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行走在“云端”的智慧梁場(chǎng)
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(tái)位上。巨大的臨清制梁場(chǎng)如耀眼的明珠鑲嵌在冀魯大地。山東臨清，依運(yùn)河而生，因運(yùn)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(yùn)河到雄商高鐵，水電五局正在助力古城實(shí)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(tái))通道的重要組成部分，承建雄商高鐵站前八標(biāo)項(xiàng)目的水電五局工匠通過大型鐵路梁場(chǎng)規(guī)劃建設(shè)及預(yù)制一體化智能建造關(guān)鍵技術(shù)打造臨清智慧梁場(chǎng)，走出一條“云端”之路。
接軌新技術(shù)，擁抱產(chǎn)業(yè)新發(fā)展
預(yù)制梁場(chǎng)，是高鐵橋梁結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)單元，傳統(tǒng)建造方式下大型預(yù)制梁場(chǎng)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(shè)備自動(dòng)化程度不足、環(huán)保效能低等問題，產(chǎn)業(yè)升級(jí)大背景下，專業(yè)化、工廠化、機(jī)械化、信息化、智能化的智慧梁場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生，成為路橋建設(shè)項(xiàng)目中的新趨勢(shì)。
作為雄商高鐵山東段內(nèi)規(guī)模最大的高鐵梁場(chǎng)，臨清制梁場(chǎng)承擔(dān)著雄商鐵路衛(wèi)運(yùn)河特大橋和聊城特大橋共914孔箱梁的預(yù)制和運(yùn)架施工任務(wù)。水電五局主動(dòng)求變，做優(yōu)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化支撐，提升項(xiàng)目橋梁智能化、信息化、自動(dòng)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?chǎng)——臨清制梁場(chǎng)。
智慧梁場(chǎng)智能建造技術(shù)是關(guān)鍵。臨清制梁場(chǎng)運(yùn)用SLP、BIM技術(shù)開展不良地質(zhì)條件下預(yù)制梁場(chǎng)規(guī)劃建設(shè)，增加制梁臺(tái)座1個(gè)、存梁臺(tái)座25個(gè)，優(yōu)化土地資源利用率，助力施工產(chǎn)能穩(wěn)步升級(jí)。首次提出并應(yīng)用基于機(jī)器視覺的預(yù)制梁智能養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)制梁智能化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)開展智能化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備工裝，研發(fā)預(yù)制梁場(chǎng)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(guān)鍵要激發(fā)個(gè)體創(chuàng)新能動(dòng)性，以人為本，運(yùn)用集體智慧解決實(shí)際問題，是青年不容辭的責(zé)任?！表?xiàng)目總工張達(dá)志和隊(duì)員們眼神堅(jiān)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(shè)備是解放勞動(dòng)力、降低人工成本的最有效途徑?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)人王崢巖與團(tuán)隊(duì)始終將工裝改良作為關(guān)鍵技術(shù)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(diǎn)生產(chǎn)領(lǐng)域，科研團(tuán)隊(duì)從鋼筋、模板、預(yù)應(yīng)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(yù)制箱梁內(nèi)?？焖侔膊鹋涮自O(shè)施及施工人員多、工序復(fù)雜、安全風(fēng)險(xiǎn)高、作業(yè)工效低等問題，雄商項(xiàng)目科研團(tuán)隊(duì)化繁為簡，以智能化為創(chuàng)新點(diǎn)，研發(fā)出了集自動(dòng)化、安全風(fēng)險(xiǎn)低、施工效率高的一種箱梁內(nèi)模安拆轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。
通過內(nèi)模端部與傳送行走輪搭接，利用驅(qū)動(dòng)齒輪拖動(dòng)內(nèi)模走行，減少對(duì)龍門吊、卷揚(yáng)機(jī)的依賴，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化作業(yè)，節(jié)省安裝時(shí)間1小時(shí)，減少了臺(tái)座占用時(shí)間，有效提高了內(nèi)模使用效率，進(jìn)一步提升預(yù)制梁施工產(chǎn)能。
