，加強(qiáng)公路橋梁檢測(cè)與加固顯得尤為關(guān)鍵。鑒于此，文章結(jié)合某橋梁工程實(shí)際情況，針對(duì)高速公路橋梁項(xiàng)目檢測(cè)與加固技術(shù)展開(kāi)綜合研究，通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)確定了橋梁病害情況及評(píng)定等級(jí)，提出了針對(duì)性的加固技術(shù)方案，同時(shí)借助Midas Civil系統(tǒng)構(gòu)建有限元模型，對(duì)橋梁加固前后撓度及應(yīng)力變化實(shí)施對(duì)比分析，科學(xué)驗(yàn)證了CFRP加固技術(shù)的可行性和有效性，具有重要的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：公路橋梁項(xiàng)目;T梁橋;損傷檢測(cè);橋梁加固技術(shù);
作者簡(jiǎn)介：吳龍（1986—）,男,本科,助理工程師,從事高速公路養(yǎng)護(hù)管理工作。;
近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通運(yùn)輸行業(yè)取得顯著進(jìn)步，交通量、載重量大幅度提升，部分現(xiàn)役橋梁工程運(yùn)營(yíng)能力顯著降低，已無(wú)法滿足正常使用要求；同時(shí)，在行車荷載及外部環(huán)境共同作用下，造成橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一系列疲勞破壞，嚴(yán)重影響橋梁使用壽命。若將此部分橋梁拆除重建，會(huì)造成嚴(yán)重資源浪費(fèi)，且對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)極為不利的影響。因此，采用科學(xué)手段對(duì)其實(shí)施加固處理，全面提升橋梁結(jié)構(gòu)承載性能，使其滿足正常使用要求，對(duì)保證橋梁安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)具有重要意義[1]。
某高速公路橋梁工程采用分離式設(shè)計(jì)，左半幅設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為2 329 m，設(shè)計(jì)寬度為12.25 m，凈寬11.25 m。橋跨組合形式為（24×40+3×30+24×40+5×30+4×40)m；右幅橋梁總長(zhǎng)度為2 319 m，寬度12.25 m，凈寬度11.25 m。其上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，下部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包括柱式墩、薄壁式墩、U型橋臺(tái)。橋梁墩和臺(tái)基礎(chǔ)形式分別為樁基礎(chǔ)和擴(kuò)大基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)荷載為公路-I級(jí)。試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果顯示該橋梁主要病害如下所述。
(1）上部結(jié)構(gòu)病害：(1) T梁病害表現(xiàn)為豎向、縱向及斜向開(kāi)裂、混凝土剝落、鋼筋銹蝕、滲水堿化、縱向位移等；(2)橫隔板病害表現(xiàn)為豎向、斜向開(kāi)裂和鋼筋銹脹；(3)濕接縫病害表現(xiàn)為表面存在大量蜂窩和孔洞，局部存在露筋現(xiàn)象；(4)濕接頭病害表現(xiàn)為局部鋼筋裸露，木模未拆除；(5)支座系統(tǒng)病害表現(xiàn)為變形、老化、脫空、墊石損壞[2]。
(2）下部結(jié)構(gòu)病害：蓋梁存在豎、橫向及斜向裂縫，鋼筋銹蝕嚴(yán)重，墩柱局部鋼筋裸露。
(3）橋面系病害：(1)伸縮縫位置混凝土產(chǎn)生縱向裂縫；(2)排水體系失效。
按照最新實(shí)施的《道路橋梁工程施工質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)橋梁質(zhì)量狀況實(shí)施評(píng)價(jià)，其評(píng)定結(jié)果如下：(1)左幅橋梁上部結(jié)構(gòu)為3類，下部結(jié)構(gòu)及橋面系均為2類；綜合評(píng)定為3類；(2)右幅橋梁上部結(jié)構(gòu)為3類，下部結(jié)構(gòu)及橋面系均為2類；綜合評(píng)定為2類；整體評(píng)價(jià)結(jié)果為該橋梁工程左半幅綜合評(píng)分為60≤Dr<80，為3類橋。由此可知，該橋梁左半幅質(zhì)量狀況相對(duì)較差，應(yīng)實(shí)施中修處理；左半幅質(zhì)量狀況良好，可實(shí)施小修。現(xiàn)重點(diǎn)分析左半幅加固處理情況[3]。
