科技日报记者 何亮
智臂量云汉,凌空架月虹!
7月3日,南京马汊河畔,两台蓝黄相间的悬臂智慧造桥机如同身披铠甲的“钢铁巨人”,包裹住河岸两端的桥梁,并推动桥梁承台上“钢铁臂膊”不断向前延伸。
“这是全国首台悬臂智慧造桥机的升级版。”中铁四局四公司钢结构分公司总工程师占桂友告诉科技日报记者,2024年4月,新型6米大节段悬臂智慧造桥机在宁淮城际铁路正式上岗以来,以10天浇筑完成一节段的速度,让连续梁在河中心加速“牵手”合龙。
目前,悬臂智慧造桥机已应用于宁淮铁路、京滨铁路、邵永铁路等项目。它有效解决了传统挂篮施工中结构复杂、装拆繁琐、安全隐患大等难题,实现铁路大跨度桥梁施工从“人工建造”到“智能建造”的跨越式升级。
迭代升级创佳绩
传统大型连续梁施工,往往采用悬臂挂篮作业。这种作业方式不仅需要反复安拆锚固装置,导致人员安全得不到保障,而且整体设备智能化程度低,施工数据依赖人工监测,容易出现数据偏差。
2024年3月,在经历多年技术攻关后,由中铁四局研发的全国首台悬臂智慧造桥机在阜淮铁路1标段投入使用。随后,悬臂智慧造桥机广受行业追捧,持续迭代形成的4到6米节段多型号悬臂智慧造桥机,在全国铁路建设领域推广开来。
现代桥梁建造,像搭积木一样,是由一个个节段拼接为整体桥面。这意味着,桥体的节段越长,施工效率越高。“这个二十几米的‘大家伙’施工时区别于传统挂篮,采用支点反顶设计,取代桥面锚固,行走过程中反顶系统作用于已完工箱梁翼缘板下部,消除了倾覆风险。”占桂友表示,悬臂智慧造桥机设置全方位作业平台防护体系,实现了施工区域全覆盖,确保作业安全。
在宁淮城际铁路南京马汊河桥梁施工现场,记者看到,庞大的造桥机在4名技术人员操作下,就能实现有效工作。占桂友告诉记者,6米大节段臂智慧造桥机突破单次悬浇节段长度,将马汊河大桥连续梁悬浇节段由16节优化调整至10节,可节省模板拆装时间40个小时,节省模板校正时间6小时,提高拼装效率,缩短施工周期2个月。
与此同时,该悬臂智慧造桥机创新采用新型承重杆件系统、平台防护系统、智能控制系统,并预留智能养护、智能张拉等扩展接口,可实现行走遥控化、模板定位精准化、施工参数可视化三大突破,构建起全生命周期工程信息反馈闭环。
智慧改造提效率
当悬浇施工完成一个节段,需要向前行走至下一个节段时,操作员轻触5G智能终端屏幕,几十组液压油缸同步伸缩发出隆隆轰鸣声,“钢铁巨人”的上半身立即启动自动走行程序,以每分钟0.2米的速度平稳前行到达施工区域。
“这在悬臂挂篮作业时根本无法想象。”项目现场副经理郝星告诉记者,正是由于集成了强大的智能控制系统,悬臂智慧造桥机在走行及模板调节时,均可以通过液电控制系统完成。
因桥面行走轨道无需人工锚固,单个节段循环施工人工投入可减少50%,施工周期缩短20%,显著提升施工效率。
此外,悬臂智慧造桥机还配置了“数智大脑”,通过综合应用物联网、大数据、5G等新技术,实现了造桥机的结构受力、桥梁线形、关键生产技术参数和生产进度管理等方面的实时监控,提高了桥梁建造智能化水平。
“为了确保施工安全,‘钢铁巨人’体内还集成了内力、变形以及双侧结构不均衡等监测模块,可实现施工全过程实时监测预警。”项目安全总监董文文告诉记者,依托综合管理信息平台,操作人员用手机登录即可查看所有施工信息,实时查询设备状态,每时每刻的电子“健康体检”,让“钢铁巨人”都能够随时发现身体结构的安全隐患,及时处置,持续保持健康平稳。
当前,中铁四局技术人员还在研发配置与悬臂智慧造桥机相配套的凿毛张拉压浆平台、自动分仓布料系统等,使新一代悬臂智慧造桥机应用更智能、使用更安全、操作更方便。
(中铁四局供图)