該成果已獲得國家實(shí)用新型專利2項(xiàng)，累計(jì)創(chuàng)造轉(zhuǎn)化產(chǎn)值5000余萬元。并在萊榮鐵路、濰煙鐵路、雄商高鐵梁場(chǎng)等60余座高鐵梁場(chǎng)廣泛應(yīng)用。
為解決箱梁接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)施工中定位困難、精度不易控制、生產(chǎn)效率低、加高平臺(tái)爛跟、施工復(fù)雜的難題，科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的箱梁接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制一體化裝置應(yīng)運(yùn)而生。
通過基礎(chǔ)制作裝置進(jìn)行接觸網(wǎng)基礎(chǔ)的制作與檢測(cè)，橋面施工時(shí)采用快速定位裝置及檢測(cè)裝置接觸網(wǎng)基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)整、定位，安裝基礎(chǔ)加高平臺(tái)模板實(shí)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(shí)具備自動(dòng)化程度、施工精度高，安拆方便性能穩(wěn)定，周轉(zhuǎn)利用率高等優(yōu)勢(shì)。
該成果已獲得國家實(shí)用新型專利4項(xiàng)，榮獲水電五局“創(chuàng)新創(chuàng)效金點(diǎn)子”優(yōu)秀職工合理化建議二等獎(jiǎng)、榮獲四川省職工“五小”活動(dòng)優(yōu)秀成果，推廣應(yīng)用于于萊榮鐵路、濰煙鐵路、雄商高鐵梁場(chǎng)等60余座高鐵梁場(chǎng)，累計(jì)創(chuàng)造產(chǎn)值6000余萬元。
除此之外，梁端智能養(yǎng)護(hù)、蓄水養(yǎng)護(hù)、智能張拉臺(tái)車、智能鋼筋運(yùn)輸車、免安裝工具錨自鎖式千斤頂?shù)仁囗?xiàng)技術(shù)在臨清制梁場(chǎng)廣泛應(yīng)用，共授權(quán)專利30余項(xiàng)，獲得企業(yè)工法10余項(xiàng)，省部級(jí)工法3項(xiàng)，獲省部級(jí)群眾創(chuàng)新獎(jiǎng)勵(lì)3項(xiàng)，累計(jì)發(fā)表科技論文10余篇。
探索不停，進(jìn)步不止。在未來，科研重點(diǎn)將側(cè)重鋼筋智能運(yùn)轉(zhuǎn)綁扎吊裝一體化技術(shù)、混凝土快速布料振搗一體化技術(shù)、箱梁外模打磨涂油檢測(cè)一體化技術(shù)、鋼絞線切割穿束一體化技術(shù)、橋面振搗整平抹面一體化技術(shù)、預(yù)應(yīng)力管道壓漿智能化關(guān)鍵技術(shù)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(jí)，通過設(shè)備的改造創(chuàng)新，為施工安全質(zhì)量保駕護(hù)航。”這是梁場(chǎng)副總工張進(jìn)偉一直以來的愿望。
云端互聯(lián)，數(shù)字上的智慧梁場(chǎng)
發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力在臨清智慧梁場(chǎng)變成了現(xiàn)實(shí)，手機(jī)操作app即可快速檢測(cè)預(yù)應(yīng)力鋼筋定位，梁體、拌和站無線測(cè)溫反饋數(shù)據(jù)，扎實(shí)有效提升混凝土質(zhì)量過程控制。
為提升預(yù)制梁智能養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵性技術(shù)，科研團(tuán)隊(duì)提出了一種以機(jī)器視覺技術(shù)為支撐，以深度學(xué)習(xí)算法為基礎(chǔ)的圖像識(shí)別智能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，通過5G傳輸技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)建立混凝表面含水量、表層適度、強(qiáng)度等表現(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)模型，提高混凝土養(yǎng)護(hù)的精確度，并為實(shí)現(xiàn)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的準(zhǔn)確評(píng)估提供有效手段，實(shí)現(xiàn)混凝土更高級(jí)別的智能養(yǎng)護(hù)。
降本增效巧用數(shù)字智慧解放勞動(dòng)力，智慧梁場(chǎng)結(jié)合智能材料核控系統(tǒng)統(tǒng)集成檢測(cè)原材使用情況，通過無人過磅、拌和站、龍門吊對(duì)耗材進(jìn)出自動(dòng)稱重，縮減誤差，運(yùn)用圖表計(jì)算并可視化材料消耗情況，切實(shí)有效提升資源利用率。