根據(jù)橋梁質(zhì)量狀況檢測(cè)及評(píng)定結(jié)果，對(duì)質(zhì)量缺陷成因?qū)嵤┚C合分析，制定了針對(duì)性維修加固方案，具體情況如下：
(1）對(duì)于T梁混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量病害，如蜂窩、麻面、孔洞等，應(yīng)先對(duì)病害部位實(shí)施處理，鑿除附近松散混凝土，并對(duì)鋼筋實(shí)施除銹，除銹完成后采用高標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行修復(fù)；若鋼筋保護(hù)層厚度較小時(shí)，應(yīng)采用水泥基防水結(jié)晶材料制備水泥漿液進(jìn)行涂刷[4]。
(2）對(duì)于滲水返堿質(zhì)量病害，應(yīng)將堿化區(qū)域松散混凝土鑿除，對(duì)損壞部位實(shí)施修復(fù)處理，并選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)對(duì)橋面破損防水混凝土實(shí)施修復(fù)。
(3）對(duì)于T梁結(jié)構(gòu)性豎向開(kāi)裂，應(yīng)先采用科學(xué)方式閉合裂縫，再實(shí)施加固；其他形式裂縫直接實(shí)施閉合處理。
(4）對(duì)于T梁縱向裂縫，應(yīng)根據(jù)縫寬選擇科學(xué)合理的修補(bǔ)方式；當(dāng)縫寬超過(guò)0.15 mm時(shí)，通過(guò)注漿加固方式實(shí)施修補(bǔ)處理；而當(dāng)縫寬小于0.15 mm時(shí)，則采用封閉法實(shí)施處理。
(5）對(duì)于T梁縱向位移部位，應(yīng)加強(qiáng)位移監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控位移情況，適時(shí)采取處治措施。
(1）對(duì)于橫隔板、濕接縫混凝土質(zhì)量病害，如蜂窩、麻面、孔洞等，與T梁混凝土病害處治方式相同，先鑿除附近松散混凝土，并對(duì)鋼筋實(shí)施除銹，然后采用高標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行修復(fù)；若鋼筋保護(hù)層厚度較小時(shí)，應(yīng)采用水泥基防水結(jié)晶材料制備水泥漿液進(jìn)行涂刷[5]。
(2）對(duì)于模板未拆部位應(yīng)將其拆除；而對(duì)于滲水返堿質(zhì)量病害，應(yīng)將堿化區(qū)域松散混凝土鑿除，對(duì)損壞部位實(shí)施修復(fù)處理，并選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)對(duì)橋面破損防水混凝土實(shí)施修復(fù)。
(3）對(duì)于橫隔板開(kāi)裂，應(yīng)先采用科學(xué)方式封閉裂縫，并監(jiān)測(cè)裂縫變化情況，當(dāng)裂縫再次發(fā)展時(shí)，應(yīng)采用黏鋼加固、設(shè)置系梁、增設(shè)預(yù)應(yīng)力筋等方式實(shí)施處理。
(1）部分脫空的支座應(yīng)進(jìn)行加墊處理，保證受力均衡。
(2）墊石損壞的情況，應(yīng)采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)處理。
(3）對(duì)于老化開(kāi)裂、變形嚴(yán)重的支座，應(yīng)實(shí)施更換。
(4）部分出現(xiàn)移位的支座，應(yīng)實(shí)施復(fù)位。
(1）對(duì)于橋墩混凝土結(jié)構(gòu)缺陷、蜂窩、麻面、孔洞、露筋等質(zhì)量病害，應(yīng)先對(duì)病害部位實(shí)施處理，鑿除附近松散混凝土，并對(duì)鋼筋實(shí)施除銹后再采用高標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行修復(fù)；若鋼筋保護(hù)層厚度較小時(shí)，應(yīng)采用水泥基防水結(jié)晶材料制備水泥漿液進(jìn)行涂刷[6]。
(2）對(duì)于橋墩存在的裂縫病害，應(yīng)根據(jù)縫寬選擇科學(xué)合理的修補(bǔ)方式；當(dāng)縫寬超過(guò)0.15 mm時(shí)，通過(guò)注漿加固方式實(shí)施修補(bǔ)處理；而當(dāng)縫寬小于0.15 mm時(shí)，則采用封閉法實(shí)施處理；封閉完成后應(yīng)采用水泥砂漿進(jìn)行抹面處理，保持與周邊混凝土顏色一致[7]。
