在山東省臨清市北郊方向33公里的廣袤平原,一孔孔32.6米的箱梁整齊的擺放在存梁臺位上。巨大的臨清制梁場如耀眼的明珠鑲嵌在冀魯大地。山東臨清,依運河而生,因運河而興,而即將建成的臨清東站將成為臨清首座高鐵站,從京杭大運河到雄商高鐵,中國電建水電五局正在助力古城實現(xiàn)跨越千年的交通接力。
雄商高鐵是中國“八縱八橫”高鐵網(wǎng)京港(臺)通道的重要組成部分,承建雄商高鐵站前八標項目的水電五局工匠通過大型鐵路梁場規(guī)劃建設及預制一體化智能建造關鍵技術打造臨清智慧梁場,走出一條“云端”之路。
接軌新技術,擁抱產(chǎn)業(yè)新發(fā)展
預制梁場,是高鐵橋梁結構的生產(chǎn)單元,傳統(tǒng)建造方式下大型預制梁場掣肘于占地空間大、建造與管理效率低、配套工裝更新滯后、設備自動化程度不足、環(huán)保效能低等問題,產(chǎn)業(yè)升級大背景下,專業(yè)化、工廠化、機械化、信息化、智能化的智慧梁場應運而生,成為路橋建設項目中的新趨勢。
作為雄商高鐵山東段內(nèi)規(guī)模最大的高鐵梁場,臨清制梁場承擔著雄商鐵路衛(wèi)運河特大橋和聊城特大橋共914孔箱梁的預制和運架施工任務。水電五局主動求變,做優(yōu)專業(yè)化、標準化、精細化支撐,提升項目橋梁智能化、信息化、自動化建造水平,打造“資源節(jié)約、智能創(chuàng)新、綠色環(huán)?!敝悄芑簣觥R清制梁場。
智慧梁場智能建造技術是關鍵。臨清制梁場運用SLP、BIM技術開展不良地質(zhì)條件下預制梁場規(guī)劃建設,增加制梁臺座1個、存梁臺座25個,優(yōu)化土地資源利用率,助力施工產(chǎn)能穩(wěn)步升級。首次提出并應用基于機器視覺的預制梁智能養(yǎng)護關鍵技術,預制梁智能化生產(chǎn)關鍵技術開展智能化、標準化設備工裝,研發(fā)預制梁場智慧生產(chǎn)和數(shù)字化管理系統(tǒng)的配套產(chǎn)研落地。
“創(chuàng)新創(chuàng)效,關鍵要激發(fā)個體創(chuàng)新能動性,以人為本,運用集體智慧解決實際問題,是青年不容辭的責任?!表椖靠偣堖_志和隊員們眼神堅毅,投身創(chuàng)新創(chuàng)效,像一顆顆釘子,扎在生產(chǎn)前方。
智造工裝改良,安全質(zhì)量再提升
“設備是解放勞動力、降低人工成本的最有效途徑?!表椖控撠熑送鯈槑r與團隊始終將工裝改良作為關鍵技術落地的重要突破口。
既然錨定高質(zhì)量發(fā)展,就要緊緊圍繞重點生產(chǎn)領域,科研團隊從鋼筋、模板、預應力、混凝土工程等各工序入手開展工藝突破與創(chuàng)新。
為解決高鐵預制箱梁內(nèi)模快速安拆配套設施及施工人員多、工序復雜、安全風險高、作業(yè)工效低等問題,雄商項目科研團隊化繁為簡,以智能化為創(chuàng)新點,研發(fā)出了集自動化、安全風險低、施工效率高的一種箱梁內(nèi)模安拆轉運裝置。
通過內(nèi)模端部與傳送行走輪搭接,利用驅(qū)動齒輪拖動內(nèi)模走行,減少對龍門吊、卷揚機的依賴,降低了安全風險,實現(xiàn)了自動化作業(yè),節(jié)省安裝時間1小時,減少了臺座占用時間,有效提高了內(nèi)模使用效率,進一步提升預制梁施工產(chǎn)能。
該成果已獲得國家實用新型專利2項,累計創(chuàng)造轉化產(chǎn)值5000余萬元。并在萊榮鐵路、濰煙鐵路、雄商高鐵梁場等60余座高鐵梁場廣泛應用。
