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行走在“云端”的智慧梁场
来源:水电五局 作者:李伯杭 时间:2024-10-31 字体:[ ]

在山东省临清市北郊方向33公里的广袤平原,一孔孔32.6米的箱梁整齐的摆放在存梁台位上。巨大的临清制梁场如耀眼的明珠镶嵌在冀鲁大地。山东临清,依运河而生,因运河而兴,而即将建成的临清东站将成为临清首座高铁站,从京杭大运河到雄商高铁,中国电建水电五局正在助力古城实现跨越千年的交通接力。

雄商高铁是中国“八纵八横”高铁网京港(台)通道的重要组成部分,承建雄商高铁站前八标项目的水电五局工匠通过大型铁路梁场规划建设及预制一体化智能建造关键技术打造临清智慧梁场,走出一条“云端”之路。

接轨新技术,拥抱产业新发展

预制梁场,是高铁桥梁结构的生产单元,传统建造方式下大型预制梁场掣肘于占地空间大、建造与管理效率低、配套工装更新滞后、设备自动化程度不足、环保效能低等问题,产业升级大背景下,专业化、工厂化、机械化、信息化、智能化的智慧梁场应运而生,成为路桥建设项目中的新趋势。

作为雄商高铁山东段内规模最大的高铁梁场,临清制梁场承担着雄商铁路卫运河特大桥和聊城特大桥共914孔箱梁的预制和运架施工任务。水电五局主动求变,做优专业化、标准化、精细化支撑,提升项目桥梁智能化、信息化、自动化建造水平,打造“资源节约、智能创新、绿色环保”智能化梁场——临清制梁场。

智慧梁场智能建造技术是关键。临清制梁场运用SLP、BIM技术开展不良地质条件下预制梁场规划建设,增加制梁台座1个、存梁台座25个,优化土地资源利用率,助力施工产能稳步升级。首次提出并应用基于机器视觉的预制梁智能养护关键技术,预制梁智能化生产关键技术开展智能化、标准化设备工装,研发预制梁场智慧生产和数字化管理系统的配套产研落地。

“创新创效,关键要激发个体创新能动性,以人为本,运用集体智慧解决实际问题,是青年不容辞的责任。”项目总工张达志和队员们眼神坚毅,投身创新创效,像一颗颗钉子,扎在生产前方。

智造工装改良,安全质量再提升

“设备是解放劳动力、降低人工成本的最有效途径。”项目负责人王峥岩与团队始终将工装改良作为关键技术落地的重要突破口。

既然锚定高质量发展,就要紧紧围绕重点生产领域,科研团队从钢筋、模板、预应力、混凝土工程等各工序入手开展工艺突破与创新。

为解决高铁预制箱梁内模快速安拆配套设施及施工人员多、工序复杂、安全风险高、作业工效低等问题,雄商项目科研团队化繁为简,以智能化为创新点,研发出了集自动化、安全风险低、施工效率高的一种箱梁内模安拆转运装置。

通过内模端部与传送行走轮搭接,利用驱动齿轮拖动内模走行,减少对龙门吊、卷扬机的依赖,降低了安全风险,实现了自动化作业,节省安装时间1小时,减少了台座占用时间,有效提高了内模使用效率,进一步提升预制梁施工产能。

该成果已获得国家实用新型专利2项,累计创造转化产值5000余万元。并在莱荣铁路、潍烟铁路、雄商高铁梁场等60余座高铁梁场广泛应用。

为解决箱梁接触网支柱基础施工中定位困难、精度不易控制、生产效率低、加高平台烂跟、施工复杂的难题,科研团队研发的箱梁接触网支柱基础施工质量控制一体化装置应运而生。

通过基础制作装置进行接触网基础的制作与检测,桥面施工时采用快速定位装置及检测装置接触网基础进行检测、调整、定位,安装基础加高平台模板实现一体化作业,解决了钢筋M8无法安装、混凝土烂根等问题,同时具备自动化程度、施工精度高,安拆方便性能稳定,周转利用率高等优势。

该成果已获得国家实用新型专利4项,荣获水电五局“创新创效金点子”优秀职工合理化建议二等奖、荣获四川省职工“五小”活动优秀成果,推广应用于于莱荣铁路、潍烟铁路、雄商高铁梁场等60余座高铁梁场,累计创造产值6000余万元。

除此之外,梁端智能养护、蓄水养护、智能张拉台车、智能钢筋运输车、免安装工具锚自锁式千斤顶等十余项技术在临清制梁场广泛应用,共授权专利30余项,获得企业工法10余项,省部级工法3项,获省部级群众创新奖励3项,累计发表科技论文10余篇。