(1）對(duì)于橋梁伸縮裝置錨固位置混凝土開(kāi)裂，應(yīng)采用灌縫處理方式實(shí)施封閉。
(2）對(duì)于泄水孔堵塞問(wèn)題，應(yīng)完善排水系統(tǒng)，全面清理泄水孔，保持排水通暢。
(3）強(qiáng)化橋梁維護(hù)和保養(yǎng)工作，合理設(shè)置限載標(biāo)識(shí)，安排專人負(fù)責(zé)伸縮裝置及泄水孔清理工作，并定期進(jìn)行巡查，科學(xué)處理存在問(wèn)題，提高橋梁運(yùn)營(yíng)能力[8]。
碳纖維布加固法（Carbon Fi-ber Reinforced Polymer，簡(jiǎn)稱CFRP）是一種新型加固方式，加固材料包括基體和纖維兩部分，通過(guò)對(duì)強(qiáng)度及模量較大的連續(xù)碳纖維排布成束，浸潤(rùn)樹脂材料后，將其置于模具中固化，并經(jīng)過(guò)反復(fù)拉擠而成。相較于鋼材，碳纖維復(fù)合材料彈性較大，不產(chǎn)生塑性變形，強(qiáng)度高、耐久性強(qiáng)，其應(yīng)力變化情況如圖1所示。采用黏貼碳纖維復(fù)合材料加固時(shí)，碳纖維材料與構(gòu)件形成整體結(jié)構(gòu)，共同參與受力，有效約束裂縫擴(kuò)展，提高構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和承載性能。同時(shí)，碳纖維復(fù)合材料能顯著增強(qiáng)構(gòu)件抗剪性能，有效控制構(gòu)件變形[9]。
圖1 CFRP應(yīng)力應(yīng)變曲線 下載原圖
碳纖維復(fù)合材料加固法主要是采用黏結(jié)劑將復(fù)合材料黏結(jié)在橋梁表面裂縫處，與橋梁構(gòu)件形成整體結(jié)構(gòu)，使其與橋梁構(gòu)件共同工作，從而有效提高橋梁結(jié)構(gòu)承載性能。該方法主要用于對(duì)橋梁承重構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)加固，如主梁、墩柱等，同時(shí)也能用于對(duì)一般構(gòu)件的加固處理。
碳纖維復(fù)合材料性能穩(wěn)定，強(qiáng)度高、密度小、抗老化能力強(qiáng)，加固后無(wú)須長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)護(hù)。此加固方法施工簡(jiǎn)便、快捷，且當(dāng)纖維材料密度為200～300 g/mm3時(shí)，其厚度僅為0.111～0.167 mm，不影響橋梁構(gòu)件截面尺寸及自重，且不會(huì)改變橋下凈空高度，是目前最為理想的加固方式。相較于普通加固方式，采用該加固方法對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)施處理，不改變結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，且能與橋梁構(gòu)件共同承受荷載作用。但由于碳纖維材料價(jià)格昂貴，其加固成本較高，同時(shí)對(duì)施工人員專業(yè)技能提出了更加嚴(yán)苛的要求，因此必須由綜合能力較強(qiáng)的技術(shù)人員完成加固任務(wù)。
Midas的中文名稱為“邁達(dá)斯”，是一款與建筑、橋梁、巖土、仿真等相關(guān)的有限元分析軟件。其中橋梁工程方面涉及軟件有Midas Civil、Midas Smart BDS、Civil Designer。Midas Civil適用于土木工程領(lǐng)域，尤其適用對(duì)于懸索橋、斜拉橋、箱型橋梁等的結(jié)構(gòu)分析，同時(shí)能用于非線性邊界分析、水化熱分析、材料非線性分析、靜力及動(dòng)力彈塑性分析等。為確保科學(xué)、高效地完成同類結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)現(xiàn)階段土木結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件的短板，研制出了一套土木結(jié)構(gòu)專用設(shè)計(jì)軟件[10]。
Midas Civil軟件為Midas中的一種，操作簡(jiǎn)單、高效便捷，功能較為齊全，可滿足各種目標(biāo)需求。該軟件是由多國(guó)工程師在C++和Windows環(huán)境研發(fā)而成。該軟件的成功應(yīng)用給工程施工帶來(lái)諸多方便，能夠較為直觀、準(zhǔn)確地從多角度反映結(jié)構(gòu)模型的驗(yàn)證與分析，顯著提升模擬結(jié)果的精確性和有效性。尤其在橋梁結(jié)構(gòu)方面，Midas Civil充分考慮了國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣，在建模、分析、處理、設(shè)計(jì)等不同環(huán)節(jié)提供了一系列較為方便的功能，得到了眾多設(shè)計(jì)師的認(rèn)可。通過(guò)該系統(tǒng)構(gòu)建全橋整體模型，對(duì)荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)病害狀況實(shí)施模擬分析，具體如圖2所示。