為解決箱梁接觸網(wǎng)支柱基礎施工中定位困難、精度不易控制、生產(chǎn)效率低、加高平臺爛跟、施工復雜的難題,科研團隊研發(fā)的箱梁接觸網(wǎng)支柱基礎施工質(zhì)量控制一體化裝置應運而生。
通過基礎制作裝置進行接觸網(wǎng)基礎的制作與檢測,橋面施工時采用快速定位裝置及檢測裝置接觸網(wǎng)基礎進行檢測、調(diào)整、定位,安裝基礎加高平臺模板實現(xiàn)一體化作業(yè),解決了鋼筋M8無法安裝、混凝土爛根等問題,同時具備自動化程度、施工精度高,安拆方便性能穩(wěn)定,周轉利用率高等優(yōu)勢。
該成果已獲得國家實用新型專利4項,榮獲水電五局“創(chuàng)新創(chuàng)效金點子”優(yōu)秀職工合理化建議二等獎、榮獲四川省職工“五小”活動優(yōu)秀成果,推廣應用于于萊榮鐵路、濰煙鐵路、雄商高鐵梁場等60余座高鐵梁場,累計創(chuàng)造產(chǎn)值6000余萬元。
除此之外,梁端智能養(yǎng)護、蓄水養(yǎng)護、智能張拉臺車、智能鋼筋運輸車、免安裝工具錨自鎖式千斤頂?shù)仁囗椉夹g在臨清制梁場廣泛應用,共授權專利30余項,獲得企業(yè)工法10余項,省部級工法3項,獲省部級群眾創(chuàng)新獎勵3項,累計發(fā)表科技論文10余篇。
探索不停,進步不止。在未來,科研重點將側重鋼筋智能運轉綁扎吊裝一體化技術、混凝土快速布料振搗一體化技術、箱梁外模打磨涂油檢測一體化技術、鋼絞線切割穿束一體化技術、橋面振搗整平抹面一體化技術、預應力管道壓漿智能化關鍵技術研發(fā),覆蓋制梁全流程施工工藝。
“聚焦主要環(huán)節(jié)生產(chǎn)線的多維度全面升級,通過設備的改造創(chuàng)新,為施工安全質(zhì)量保駕護航。”這是梁場副總工張進偉一直以來的愿望。
云端互聯(lián),數(shù)字上的智慧梁場
發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力在臨清智慧梁場變成了現(xiàn)實,手機操作app即可快速檢測預應力鋼筋定位,梁體、拌和站無線測溫反饋數(shù)據(jù),扎實有效提升混凝土質(zhì)量過程控制。
為提升預制梁智能養(yǎng)護的關鍵性技術,科研團隊提出了一種以機器視覺技術為支撐,以深度學習算法為基礎的圖像識別智能養(yǎng)護系統(tǒng),通過5G傳輸技術、物聯(lián)網(wǎng)建立混凝表面含水量、表層適度、強度等表現(xiàn)質(zhì)量檢測模型,提高混凝土養(yǎng)護的精確度,并為實現(xiàn)混凝土強度等級的準確評估提供有效手段,實現(xiàn)混凝土更高級別的智能養(yǎng)護。
降本增效巧用數(shù)字智慧解放勞動力,智慧梁場結合智能材料核控系統(tǒng)統(tǒng)集成檢測原材使用情況,通過無人過磅、拌和站、龍門吊對耗材進出自動稱重,縮減誤差,運用圖表計算并可視化材料消耗情況,切實有效提升資源利用率。
隨著智能質(zhì)量控制技術、智能維護管理技術、除塵等智能環(huán)保技術、智能安全管理技術、智能控制技術構建梁場智能拌和站,計算機、網(wǎng)絡、傳感器等先進技術對混凝土拌和站的生產(chǎn)、調(diào)度、質(zhì)量控制等進行智能化改造,提高混凝土生產(chǎn)效率、保證混凝土質(zhì)量、降低能耗和環(huán)保排放。
“集成在一個數(shù)據(jù)系統(tǒng)實施監(jiān)控,自動化操作,不僅省時省力,更減少了能耗,質(zhì)量有保障,建設才能順心。”智能拌和站的操作員聚精會神調(diào)出即時畫面和動態(tài)數(shù)據(jù)信息,有條不紊地分享著技術帶來的便利。