隨著智能質(zhì)量控制技術(shù)、智能維護(hù)管理技術(shù)、除塵等智能環(huán)保技術(shù)、智能安全管理技術(shù)、智能控制技術(shù)構(gòu)建梁場(chǎng)智能拌和站，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等先進(jìn)技術(shù)對(duì)混凝土拌和站的生產(chǎn)、調(diào)度、質(zhì)量控制等進(jìn)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(gè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控，自動(dòng)化操作，不僅省時(shí)省力，更減少了能耗，質(zhì)量有保障，建設(shè)才能順心?！敝悄馨韬驼镜牟僮鲉T聚精會(huì)神調(diào)出即時(shí)畫面和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息，有條不紊地分享著技術(shù)帶來的便利。
信息技術(shù)、工程技術(shù)和項(xiàng)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(jiān)固屏障，更是一雙俯瞰經(jīng)緯的千里眼。
走進(jìn)信息化中心控制室，標(biāo)段進(jìn)度管理系統(tǒng)可視化橋梁上部結(jié)構(gòu)建設(shè)實(shí)時(shí)信息，成為架梁“向?qū)А保屏簣?chǎng)智慧生產(chǎn)管理系統(tǒng)以預(yù)制梁場(chǎng)生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程為基礎(chǔ)，BIM模型為信息載體建立數(shù)字梁場(chǎng)管理系統(tǒng)，通過系統(tǒng)的安全、質(zhì)量、進(jìn)度、物資管理等功能，提高現(xiàn)場(chǎng)響應(yīng)速度、靈活性、效率等，實(shí)現(xiàn)梁場(chǎng)生產(chǎn)全過程管理。
同時(shí)通過AI智能、人臉識(shí)別等技術(shù)配合智能廣播實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shù)特種裝備動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)架橋機(jī)經(jīng)緯度、溫度、干濕、動(dòng)態(tài)撓度、風(fēng)速實(shí)時(shí)檢測(cè)預(yù)警，有效降低現(xiàn)場(chǎng)安全事故的發(fā)生概率，VR安全體驗(yàn)館也助力進(jìn)場(chǎng)安全教育更上新臺(tái)階。篤行日新，隨著智慧工地普及，智能建造在工程建設(shè)領(lǐng)域逐步深化，臨清制梁場(chǎng)正將美好藍(lán)圖一步步繪成現(xiàn)實(shí)。
低碳環(huán)保，綠色可持續(xù)發(fā)展
智慧梁場(chǎng)創(chuàng)優(yōu)創(chuàng)效綠色名片，低碳理念貫穿建設(shè)始終。
臨清智慧梁場(chǎng)在結(jié)束架梁任務(wù)后需完成退工還田的環(huán)保目標(biāo)，執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)期間更需要低碳環(huán)保地走可持續(xù)發(fā)展路線這就對(duì)于梁場(chǎng)規(guī)劃建設(shè)研究提出了更高的要求。
經(jīng)科研團(tuán)隊(duì)不懈努力，走訪實(shí)地調(diào)研，完善研究方案，訂立了環(huán)保型梁場(chǎng)綠色施工技術(shù)的總基調(diào)，通過采用因素分解理論及碳排放系數(shù)法進(jìn)行梁場(chǎng)全生命周期內(nèi)的碳排放計(jì)算并進(jìn)行敏感因素分析，確定碳排放主要來源的途徑，針對(duì)性地應(yīng)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(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、自動(dòng)化配套技術(shù)。
低碳科研面向未來，研究重點(diǎn)包括對(duì)外引入成套新能源工程機(jī)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(jié)合脫硝、除塵、減振等智能環(huán)保技術(shù)日漸完善落地，推動(dòng)梁場(chǎng)建設(shè)及生產(chǎn)向綠色、低碳的方向轉(zhuǎn)變，服務(wù)創(chuàng)新創(chuàng)效，促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
“老百姓時(shí)常關(guān)注我們架梁，施工時(shí)也不乏支持和幫助，我們都想著一定要保護(hù)好環(huán)境，讓老百姓安心，智造工程，實(shí)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(jìn)的技術(shù)、設(shè)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(shù)，臨清制梁場(chǎng)組建出數(shù)智梁場(chǎng)的整體架構(gòu)。如今的智能建造場(chǎng)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(dòng)強(qiáng)度降低了，工作效率反而大大提升了。”
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