圖2 全橋整體模型 下載原圖
在對(duì)CFRP加固狀況實(shí)施模擬時(shí)，通過(guò)平面應(yīng)力模塊對(duì)T梁結(jié)構(gòu)底部黏貼碳纖維復(fù)合材料實(shí)施模擬。利用自定義及界面功能設(shè)定CFRP加固材料性能參數(shù)，并通過(guò)設(shè)定界面間的邊界條件，對(duì)復(fù)合材料與鋼筋混凝土T梁間的黏接狀態(tài)實(shí)施仿真模擬，選擇彈性鏈接界面中的剛性連接方式，完成對(duì)應(yīng)部位的復(fù)合材料單元節(jié)點(diǎn)與鋼筋混凝土T梁節(jié)點(diǎn)的有效連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其變形和位移的調(diào)節(jié)，增強(qiáng)黏結(jié)效果，避免產(chǎn)生滑動(dòng)破壞。
對(duì)加固效應(yīng)結(jié)果實(shí)施對(duì)比時(shí)，應(yīng)選擇橋梁中央位置的T量實(shí)施比較；對(duì)撓度比較時(shí)，應(yīng)選取中梁及邊跨的中跨跨中部位；對(duì)應(yīng)力比較時(shí)，應(yīng)選擇中梁中央部位的T量實(shí)施對(duì)比。
(1）撓度：CFRP加固處理前后橋梁撓度變化情況，如圖3所示。
圖3 橋梁加固前后撓度變化 下載原圖
(2）應(yīng)力：CFRP加固處理前后橋梁應(yīng)力變化情況，如圖4所示。
圖4 橋梁加固前后應(yīng)力對(duì)比（N/mm2) 下載原圖
通過(guò)圖3、圖4能夠看出：(1)彎矩相同的條件下，橋梁加固處理后，中梁和邊梁的撓度均顯著低于加固前撓度，降幅達(dá)60%，表明CFRP加固技術(shù)能有效提升鋼筋混凝土T梁剛度；(2)采用CFRP加固技術(shù)對(duì)橋梁實(shí)施加固處理后，T梁底部應(yīng)力顯著降低，中跨、邊跨位置的應(yīng)力依次降低30%和50%，橋梁承載性能顯著增強(qiáng)。由此可見(jiàn)，采用CFRP加固技術(shù)對(duì)存在結(jié)構(gòu)缺陷的橋梁工程實(shí)施加固處理，能有效地提升橋梁剛度及承載性能，增強(qiáng)抗變形能力，并且能夠有效地控制橋梁后期裂縫病害，這充分表明采用CFRP加固技術(shù)對(duì)橋梁實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)加固是完全可行的。
綜上所述，該文結(jié)合某橋梁工程實(shí)際情況，針對(duì)高速公路橋梁項(xiàng)目檢測(cè)與加固技術(shù)展開(kāi)綜合研究，通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)及加固模擬分析，得出如下結(jié)論：
(1）常規(guī)試驗(yàn)檢測(cè)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁質(zhì)量病害，為橋梁加固處理提供理論依據(jù)。
(2）針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)裂縫加固處理，應(yīng)先將裂縫封閉后，再采用CFRP實(shí)施加固，能顯著增強(qiáng)橋梁剛度和承載性能。
(3）橋梁經(jīng)加固處理后，其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性得到大幅度提升，運(yùn)營(yíng)能力顯著增強(qiáng)，但在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中極易產(chǎn)生質(zhì)量病害，造成結(jié)構(gòu)性能嚴(yán)重衰退。因此，橋梁加固處理后應(yīng)加強(qiáng)橋梁檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)，以有效確保橋梁安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。
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