信息技術、工程技術和項目管理數(shù)據(jù)融合理念下,數(shù)字信息化不僅是一道安全質(zhì)量的堅固屏障,更是一雙俯瞰經(jīng)緯的千里眼。
走進信息化中心控制室,標段進度管理系統(tǒng)可視化橋梁上部結構建設實時信息,成為架梁“向?qū)А保屏簣鲋腔凵a(chǎn)管理系統(tǒng)以預制梁場生產(chǎn)管理業(yè)務流程為基礎,BIM模型為信息載體建立數(shù)字梁場管理系統(tǒng),通過系統(tǒng)的安全、質(zhì)量、進度、物資管理等功能,提高現(xiàn)場響應速度、靈活性、效率等,實現(xiàn)梁場生產(chǎn)全過程管理。
同時通過AI智能、人臉識別等技術配合智能廣播實現(xiàn)對作業(yè)人員的可視化安全管理,基于物聯(lián)網(wǎng)與5G通訊技術特種裝備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對架橋機經(jīng)緯度、溫度、干濕、動態(tài)撓度、風速實時檢測預警,有效降低現(xiàn)場安全事故的發(fā)生概率,VR安全體驗館也助力進場安全教育更上新臺階。篤行日新,隨著智慧工地普及,智能建造在工程建設領域逐步深化,臨清制梁場正將美好藍圖一步步繪成現(xiàn)實。
低碳環(huán)保,綠色可持續(xù)發(fā)展
智慧梁場創(chuàng)優(yōu)創(chuàng)效綠色名片,低碳理念貫穿建設始終。
臨清智慧梁場在結束架梁任務后需完成退工還田的環(huán)保目標,執(zhí)行生產(chǎn)任務期間更需要低碳環(huán)保地走可持續(xù)發(fā)展路線這就對于梁場規(guī)劃建設研究提出了更高的要求。
經(jīng)科研團隊不懈努力,走訪實地調(diào)研,完善研究方案,訂立了環(huán)保型梁場綠色施工技術的總基調(diào),通過采用因素分解理論及碳排放系數(shù)法進行梁場全生命周期內(nèi)的碳排放計算并進行敏感因素分析,確定碳排放主要來源的途徑,針對性地應用節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、噪聲和污染控制等多種綠色施工技術及標準化、信息化、自動化配套技術。
低碳科研面向未來,研究重點包括對外引入成套新能源工程機械,有效減少尾氣排放,降低空氣污染、噪音污染,節(jié)約能源,減少化石能源消耗;拌和站智能系統(tǒng)結合脫硝、除塵、減振等智能環(huán)保技術日漸完善落地,推動梁場建設及生產(chǎn)向綠色、低碳的方向轉變,服務創(chuàng)新創(chuàng)效,促進行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
“老百姓時常關注我們架梁,施工時也不乏支持和幫助,我們都想著一定要保護好環(huán)境,讓老百姓安心,智造工程,實現(xiàn)人與自然和諧共生?!奔芰汗芾砣藛T王東東說。
融合先進的技術、設備,借助智慧“大腦”,通過物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、人工智能等新一代信息技術,臨清制梁場組建出數(shù)智梁場的整體架構。如今的智能建造場景也讓一位“老鐵路”充滿感慨,“有了科技力量的加持,作業(yè)人員的勞動強度降低了,工作效率反而大大提升了。”
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