探索不停,进步不止。在未来,科研重点将侧重钢筋智能运转绑扎吊装一体化技术、混凝土快速布料振捣一体化技术、箱梁外模打磨涂油检测一体化技术、钢绞线切割穿束一体化技术、桥面振捣整平抹面一体化技术、预应力管道压浆智能化关键技术研发,覆盖制梁全流程施工工艺。

“聚焦主要环节生产线的多维度全面升级,通过设备的改造创新,为施工安全质量保驾护航。”这是梁场副总工张进伟一直以来的愿望。

云端互联,数字上的智慧梁场

发展新质生产力在临清智慧梁场变成了现实,手机操作app即可快速检测预应力钢筋定位,梁体、拌和站无线测温反馈数据,扎实有效提升混凝土质量过程控制。

为提升预制梁智能养护的关键性技术,科研团队提出了一种以机器视觉技术为支撑,以深度学习算法为基础的图像识别智能养护系统,通过5G传输技术、物联网建立混凝表面含水量、表层适度、强度等表现质量检测模型,提高混凝土养护的精确度,并为实现混凝土强度等级的准确评估提供有效手段,实现混凝土更高级别的智能养护。

降本增效巧用数字智慧解放劳动力,智慧梁场结合智能材料核控系统统集成检测原材使用情况,通过无人过磅、拌和站、龙门吊对耗材进出自动称重,缩减误差,运用图表计算并可视化材料消耗情况,切实有效提升资源利用率。

随着智能质量控制技术、智能维护管理技术、除尘等智能环保技术、智能安全管理技术、智能控制技术构建梁场智能拌和站,计算机、网络、传感器等先进技术对混凝土拌和站的生产、调度、质量控制等进行智能化改造,提高混凝土生产效率、保证混凝土质量、降低能耗和环保排放。

“集成在一个数据系统实施监控,自动化操作,不仅省时省力,更减少了能耗,质量有保障,建设才能顺心。”智能拌和站的操作员聚精会神调出即时画面和动态数据信息,有条不紊地分享着技术带来的便利。

信息技术、工程技术和项目管理数据融合理念下,数字信息化不仅是一道安全质量的坚固屏障,更是一双俯瞰经纬的千里眼。

走进信息化中心控制室,标段进度管理系统可视化桥梁上部结构建设实时信息,成为架梁“向导”,制梁场智慧生产管理系统以预制梁场生产管理业务流程为基础,BIM模型为信息载体建立数字梁场管理系统,通过系统的安全、质量、进度、物资管理等功能,提高现场响应速度、灵活性、效率等,实现梁场生产全过程管理。

同时通过AI智能、人脸识别等技术配合智能广播实现对作业人员的可视化安全管理,基于物联网与5G通讯技术特种装备动态监测系统实现对架桥机经纬度、温度、干湿、动态挠度、风速实时检测预警,有效降低现场安全事故的发生概率,VR安全体验馆也助力进场安全教育更上新台阶。笃行日新,随着智慧工地普及,智能建造在工程建设领域逐步深化,临清制梁场正将美好蓝图一步步绘成现实。

低碳环保,绿色可持续发展

智慧梁场创优创效绿色名片,低碳理念贯穿建设始终。

临清智慧梁场在结束架梁任务后需完成退工还田的环保目标,执行生产任务期间更需要低碳环保地走可持续发展路线这就对于梁场规划建设研究提出了更高的要求。

经科研团队不懈努力,走访实地调研,完善研究方案,订立了环保型梁场绿色施工技术的总基调,通过采用因素分解理论及碳排放系数法进行梁场全生命周期内的碳排放计算并进行敏感因素分析,确定碳排放主要来源的途径,针对性地应用节水、节地、节材、噪声和污染控制等多种绿色施工技术及标准化、信息化、自动化配套技术。

低碳科研面向未来,研究重点包括对外引入成套新能源工程机械,有效减少尾气排放,降低空气污染、噪音污染,节约能源,减少化石能源消耗;拌和站智能系统结合脱硝、除尘、减振等智能环保技术日渐完善落地,推动梁场建设及生产向绿色、低碳的方向转变,服务创新创效,促进行业的可持续发展。

“老百姓时常关注我们架梁,施工时也不乏支持和帮助,我们都想着一定要保护好环境,让老百姓安心,智造工程,实现人与自然和谐共生。”架梁管理人员王东东说。

融合先进的技术、设备,借助智慧“大脑”,通过物联网、数字孪生、人工智能等新一代信息技术,临清制梁场组建出数智梁场的整体架构。如今的智能建造场景也让一位“老铁路”充满感慨,“有了科技力量的加持,作业人员的劳动强度降低了,工作效率反而大大提升了。”




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